NaCl脅迫對(duì)美國(guó)白蠟幼苗部分生理指標(biāo)的影響

于金平, 俞 珊, 梁有旺, 倪學(xué)軍, 任全進(jìn),①

〔1. 江蘇省·中國(guó)科學(xué)院植物研究所(南京中山植物園), 江蘇 南京 210014；2. 南京林業(yè)大學(xué)森林資源與環(huán)境學(xué)院, 江蘇 南京 210037； 3. 鹽城市園林管理局, 江蘇 鹽城 224002〕

美國(guó)白蠟(FraxinusamericanaLinn.)為木犀科(Oleaceae)白蠟樹(shù)屬(FraxinusLinn.)落葉喬木，原產(chǎn)加拿大南部和美國(guó)，其干形通直、樹(shù)形美觀，是水土保持和庭院綠化的優(yōu)良樹(shù)種[1]，具有較為突出的耐干旱和耐鹽堿能力[2]。目前對(duì)美國(guó)白蠟?zāi)望}能力的研究主要集中于引種試驗(yàn)和樹(shù)種對(duì)比方面[2-4]。郝明灼等[5]的研究結(jié)果顯示：在NaCl脅迫條件下美國(guó)白蠟葉肉細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)無(wú)明顯損傷，顯示出較強(qiáng)的耐鹽能力。為進(jìn)一步探討美國(guó)白蠟?zāi)望}的生理機(jī)制，作者以美國(guó)白蠟當(dāng)年生實(shí)生苗為研究對(duì)象，分析不同水平NaCl脅迫條件下其葉片細(xì)胞膜透性以及丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量的變化，以期為美國(guó)白蠟的推廣種植提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為美國(guó)白蠟當(dāng)年生實(shí)生苗。2011年2月底將浸種催芽后的美國(guó)白蠟種子播于營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)，播種基質(zhì)為V(草炭土)∶V(珍珠巖)∶V(蛭石)=5∶3∶2,按照正常育苗技術(shù)管理。

1.2 方法

1.2.1 NaCl脅迫處理方法 于2011年6月下旬挖取生長(zhǎng)一致的健壯幼苗，洗凈根部基質(zhì)后移栽至裝滿1/2Hoagland營(yíng)養(yǎng)液的40 L塑料箱中水培，用厚約3 cm的打孔泡沫板固定幼苗，每箱為1個(gè)處理，每處理栽植32株幼苗。

適應(yīng)培養(yǎng)10 d后用NaCl處理液進(jìn)行脅迫處理。用1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液配制質(zhì)量濃度為0(CK)、1、3、5和7 g·L-1NaCl處理液。脅迫處理期間，每天早晚對(duì)培養(yǎng)液充氣30 min，每周更換處理液1次。脅迫處理在南京林業(yè)大學(xué)溫室內(nèi)進(jìn)行，溫度(30±3) ℃、空氣相對(duì)濕度(75±10)%。脅迫處理時(shí)間為14 d，處理結(jié)束后從每株植株的中上部采集葉位一致的功能葉3～4片，各處理葉片分別混合后置于-80 ℃冰箱內(nèi)，供試。

1.2.2 生理指標(biāo)測(cè)定方法 參照文獻(xiàn)[6]，采用DDS-307型電導(dǎo)儀測(cè)定細(xì)胞膜透性，以相對(duì)電導(dǎo)率表示；參照文獻(xiàn)[7]，采用硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛(MDA)含量，采用茚三酮比色法測(cè)定脯氨酸含量，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量。各指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用EXCEL 2003數(shù)據(jù)分析軟件和DPS 7.05統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果和分析

經(jīng)不同水平NaCl脅迫處理后美國(guó)白蠟當(dāng)年生幼苗葉片的相對(duì)電導(dǎo)率及MDA、脯氨酸、可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量見(jiàn)表1。結(jié)果表明:隨NaCl質(zhì)量濃度的提高，葉片的相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量及脯氨酸含量均呈逐漸增加的趨勢(shì)，而可溶性蛋白質(zhì)含量呈波動(dòng)的變化趨勢(shì)，可溶性糖含量呈先升高后下降的變化趨勢(shì)。

在1 g·L-1NaCl脅迫條件下，美國(guó)白蠟幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率高于對(duì)照組但無(wú)顯著差異；在3、5和7 g·L-1NaCl脅迫條件下，葉片相對(duì)電導(dǎo)率均顯著高于對(duì)照(P<0.05)，分別比對(duì)照增加12.8%、39.2%和51.5%。可見(jiàn)，在輕度(3 g·L-1) NaCl脅迫條件下，美國(guó)白蠟葉片細(xì)胞膜就受到明顯傷害，且隨NaCl脅迫水平提高其受傷害程度不斷加重。

表1 不同質(zhì)量濃度NaCl脅迫對(duì)美國(guó)白蠟幼苗葉片部分生理指標(biāo)的影響

各處理組美國(guó)白蠟幼苗葉片MDA含量均高于對(duì)照，其中，在1～5 g·L-1NaCl脅迫條件下葉片MDA含量與對(duì)照差異不顯著；而在7 g·L-1NaCl脅迫條件下葉片MDA含量達(dá)到10.91 μmol·g-1，是對(duì)照的1.29倍，且與對(duì)照有顯著差異(P<0.05)。

在1 g·L-1NaCl脅迫條件下，美國(guó)白蠟幼苗葉片脯氨酸含量高于對(duì)照但無(wú)顯著差異；而在3、5和7 g·L-1NaCl脅迫條件下脯氨酸含量均顯著高于對(duì)照(P<0.05)，分別比對(duì)照增加15.8%、24.8%和61.6%?？梢?jiàn)，隨NaCl脅迫水平的提高，美國(guó)白蠟幼苗葉片細(xì)胞通過(guò)脯氨酸積累調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透性，以減輕NaCl脅迫的傷害。

在1、3和5 g·L-1NaCl脅迫條件下美國(guó)白蠟幼苗葉片可溶性蛋白質(zhì)含量均高于對(duì)照，而在7 g·L-1NaCl條件下則低于對(duì)照；其中，5 g·L-1NaCl脅迫處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量與對(duì)照有顯著差異(P<0.05)，而1、3和7 g·L-1NaCl處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量與對(duì)照無(wú)顯著差異。

各處理組美國(guó)白蠟幼苗葉片可溶性糖含量均高于對(duì)照且差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，其中，3 g·L-1NaCl處理組的葉片可溶性糖含量最高(5.08 mg·g-1)， 較對(duì)照增加70.8%； 1、 5和7 g·L-1NaCl處理組的可溶性糖含量也分別較對(duì)照增加40.6%、63.5%和37.0%。

3 討論和結(jié)論

當(dāng)植物受到鹽脅迫時(shí)，體內(nèi)活性氧含量提高，膜脂過(guò)氧化作用加劇，造成細(xì)胞膜系統(tǒng)損害，因此，可以用細(xì)胞膜透性和MDA含量衡量細(xì)胞膜受傷害程度。本研究中，隨NaCl質(zhì)量濃度提高，美國(guó)白蠟幼苗葉片的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量均有所增加，說(shuō)明其細(xì)胞膜受到了一定損傷；但其相對(duì)電導(dǎo)率從29.28%逐步增加至44.38%，MDA含量的增幅也不大且僅在7 g·L-1NaCl脅迫條件下與對(duì)照差異顯著，說(shuō)明短時(shí)間高水平NaCl脅迫對(duì)美國(guó)白蠟幼苗葉片細(xì)胞膜損傷不明顯，也說(shuō)明美國(guó)白蠟對(duì)NaCl脅迫造成的過(guò)氧化傷害有一定的耐性。

滲透調(diào)節(jié)作用是植物適應(yīng)環(huán)境的基礎(chǔ)，多數(shù)植物具有調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透勢(shì)的能力；脯氨酸、可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖是植物體內(nèi)主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。一般認(rèn)為，逆境條件下植物體內(nèi)脯氨酸含量越高其抗逆能力越強(qiáng)[8]；而植物體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量的變化趨勢(shì)則因植物種類(lèi)的不同而各異[9-11]；可溶性糖作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一，在逆境下其含量增加有助于維持植物細(xì)胞滲透勢(shì)平衡[12]。本研究中，美國(guó)白蠟幼苗葉片脯氨酸含量隨NaCl質(zhì)量濃度的提高呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，表明隨NaCl脅迫水平的提高，美國(guó)白蠟幼苗通過(guò)脯氨酸積累調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透性以減輕NaCl脅迫的傷害，這與張明軒等[13]和李志萍等[14]的研究結(jié)果一致。隨NaCl質(zhì)量濃度的提高，美國(guó)白蠟葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量呈波動(dòng)的變化趨勢(shì)，且在高水平NaCl脅迫條件下低于對(duì)照，而鄭世英等[15]也得出類(lèi)似的研究結(jié)果，其原因可能是：在NaCl水平較低的條件下，植物通過(guò)增加可溶性蛋白質(zhì)維持細(xì)胞滲透勢(shì)平衡，以提高其保水能力；但隨NaCl濃度提高，蛋白質(zhì)合成受阻導(dǎo)致可溶性蛋白質(zhì)含量降低。另外，美國(guó)白蠟幼苗葉片中可溶性糖含量也隨NaCl脅迫水平的提高呈先上升后下降的趨勢(shì)，與胡曉立等[16]對(duì)紫葉李〔Prunuscerasiferavar.atropurpurea(Jacq.) Rehd.〕和魏秀君等[17]對(duì)紫穗槐(AmorphafruticosaLinn.)的研究結(jié)果一致?？赡苁窃贜aCl水平較低的條件下可溶性糖含量的增加有利于植物細(xì)胞維持滲透勢(shì)平衡，但隨脅迫程度的加重，植物光合作用受到抑制，導(dǎo)致碳水化合物合成減少，使可溶性糖含量降低。

綜上所述，在NaCl脅迫條件下，美國(guó)白蠟幼苗葉片細(xì)胞膜透性增大、MDA含量增加，其細(xì)胞膜系統(tǒng)遭到一定程度破壞；但同時(shí)美國(guó)白蠟幼苗通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)脯氨酸、可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖水平以減輕NaCl脅迫的傷害，這也是美國(guó)白蠟對(duì)NaCl脅迫耐性較強(qiáng)的原因之一。

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