水楊酸對鹽脅迫下琉璃苣幼苗抑制的緩解作用

鄭天翔 王婷 陳葉

摘 要：以琉璃苣（Borage Officinalis）幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，在基質(zhì)培養(yǎng)條件下，研究鹽脅迫對琉璃苣幼苗生長的影響以及水楊酸對鹽害的緩解作用。結(jié)果表明：水楊酸能夠有效提高鹽脅迫下琉璃苣幼苗葉片內(nèi)葉綠素含量、增加幼苗生物量積累、幼苗體內(nèi)游離脯氨酸（Pro）含量和過氧化物酶（POD）活性，抑制膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）的積累及降低相對電解質(zhì)滲透率?？梢姡畻钏崮茉谝欢ǔ潭壬暇徑釴aCl脅迫對琉璃苣幼苗生長的抑制作用，提高琉璃苣幼苗的抗鹽性。

關(guān)鍵詞：琉璃苣；水楊酸；鹽分脅迫；緩解作用；幼苗

土壤鹽漬化是當(dāng)今世界耕地所面臨的四大生態(tài)環(huán)境問題（干旱缺水、水土流失、風(fēng)蝕沙化和土壤鹽堿化）之一。中國是世界鹽堿地大國之一，鹽堿地面積約1億公頃，約占世界鹽堿地總面積的1/10。農(nóng)業(yè)是一個(gè)國家的基礎(chǔ)，它將影響著整個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)狀況和社會穩(wěn)定，因此，加強(qiáng)土地資源保護(hù)是我國可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，而土地資源保護(hù)的重中之重則是土地質(zhì)量的保證，鹽漬化便是影響土地質(zhì)量的主要原因。因此，開發(fā)和利用鹽堿地資源是進(jìn)一步挖掘農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)摿Α⒔鉀Q人口壓力和環(huán)境惡化問題的重要出路，其中選用和推廣耐鹽植物是改良和利用大面積鹽堿土壤最經(jīng)濟(jì)、快捷的措施之一。

琉璃苣（Borago officinalis）又名黃瓜草、紫花草，是紫草科一年生草本植物，原產(chǎn)于小亞細(xì)亞和地中海沿岸。琉璃苣葉片含多種氨基酸、維生素和糖類；種子含有大量不飽和脂肪酸，全株汁液具有黃瓜清香氣味；還可用作蔬菜、調(diào)味品、觀賞花卉；琉璃苣可以藥用，用于治療抑郁癥、風(fēng)濕、月經(jīng)不調(diào)和濕疹等，并有美容作用?，F(xiàn)代研究表明，琉璃苣油有高含量的γ-亞麻酸，可用作月見草代用品，有防治心血管疾病，防治糖尿病、癌癥，抗衰老、增強(qiáng)免疫、抗菌消炎等多種藥理作用和保健功能。

水楊酸（SA）屬苯丙氨酸代謝途徑產(chǎn)物，屬于肉桂酸的衍生物，被認(rèn)為是一種內(nèi)源信號物質(zhì)和新型的植物激素，可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性，影響根部對離子的吸收和運(yùn)輸，調(diào)控細(xì)胞的生長和死亡。研究發(fā)現(xiàn)，SA能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗熱性、耐寒性和抗旱性。目前未發(fā)現(xiàn)SA在調(diào)控植物生長發(fā)育方面的副作用，因其具有高效、低成本、無毒、無殘留等特點(diǎn)，使得其在生產(chǎn)應(yīng)用中展示出廣闊的前景。近年來人們對SA在提高大豆、水稻、豌豆、黃瓜、小麥等抗鹽能力方面進(jìn)行了研究，但在琉璃苣上未見相關(guān)報(bào)道。因此，為了解SA在琉璃苣抗鹽性中的作用，本研究就SA對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗生長的作用進(jìn)行了初步研究，為進(jìn)一步利用化學(xué)誘抗劑緩解鹽分障礙提供理論和技術(shù)依據(jù)，并為鹽堿地上進(jìn)行琉璃苣生產(chǎn)提供有益的借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

供試琉璃苣品種為張掖市民樂縣琉璃苣種植基地提供。

1.2 方法

1.2.1 幼苗的培養(yǎng) 選取籽粒大且飽滿的琉璃苣種子，用2%的H2O2表面消毒15分鐘，用去離子水反復(fù)沖洗，然后在25℃溫箱中催芽，挑選出發(fā)芽一致的種子，將發(fā)芽的種子栽植在培養(yǎng)基質(zhì)中。

1.2.2 幼苗處理 待幼苗長至2葉1心期時(shí)處理幼苗，每12小時(shí)用處理溶液處理1次。實(shí)驗(yàn)設(shè)置對照（CK，1/2Hoagland營養(yǎng)液）、NaCl處理（NaCl，用1/2Hoagland營養(yǎng)液配制的100毫摩爾/升NaCl）和復(fù)合處理（NaCl+SA，用1/2Hoagland營養(yǎng)液配制的100毫摩爾/升NaCl配制的0.2毫摩爾/升SA）3組處理。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2.3 幼苗生理指標(biāo)的測定 待處理第2天、第4天、第6天時(shí)進(jìn)行幼苗生理指標(biāo)的測定，待第8天時(shí)進(jìn)行生物量的測定。采用乙醇與丙酮浸提法測定幼苗葉片光合色素含量；采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定幼苗丙二醛（MDA）含量；采用愈創(chuàng)木酚法測過氧化物酶（POD）活性；采用磺基水楊酸浸提法測定幼苗游離脯氨酸含量；以電導(dǎo)法測定相對電解質(zhì)滲透率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用3次重復(fù)的平均值，用Microsoft Office Excel 2003軟件整理數(shù)據(jù)，用SPSS 20.0對不同處理間及不同脅迫時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行One-Way ANOVA分析，用Microsoft Office Excel 2003軟件繪圖。差異顯著性水平設(shè)置為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源水楊酸對鹽脅迫下琉璃苣幼苗生物量的影響

由表1可知，與CK相比，NaCl脅迫處理幼苗的側(cè)根數(shù)、根長、莖長分別顯著降低23.18%、15.52%、11.89%；而NaCl+SA處理幼苗的側(cè)根數(shù)、根長、莖長分別降低11.86%、9.04%、11.18%。表明NaCl脅迫能抑制琉璃苣幼苗根、莖的生長以及側(cè)根的形成，其中對側(cè)根數(shù)的影響比根長和莖長的影響更大，而外源SA能在一定程度上增加根長、莖長和側(cè)根數(shù)目。

與CK相比，NaCl脅迫處理幼苗的地上部分鮮重和干重分別顯著降低37.68%、33.55%，而NaCl+SA處理幼苗的地上部分鮮重和干重分別降低19.05%、17.95%；與CK相比，NaCl脅迫處理幼苗的地下部分鮮重和干重分別顯著降低31.88%、 38.46%，而NaCl+SA處理地下部分鮮重和干重分別降低27.51%、25.27%。說明，NaCl脅迫顯著抑制琉璃苣幼苗干物質(zhì)的積累，且對地上部分的抑制作用明顯大于對地下部分的抑制作用，而外源SA處理能夠明顯降低這種抑制作用，且對地下部分鹽害的緩解效應(yīng)大于對地上部分鹽害的緩解效應(yīng)。

2.2 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中丙二醛（MDA）含量的影響

MDA的量與細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害程度密切相關(guān)。由圖2可以看出，在處理2天時(shí)，NaCl處理的MDA含量比CK顯著增加77.63%，而NaCl+SA處理的MDA含量比CK增加29.05%；在處理4天時(shí)，NaCl處理的MDA含量比CK顯著增加82.61%，而NaCl+SA處理的MDA含量比CK增加47.12%；處理6天時(shí)，NaCl處理的MDA含量比CK顯著增加95.26%，而NaCl+SA處理的MDA含量比CK增加50.37%。由此可知，CK在整個(gè)處理過程中MDA含量變化不大，NaCl處理使琉璃苣幼苗葉片中MDA含量明顯增加，而NaCl+SA處理能抑制由NaCl脅迫造成的琉璃苣幼苗葉片中MDA含量增加。說明SA能有效降低鹽脅迫對琉璃苣幼苗細(xì)胞膜脂的過氧化程度，從而減輕鹽脅迫的傷害。

2.3 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶是細(xì)胞中重要的保護(hù)酶。由圖3可以看出，在處理2天時(shí)，NaCl處理的過氧化物酶活性比CK顯著降低24.54%，而NaCl+SA處理的過氧化物酶活性比CK降低9.34%；在處理4天時(shí)，NaCl處理的過氧化物酶活性比CK顯著降低33.82%，而NaCl+SA處理的過氧化物酶活性比CK降低28.13%；處理6天時(shí)，NaCl處理的過氧化物酶活性比CK顯著降低41.70%，而NaCl+SA處理的過氧化物酶活性比CK顯著降低30.05%；CK在整個(gè)處理過程中過氧化物酶活性變化不大，NaCl處理使琉璃苣幼苗葉片中過氧化物酶活性降低，NaCl+SA處理能促進(jìn)由NaCl脅迫造成的保護(hù)酶活性升高。說明外源SA能提高NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中過氧化物酶活性，消除因鹽害而導(dǎo)致的抗氧化酶活性的破壞，增強(qiáng)鹽脅迫下琉璃苣幼苗清除自由基和抗氧化的能力，幫助機(jī)體維持一定的代謝水平。

2.4 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中游離脯氨酸含量的影響

脯氨酸作為抗鹽性指標(biāo)，在一定程度上可以反映植物材料的耐鹽性。由圖4可以看出，處理2、4、6天時(shí)，NaCl處理的游離脯氨酸含量比CK降低顯著20.82%、31.23%和43.21%，而NaCl+SA處理的游離脯氨酸含量比CK降低7.22%、27.15%和31.18%。CK在整個(gè)處理過程中游離脯氨酸含量變化不大，NaCl脅迫處理使琉璃苣幼苗葉片中游離脯氨酸含量降低，NaCl+SA處理能促進(jìn)由NaCl脅迫造成的游離脯氨酸含量升高。說明SA能增加植物的耐脅迫能力和延緩脅迫危害的加劇。

2.5 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中相對電解質(zhì)滲透率的影響

由圖5可以看出，在處理2天時(shí)，NaCl處理的相對電解質(zhì)滲透率比CK顯著升高46.88%，而NaCl+SA處理的相對電解質(zhì)滲透率比CK顯著升高37.50%；處理4天時(shí)，NaCl處理的相對電解質(zhì)滲透率比CK顯著升高66.67%，而NaCl+SA處理的相對電解質(zhì)滲透率比CK顯著升高39.39%；處理6天時(shí)，NaCl處理的相對電解質(zhì)滲透率比CK顯著升高91.18%，而NaCl+SA處理的相對電解質(zhì)滲透率比CK升高73.53%。CK在整個(gè)處理過程中相對電解質(zhì)滲透率變化不大，NaCl脅迫處理使琉璃苣幼苗葉片中相對電解質(zhì)滲透率升高，NaCl+SA處理能促進(jìn)由NaCl脅迫造成的相對電解質(zhì)滲透率降低。說明SA能夠降低鹽分脅迫對細(xì)胞質(zhì)膜透性的傷害，緩解鹽害。

2.6 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中葉綠素a含量的影響

NaCl能造成葉綠體的類囊體膨大，增強(qiáng)葉綠素酶活性，加速葉綠素分解。由圖6可以看出，在處理2天時(shí)，NaCl處理的葉綠素a含量比CK降低10.39%，而NaCl+SA處理的葉綠素a含量比CK降低7.56%；處理4天時(shí)，NaCl處理的葉綠素a含量比CK顯著降低24.54%，而NaCl+SA處理的葉綠素a含量比CK降低13.35%；處理6天時(shí)，NaCl處理的葉綠素a含量比CK顯著降低31.07%，而NaCl+SA處理的葉綠素a含量比CK降低12.34%。CK在整個(gè)處理過程中葉綠素a含量逐漸升高，NaCl脅迫處理使琉璃苣幼苗葉片中葉綠素a含量變化不大，NaCl+SA處理能促進(jìn)由NaCl脅迫造成的葉綠素a含量升高。說明SA在鹽脅迫下能增加葉片中葉綠素a含量，從而緩解了鹽脅迫對幼苗的傷害。

2.7 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中葉綠素b含量的影響

由圖7可以看出，在處理2、4、6天時(shí)，NaCl處理的葉綠素b含量比CK分別顯著降低31.95%、16.94%和24.34%，而NaCl+SA處理的葉綠素b含量比CK分別降低14.19%、12.53%和8.46%。CK在整個(gè)處理過程中葉綠素b含量升高，NaCl脅迫處理使琉璃苣幼苗葉片中葉綠素b含量變化不大，NaCl+SA處理能促進(jìn)由NaCl脅迫造成的葉綠素b含量升高。說明SA在鹽脅迫下能增加琉璃苣幼苗葉片中葉綠素b含量，有效地緩解鹽脅迫對琉璃苣幼苗葉片葉綠素合成的抑制作用。

3 討論與結(jié)論

植物幼苗生長時(shí)期是其生命周期中的關(guān)鍵時(shí)期，直接影響作物的生長和經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，琉璃苣幼苗在NaCl脅迫條件下，幼苗生物量降低，葉片中葉綠素含量、脯氨酸（pro）含量、過氧化物酶（POD）活性降低，丙二醛（MDA）含量、相對電解質(zhì)滲透率升高；而NaCl+SA處理能增加幼苗生物量，促進(jìn)葉片中葉綠素含量、脯氨酸（pro）含量升高，過氧化物酶（POD）活性增加，而丙二醛（MDA）含量、相對電解質(zhì)滲透率會降低。說明SA可以在一定程度上緩解NaCl脅迫對琉璃苣幼苗生長的抑制，提高幼苗抗鹽性。

水楊酸能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗鹽性，并且對農(nóng)副產(chǎn)品品質(zhì)無不良影響，符合綠色、生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢。因此研究SA在琉璃苣幼苗抗鹽性方面的作用機(jī)理，提高鹽漬化土壤上琉璃苣作物的產(chǎn)量和品質(zhì)等方面具有重要的理論和實(shí)踐意義。

（責(zé)任編輯 馬迎杰）