鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗生理生化特性的影響

秦立金

（赤峰學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗生理生化特性的影響

秦立金

（赤峰學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

本試驗選用內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)普遍種植的菜都五號櫻桃番茄品種為材料，在同一水平條件下測定它們在不同程度的鹽脅迫下生理生化指標(biāo)的變化.結(jié)果表明：低鹽脅迫濃度能促進(jìn)植株生長，高鹽脅迫濃度對植株生長有一定的抑制作用.櫻桃番茄幼苗葉片中的葉綠素含量與ck相比均顯著減少，脯氨酸含量、丙二醛含量及可溶性糖含量急劇增加，有利于減少鹽脅迫的傷害.本試驗篩選的臨界鹽脅迫濃度為0.06mol/L.

番茄；鹽脅迫；脯氨酸；可溶性糖；丙二醛

1 引言

番茄是茄科番茄屬一年生或多年生草本植物，除具有較高的營養(yǎng)價值外，莖、葉可作農(nóng)藥等加以利用.因此番茄的應(yīng)用前景十分廣闊.目前，番茄的種植面積在不斷擴(kuò)大，據(jù)統(tǒng)計，我國鹽漬土面積為3470萬hm2[1].土壤鹽漬化是世界上許多干旱和半干旱地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量下降的主要原因.迄今為止，我國有80%左右的鹽漬土尚未得到開發(fā)利用，有著巨大的開發(fā)利用潛力[2].

由于全球淡水資源日趨緊缺，土壤鹽漬化加劇，使抗鹽育種成為各國關(guān)注的一個熱點(diǎn).國內(nèi)外應(yīng)用組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)篩選出了一些植物的耐鹽突變體[3].本試驗人工模擬鹽脅迫，通過對櫻桃番茄種子進(jìn)行浸種，盆栽，測定其對櫻桃番茄幼苗生長和生理生化指標(biāo)的影響，以期為以后選育櫻桃番茄耐鹽品種提供理論依據(jù).

2 材料和方法

2.1 試驗材料

2.1.1 供試材料

菜都五號，為山東省壽光市金田種苗有限公司提供，該品種是一代雜交種，屬無限生長類型.中早熟品種，生長勢強(qiáng)，葉色翠綠，葉片薄.

2.1.2 試驗藥品

Na2SO4分析純，分別配成0.03mol/l、0.06mol/l、0.09mol/l、0.12mol/l的硫酸鈉溶液，以蒸餾水為對照.

2.2 試驗方法

試驗于2012年4～6月在赤峰生命科學(xué)學(xué)院花卉栽培實驗室與植物生理實驗室進(jìn)行人工模擬鹽脅迫，4月13日20:00以上述5種不同濃度的硫酸鈉溶液浸種，4月14日催芽，4月18日用花盆進(jìn)行盆栽.當(dāng)番茄幼苗長至第2片真葉時，開始測量幼苗株高、最大葉面積等形態(tài)指標(biāo)，以7d為周期，測量了5次，最后測定番茄幼苗各項生理指標(biāo).

采用EXCEL軟件處理試驗數(shù)據(jù).

3 結(jié)果與分析

3.1 鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

3.1.1 對幼苗株高的影響

由圖1可知，幼苗株高隨脅迫濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，在脅迫濃度為0.06mol/L時株高達(dá)到最大值3.2cm，幼苗長勢最好.

圖1 鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗株高的影響

3.1.2 對幼苗最大葉面積的影響

由圖2可知，幼苗的最大葉面積隨脅迫濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，在脅迫濃度為0.06mol/L時幼苗的最大葉面積達(dá)到最大值1.33cm2，幼苗長勢最好.

圖2 鹽脅迫對櫻桃番茄最大葉面積的影響

3.2 鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗生理生化指標(biāo)的影響

3.2.1 對櫻桃番茄游離脯氨酸含量的影響

脯氨酸既可作為植物鹽脅迫下的一種保護(hù)物質(zhì)，還可以用來鑒定植物耐鹽程度的大小[6].由圖3可知，番茄幼苗中脯氨酸含量隨脅迫濃度的增加呈先上升后下降的趨勢.在脅迫濃度為0.06mol/L時脯氨酸含量最多，這說明鹽脅迫下脯氨酸的增加幅度與植物的耐鹽性有一定的相關(guān)性，鹽脅迫濃度為0.06mol/L時其耐鹽性最強(qiáng).

圖3 鹽脅迫對櫻桃番茄游離脯氨酸含量的影響

3.2.2 鹽脅迫對葉片丙二醛含量的影響

植物器官衰老或在逆境條件下，往往發(fā)生膜脂過氧化作用產(chǎn)生丙二醛[7].因此，通常利用它作為脂質(zhì)過氧化指標(biāo)，它的含量多少可以代表膜損傷程度的大小[8].由圖4可知，番茄幼苗中MDA含量隨鹽脅迫濃度的增大呈先上升后下降的趨勢.在脅迫濃度達(dá)到0.06mol/L時，番茄幼苗的MDA含量增至對照組的幾倍，這說明鹽脅迫濃度為0.06mol/L，番茄幼苗過氧化作用最強(qiáng).

圖4 鹽脅迫對櫻桃番茄丙二醛（MDA）含量的影響

3.2.3 鹽脅迫對葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總含量的影響

葉綠素是綠色植物進(jìn)行光合作用的主要色素，其含量的多少與植物的光合作用及其強(qiáng)度有密切的關(guān)系[9].由圖5可知，在不同濃度的鹽脅迫處理下，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量隨著鹽脅迫濃度的增加，都呈先上升后下降的趨勢.在脅迫濃度為0.06mol/L時，番茄幼苗的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量最多，這說明鹽脅迫濃度為0.06mol/L時光合作用最強(qiáng)適宜番茄幼苗的生長.

圖5 鹽脅迫對櫻桃番茄葉綠素含量的影響

3.2.4 鹽脅迫對番茄幼苗可溶性糖含量的影響

植物為了適應(yīng)逆境環(huán)境，如鹽脅迫、干旱，會主動積累可溶性糖，降低滲透勢，以適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化[10].由圖6可知，番茄幼苗中可溶性糖含量隨鹽脅迫濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，說明此番茄幼苗可通過可溶性糖含量進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，在鹽脅迫濃度為0.06mol/L時對鹽環(huán)境的適應(yīng)性最強(qiáng).

表6

4 結(jié)論與討論

4.1 鹽脅迫對番茄幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

植物的生長特征是植物在外部形態(tài)上對鹽脅迫的響應(yīng)，生長受到抑制是鹽脅迫對植物傷害的一個重要表現(xiàn)，鹽脅迫導(dǎo)致植物產(chǎn)量降低的基本原因是由于植物生長過程中受到抑制.本試驗中，番茄幼苗的株高、最大葉面積隨鹽脅迫濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，鹽脅迫小于0.06mol/L時，二者呈增加的趨勢，而鹽脅迫大于0.06mol/L時，二者隨之下降.說明低濃度鹽脅迫下，促進(jìn)了植物地上部分的生長，而高濃度鹽脅迫植株生長受到了一定的抑制作用.

4.2 鹽脅迫對番茄幼苗脯氨酸含量的影響

在一定的逆境條件下（鹽堿、旱、熱、冷、凍），植物體內(nèi)脯氨酸的含量顯著增加.植物體內(nèi)脯氨酸含量在一定程度上反應(yīng)了植物的抗逆性，抗鹽性強(qiáng)的品種往往積累較多的脯氨酸，因此測定脯氨酸含量可以作為一項生理指標(biāo)進(jìn)行抗鹽育種的研究.此外，鑒于脯氨酸有極強(qiáng)的親水性，能夠穩(wěn)定體內(nèi)組織的代謝過程及原生質(zhì)膠體，因而能降到冰點(diǎn)，對于細(xì)胞脫水具有一定的防止作用.處于低溫的條件時，組織細(xì)胞當(dāng)中的脯氨酸含量增加，可以使植物的抗寒性提高，因此，可以作為一項生理指標(biāo)進(jìn)行抗寒育種研究.本試驗結(jié)果表明，隨著鹽濃度的增加，各處理的番茄幼苗脯氨酸含量先增加后減少.植物脯氨酸含量隨鹽脅迫強(qiáng)度的加劇先加強(qiáng)后降低，導(dǎo)致脯氨酸積累先增多后減少，這可能是由于磷酸脫氫酶活性下降，引起脯氨酸氧化分解減慢，脯氨酸積累增多，當(dāng)鹽濃度達(dá)到一定程度后植物體內(nèi)磷酸脫氫酶出現(xiàn)失活，脯氨酸積累減少.

4.3 鹽脅迫對葉片丙二醛含量的影響

植物器官的衰老或者在逆向環(huán)境下受到傷害，常常會有膜脂過氧化的發(fā)生，丙二醛（MDA）為膜脂過氧化作用的分解終產(chǎn)物，丙二醛的含量可以作為植物受到逆向環(huán)境傷害時的一項檢測指標(biāo).丙二醛從產(chǎn)生的膜上相應(yīng)位置釋放出來后，既可以與核酸又可以與蛋白質(zhì)反應(yīng)，從而使其喪失生理功能，還可以使纖維分子之間的橋鍵出現(xiàn)松弛，或者使蛋白質(zhì)的合成受到抑制.所以，丙二醛的積累可能對細(xì)胞和膜造成一定的傷害.本試驗結(jié)果表明，隨著鹽脅迫處理濃度的增加，脅迫處理的丙二醛含量先增加后減小.在鹽脅迫處理下細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量自由基，積累的自由基首先傷害質(zhì)膜系統(tǒng)，膜透性增大，引起質(zhì)膜發(fā)生過氧化，產(chǎn)生丙二醛，使其含量增加.當(dāng)鹽溶液達(dá)到一定濃度后，細(xì)胞失水失活，質(zhì)膜系統(tǒng)受到破壞，從而使丙二醛的含量減少.

4.4 鹽脅迫對葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總含量的影響

葉綠素是綠色植物進(jìn)行光合作用的主要色素，其含量的多少與植物的光合作用及其強(qiáng)度有密切的關(guān)系.本試驗結(jié)果表明，在不同濃度的鹽脅迫處理下，葉綠素含量隨鹽脅迫程度的增加先增加后減少.上升階段可能是由于鹽脅迫使葉綠素的合成受到刺激，葉綠素的生物合成加強(qiáng)，導(dǎo)致葉綠素的合成增多.后下降可能是由于鹽脅迫使葉綠素的片層結(jié)構(gòu)遭到損傷，葉綠素的生物合成過程減弱，導(dǎo)致合成的葉綠素分解加快，從而表現(xiàn)出葉綠素含量下降.

4.5 鹽脅迫對番茄幼苗可溶性糖含量的影響

糖含量常作為植物體內(nèi)的碳素營養(yǎng)狀況以及農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)形狀的重要指標(biāo).為了適應(yīng)逆境條件，植物也會主動的積累一些可溶性糖，降低植物的冰點(diǎn)和滲透勢，用來適應(yīng)外界環(huán)境的變化.本試驗結(jié)果表明，隨著鹽脅迫濃度的增大，鹽脅迫所處理的植物可溶性糖的含量先增加后減少.在一定的鹽脅迫下，植物的細(xì)胞可以通過對可溶性糖含量的積累進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，以達(dá)到阻止細(xì)胞膜的解離，提高細(xì)胞的保水能力，使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止細(xì)胞脫水.故可溶性糖的積累也被認(rèn)為是鹽脅迫的一種適應(yīng)和自我保護(hù)的反應(yīng).

綜上所述，低鹽脅迫濃度能促進(jìn)櫻桃番茄植株的生長，而高脅迫鹽濃度對櫻桃番茄植株生長起到了抑制作用.本試驗篩選的臨界鹽脅迫濃度為0.06mol/L.

〔1〕王遵親.中國鹽漬土[M].北京：科學(xué)出版社，1993.

〔2〕謝承陶.鹽漬土改良原理與作物抗性[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1992.

〔3〕朱廣廉.植物生理實驗.1990.

〔4〕西北農(nóng)業(yè)大學(xué).植物生理實驗指導(dǎo)[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1987.113-116.

〔5〕張志良.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)(第二版)[M].北京：高等教育出版，1990.257-258.

〔6〕李玲,等.植物生理學(xué)模塊實驗指導(dǎo).北京：科學(xué)出版社，2009.86-87.

〔7〕李玲,等.植物生理學(xué)模塊實驗指導(dǎo).北京：科學(xué)出版社，2009.80-82.

〔8〕劉愛華，王永飛，等.土壤水分脅迫對生菜幼苗部分生理指標(biāo)的影響 [J].F西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010,19（6）：144-147.

〔9〕李玲,等,植物生理學(xué)模塊實驗指導(dǎo).北京：科學(xué)出版社，2009.35.

〔10〕王進(jìn)，歐毅，等.土壤水分脅迫對梨葉片生理生化指標(biāo)的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008，21（1）：62-65.

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