復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜幼苗生理指標(biāo)的影響

崔雪梅　方嬙　李春生

摘要：為提高油菜產(chǎn)量和品質(zhì)，探究復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜幼苗生長(zhǎng)的影響，采用營(yíng)養(yǎng)沙土培養(yǎng)油菜兩周后，移至水培。以NaCl、CaCl2、MgSO4、Na2SO4、NaHCO3作為復(fù)鹽成分，人工設(shè)定11種不同濃度復(fù)鹽進(jìn)行脅迫處理，檢測(cè)油菜幼苗葉綠素、可溶性糖、過(guò)氧化氫含量、游離脯氨酸含量及根系活力、根長(zhǎng)、株高7項(xiàng)指標(biāo)，分析復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，低濃度復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜的根長(zhǎng)、株高生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，復(fù)鹽含量高于0.9%會(huì)抑制根長(zhǎng)株高生長(zhǎng)；鹽分脅迫抑制幼苗葉綠素和可溶性糖的積累，鹽分濃度越高，抑制程度越大；低濃度的復(fù)鹽分脅迫可以促進(jìn)植株脯氨酸的積累，濃度高于1.5%后，促進(jìn)作用減小，高濃度則產(chǎn)生一定的抑制作用；低濃度的復(fù)鹽脅迫對(duì)根系活力的影響不大，濃度大于0.9%后會(huì)抑制根系活力。

關(guān)鍵詞：土壤鹽漬化；油菜幼苗；復(fù)鹽脅迫；抗逆性

中圖分類號(hào)：S158.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）19-4705-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.19.012

Abstract： To enhance the output and quality of rape， the impact of complex salt stress on the growth of rape seeding was studied. The rape seedlings were removed to hydroponics after being cultivate with the nutrition sand for two weeks. NaCl、CaCl2， MgSO4， Na2SO4 and NaHCO3 at 11 different concentration were used as the source of complex salt stress. Then 7 indexes including chlorophyll content， soluble sugar， hydrogen peroxide content， free praline content， root activity， root length， plant height were measured to analyze the impact of complex salt stress on the physiological and biochemical indexes of rapeseed. Results showed that complex salt stress could promote the growth of root length and plant height of rapeseed at low concentration while would inhibit when the complex salt content was higher than 0.9%. Salt stress suppressed the accumulation of chlorophyll and soluble sugar， and the higher the density of salt， the bigger the degree of suppression. Low concentration of salt stress could promote the accumulation of plant praline； and the promotion effect reduced when the density is higher than 1.5%. However， when the density was too high， it showed certain inhibitory action. Low concentration of salt stress had little effect on root activity； but it would inhibit the root activity when the concentration was higher than 0.9%.

Key words： soil salinization； rape seedling； complex salt stress； resistance

油菜是中國(guó)第一大油料作物，種植面積和產(chǎn)量均居世界首位。油菜在中國(guó)西北地區(qū)大面積種植具有悠久的栽培歷史。深入了解油菜的抗逆性機(jī)理，可以豐富油菜的生理生態(tài)研究，為油菜生產(chǎn)模式的建立提供理論參考。鹽脅迫是目前影響植物生長(zhǎng)、降低農(nóng)作物產(chǎn)量的主要逆境因素之一[1]。鹽堿土中可溶性鹽分主要包括Na+、Ca2+、Mg2+、K+等陽(yáng)離子以及CO32-、HCO3-、C1-、SO42-和NO3-等陰離子，它們均來(lái)自中性鹽或堿性鹽[2]。目前油菜耐鹽性的研究主要集中于單鹽（NaC1）脅迫對(duì)種子萌發(fā)的耐鹽性方面，而關(guān)于復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道[3]。

本試驗(yàn)選用陽(yáng)光2009油菜種子，以NaCl、CaCl2、MgSO4、Na2SO4、NaHCO3作為復(fù)鹽成分，人工設(shè)定不同濃度復(fù)鹽分梯度，模擬現(xiàn)實(shí)狀態(tài)下土壤受到鹽分脅迫的情況。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的適應(yīng)生長(zhǎng)以后，對(duì)不同濃度鹽分處理下的油菜幼苗葉綠素含量、可溶性糖、過(guò)氧化氫含量、游離脯氨酸含量、根系活力等項(xiàng)目的變化進(jìn)行比較，為進(jìn)一步探究油菜抗逆性和提高油菜抗逆能力提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試油菜品種為甘藍(lán)型半冬性常規(guī)種——陽(yáng)光2009，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所選育。

供試鹽分種類及比例：考慮到鹽堿土中可溶性鹽分主要包括Na+、Ca2+、Mg2+、K+等陽(yáng)離子以及CO32-、HCO3-、C1-、SO42-和NO3-等陰離子[3]，所以模擬鹽分脅迫的鹽溶液成分選用NaCl、CaCl2、MgSO4、Na2SO4、NaHCO3，以NaCl∶CaCl2∶MgSO4∶Na2SO4∶NaHCO3 =14∶1.5∶3∶14∶0.5的質(zhì)量比作為鹽分處理原溶液。以此溶液為基礎(chǔ)，配制0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%、2.1%、2.4%、2.7%、3.0%的濃度梯度。

1.2 試驗(yàn)方法

挑選顆粒飽滿、大小均勻的油菜種子，用0.525%的次氯酸鈉溶液浸泡25 min，再用自來(lái)水沖洗幾遍，消毒處理后浸泡過(guò)夜，次日棄去浮在水面的死種，然后進(jìn)行催芽。將種子均勻播在鋪有兩層濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿上，培養(yǎng)皿放入（25±2） ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每隔5 h澆一次水。3 d后移至沙土中進(jìn)行培養(yǎng)，并施1/2霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液，每隔5 h施一次。2周后幼苗長(zhǎng)出3～4片子葉，根系發(fā)達(dá)，當(dāng)幼莖較硬時(shí)，將長(zhǎng)勢(shì)一致、長(zhǎng)短粗細(xì)均勻的幼苗以3株為一組，測(cè)量其株高和根長(zhǎng)，然后移于獨(dú)立的玻璃管中進(jìn)行水培，以泡沫軟墊固定。幼苗分為11個(gè)試驗(yàn)組，每組3個(gè)平行，共33個(gè)試驗(yàn)組，置于通風(fēng)光照處培養(yǎng)，每天通氣15 min。移苗一周后進(jìn)行復(fù)鹽脅迫處理，10 d后開(kāi)始測(cè)定各項(xiàng)生理生化指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 株高、根長(zhǎng)的測(cè)定 在復(fù)鹽處理之前，測(cè)量各組幼苗的株高、根長(zhǎng)，處理結(jié)束后再測(cè)量一次。兩者相比較可得出油菜幼苗在不同鹽分梯度脅迫下的株高、根長(zhǎng)的變化量。

1.3.6 根系活力的測(cè)定 采用TTC法。取根尖樣品0.5 g，加入0.4% TTC溶液和磷酸緩沖液（pH 7.0）各5 mL，在37 ℃下暗保溫2 h，加入1 mol/L硫酸2 mL。取出后用濾紙吸干水分，加乙酸乙酯3 mL，充分研磨以提取TPF（三苯基甲月替）。把紅色提取液移入刻度試管，并用乙酸乙酯洗滌殘?jiān)?次，移入刻度試管，加乙酸乙酯使總量為10 mL，在波長(zhǎng)485 nm下比色，測(cè)出吸光度，查標(biāo)準(zhǔn)曲線，即可求出TTC還原量[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜幼苗株高、根長(zhǎng)的影響

將油菜種子沙培兩周之后，首先測(cè)量一次根長(zhǎng)、株高，復(fù)鹽處理10 d后再次測(cè)量各組的根長(zhǎng)、株高，測(cè)定結(jié)果如表1所示。

由表1可以看出，鹽處理濃度為0.3%時(shí)，油菜根長(zhǎng)比對(duì)照增長(zhǎng)52%，鹽處理濃度達(dá)到0.6%時(shí)，油菜根長(zhǎng)和對(duì)照一樣。鹽處理濃度高于0.9%后，根長(zhǎng)增長(zhǎng)不斷降低。說(shuō)明低濃度鹽處理，有利于油菜根系的生長(zhǎng)，超過(guò)一定濃度，隨著鹽分的增加，油菜根生長(zhǎng)受到抑制。由表1還可以看出，鹽處理濃度為0.3%時(shí)，株高比對(duì)照增長(zhǎng)30%左右，鹽處理濃度為0.6%時(shí)，株高與對(duì)照差異很小，鹽處理濃度高于0.9%，株高增長(zhǎng)不斷降低。說(shuō)明低濃度鹽處理有助于油菜地上部分生長(zhǎng)，超過(guò)一定濃度后，油菜地上部分生長(zhǎng)受到抑制。

2.2 不同濃度復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜幼苗葉綠素含量的影響

復(fù)鹽處理后油菜苗葉綠素含量的變化如表2所示。從表2可以看出，與對(duì)照相比，各鹽處理濃度的葉綠素含量均有所下降。當(dāng)濃度為0.3%時(shí)，葉綠素a含量比對(duì)照下降8%左右，葉綠素b含量比對(duì)照下降1%，降幅比葉綠素a??；鹽處理濃度繼續(xù)升高，葉綠素a代謝明顯受阻，到最高濃度時(shí)其含量已降至對(duì)照的58%左右，葉綠素b也降至對(duì)照組的57%?？?cè)~綠素含量隨著葉綠素a、b含量變化呈相應(yīng)的變化趨勢(shì)。說(shuō)明鹽脅迫對(duì)油菜幼苗葉綠素含量影響較大，隨著鹽濃度升高，葉綠素含量不斷下降。

2.3 不同濃度復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜幼苗可溶性糖含量的影響

采用蒽酮法測(cè)定油菜可溶性糖含量，結(jié)果如圖1所示。由圖1可見(jiàn)，不同濃度復(fù)鹽處理的油菜幼苗可溶性糖含量都有明顯下降。鹽處理濃度為0.3%時(shí)，可溶性糖含量較對(duì)照下降了12%，降幅較大，說(shuō)明即使是低濃度鹽脅迫對(duì)油菜幼苗可溶性糖的積累也有很大的影響。到最高濃度時(shí)可溶性糖含量已降至對(duì)照的50%左右，說(shuō)明高濃度鹽脅迫對(duì)可溶性糖的積累有明顯的抑制作用。

2.4 不同濃度復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜幼苗游離脯氨酸含量的影響

用酸性茚三酮法測(cè)定脯氨酸含量，結(jié)果如表3。由表3可知，0.3%、0.6%濃度的鹽處理時(shí)，脯氨酸含量差異很小，說(shuō)明低濃度鹽脅迫對(duì)油菜幼苗脯氨酸含量的影響不明顯。鹽濃度繼續(xù)升高到1.5%時(shí)，脯氨酸含量明顯升高，是對(duì)照的216%，說(shuō)明適量濃度的鹽脅迫能夠促進(jìn)油菜幼苗的脯氨酸積累，且促進(jìn)作用明顯，當(dāng)鹽處理濃度繼續(xù)升高時(shí)，脯氨酸含量又開(kāi)始下降，鹽處理濃度為3%時(shí)，脯氨酸含量受到抑制。

2.5 不同濃度復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜幼苗過(guò)氧化氫含量的影響

過(guò)氧化氫是植物體內(nèi)活性氧最重要的代表之一，激素等信號(hào)以及生物、非生物脅迫刺激等均可以誘導(dǎo)植物細(xì)胞內(nèi)H2O2的產(chǎn)生和積累。外界環(huán)境的變化能刺激植物合成和分泌H2O2。越來(lái)越多的研究表明，H2O2在植物面臨環(huán)境脅迫時(shí)具有重要作用[5]。

復(fù)鹽脅迫下H2O2含量如圖2所示。由圖2可見(jiàn)，隨著鹽濃度升高，H2O2含量呈現(xiàn)明顯的先升后降的趨勢(shì)，總體上含量差異明顯。當(dāng)鹽處理濃度達(dá)到1.2%時(shí)，過(guò)氧化氫含量達(dá)最高值。此后隨著鹽處理濃度增加，H2O2逐漸降低，鹽處理濃度達(dá)3%時(shí)H2O2含量已較對(duì)照下降了50%，降幅明顯。

2.6 不同濃度復(fù)鹽脅迫對(duì)油菜根系活力的影響

TTC被廣泛地用作酶試驗(yàn)的氫受體，植物根系中脫氫酶引起TTC還原。TTC還原量表示脫氫酶活性并作為根系活力的指標(biāo)，因此用TTC法測(cè)定根系活力，結(jié)果如表4所示。

由表4可知，中低濃度鹽脅迫對(duì)根的活力影響不大，鹽濃度由0.3%至0.9%，根系TTC含量基本保持平穩(wěn)，都在130 μg/g左右波動(dòng)，說(shuō)明低濃度的鹽脅迫對(duì)根系活力影響不顯著。當(dāng)鹽處理濃度達(dá)到1.8%時(shí)，根系滲透壓、鹽平衡被打破，根系活力下降較快，此時(shí)TTC含量為對(duì)照的69%左右，當(dāng)鹽處理濃度再增加時(shí)，根系活力下降劇烈，說(shuō)明此時(shí)根系受到明顯抑制。由此可見(jiàn)，中高濃度鹽脅迫對(duì)油菜根系活力影響較大，濃度越高根系活力抑制越明顯。

3 小結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，低鹽濃度處理有助于油菜根莖的生長(zhǎng)，鹽處理濃度高于0.9%時(shí)，根長(zhǎng)增長(zhǎng)不斷降低。鹽脅迫對(duì)油菜幼苗葉綠素合成有明顯的抑制作用，隨著鹽濃度升高，葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量逐漸降低。油菜幼苗的可溶性糖含量對(duì)鹽脅迫逆境的反應(yīng)敏感，隨著鹽濃度升高，可溶性糖含量明顯下降。復(fù)鹽處理濃度1.5%時(shí)，脯氨酸含量亦明顯升高，說(shuō)明適量濃度的鹽脅迫能夠促進(jìn)油菜幼苗的脯氨酸積累，且促進(jìn)作用明顯；但當(dāng)復(fù)鹽處理濃度繼續(xù)升高時(shí)，促進(jìn)作用會(huì)逐漸減弱，升高到一定濃度以后出現(xiàn)抑制作用。隨著鹽處理濃度的升高，過(guò)氧化氫含量呈現(xiàn)明顯的先升后降的趨勢(shì)，當(dāng)鹽處理濃度達(dá)到1.2%時(shí)，過(guò)氧化氫含量達(dá)最高值，此后隨著鹽處理濃度增加過(guò)氧化氫含量逐漸降低，3%鹽濃度時(shí)過(guò)氧化氫含量已較對(duì)照下降了50%，降幅明顯。低濃度的復(fù)鹽脅迫對(duì)根系活力的影響不大，濃度大于0.9%后會(huì)抑制根系活力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張騰國(guó)，寇明剛，王圓圓，等.鹽脅迫對(duì)兩種油菜葉片生理指標(biāo)的影響[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，50（5）：85-90.

[2] 張向前，劉景輝，齊冰潔，等.復(fù)鹽脅迫對(duì)幾種燕麥種子萌發(fā)指數(shù)的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，.2011，29（6）：233-238.

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