不同濃度NaCl對巴西榕組培苗生理生化的影響

2014-05-04 18:23:07蘭建彬袁海英陳澤雄

湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年2期

蘭建彬++袁海英++陳澤雄

摘要：試驗研究了離體培養(yǎng)條件下，不同濃度NaCl對巴西榕（Ficus elastica ‘Variegata）組培苗生長的影響，以找出最適宜巴西榕莖段組織增殖的NaCl濃度。結(jié)果表明，巴西榕經(jīng)0.02%NaCl處理后長勢最好，生長指標測量值均高于對照組，達到最大；其丙二醛（MDA）、可溶性糖和游離脯氨酸（Pro）含量均隨NaCl濃度升高而上升，增殖芽數(shù)、莖高、莖圍、鮮重、干重、葉綠素含量和過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性均隨著NaCl濃度的升高呈先上升后下降的趨勢?？傮w上NaCl濃度高于0.40%時，巴西榕的生長會受到抑制；高于0.80%時，巴西榕無法正常生長。

關(guān)鍵詞：巴西榕（Ficus elastica ‘Variegata）；NaCl；組培苗；生理；生化

中圖分類號：S687；Q945.78 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）02-0362-04

Effects of NaCl Concentration on Growth of Ficus elastica ‘Variegata Plantlets

LAN Jian-bin，YUAN Hai-ying，CHEN Ze-xiong

（Flowers Research Center， Chongqing University of Arts and Science， Chongqing 402168，China）

Abstract：The effects of different concentrations of NaCl（0%，0.02%，0.05%，0.10%，0.20%，0.40%，0.80%，1.20%） on the growth of Ficus elastica ‘Variegata in vitro culture were studied to find out the most suitable NaCl concentration for stem tissue proliferation. The results showed that the plantlets of Ficus elastica ‘Variegata treated by 0.02% NaCl grew well， The growth index values were higher than that of other treatments and reached to maximum. The physiological indicators such as MDA， soluble sugar and free proline content increased with the increase of NaCl concentration. The number of the adventitious shoots， seedling height， stem thickness， fresh weight， dry weight， chlorophyll content and the activity of catalase（CAT）， peroxidase（POD）， superoxide dismutase（SOD） all presented the trend of firstly increasing and then decreasing. When NaCl concentration was higher than 0.40%， the growth of Ficus elastica ‘Variegata would be inhibited and could not grow normally when NaCl concentration higher than 0.80%.

Key words： Ficus elastica ‘Variegata； NaCl； plantlet； physiology； biochemistry

巴西榕（Ficus elastica ‘Variegata）是印度橡膠榕的4個彩葉栽培品種中的1個園藝栽培變種，具有觀賞價值高、喜陽、耐陰、耐寒、耐鹽堿、光適應(yīng)性強、抗大氣污染能力強等特點，是居室、會議廳、辦公場所等室內(nèi)綠化裝飾以及公園、庭院、街道綠化的常用觀葉植物；它能改善土壤環(huán)境，修復(fù)破壞的生態(tài)系統(tǒng)，也是熱帶、南亞熱帶優(yōu)良的綠化植物。巴西榕在園林綠化方面應(yīng)用廣泛，市場需求量大，經(jīng)濟價值高。

目前關(guān)于植物鹽脅迫的研究報道很多。研究證實，雖然高濃度的NaCl對植物有害，但是在一定濃度范圍內(nèi)，Cl-和Na+卻是植物生理過程中不可或缺的元素，對植物完成其生活史有一定的作用[1]。低濃度NaCl對植物的生長不僅沒有危害，反而還能促進植物的生長[2]。

在巴西榕的組織培養(yǎng)方面已有一定的研究報道，但在巴西榕的鹽脅迫與生長的最適NaCl濃度方面值得進一步探討。筆者以重慶文理學(xué)院花卉研究中心提供的長至6～7 cm的巴西榕無菌組培苗為材料，進行了NaCl脅迫對巴西榕生長及生理特性的影響試驗，找出最適宜巴西榕莖段組織增殖及生長的NaCl濃度，為在較短的時間內(nèi)誘導(dǎo)巴西榕莖段組織產(chǎn)生大量高質(zhì)量的組培苗奠定了理論基礎(chǔ)，也為巴西榕組織快繁及工廠化生產(chǎn)提供了理論依據(jù)，更為巴西榕向鹽堿地引種積累了基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料

選取巴西榕無菌組培苗（6～7 cm）切成1.5～2.0 cm的莖段，分別轉(zhuǎn)接到裝有0.00%、0.02%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%、0.80%、1.20%NaCl的增殖培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中，每瓶接種5莖段，每個處理8個重復(fù)。以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，附加0.1 mg/L NAA、30 g/L蔗糖、6.5 g/L卡拉膠，接種好的巴西榕試驗材料置于溫度為（25±2） ℃、光照度為2 000～2 500 lx、光照時間為12 h/d的條件下培養(yǎng)。培養(yǎng)30 d后統(tǒng)一測定巴西榕的長勢及生理指標。

1.2 方法

統(tǒng)計測定增殖芽個數(shù)、莖高和莖圍（卡尺測定）、鮮重、干重（于120 ℃殺青20 min，在80 ℃下烘干至恒重，用電子天平稱重）。每種生長指標重復(fù)測定5次。葉綠素含量、游離脯氨酸（Pro）含量、丙二醛（MDA）含量、過氧化氫酶（CAT）活性及過氧化物酶（POD）活性，參照文獻[1]中的方法進行測定；可溶性糖含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性參照文獻[2]中方法進行測定。每種生理指標重復(fù)測定3次。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaCl對巴西榕組培苗生長的影響

從表1可見，經(jīng)不同濃度NaCl處理的巴西榕組培苗增殖芽數(shù)、莖高、莖圍、鮮重和干重都呈現(xiàn)出差異。巴西榕組培苗的增殖芽數(shù)、莖高、莖圍、鮮重和干重的測量值均在NaCl濃度為0.02%時達到最大。在NaCl濃度為0.02%時，巴西榕組培苗增殖芽數(shù)、莖高、莖圍、鮮重、干重比對照（不加NaCl）分別增加了18.5%、38.9%、8.2%、10.0%、1.3%，明顯優(yōu)于其他濃度NaCl處理。

NaCl處理濃度高于0.40%時，巴西榕組培苗的生長明顯受到抑制，表現(xiàn)出較強的鹽害效應(yīng)，不定芽增殖數(shù)、莖高、莖圍、鮮重、干重均明顯低于對照組。由此可知，低NaCl濃度對巴西榕的莖段增殖和生長有一定的促進作用，而過高的NaCl濃度會抑制巴西榕的莖段增殖，甚至?xí)种瓢臀鏖诺纳L。這與報道的低濃度NaCl顯著促進玉米幼苗[3，4]、堿蓬種子[5]、濱梅[6]、茄子[7]和油菜[8]的生長發(fā)育的結(jié)果是一致的。

由圖1可見，在NaCl濃度小于0.20%時，巴西榕的芽體粗壯，生長旺盛，葉片青綠；在NaCl濃度為0.20%～0.40%時，巴西榕的芽體矮化、變細，生長逐漸減慢，葉片開始變小；而在NaCl濃度為0.80%和1.20%時，巴西榕分別在17、13 d后出現(xiàn)了葉片萎蔫，愈傷組織褐化的現(xiàn)象，且隨著脅迫時間的延長，巴西榕出現(xiàn)了葉片萎蔫脫落、芽體變細腐爛等癥狀。

2.2 不同濃度NaCl對巴西榕生理特性的影響

2.2.1 不同濃度NaCl對巴西榕葉綠素含量的影響植物葉片中葉綠素含量與光合作用密切相關(guān)，未受到逆境脅迫的植物葉片中葉綠素含量高，光合速率快；受到逆境脅迫的植物葉片中葉綠素含量低，光合速率慢。試驗結(jié)果（圖2）表明，隨著NaCl濃度的增加，巴西榕組培苗中的葉綠素含量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。當NaCl濃度為0.02%時，巴西榕組培苗中的葉綠素含量達到最高，且極顯著高于對照（CK）和其他NaCl濃度水平。當NaCl濃度高于0.02%后，隨著NaCl濃度的增加葉綠素含量均逐漸減少，鹽濃度越高，葉綠素減少量就越多，至NaCl濃度為1.20%時，巴西榕組培苗中的葉綠素含量減至最低。由此可知，低濃度NaCl對巴西榕的光合速率有顯著的促進作用，高濃度NaCl對巴西榕的光合速率有顯著的抑制作用。這與報道的NaCl脅迫下紅厚殼幼苗[9]、棉花幼苗[10]、枸杞葉片[11]和桉樹幼苗[12]中葉綠素含量的變化規(guī)律是一致的。

2.2.2 不同濃度NaCl對巴西榕Pro含量的影響 Pro是植物體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，對于植物適應(yīng)逆境、減少傷害起著非常重要的作用。從圖3可以看出，巴西榕組培苗中的Pro含量與鹽脅迫濃度呈正相關(guān)。培養(yǎng)基中添加不同濃度NaCl后，巴西榕組培苗中的Pro含量均顯著高于對照（CK）。當NaCl濃度為0.02%～0.10%和0.20%～0.80%時，Pro含量變化幅度較小，超出0.80%后Pro含量急劇增加。由此可知，巴西榕在受到鹽脅迫時，可通過調(diào)節(jié)Pro的含量來降低鹽脅迫對自身造成的危害，以維持其正常生長。這與前人對葛藤[13]、高粱[14]、同德小花堿茅[15]、海姆維斯蒂構(gòu)子[16]、紅厚殼[9]、玉米[17]、蘭州百合[18]的同類研究結(jié)果相似。

2.2.3 不同濃度NaCl對巴西榕MDA含量的影響 MDA是膜脂過氧化的終產(chǎn)物，其含量可用來反映植物對逆境條件的反應(yīng)強弱，也可以作為衡量體內(nèi)自由基多少的標志。試驗結(jié)果（圖4）表明，巴西榕組培苗中的MDA含量隨著NaCl濃度的升高而逐漸增加。NaCl濃度越大，MDA含量就增加得越多。表明植物通過增加體內(nèi)MDA含量來降低鹽脅迫的危害。這與報道的鹽脅迫下苜蓿[19]、葛藤[13]、海姆維斯蒂構(gòu)子[16]、紅厚殼[9]、椒樣薄荷[20]等植物葉片中MDA含量的變化規(guī)律一致。

2.2.4 不同濃度NaCl對巴西榕可溶性糖含量的影響不同濃度的鹽脅迫對植物葉和根中可溶性糖含量的影響與植物受干旱的影響極為相似，高濃度的鹽溶液會改變原生質(zhì)膜的透性，使大量的細胞內(nèi)物質(zhì)外滲，可溶性糖含量增加。逆境脅迫下，植物體內(nèi)的可溶性糖會大量積累，參與細胞的滲透調(diào)節(jié)，減少外界對植物造成的傷害。

試驗結(jié)果（圖5）顯示，隨著NaCl濃度的升高，巴西榕組培苗中的可溶性糖含量呈上升趨勢，NaCl濃度越高，巴西榕組培苗中的可溶性糖的增加量就越多。這與王玉祥等[21]報道的鹽脅迫下轉(zhuǎn)基因紫花苜?？扇苄蕴呛康淖兓?guī)律相似。

2.2.5 不同濃度NaCl對巴西榕CAT、POD、SOD活性的影響試驗結(jié)果（圖6）表明，不同濃度NaCl處理的巴西榕組培苗中的CAT、POD、SOD活性均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。其中，POD、SOD活性在NaCl濃度為0.40%時達到最大，CAT活性在NaCl濃度為0.05%時達到最大。

3 小結(jié)與討論

綜上所述，巴西榕無菌組培苗的增殖芽數(shù)、莖高、莖圍、鮮重、干重、葉綠素含量和CAT、POD、SOD活性均隨著NaCl濃度的升高呈先上升后下降的趨勢；Pro、MDA和可溶性糖含量均隨著NaCl濃度的升高而增加；在NaCl濃度為0.02%時，巴西榕組培苗各項生長指標測量值達到最大，NaCl濃度高于0.40%后，巴西榕組培苗的生長受到抑制，高于0.80%后，巴西榕無法正常生長。因此，0.02%的NaCl濃度是巴西榕組培苗生長的最適濃度，在離體快繁巴西榕和種植巴西榕時應(yīng)考慮這一點。鹽堿土的含鹽量高達0.6%～10.0%，巴西榕組培苗在NaCl濃度為0.40%時其生長就會受到抑制，不適應(yīng)在鹽堿土中生長。雖然在NaCl濃度高于0.40%后，巴西榕無菌組培苗的生長受到抑制，但田間種植的巴西榕植株生長調(diào)節(jié)能力明顯高于巴西榕組培苗，故田間種植的巴西榕植株鹽脅迫規(guī)律與無菌組培苗的鹽脅迫規(guī)律是否相同、巴西榕植株是否適宜向鹽堿地引種等還有待進一步探討。

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