Na2SO4脅迫對(duì)小麥幼苗期生理的影響

劉麗敏，張東旭，趙 磊

（山西大同大學(xué)農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，山西大同 037009）

Na2SO4脅迫對(duì)小麥幼苗期生理的影響

劉麗敏，張東旭，趙 磊

（山西大同大學(xué)農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，山西大同 037009）

分別用濃度為50mmol/L，100mmol/L，150mmol/L，200mmol/L的Na2SO4溶液和蒸餾水（CK）對(duì)幼苗期的小麥脅迫72h后，測(cè)定各組小麥葉綠素含量和過(guò)氧化氫酶活性。 試驗(yàn)表明該小麥品種在100～150mmol/L的濃度范圍內(nèi)葉綠素含量及過(guò)氧化氫酶活性都為最高且接近于CK，而在50和200mmol/L的濃度下，小麥的葉綠素含量和過(guò)氧化氫酶活性都有不同程度的降低。

Na2SO4；脅迫；小麥苗期；葉綠素；過(guò)氧化氫酶

鹽類中對(duì)植物有危害的主要是Na鹽和Ca鹽，Na鹽的危害最為普遍。植物受鹽脅迫時(shí)，體內(nèi)過(guò)氧化氫大量積累，過(guò)氧化氫能與氧生成氧化力極強(qiáng)的氫氧自由基和超氧陰離子自由基，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)過(guò)氧化受損［1］。鹽脅迫條件下，幾乎所有植物的生長(zhǎng)代謝都會(huì)受到抑制，不同的植物對(duì)于致死鹽濃度的生長(zhǎng)降低率和耐受水平不同。而且鹽脅迫也幾乎對(duì)植物所有的重要生命過(guò)程都有影響，如生長(zhǎng)、蛋白合成、光合作用、能量和脂類代謝［2］。本文將研究不同濃度梯度下的Na2SO4鹽脅迫下對(duì)小麥幼苗期生理的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料處理

供試品種為普通小麥忻州6160，選取成熟飽滿的種子，在55～58℃的熱水浴中處理5～8min后，迅速放入冷水浴浸種2h。將處理后的小麥種子均勻放入5個(gè)培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿120粒，加入蒸餾水于25℃避光萌發(fā)。發(fā)芽種子露白后，轉(zhuǎn)到光照培養(yǎng)箱中（溫度25±1℃，光照12h，光強(qiáng)2 500lx，相對(duì)濕度80％）培養(yǎng)至一心一葉期。將5組小麥幼苗分別加入50mmol/L，100mmol/L，150mmol/L，200mmol/L硫酸鈉溶液和蒸餾水（CK）進(jìn)行鹽脅迫處理。處理72h后，取小麥葉片進(jìn)行分析。

1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法

小麥葉綠素含量采取分光光度法進(jìn)行測(cè)定［3］；小麥過(guò)氧化氫酶活性采用碘量法進(jìn)行測(cè)定［4］。

2 結(jié)果與分析

2.1 Na2SO4鹽溶液脅迫對(duì)小麥幼苗期葉綠素含量的影響

不同濃度梯度的硫酸鈉脅迫對(duì)小麥葉綠素的影響見(jiàn)圖1，鹽脅迫下小麥葉片的總?cè)~綠素含量均較對(duì)照組有所降低，濃度為100mmol/L時(shí)降低的程度最?。?0mmol/L，150mmol/L和200mmol/L時(shí)，葉綠素的含量隨著鹽脅迫濃度的增大而減少。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，鹽脅迫下小麥葉綠素的含量的變化主要是葉綠素a的變化，葉綠素b的含量隨鹽脅迫濃度變化并不明顯?？梢哉f(shuō)，葉綠素a對(duì)鹽脅迫比葉綠素b更敏感。

圖1 不同濃度梯度的Na2SO4脅迫對(duì)小麥葉綠素的影響

2.2 Na2SO4鹽溶液脅迫對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響

從圖2可以看出Na2SO4的濃度為50mmol/L時(shí)過(guò)氧化氫酶的活性低于對(duì)照，Na2SO4濃度的增加到100mmol/L時(shí)過(guò)氧化氫酶的活性較對(duì)照顯著增加，在150mmol/L的Na2SO4濃度下，過(guò)氧化氫酶活性達(dá)到最大，但當(dāng)濃度達(dá)到200mmol/L時(shí)過(guò)氧化氫酶活性再次降低到對(duì)照以下。過(guò)氧化氫酶可以清除植物光呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)氧化氫，防止超氧化物的產(chǎn)生，保護(hù)細(xì)胞器膜。

圖2 小麥過(guò)氧化氫酶在不同濃度Na2SO4鹽溶液脅迫下的活性

3 結(jié)論與討論

葉肉細(xì)胞中葉綠體是感受鹽脅迫最敏感的細(xì)胞器，是植物光合作用進(jìn)行的主要場(chǎng)所，而葉綠體基質(zhì)中的類囊體膜是光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，小麥所進(jìn)行光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換的各種色素蛋白復(fù)合體全部都分布在類囊體膜上。葉綠素是類囊體膜上色素蛋白復(fù)合體的重要組成部分，在鹽脅迫條件下，活性氧含量的增加會(huì)使葉綠體膜和類囊體膜等的過(guò)氧化作用加劇，導(dǎo)致生物膜脂質(zhì)的過(guò)氧化，最終使葉綠素含量降低，影響色素蛋白復(fù)合體的功能，使垛疊狀態(tài)的類囊體膜比例減小，葉綠體中基粒數(shù)量和質(zhì)量下降，光合強(qiáng)度降低［5］。本實(shí)驗(yàn)表明，鹽脅迫主要損傷了小麥葉綠素中的葉綠素a，對(duì)葉綠素b的傷害不大。這可能是由于葉綠素b在結(jié)構(gòu)上更穩(wěn)定，較葉綠素a不容易被氧化。

鹽脅迫影響小麥體內(nèi)過(guò)氧化氫酶等抗氧化酶類的活性。用相同濃度梯度的Na2SO4處理耐鹽和鹽敏感的小麥，發(fā)現(xiàn)耐鹽小麥幼苗中總過(guò)氧化氫酶活性隨鹽濃度的提高而逐漸升高，鹽敏感幼苗中則逐漸下降［6］。供試小麥表現(xiàn)出了良好的抗鹽性，在100mmol/L和150mmol/L濃度的Na2SO4脅迫下，過(guò)氧化氫酶的活性較對(duì)照有一定增加，這對(duì)作物抵御鹽脅迫時(shí)膜脂質(zhì)的過(guò)氧化很有幫助。100mmol/L濃度時(shí)葉綠素含量降低程度減少也與這一濃度鹽脅迫時(shí)細(xì)胞中過(guò)氧化氫酶活性的增加有關(guān)。但是，當(dāng)Na2SO4達(dá)到200mmol/L的濃度時(shí)，高濃度的鹽最終破壞了作物的自我保護(hù)機(jī)制。

已有研究表明鹽脅迫會(huì)對(duì)小麥抗性酶的基因表達(dá)產(chǎn)生影響［7］。作物對(duì)鹽漬侵害的抵抗主要是依靠各類抗氧化酶系統(tǒng)，鹽漬侵害會(huì)在植物細(xì)胞中產(chǎn)生大量的過(guò)氧化氫，后者作為過(guò)氧化氫酶的底物，可能對(duì)酶系統(tǒng)有反饋激活的效果。細(xì)胞中過(guò)氧化氫水平達(dá)到一定濃度時(shí)過(guò)氧化氫酶活性的增加，可能是通過(guò)控制基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯影響表達(dá)，從而進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，最終達(dá)到抵抗鹽漬侵害的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，作物對(duì)鹽害的抵抗只發(fā)生在一定濃度水平，鹽脅迫的濃度過(guò)低或過(guò)高都不能激活作物的抗逆生理作用。

［1］HalliwellB.Chloroplast metabolism，the strutrure and function of chloroplast in greenleaf cell［M］.Oxford：Charendon Press，1981：186-192.

［2］楊少輝，季靜，王罡.鹽脅迫對(duì)植物的影響及植物的抗鹽機(jī)理［J］.世界科技研究與發(fā)展，2006，28（4）：70-76.

［3］張志良.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］.3版.北京：高等教育出版社，2003.

［4］王金勝.農(nóng)業(yè)生物化學(xué)研究技術(shù)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001.

［5］Maslenkova L T，Zanev Y，Popova L P.Adap tation to salinity as monitored by PSII oxygen evolving reactions in barley thylakoids［J］.PlantPhysiology，1993，142（5）：629-634.

［6］Sreenivasulu，Grimm B，Wobus U.Differential response of antioxi dant compounds to salinity stress in salt tolerant and salt sensitiveseedings of foxtail millet［J］.Planta，2000，109：435-442.

［7］孫靜，王憲澤.鹽脅迫對(duì)小麥過(guò)氧化物酶同工酶基因表達(dá)的影響［J］.麥類作物學(xué)報(bào)，2006，26（1）：42-44.

〔編輯 楊德兵〕

Na2SO4Stress on Physiology of Wheat Seedling

LIU Li-ming，ZHANG Dong-xu，ZHAO Lei
（School of Agriculture and Life Sciences，Shanxi Datong University，Datong Shanxi，037009）

After stressing concentration of 50mmol/L，100mmol/L，150mmol/L and 200mmol/L of Na2SO4solution and distilled water（CK）on wheat seeding for 72 h，ascertain by mearsuring that the chlorophyll content and catalase activity is the highest and almost up to CK.But if we stress concentration of 50 and 200，the chlorophyll content and catalase activity will go down in different extent.

Na2SO4；stress；wheat seedling；chlorophyll；catalase

S512.1

A

1674-0874（2011）01-0066-02

2010-09-05

劉麗敏（1980-），女，山西大同人，碩士，助教，研究方向：生物化學(xué)與分子生物學(xué)。