NaCl脅迫對枳椇和皂莢生長及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

馮蕾 劉國榮 侯曉杰 趙春斌

摘要：以枳椇和皂莢一年生實生苗為試驗材料，比較鹽脅迫對枳椇和皂莢葉面積生長、鹽脅迫癥狀、葉片脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的影響，分析其耐鹽性。結(jié)果表明，015%鹽脅迫下，枳椇生長受到明顯抑制，且出現(xiàn)了脅迫癥狀；在030%鹽脅迫下，皂莢生長受到明顯的抑制；在045%鹽脅迫下，皂莢出現(xiàn)脅迫癥狀。此外，隨NaCl濃度增加，枳椇和皂莢的脯氨酸含量均呈上升趨勢；在鹽脅迫下，枳椇可溶性糖含量呈降低趨勢，可溶性蛋白含量隨脅迫時間的增加呈現(xiàn)先升高后降低而后又升高的變化趨勢；而皂莢的可溶性糖含量呈升高趨勢，可溶性蛋白含量變化不明顯，說明可溶性糖對皂莢抵抗鹽脅迫起到了積極的滲透調(diào)節(jié)作用。

關(guān)鍵詞：鹽脅迫；枳椇；皂莢；滲透調(diào)節(jié)

中圖分類號： Q94578文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（201412-0230-03

植物細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)作用是植物適應(yīng)環(huán)境、增強(qiáng)抗逆性的基礎(chǔ)，在逆境脅迫條件下，含羧基化合物（蔗糖、多元醇和寡糖等和偶極含氮化合物（脯氨酸、其他氨基酸和多胺等 等有機(jī)溶質(zhì)參與滲透調(diào)節(jié)，可以維持細(xì)胞膨壓，穩(wěn)定細(xì)胞中酶分子的活性構(gòu)象，保護(hù)酶免受鹽離子的直接傷害[1]。

枳椇（Hovenia dulcis Thunb別稱拐棗，為鼠李科枳椇屬喬木，因花序軸結(jié)果時膨大，扭曲肉質(zhì)，果形奇特而得名，有很高的觀賞價值。[JP2]皂莢（Gleditsia sinensis Lam為豆科皂莢屬落葉喬木，分枝狀枝刺形態(tài)使其具備特色鮮明的觀賞特性。枳椇和皂莢均是具有開發(fā)應(yīng)用前景的城市園林綠化樹種。目前，有關(guān)枳椇的研究多側(cè)重于果實的藥用價值方面[3-4]，對皂莢的研究主要包括種實、刺[7]的特性與成分等方面，有關(guān)兩者耐鹽性的研究鮮有報道。因此，本研究以枳椇和皂莢為材料，研究不同濃度NaCl脅迫對兩者生長的影響、脅迫癥狀及脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的變化，探討耐鹽生理特征及耐鹽性，從而為耐鹽園林樹種的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

11試驗設(shè)計

試驗選擇生長健壯、無病蟲害、長勢一致的一年生實生苗作為試驗材料進(jìn)行鹽處理，設(shè)置土壤含鹽量為0（C、015%、030%、045%、060% 等5個處理水平，采用一次性加鹽法加入相應(yīng)濃度的NaCl溶液至預(yù)定的土壤含鹽量（NaCl占土壤干質(zhì)量的比例，每個處理重復(fù)3次。處理后0、5、10、15、20、25 d測定葉面積變化，記錄鹽脅迫癥狀，并隨機(jī)選取第1、第2位完全展開功能葉進(jìn)行脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的測定。鹽處理期間設(shè)置防雨棚，以防雨淋。

12試驗方法

121生長量的測定分別于鹽脅迫0、5、10、15、20、25 d測量并計算已標(biāo)記好的葉片面積，每個水平測定3株。

122脅迫癥狀的調(diào)查每5 d進(jìn)行脅迫癥狀調(diào)查，根據(jù)鹽脅迫危害程度輕重分為以下5級：0 級，無鹽脅迫危害癥狀；1 級，有少部分葉尖、葉緣和葉脈變黃；2 級，約有1/2的葉尖、葉緣焦枯；3 級，大部分葉片有葉尖、葉緣焦枯和落葉現(xiàn)象；4 級，枝枯、葉落直至死亡。

123滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的測定脯氨酸含量的測定采用茚三酮比色法；可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法；可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍(lán)G250染色法[8]。

13數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 16 0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，并用新復(fù)極差法（Duncan檢驗不同數(shù)據(jù)組間的差異顯著性，P<005表示差異顯著。

2結(jié)果與分析

21NaCl脅迫對枳椇和皂莢葉面積的影響

由圖1可知，鹽脅迫導(dǎo)致枳椇和皂莢的新葉生長受到明顯抑制。同時，隨著脅迫程度增大，葉面積增長幅度降低。鹽脅迫后25 d，枳椇在015%、030%、045%鹽處理下，葉片增長幅度分別為對照的4005%、1873%、441%；在060%鹽處理下脅迫20 d，葉片全部落光。皂莢的葉片在015%、030%、045%、060%鹽處理下脅迫25 d，葉面積的增長幅度為對照的7649%、4000%、2701%、1474%?？梢?，鹽脅迫對皂莢的葉面積生長影響較小，對枳椇的影響較大。

22NaCl脅迫下枳椇和皂莢產(chǎn)生的脅迫癥狀

試驗結(jié)果（表1表明，隨著鹽脅迫程度的加重，枳椇和皂莢均表現(xiàn)出一定程度的脅迫癥狀。在015%鹽脅迫下，枳椇于脅迫后20 d出現(xiàn)脅迫癥狀。皂莢在015%、030%鹽脅迫下，試驗期間未出現(xiàn)任何脅迫癥狀；在045%鹽處理下脅迫后25 d，枳椇受害嚴(yán)重，僅剩上部極少數(shù)葉片，而皂莢受害較輕，極少數(shù)葉片脫落；在060%鹽處理下脅迫25 d， 枳椇葉片23NaCl脅迫對枳椇和皂莢脯氨酸含量的影響

由圖2可以看出，枳椇的脯氨酸含量隨著鹽脅迫程度的增加和時間的延長呈上升趨勢。在鹽脅迫下15 d，枳椇的脯氨酸含量明顯高于對照（P<005，015%、030%、045%、060%鹽脅迫下分別比對照升高了174、185、559、763倍。結(jié)合NaCl脅迫對枳椇生長的影響及脅迫癥狀，由于枳椇對鹽脅迫較敏感，因此鹽脅迫下脯氨酸含量提高可能是一種受害癥狀的表現(xiàn)[9]。

皂莢的脯氨酸含量隨著鹽脅迫程度的加重呈上升趨勢，在015%、030%鹽脅迫下，皂莢脯氨酸含量與對照相比沒有明顯的變化，當(dāng)鹽脅迫濃度達(dá)045%時，脯氨酸含量與對照相比明顯上升（P<005。鹽脅迫15 d，015%、030%、045%、060%鹽脅迫下皂莢的脯氨酸含量分別比對照升高了047、082、116、213倍。

24NaCl脅迫對枳椇和皂莢可溶性蛋白含量的影響

由圖3可以看出，鹽脅迫5 d后，枳椇的可溶性蛋白含量與對照相比明顯增加，說明可溶性蛋白對鹽脅迫有一定的協(xié)調(diào)作用。鹽脅迫15 d，枳椇的可溶性蛋白含量迅速降低，并低于對照水平；鹽脅迫 25 d，枳椇的可溶性蛋白含量高于對照（P<005。皂莢的可溶性蛋白受鹽脅迫變化不明顯，說明其對鹽脅迫不敏感。endprint

25NaCl脅迫對枳椇和皂莢可溶性糖含量的影響

碳水化合物是植物體內(nèi)的主要貯藏物質(zhì)，是植物生長發(fā)

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育的能源基礎(chǔ)[10]?？扇苄蕴鞘呛芏喾躯}生植物的主要滲透調(diào)節(jié)劑，也是合成別的有機(jī)溶質(zhì)的碳架和能量來源，并對細(xì)胞膜和原生質(zhì)膠體有穩(wěn)定作用，還可在細(xì)胞內(nèi)無機(jī)離子濃度高時起保護(hù)酶類的作用[11]。

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由圖4可以看出，鹽脅迫后5 d，枳椇在濃度大于030%的鹽脅迫下，可溶性糖含量與對照相比明顯增加（P<005，說明鹽脅迫初期可溶性糖對鹽脅迫有一定的協(xié)調(diào)作用。鹽脅迫15 d，枳椇的可溶性糖含量均低于對照，這可能是呼吸作用的增強(qiáng)和光合作用的衰竭所致[12]。鹽脅迫下皂莢的可溶性糖含量均高于對照，說明可溶性糖對皂莢抵抗鹽脅迫起到了積極的滲透調(diào)節(jié)作用。

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3結(jié)論與討論

有學(xué)者認(rèn)為脯氨酸的增加與耐鹽性呈正相關(guān)，脯氨酸積累是植物抵御逆境的生理反應(yīng)之一[13]。但另外一些研究結(jié)果與此相反，認(rèn)為鹽脅迫下脯氨酸含量不是限制其耐鹽性因子，而更適合作為一個脅迫傷害指標(biāo)。本試驗結(jié)果顯示，耐鹽力較強(qiáng)的皂莢脯氨酸含量升高幅度低于耐鹽力弱的枳椇，這與有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)在鹽、干旱和低溫脅迫下，抗逆性較強(qiáng)的水稻品種脯氨酸積累較少，而抗逆性弱的水稻品種脯氨酸積累較多的報道相一致[14]。

汪貴斌等認(rèn)為，在鹽分脅迫下，植物的可溶性蛋白含量下降，原因是鹽脅迫條件下蛋白質(zhì)的分解加速，分解成各種氨基酸，尤其是脯氨酸，使得脯氨酸含量升高，以降低葉片的水勢，促進(jìn)植物對水分的吸收，減輕鹽害程度[15]。而肖強(qiáng)等認(rèn)為，在脅迫情況下游離脯氨酸和可溶性蛋白同步增加，游離脯氨酸和蛋白質(zhì)代謝損傷之間沒有任何相關(guān)性[16]。本試驗結(jié)果顯示，鹽脅迫15 d后，枳椇的可溶性蛋白含量低于對照水平，由此推斷此時蛋白質(zhì)分解加速，分解成脯氨酸，這與15 d后枳椇的脯氨酸含量急劇上升相穩(wěn)合；鹽脅迫25 d，枳椇的可溶性蛋白含量略高于對照（P<005，可能是形成少量的鹽蛋白；也可能是細(xì)胞膜系統(tǒng)受損，膜蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘鞍住?/p>

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