鹽堿脅迫對(duì)牛疊肚幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及葉綠素含量的影響

李玉梅，郭修武，代漢萍，姜云天

（1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110866；2.吉林師范大學(xué) 生態(tài)環(huán)境研究所，吉林 四平 136000；3.通化師范學(xué)院 生物系，吉林 通化 134002）

鹽堿脅迫對(duì)牛疊肚幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及葉綠素含量的影響

李玉梅1,2，郭修武1，代漢萍1，姜云天3

（1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110866；2.吉林師范大學(xué) 生態(tài)環(huán)境研究所，吉林 四平 136000；3.通化師范學(xué)院 生物系，吉林 通化 134002）

為了探討牛疊肚幼苗對(duì)鹽堿脅迫的生理適應(yīng)性，以盆栽牛疊肚組培苗為試材，就不同濃度的NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3脅迫處理對(duì)其葉片中的葉綠素含量和部分有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明：在中性鹽（NaCl、Na2SO4）和堿性鹽（NaHCO3、Na2CO3）的脅迫處理下，牛疊肚葉片葉綠素的合成中均出現(xiàn)了“低促高抑”的現(xiàn)象，而游離脯氨酸的積累對(duì)葉綠素的合成并未起到直接作用。在單價(jià)鹽堿（NaCl、NaHCO3）的脅迫處理下，牛疊肚幼苗主要通過(guò)可溶性糖、游離脯氨酸、可溶性蛋白的交替積累來(lái)發(fā)揮其滲透調(diào)節(jié)功能；在二價(jià)鹽堿（Na2CO3、Na2SO4）的脅迫處理下，可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白的積累趨勢(shì)各異，其中，在Na2CO3脅迫條件下三者同步積累，共同發(fā)揮其滲透調(diào)節(jié)功能，而在Na2SO4的脅迫處理下，牛疊肚幼苗主要通過(guò)可溶性糖和可溶性蛋白的彼此協(xié)同作用來(lái)降低鹽堿傷害，并且二者的積累有利于葉綠素的合成。

牛疊肚；鹽堿脅迫；滲透調(diào)節(jié)；葉綠素含量

土壤鹽堿化已成為影響農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和破壞生態(tài)環(huán)境的重要因素之一。目前，全世界自然因素形成的鹽堿地面積約為10億hm2，由于長(zhǎng)期耕作、灌溉、不合理施肥以及森林砍伐等人為因素而導(dǎo)致的次生鹽漬化土壤面積近2.75億hm2[1]。土壤鹽分過(guò)量和pH 值過(guò)大均會(huì)對(duì)植物造成滲透脅迫、離子毒害、營(yíng)養(yǎng)失衡和氧化脅迫等方面的傷害，最終導(dǎo)致植物光合速率下降，生物量下降，生長(zhǎng)受到抑制，甚至死亡[2-5]。因此，研究各樹(shù)種對(duì)鹽堿脅迫的生理響應(yīng)特征，明確其耐鹽堿機(jī)理，對(duì)今后合理開(kāi)發(fā)利用鹽堿地及園林綠化樹(shù)種的選擇具有重要意義。

牛疊肚Rubus crataegifoliusBge.又名山楂葉懸鉤子，是薔薇科Rosaceae懸鉤子屬Rubus落葉灌木，在我國(guó)主要分布于黑龍江、遼寧、吉林。其果實(shí)可鮮食，根和果亦可入藥，具有祛風(fēng)利濕的功效，民間常用于治療肝炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等疾病[6]。該樹(shù)種耐瘠薄、耐干旱，也是水土保持、園林綠化以及生態(tài)造林的良好經(jīng)濟(jì)樹(shù)種。但是，目前牛疊肚的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值尚未引起人們的重視，甚至有人認(rèn)為它只是一種帶刺的植物，故在耕作山地時(shí)常挖出來(lái)用作圍欄；而生長(zhǎng)于路邊的牛疊肚則常被砍伐棄掉，造成野生資源的人為破壞。迄今，有關(guān)牛疊肚的研究主要集中在其抗寒生理、滯塵能力、雜交育種、病原菌生物學(xué)特性、藥理藥效等方面[6-10]，而有關(guān)其對(duì)不同種類(lèi)鹽分的適應(yīng)性的研究報(bào)道甚少，僅有對(duì)該屬的‘秋?！贩N的單一鹽脅迫（NaCl）的相關(guān)研究報(bào)道[11]。在我國(guó)北方，土壤的鹽化和堿化現(xiàn)象往往相伴發(fā)生，牛疊肚能否適應(yīng)鹽堿環(huán)境，該樹(shù)種對(duì)鹽堿脅迫的生理適應(yīng)特性怎樣，還不得而知。為了了解牛疊肚對(duì)鹽堿脅迫的生理適應(yīng)特性，本試驗(yàn)以盆栽牛疊肚組培苗為試材，初步探討了中性鹽（NaCl、Na2SO4）和堿性鹽（NaHCO3、Na2CO3）脅迫下牛疊肚葉片中的葉綠素、可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白含量的變化規(guī)律及其滲透調(diào)節(jié)機(jī)制，以期為該樹(shù)種的開(kāi)發(fā)利用和鹽堿地區(qū)耐鹽樹(shù)種的選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試盆栽牛疊肚組培苗是在2012年7月至2013年3月組培快繁的生根試管苗，用于組培快繁的外植體（牛疊肚1年生嫩莖段）采自沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)樹(shù)莓資源圃。2013年5月6日將前期移栽成活的生根試管苗定植到盆缽中，盆的規(guī)格為12 cm×12 cm，每盆2株，基質(zhì)為草炭土，置于日光溫室中進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)管理。待盆中幼苗長(zhǎng)到6～8片葉時(shí)，選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致的苗木進(jìn)行鹽堿脅迫處理。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將供試植株隨機(jī)分成21組，每組6盆。其中1組為對(duì)照（CK），另外20組進(jìn)行鹽堿脅迫處理。試驗(yàn)以 NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3為脅迫因子，各單鹽脅迫濃度分別設(shè)置如下：NaCl處理濃度分別為 30、60、90、120 mmol·L－1；Na2SO4處理濃度分別為 15、30、45、60、75 mmol·L－1；NaHCO3處理濃度分別為 30、60、120、180、240 mmol·L－1；Na2CO3處理濃度分別為 15、30、60、90、120 mmol·L－1。每個(gè)處理3次重復(fù)。脅迫處理在傍晚17：00～19：00時(shí)進(jìn)行，為了避免鹽沖擊效應(yīng)對(duì)幼苗的影響，采取多次施鹽、逐級(jí)遞增的方式進(jìn)行澆灌，對(duì)照（CK）用配制鹽溶液的凈化自來(lái)水（pH 6.98）澆灌。盆底墊塑料托盤(pán)，以便及時(shí)將流出的鹽溶液倒回盆內(nèi)，防止鹽分流失。脅迫處理22 d后，分別選取相同部位的功能葉片，進(jìn)行各項(xiàng)生理指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與測(cè)定方法

采用蒽酮比色法[12]測(cè)定可溶性糖含量；采用磺基水楊酸法提取，以酸性茚三酮比色法[13]測(cè)定脯氨酸含量；采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[12]測(cè)定可溶性蛋白含量；葉綠素含量，采用丙酮-乙醇混合液法提取，采用分光光度法[14]測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析和制圖，并用LSD法對(duì)差異顯著性進(jìn)行多重比較（P＜0.05），所測(cè)數(shù)據(jù)均以3次重復(fù)的（平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差）來(lái)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿脅迫對(duì)牛疊肚葉片葉綠素含量的影響

不同濃度鹽堿脅迫下牛疊肚葉片葉綠素含量的變化情況如圖1所示。由圖1 可知，隨著NaCl和NaHCO3脅迫濃度的升高，牛疊肚葉片葉綠素含量分別呈下降—升高—下降和升高—下降—升高的變化趨勢(shì)；而Na2SO4和Na2CO3脅迫處理的葉綠素含量大致呈“M”型波動(dòng)變化。其中，當(dāng)脅迫濃度分別為45和90 mmol·L－1時(shí)，Na2SO4和NaCl處理的葉綠素含量均達(dá)到最大值，比對(duì)照（CK）分別顯著增加了15.73%和14.04%；而Na2CO3和NaHCO3處理的葉綠素含量峰值出現(xiàn)得比較早，脅迫濃度分別為15和30 mmol·L－1時(shí)其含量即達(dá)到最大值，比對(duì)照（CK）分別顯著增加了10.39%和16.29%；之后隨著脅迫濃度的繼續(xù)增大，各鹽堿脅迫處理下葉片的葉綠素含量呈現(xiàn)不同幅度的下降趨勢(shì)，當(dāng)脅迫濃度分別為120、75、180 和 120 mmol·L－1時(shí)，NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3葉片的葉綠素含量均降至最低值，比對(duì)照（CK）分別下降了22.19%、5.90%、7.30%、12.92%。這一試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，低濃度的鹽堿脅迫對(duì)葉綠素的合成具有促進(jìn)作用，而高濃度的鹽堿脅迫則使葉綠素的合成受阻，導(dǎo)致葉綠素含量降低。

圖 1 不同濃度鹽堿脅迫下牛疊肚葉片葉綠素含量的變化情況Fig. 1 Changes of chlorophyll contents in R. crataegifolius leaves under different concentrations of salt-saline stress

2.2 鹽堿脅迫對(duì)牛疊肚葉片可溶性糖含量的影響

不同濃度鹽堿脅迫下牛疊肚葉片可溶性糖含量的變化情況如圖2所示。由圖2可知，隨著 NaCl、NaHCO3、Na2CO3脅迫濃度的升高，牛疊肚葉片中的可溶性糖含量均呈增加趨勢(shì)；而Na2SO4脅迫處理的可溶性糖含量則呈先升高后下降的變化趨勢(shì)，且不同濃度Na2SO4處理的可溶性糖含量均顯著高于對(duì)照CK（P＜0.05）。其中，NaCl（ ≤ 60 mmol·L－1） 和 NaHCO3（ ≤ 120 mmol·L－1）脅迫處理下葉片中的可溶性糖含量均呈緩慢增加趨勢(shì)，之后隨著脅迫濃度的繼續(xù)升高，其含量驟然增加，當(dāng)脅迫濃度分別升高到120、240 mmol·L－1時(shí)，NaCl、NaHCO3脅迫處理下葉片中的可溶性糖含量均積累到最大值，分別是對(duì)照（CK）的3.45與2.82倍；而Na2CO3脅迫處理下葉片中的可溶性糖含量一直處于緩慢增加趨勢(shì)，當(dāng)脅迫濃度升高到120 mmol·L－1時(shí)，其含量達(dá)到最大值，是對(duì)照（CK）的1.18倍；當(dāng)脅迫濃度為60 mmol·L－1時(shí)，Na2SO4處理下葉片中的可溶性糖含量達(dá)到最大值，是對(duì)照（CK）的2.50倍，之后隨著脅迫濃度的升高其含量急劇下降。以上結(jié)果說(shuō)明，在一定濃度的鹽堿脅迫下，牛疊肚幼苗可通過(guò)增加葉片中的可溶性糖含量來(lái)維持滲透平衡，以緩解其受到的傷害，這也是牛疊肚對(duì)鹽堿脅迫的一種適應(yīng)性生理響應(yīng)，而脅迫濃度超出一定范圍時(shí)，可溶性糖的滲透調(diào)節(jié)能力便會(huì)下降。

圖 2 不同濃度鹽堿脅迫下牛疊肚葉片可溶性糖含量的變化情況Fig. 2 Changes of soluble sugar contents in R. crataegifolius leaves under different concentrations of salt-saline stress

2.3 鹽堿脅迫對(duì)牛疊肚葉片脯氨酸含量的影響

隨著 NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3脅迫濃度的升高，牛疊肚葉片中的脯氨酸含量總體呈增加趨勢(shì)，但其變化幅度存在一定的差異（如圖3所示）。在低濃度的 NaCl、NaHCO3（≤ 60 mmol·L－1）和Na2CO3（≤30 mmol·L－1）脅迫處理下，脯氨酸含量增加幅度較緩慢，這一變化趨勢(shì)說(shuō)明，在低濃度的鹽堿脅迫條件下，植株通過(guò)增加脯氨酸含量提高其耐鹽性，以調(diào)節(jié)植株適應(yīng)性；之后，隨著脅迫濃度的繼續(xù)升高，脯氨酸含量驟然增加，當(dāng)脅迫濃度分別為120、240、120 mmol·L－1時(shí)，NaCl、NaHCO3和Na2CO3葉片中的脯氨酸含量積累到最大值，分別是對(duì)照（CK）的56.12、21.03和37.60倍。這一試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，高濃度的鹽堿脅迫可能激發(fā)了牛疊肚幼苗的抗鹽基因，使其產(chǎn)生大量的脯氨酸以抵御鹽堿脅迫對(duì)自身造成的傷害。而Na2SO4脅迫處理下脯氨酸含量的變化一直較為平緩，脯氨酸最高積累量為對(duì)照（CK）的12.03倍，這說(shuō)明，Na2SO4脅迫下，脯氨酸在牛疊肚的滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中并沒(méi)有起到主導(dǎo)作用。

2.4 鹽堿脅迫對(duì)牛疊肚葉片可溶性蛋白含量的影響

隨著Na2CO3脅迫濃度的升高，牛疊肚葉片中的可溶性蛋白含量總體呈增加趨勢(shì)；而NaCl、Na2SO4、NaHCO3脅迫處理下可溶性蛋白含量均呈先升高后下降的變化趨勢(shì)（如圖4所示）。當(dāng)脅迫濃度分別為 60、45、60 mmol·L－1時(shí)，NaCl、Na2SO4和NaHCO3脅迫處理的可溶性蛋白含量均達(dá)到最大值，分別是對(duì)照（CK）的2.63、3.26和2.93倍，之后，隨著脅迫濃度的升高，其含量呈現(xiàn)不同幅度的下降，但其值仍顯著高于對(duì)照（CK）（P＜0.05）；而Na2CO3脅迫處理的可溶性蛋白含量一直呈緩慢增加趨勢(shì)，當(dāng)脅迫濃度為120 mmol·L－1時(shí)，其含量達(dá)到最大值，是對(duì)照（CK）的2.25倍。以上試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，低濃度的鹽堿（NaCl、Na2SO4和NaHCO3）脅迫能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，可緩解鹽堿脅迫對(duì)牛疊肚幼苗造成的傷害，而當(dāng)脅迫濃度超出一定的范圍時(shí)，鹽堿脅迫則會(huì)影響細(xì)胞正常的代謝功能，使蛋白質(zhì)合成受到抑制，導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量不斷下降，滲透調(diào)節(jié)能力失衡；可溶性蛋白對(duì)Na2CO3脅迫的滲透調(diào)節(jié)能力強(qiáng)于其對(duì)NaCl、Na2SO4和NaHCO3脅迫的滲透調(diào)節(jié)能力。

圖 3 不同濃度鹽堿脅迫下牛疊肚葉片游離脯氨酸含量的變化情況Fig. 3 Changes of free proline contents in R. crataegifolius leaves under different concentrations salt-saline stress

2.5 鹽堿脅迫濃度與各生理指標(biāo)的相關(guān)性分析

鹽堿處理濃度與各生理指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，除可溶性蛋白、葉綠素含量外，NaCl、Na2SO4和NaHCO3脅迫濃度與其他各生理指標(biāo)測(cè)定值均達(dá)到顯著或極顯著正相關(guān)，而Na2CO3脅迫濃度與所有生理指標(biāo)測(cè)定值均達(dá)到極顯著正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。這一分析結(jié)果說(shuō)明，在4種鹽堿脅迫條件下，可溶性糖和游離脯氨酸都是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可作為其耐鹽性的評(píng)價(jià)指標(biāo)；同時(shí)說(shuō)明可溶性蛋白在Na2CO3脅迫中起到了良好的滲透調(diào)節(jié)作用，而其在NaCl、Na2SO4和NaHCO3脅迫中的功能還需要進(jìn)一步的研究。

從各生理指標(biāo)之間的相關(guān)性來(lái)看，堿性鹽（NaHCO3、Na2CO3）脅迫下葉片中的葉綠素含量與游離脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈負(fù)相關(guān)；在NaCl脅迫條件下，葉綠素含量與三者均無(wú)顯著相關(guān)性。這一結(jié)果說(shuō)明，在鹽堿脅迫條件下，這三種有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累對(duì)葉綠素的合成并未起到直接作用；而Na2SO4脅迫處理下葉片中的葉綠素含量與可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明二者的積累均有利于葉綠素的合成。

3 討論與結(jié)論

葉綠素是光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，其含量的高低在一定程度上能反映植物光合作用的強(qiáng)弱[15]。鹽脅迫對(duì)葉綠素含量的影響因植物種類(lèi)、鹽類(lèi)型、處理濃度等因素的不同而異，其分別表現(xiàn)為下降[16-18]、升高[19]或先升高后降低的變化趨勢(shì)[20-21]。本研究結(jié)果表明，低濃度鹽堿脅迫條件下葉綠素含量顯著升高，說(shuō)明在一定的濃度范圍內(nèi)鹽堿脅迫能夠促進(jìn)葉綠素的合成；而高濃度鹽堿脅迫則使葉綠素的合成受阻，導(dǎo)致葉綠素含量下降。葉綠素含量升高還可能因?yàn)辂}脅迫下葉片生長(zhǎng)緩慢，導(dǎo)致葉綠體收縮，故而產(chǎn)生了“濃縮”效應(yīng)[20]，或者可能是為了降低鹽脅迫帶來(lái)的生理紊亂[22]而表現(xiàn)出的一種適應(yīng)性生理響應(yīng)；而葉綠素含量下降，可能因?yàn)楦邼舛塞}堿脅迫下植物細(xì)胞色素系統(tǒng)遭到破壞，葉綠素酶活性提高，從而加速了葉綠素的降解[23-24]。

圖 4 不同濃度鹽堿脅迫下牛疊肚葉片可溶性蛋白含量的變化情況Fig. 4 Changes of soluble protein contents in R. crataegifolius leaves under different concentrations of salt-saline stress

表 1 鹽堿處理濃度與各生理指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果?Table 1 Correlation analysis between salt-saline treatment concentrations and each physiological index

葉綠素的合成需要脯氨酸，而在鹽脅迫條件下細(xì)胞中積累的大量脯氨酸則有利于葉綠素的合成[22]。本實(shí)驗(yàn)卻無(wú)法解釋這一現(xiàn)象，在4種鹽堿脅迫條件下，牛疊肚葉片中的葉綠素含量與脯氨酸含量均呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明游離脯氨酸的積累對(duì)葉綠素的合成并未起到直接作用。但是，對(duì)葉綠素與可溶性糖和可溶性蛋白的相關(guān)性分析結(jié)果表明，在Na2SO4脅迫處理下，牛疊肚葉片中的可溶性糖、可溶性蛋白含量均有增加，葉綠素含量也隨之增加，兩者呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明二者的積累對(duì)于葉綠素的合成具有一定的促進(jìn)作用，而NaCl 、NaHCO3、Na2CO3脅迫條件下卻并無(wú)此現(xiàn)象的產(chǎn)生。這一分析結(jié)果說(shuō)明，植物的抗鹽性狀是一個(gè)由多基因控制的數(shù)量性狀[4,25]，應(yīng)以多個(gè)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)植物的耐鹽性才更客觀(guān)。

滲透調(diào)節(jié)作用是植物抵御逆境的重要生理機(jī)制，生物體在其正常的代謝過(guò)程中可通過(guò)有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白）的積累、合成來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透平衡，從而緩解鹽脅迫對(duì)植物造成的傷害[24,26-28]。但這三種有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)鹽堿脅迫的響應(yīng)則因植物種類(lèi)、鹽堿脅迫類(lèi)型的不同而呈現(xiàn)不同的特征。沙棘在高濃度的Na2CO3脅迫下，脯氨酸含量和可溶性糖含量表現(xiàn)出急劇增長(zhǎng)的趨勢(shì)，滲透調(diào)節(jié)功能失衡[29]；而四倍體泡桐的可溶性蛋白質(zhì)含量則隨NaCl鹽脅迫的加強(qiáng)先升高后下降，而可溶性糖含量和脯氨酸含量則呈升高趨勢(shì)[18]。本研究結(jié)果表明，在NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3這 4 種 鹽 堿 脅迫條件下，牛疊肚葉片中的可溶性糖、游離脯氨酸、可溶性蛋白均發(fā)揮著不同的滲透調(diào)節(jié)作用。

在低濃度的單價(jià)鹽堿 （NaCl和NaHCO3脅迫濃度≤60 mmol·L－1）脅迫條件下，牛疊肚葉片中的可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白含量的變化趨勢(shì)相似，三者均呈增加趨勢(shì)，但是，游離脯氨酸含量的增加幅度相對(duì)較小，此時(shí)主要由可溶性糖和可溶性蛋白來(lái)發(fā)揮其滲透調(diào)節(jié)作用，而游離脯氨酸僅起補(bǔ)充作用；當(dāng)脅迫濃度超出60 mmol·L－1時(shí)，可溶性糖和游離脯氨酸含量急劇增加，而可溶性蛋白含量則呈下降趨勢(shì)，此時(shí)主要由可溶性糖和游離脯氨酸發(fā)揮滲透調(diào)節(jié)作用，而可溶性蛋白的滲透調(diào)節(jié)能力下降。這一結(jié)果說(shuō)明，在NaCl和NaHCO3的整個(gè)鹽堿脅迫過(guò)程中，牛疊肚主要通過(guò)可溶性糖、游離脯氨酸、可溶性蛋白的交替積累來(lái)發(fā)揮其滲透調(diào)節(jié)功能。

在二價(jià)鹽堿（Na2SO4、Na2CO3）脅迫條件下，葉片中的可溶性糖、游離脯氨酸、可溶性蛋白呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律：在Na2CO3脅迫處理下，三者的變化趨勢(shì)相似，均隨著脅迫濃度的升高而同步增加，且三者之間呈極顯著正相關(guān)（見(jiàn)表1），說(shuō)明可溶性糖的增加可為脯氨酸、可溶性蛋白的合成提供碳架和能量來(lái)源[26-27]，在Na2CO3脅迫環(huán)境下三者共同發(fā)揮著滲透調(diào)節(jié)作用；在Na2SO4脅迫處理下，隨著脅迫濃度的升高，可溶性糖和可溶性蛋白含量幾乎同步升降，二者呈極顯著正相關(guān)（見(jiàn)表1），而游離脯氨酸含量的增加幅度一直處于平緩狀態(tài)中，說(shuō)明在Na2SO4脅迫處理下，可溶性糖和可溶性蛋白均起著重要的滲透調(diào)節(jié)作用，二者彼此協(xié)同作用來(lái)降低鹽堿脅迫對(duì)牛疊肚幼苗造成的傷害，而游離脯氨酸僅在滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中起到補(bǔ)充作用。

綜上所述，在鹽堿（NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3）脅迫條件下，牛疊肚葉片葉綠素的合成均出現(xiàn)了“低促高抑”的現(xiàn)象，而游離脯氨酸的積累對(duì)于葉綠素的合成并未起到直接作用；鹽堿脅迫條件下牛疊肚幼苗主要通過(guò)可溶性糖、游離脯氨酸的積累和可溶性蛋白的合成來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透勢(shì)，以提高其對(duì)鹽堿脅迫的適應(yīng)性。

[1]P?A?EK A, DUBERT F, KO?CIELNIAK J,et al.Tolerance ofMiscanthus×giganteusto salinity depends on initial weight of rhizomes as well as high accumulation of potassium and proline in leaves[J].Industrial Crops and Products,2014,52：278 － 285.

[2]LIU Y M, DU H M, HE X X,et al.Identi fi cation of differentially expressed salt-responsive proteins in roots of two perennial grass species contrasting in salinity tolerance[J].Journal of Plant Physiology,2012,169：117 － 126.

[3]TALEI D,VALDIANI A,YUSOP M K,et al.Estimation of salt tolerance inAndrographis paniculataaccessions using multiple regression model[J].Euphytica,2013,189：147 － 160.

[4]武 德,曹幫華,劉欣玲,等.鹽堿脅迫對(duì)刺槐和絨毛白蠟葉片葉綠素含量的影響[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2007,22(3)：51－54.

[5]孫孟超,尹賾鵬,馬曉蕾,等.鹽脅迫對(duì)歐李幼苗生理響應(yīng)及離子含量的影響[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2012,30(2)：33－37.

[6]魏忠寶,孫佳明,李朋飛,等.山楂葉懸鉤子根抗氧化活性成分研究[J].中國(guó)中藥雜志,2012,37(23)：3591－3594.

[7]代漢萍,薛志杰,郭修武.樹(shù)莓自然越冬枝條生理生化特性研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,31(5)：573－577.

[8]趙紅艷,于志會(huì).幾種校園綠化植物滯塵能力的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院學(xué)報(bào),2012,21(2)：17－18,51.

[9]張瑩瑩,代漢萍,劉鎮(zhèn)東.樹(shù)莓品種與牛疊肚及茅莓種間雜交研究[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),2009,26(6)：899－901.

[10]何 寧,高 鋒.不同碳氮源對(duì)山楂葉懸鉤子炭疽病病菌生長(zhǎng)的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,(5)：68－69.

[11]NEOCLEOUS D, VASILAKAKIS M. Effects of NaCl stress on red raspberry (Rubus idaeus L ‘Autumn Bliss’) [J]. Scientia Horticulturae, 2007, 112(3)：282 － 289.

[12]陳建勛,王曉峰.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社,2006：24－25,141－142.

[13]李合生,孫 群,趙世杰,等.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社,2000：258－260.

[14]張志良,翟偉菁,李小芳.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：高等教育版社,2012：58－60.

[15]王偉華,張希明,閆海龍,等.鹽處理對(duì)多枝怪柳光合作用和滲調(diào)物質(zhì)的影響[J].干旱區(qū)研究,2009,26(4)：561－568.

[16]王 斌. NaCl和Na2SO4脅迫下沼澤小葉樺的生理響應(yīng)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2013,37(1)：132－136.

[17]孟 鵬,李玉靈,張柏習(xí).鹽堿脅迫下沙地彰武松和樟子松苗木生理特性[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2013,24(2)：359－365.

[18]鄧敏捷,張曉申,范國(guó)強(qiáng),等.四倍體泡桐對(duì)鹽脅迫生理響應(yīng)的差異[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2013,33(11)：42－46.

[19]范希峰,侯新村,朱 毅,等.鹽脅迫對(duì)柳枝稷苗期生長(zhǎng)和生理特性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2012,23(6)：1476－1480.

[20]李 宏,鄧江宇,張振春,等.鹽脅迫對(duì)鹽樺幼樹(shù)光合特性的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,47(2)：213－217.

[21]徐 靜,董寬虎,高文俊,等. NaCl和Na2SO4脅迫下冰草幼苗的生長(zhǎng)及生理響應(yīng)[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào),2011,33(1)：36－41.

[22]董曉霞,趙樹(shù)慧,孔令安.葦狀羊茅鹽脅迫下生理效應(yīng)的研究[J].草業(yè)科學(xué) ,1998,15(5)：10 － 13.

[23]SANTOS C V. Regulation of chlorophyll biosynthesis and degradation by salt stress in sunflower leaves[J]. Scientia Horticulturae, 2004, 103(1)：93 － 99.

[24]王 斌,巨 波,趙慧娟,等.不同鹽梯度處理下沼澤小葉樺的生理特征及葉片結(jié)構(gòu)研究[J].林業(yè)科學(xué),2011,47(10)：29－36.[25]夏 陽(yáng),孫明高,李國(guó)雷,等.鹽脅迫對(duì)四園林綠化樹(shù)種葉片中葉綠素含量動(dòng)態(tài)變化的影響[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版 ,2005,36(1)：30－ 34.

[26]肖 強(qiáng),鄭海雷,陳 瑤,等.鹽度對(duì)互花米草生長(zhǎng)及脯氨酸、可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志, 2005,24(4)：373－376 .

[27]朱金方,陸兆華,夏江寶,等.鹽旱交叉脅迫對(duì)檉柳幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響[J].西北植物學(xué)報(bào),2013,33(2)：0357－0363.

[28]公 勤,齊曼·尤努斯,艾力江·麥麥提.鹽脅迫對(duì)尖果沙棗離子分布及滲透調(diào)節(jié)的影響[J].經(jīng)濟(jì)林研究, 2008, 26(3)：34－37.

[29]于 暢,王競(jìng)紅,薛 菲,等.沙棘對(duì)堿性鹽脅迫的形態(tài)和生理響應(yīng)[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2014,34(9)：70－75.

Effects of salt-saline stress on contents of osmotic adjustment substances and chlorophyll inRubus crataegifoliusseedlings

LI Yu-mei1,2, GUO Xiu-wu1, DAI Han-ping1, JIANG Yun-tian3
(1.College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, Liaoning, China;2. Institute of Ecological Environment, Jilin Normal University, Siping 136000, Jilin, China;3. Department of Biology, Tonghua Normal University, Tonghua 134002, Jilin, China)

In order to learn the physiological adaptability inRubus crataegifoliusseedlings under saline stress, using potculturedR. crataegifoliusseedlings as materials, effects of stress treatment (NaCl, Na2SO4, NaHCO3and Na2CO3) on contents of chlorophyll and some organic osmotic adjustment substances in leaves were researched. The results showed that the synthesis of chlorophyll was promoted under lower salinity and inhibited under higher salinity by neutral salt (NaCl and Na2SO4) and alkaline salt (NaHCO3and Na2CO3), while accumulation of free-proline in leaves did not play a direct role in chlorophyll synthesis. Under univalent salt-saline stress treatment (NaCl and NaHCO3), alternating accumulation of soluble sugar, freeproline and soluble protein inR. crataegifoliusseedlings played their osmotic adjustment functions. Under bivalent salt-saline stress treatment (Na2CO3and Na2SO4), accumulation trends of soluble sugar, free-proline and soluble protein were different.The three indexes were synchronously accumulated to play their osmotic adjustment functions under Na2CO3stress. However,under Na2SO4stress treatment, soluble sugar and soluble protein inR. crataegifoliusseedlings reduced the salt injury mainly through synergistic action, and accumulation of the two indexes was bene fi cial to synthesis of chlorophyll.

Rubus crataegifolius; salt-saline stress; osmotic adjustment; chlorophyll content

S601；Q945.78 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1003—8981(2015)01—0009—08

2014-05-22

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目（CARS-30-yz-6）。

李玉梅，博士研究生。

郭修武，教授，博士研究生導(dǎo)師。E-mail：guoxw1959@163.com

李玉梅,郭修武,代漢萍,等.鹽堿脅迫對(duì)牛疊肚幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及葉綠素含量的影響[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2015,33(1)：9－16.

[本文編校：伍敏濤]