鉬素對不同氮素形態(tài)營養(yǎng)液培養(yǎng)的鹽角草生物量的影響

吳自明，譚雪明，陳慧珍，2，韓瑞才，石慶華，潘曉華

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點實驗室 江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點實驗室，江西 南昌 330045； 2.江西省萍鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江西 萍鄉(xiāng) 337000)

鹽角草(Salicorniaeuropaea)又稱歐洲海蓬子，系藜科鹽角草屬，是一種葉片退化而莖肉質(zhì)化，不具有鹽腺和鹽囊泡，可以在1 mol·L-1NaCl下生存，一年生雙子葉草本鹽生植物，可作為無公害蔬菜、動物青飼料和生物能源物質(zhì)栽培應(yīng)用，在我國廣為分布，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)價值和生態(tài)價值[1-6]。過去沿海荒漠氣候地區(qū)曾把鹽角草作為油料作物通過海水灌溉種植[7-8]，而今由于其生長在不毛之地的鹽堿地，無病蟲藥害，富含極高營養(yǎng)價值及保健功能，具有降低血液中膽固醇及減肥作用，成為餐桌上的有機(jī)和無公害海水蔬菜。據(jù)報道，墨西哥和厄立特里亞已在荒漠沿海地區(qū)大面積種植鹽角草[9]，且歐洲國家最近啟動了鹽角草高產(chǎn)育種和栽培項目[10]。我國海岸線長，可種植鹽角草的海涂面積巨大，但迄今為止，在海邊灘涂推廣的面積極少。利用海水灌溉大面積種植鹽角草，對于促進(jìn)海邊灘涂農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義[11]。

1 材料與方法

1.1材料種植 選用RN生態(tài)型鹽角草為試驗材料，種子從以色列本古里安大學(xué)獲得，種植在可控溫室。溫度控制在20～30 ℃。光照時長用100 W標(biāo)準(zhǔn)燈補(bǔ)充光照時長至少15 h，防止短日照促進(jìn)鹽角草開花。用20 L裝有珍珠巖介質(zhì)的籃筐放入充氣的海水溶液中培養(yǎng)鹽角草。分別設(shè)計3個鉬營養(yǎng)水平(0、3、6 μmol·L-1葉面噴施)和每周3 μmol·L-1鉬營養(yǎng)溶液水培，每2周換一次營養(yǎng)液，中間添加營養(yǎng)液以補(bǔ)充由于蒸騰或蒸發(fā)減少的營養(yǎng)液。每個鉬營養(yǎng)和N源小區(qū)處理重復(fù)3次。鹽角草種子50%海水澆灌在珍珠巖上，出苗后4周，逐漸增加鹽的濃度至海水濃度。苗數(shù)控制在1 000株·m-2，播種12周后，將鮮嫩的可食莖枝(菜用質(zhì)量)剪下稱量；之后每月收割1次，連續(xù)6次，計算單位面積累計的鮮質(zhì)量。

1.2營養(yǎng)液配制 按照Hoagland營養(yǎng)液配置方法[18]，用海鹽配置33 g·L-1的海水溶液，內(nèi)含5 mmol·L-1硝態(tài)氮或5 mmol·L-1的銨態(tài)氮作為N源，無鉬素營養(yǎng)(表1)，兩種營養(yǎng)液不添加鉬素營養(yǎng)的為對照。為減少NH4+的硝化作用，營養(yǎng)液中加入0.09 μmol·L-1雙氰胺(Sigma Chemicals,D-8275)[19]。

表1 兩種N素形態(tài)和NO3--N)營養(yǎng)液的配制

1.3葉綠素及胡蘿卜色素測定 采用80%的丙酮提取色素，30 mg肉質(zhì)莖研磨勻漿，然后在7 000 r·min-1下離心10 min，用紫外可見分光光度計(Beckman DU800)測定663、645和470 nm下的吸光值，按Lichtenthaler和Wellburn[20]的方法，測定和計算單位鮮質(zhì)量葉綠素(Chl)和β-胡蘿卜素(β-Car)的含量。葉綠素a濃度Ca=12.21A663-2.81A646；葉綠素b濃度Cb=20.13A646-5.03A663；葉黃素和類胡蘿卜素濃度Cx+c=(1 000A470-3.27Ca-104Cb)/229。

1.4硝酸還原酶活性測定 硝酸還原酶活性測定按照Ventura的方法[21]，第1次收割地上莖后4周，在噴施鉬素和更換鉬素營養(yǎng)液后，次日09:00-11:00收集莖的頂部(約2 cm長)，稱量，按照1∶20(W∶V)比率浸入加有0.1 mol·L-1KNO3和0.1%異丙醇的50 mmol·L-1磷酸鉀緩沖液中，泵真空，使莖充分浸潤在溶液中。NH4+培養(yǎng)的鹽角草NR活性也是在不含0.1 mol·L-1KNO3-反應(yīng)混合液中測定。30 ℃暗反應(yīng)30 min，消除起始樣品中亞硝酸鹽。最后，按照1∶1(V∶V)加入3 mmol·L-1HCl 溶解1%的磺胺和0.02%N-1-萘基乙二胺，540 nm分光光度計讀數(shù)。通過計算反應(yīng)液酶催化產(chǎn)生的亞硝態(tài)氮(NO2-)總量就可得出硝酸還原酶活性。

1.5黃嘌呤脫氫酶活性及酰脲類物質(zhì)測定 第1次收割地上莖后5周，分別收集根和莖的頂部(約2 cm長)，稱量，液氮速凍超低溫貯藏用于XDH活性及Ureides測定。

XDH活性測定采用提取液分別按照1∶2(V∶V)和1∶6的比例，研磨根系和肉質(zhì)莖蛋白，15 000 r·min-1離心，取上清液，蛋白的定量參照Bradford的方法[22]，用Bio-Rad試劑微量分析和結(jié)晶牛血清蛋白做標(biāo)準(zhǔn)曲線。XDH活性分析，采用非變性PAGE膠電泳分離，與底物反應(yīng)，產(chǎn)物顯色的方法具體參照Brychlova等[23]的方法。XDH與底物反應(yīng)顯色條帶相對強(qiáng)度通過Bio-Rad Quantity One Version 4.5軟件估計。

酰脲類物質(zhì)測定采用80%的乙醇按照1∶4(V∶V)的比例，研磨提取Ureides，尿囊素和尿囊酸的具體測定方法分別參照Vogels等[24]的方法。

1.6數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)處理利用DPS和Excel軟件，用t測驗對同一因素的處理與對照間差異進(jìn)行顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

圖1 不同氮素形態(tài)營養(yǎng)液和鉬素水平培養(yǎng)的鹽角草色素含量Fig.1 Pigments content of Salicornia europaea under different nitrogen sourece and different molybodate level

圖2 鉬素水平對和NH4+-N營養(yǎng)液培養(yǎng)的鹽角草硝酸還原酶活性的影響

3 討論

圖3 不同鉬素水平對和NH4+-N營養(yǎng)液培養(yǎng)的鹽角草肉質(zhì)莖黃嘌呤脫氫酶活性的影響Fig.3 Effects of different molybdate level on XDH activity of Salicornia europaea in

圖4 鉬素水平對和營養(yǎng)液培養(yǎng)的鹽角草肉質(zhì)莖尿囊素和尿囊酸含量的影響Fig.4 Effects of molybdate application on allantion and allantoate content of Salicornia europaea in NO3--N and NH4+-N solution

圖5 不同氮素形態(tài)和鉬素水平對鹽角草生物量的影響Fig.5 Effects of molybdate application on yield of Salicornia europaea in NO3--N and NH4+-N solution

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