不同品種半夏組培苗對(duì)鹽脅迫的生理響應(yīng)

陳陽春++許偉++陳集雙

摘要：以半夏山東栽培種（L2）、江蘇大豐野生種（JD2）、浙江栽培種（Z2）、湖北栽培種（H2）、四川南充栽培種（SN6）、甘肅栽培種（G2）等為試驗(yàn)材料，用NaCl濃度為0.80%的培養(yǎng)基脅迫處理60 d，觀察各品種生長狀態(tài)，并測(cè)其生物量、干物率、細(xì)胞內(nèi)有機(jī)滲透物質(zhì)、丙二醛、總生物堿、超氧化物歧化酶活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，半夏耐鹽性能排序?yàn)?L2>Z2>G2>H2>JD2>SN6。

關(guān)鍵詞：鹽脅迫；半夏；生理響應(yīng)

中圖分類號(hào)： S567.23+9.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）06-0314-03

收稿日期：2015-05-10

基金項(xiàng)目：江蘇省重大創(chuàng)新載體建設(shè)（編號(hào)：BY2011011）。

作者簡(jiǎn)介：陳陽春（1989—），女，江蘇鹽城人，碩士，主要從事藥用植物組培及其生理特性研究。E-mail：chenyangchun2011@163.com。

通信作者：許偉，博士，教授，主要從事生物資源高值化利用研究，E-mail：xuweiyc@163.com；陳集雙，博士，教授，主要從事生物資源研究和植物生物反應(yīng)器開發(fā)，E-mail：biochenjs@njut.edu.cn。土壤鹽漬化是植物生長中經(jīng)常遇到的自然逆境之一，也是嚴(yán)重限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要因素[1]。植物耐鹽性生理生化指標(biāo)是研究植物耐鹽機(jī)理和耐鹽能力的基礎(chǔ)[2]。目前關(guān)于半夏鹽脅迫研究還沒有系統(tǒng)報(bào)道，為了探討鹽脅迫對(duì)不同品種半夏生長及生理指標(biāo)的影響，本試驗(yàn)以不同來源的6個(gè)半夏品種為材料，在鹽濃度為0.80%的培養(yǎng)基下脅迫 60 d，以期評(píng)鑒各品種半夏的耐鹽性能，為半夏大面積開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

供試半夏品種為山東栽培種（L2）、江蘇大豐野生種（JD2）、浙江栽培種（Z2）、湖北栽培種（H2）、四川南充栽培種（SN6）、甘肅栽培種（G2）。供試材料為半夏試管苗，筆者所在試驗(yàn)室前期誘導(dǎo)獲得。將上述品種取葉柄在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)10 d，將長勢(shì)較好的叢生芽狀態(tài)的三葉半夏，在無菌超凈臺(tái)中切去葉片和較長的葉柄，取大小為0.5～0.8 cm3的組織塊作為外植體。

1.2方法

取半夏外植體，接種到含鹽的固體培養(yǎng)基中進(jìn)行誘導(dǎo)，每瓶接5個(gè)外植體。設(shè)定的固體培養(yǎng)基NaCl濃度為0.80%。將組培瓶置于溫度（25±2） ℃，光照2 000～3 000 lx，每天光照16 h的條件下培養(yǎng)。采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。在脅迫60 d取材，測(cè)各項(xiàng)生理指標(biāo)。

1.3測(cè)定指標(biāo)與方法

本試驗(yàn)采用多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)方法，包括直接鑒定和間接鑒定。直接鑒定是植物在逆境條件下所受的直接傷害程度進(jìn)行的耐鹽性評(píng)價(jià)，主要有生物量、干物率以及外觀形態(tài)。間接鑒定是用生理生化分析手段研究作物在鹽逆境條件下生理代謝過程中的物質(zhì)變化而進(jìn)行的耐鹽性評(píng)價(jià)，主要有可溶性糖、可溶性蛋白、總生物堿、游離脯氨酸、丙二醛、SOD酶活性等生理生化指標(biāo)。

2結(jié)果與分析

2.1鹽脅迫對(duì)半夏組培苗生長參數(shù)的影響

2.1.1生長狀態(tài)在0.80%的鹽脅迫下，半夏的生長幾乎停滯，只有L2、Z2、G2長出較多芽點(diǎn)，但是未生長形成葉柄，且底部的愈傷組織體積增大。JD2、H2、SN6只有很少的芽點(diǎn)長出來，也未生長形成葉柄，底部的愈傷組織體積只有部分增大（表1）。

表1不同品種半夏組培苗在鹽脅迫下的生長狀態(tài)

半夏品種愈傷狀態(tài)叢生芽狀態(tài)

L2顏色多呈黃綠色，底部呈白色，體積增大芽點(diǎn)多，狀態(tài)較好，但未生長形成葉柄

JD2顏色呈褐色，個(gè)別體積略微增大芽點(diǎn)較少，狀態(tài)差，接近死亡狀態(tài)

Z2顏色呈綠白色，體積增大，底部多為疏松愈傷芽點(diǎn)多，狀態(tài)好，未形成葉柄

H2顏色呈綠褐色，部分體積增大，底部呈黑色芽點(diǎn)較少，狀態(tài)差，但未生長形成葉柄

SN6顏色呈黃褐色，體積增大一部分芽點(diǎn)，狀態(tài)差，未形成葉柄

G2顏色多呈褐色，體積增大，底部多疏松芽點(diǎn)多，狀態(tài)好，未生長形成葉柄

2.1.2生物量H2的生物量最高，與L2、Z2之間無顯著性差異，但是與其他品種半夏有極顯著性差異。L2、Z2、SN6、G2之間無極顯著性差異。JD2的生物量最低，與SN6存在顯著性差異，與其他品種半夏存在極顯著性差異（表2）。

2.1.3干物率L2、JD2、Z2、H2、G2之間的干物率無顯著性差異，SN6的干物率最低，與其他品種的半夏有極顯著性差異（表3）。

2.2鹽脅迫對(duì)半夏組培苗生理指標(biāo)的影響

2.2.1鹽脅迫對(duì)半夏組培苗細(xì)胞內(nèi)有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

2.2.1.1可溶性糖L2和Z2的可溶性糖含量最高，且兩者之間無顯著性差異。H2和G2的含量其次，且兩者無顯著性差異。JD2的可溶性糖含量較低，與其他品種存在極顯著性差異。SN6的可溶性糖含量最低，與其他品種存在極顯著性差異（表4）。

2.2.1.2可溶性蛋白L2的可溶性蛋白含量最高，與其他品種半夏有極顯著性差異。JD2、Z2、H2、G2含量其次，且四者無顯著性差異，與其他品種有極顯著性差異。SN6的含量最低，與其他品種半夏有極顯著性差異（表5）。

2.2.1.3脯氨酸L2的脯氨酸含量最高，與其他品種半夏有極顯著性差異。Z2、H2、G2的脯氨酸含量其次，三者無顯著性差異，與其他品種有極顯著性差異。JD2的含量較低，與其他品種有極顯著性差異。SN6的含量最低，與其他品種半夏有極顯著性差異（表6）。

2.2.2鹽脅迫對(duì)半夏組培苗丙二醛含量的影響SN6的丙二醛含量最高，與其他品種半夏有極顯著性差異。JD2、H2的含量其次，與其他品種有顯著性差異。L2、Z2、G2的含量最低，且三者間無顯著性差異，與其他品種有顯著性差異（表7）。

2.2.3鹽脅迫對(duì)半夏組培苗總生物堿含量的影響L2的總生物堿含量最高，與其他品種半夏有極顯著性差異。JD2、Z2、H2、G2的含量其次，且四者無顯著性差異，與其他品種有極顯著性差異。SN6的含量最低，與其他品種有極顯著性差異（表8）。

2.2.4鹽脅迫對(duì)半夏組培苗SOD酶活性的影響L2、Z2的SOD酶活性最高，與其他品種半夏有極顯著性差異。G2的活性其次，與其他品種半夏有極顯著性差異。H2的活性較低，與其他品種半夏有極顯著性差異。JD2的活性低，與SN6有顯著性差異，與其他品種半夏有極顯著性差異。SN6的活性最低，除與JD2有顯著性差異外，與其他品種有極顯著性差異（表9）。

3討論

形態(tài)變化是植物受到逆境脅迫最直接的反應(yīng)[3]。植株的生物量、干物率等作為生長參數(shù)在耐鹽鑒定中廣泛使用[4]。生長狀態(tài)、生物量、干物率在鹽脅迫下變化明顯， 可以評(píng)價(jià)半夏的耐鹽性能。本試驗(yàn)中，鹽脅迫后各品種半夏生長受到嚴(yán)重的抑制。其中L2、Z2、G2長出較多芽點(diǎn)，但是未生長形成葉柄，且底部的愈傷組織體積增大。JD2、H2、SN6只有很少的芽點(diǎn)長出來，也未生長形成葉柄，底部的愈傷組織體積只有部分增大。H2的生物量最高，與L2、Z2之間無顯著性差異，L2、Z2、SN6、G2之間無極顯著性差異，JD2的生物量最低。SN6的干物率最低，其他品種的干物率之間無顯著性差異。由此可推出：L2、Z2、H2、G2的耐鹽性能高于JD2、SN6。

在鹽脅迫條件下水稻幼苗能通過自身細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)作用，如在細(xì)胞內(nèi)合成脯氨酸、可溶性糖等具有滲透調(diào)節(jié)功能和較強(qiáng)親水力的相容性溶質(zhì)[5]，以保護(hù)細(xì)胞中蛋白質(zhì)、蛋白復(fù)合物和膜結(jié)構(gòu)免遭降解或破壞，從而使細(xì)胞維持正常的生理活動(dòng)[6]。在高鹽度下，植物細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成代謝增強(qiáng)，合成更多蛋白質(zhì)，參與滲透調(diào)節(jié)，使植物適應(yīng)高鹽環(huán)境[6-8]。本試驗(yàn)中，鹽脅迫后L2和Z2的可溶性糖含量最高，H2和G2的含量其次，JD2的可溶性糖含量較低，SN6的可溶性糖含量最低。L2的可溶性蛋白含量最高，JD2、Z2、H2、G2含量其次，SN6的含量最低。L2的可溶性蛋白含量最高，JD2、Z2、H2、G2含量其次，SN6的含量最低。由此可推出：L2的耐鹽性能高于Z2、H2、G2，Z2、H2、G2的耐鹽性能高于JD2，JD2的耐鹽性能高于SN6。

丙二醛是具有細(xì)胞毒性的物質(zhì)，能與膜結(jié)構(gòu)上的蛋白質(zhì)和酶結(jié)合、交聯(lián)而使之失去活性，從而破壞膜結(jié)構(gòu)[9]。在高鹽濃度下，植物的膜脂過氧化作用明顯加大，植物細(xì)胞受損傷的程度也明顯加大，丙二醛含量顯著性增加[10]。本試驗(yàn)中，鹽脅迫后SN6的丙二醛含量最高，JD2、H2的含量其次，L2、Z2、G2的含量最低。由此可推出：L2、Z2、G2的耐鹽性能高于JD2，H2的耐鹽性能高于SN6。

生物堿是評(píng)價(jià)半夏藥材質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一[11]。鹽脅迫下可以提高長春花幼苗的生物堿產(chǎn)量[12]。逆境可以增加植物生物堿的積累，原因可能是在逆境條件下，植物體內(nèi)的自由氨基酸含量升高，從而為生物堿的合成提供了原料。該試驗(yàn)中，鹽脅迫后L2的總生物堿含量最高，JD2、Z2、H2、G2的含量其次，SN6的含量最低。由此可推出：L2的耐鹽性能高于JD2、Z2、H2、G2，JD2、Z2、H2、G2的耐鹽性能高于SN6。

超氧化物歧化酶是細(xì)胞膜系統(tǒng)的保護(hù)酶[13-14]，可在鹽脅迫時(shí)增強(qiáng)活性，加快對(duì)活性氧的清除，具有維持活性氧代謝平衡、保護(hù)膜結(jié)構(gòu)的功能，是植物能以忍耐體內(nèi)高濃度鹽的機(jī)理之一[15]。在鹽分脅迫條件下棉花葉片細(xì)胞內(nèi)能夠保持較高SOD酶活性[16]。本試驗(yàn)中，鹽脅迫后L2、Z2的SOD酶活性最高，G2的活性其次，H2的活性較低，JD2的活性低，SN6的活性最低。由此可推出：L2、Z2的耐鹽性能高于G2，G2高于H2，H2高于JD2，JD2高于SN6。

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