外源NO對NaCl脅迫下夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影響

常青山，張利霞，楊偉，周姍姍，黃青哲，呂鳳娟，黃玥，葛淑慧，張?zhí)烀?/p>

(1.河南科技大學林學院，河南 洛陽471003;2.河南科技大學農學院，河南 洛陽471003;3.揚子江藥業(yè)集團江蘇龍鳳堂中藥有限公司，江蘇 泰州225321)

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外源NO對NaCl脅迫下夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影響

常青山1，張利霞2*，楊偉3，周姍姍1，黃青哲1，呂鳳娟1，黃玥1，葛淑慧1，張?zhí)烀?

(1.河南科技大學林學院，河南 洛陽471003;2.河南科技大學農學院，河南 洛陽471003;3.揚子江藥業(yè)集團江蘇龍鳳堂中藥有限公司，江蘇 泰州225321)

摘要：試驗采用硝普鈉(SNP)為NO供體，夏枯草幼苗為材料，研究外源0.01～0.50 mmol/L SNP對70 mmol/L NaCl脅迫下夏枯草幼苗抗氧化系統(tǒng)、光合參數(shù)與葉綠素熒光參數(shù)的影響。結果表明，0.05～0.10 mmol/L SNP可以緩解NaCl脅迫對夏枯草幼苗造成的傷害，其中0.10 mmol/L SNP 緩解效果最顯著，該處理顯著提高了NaCl脅迫下夏枯草幼苗葉片的過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性，降低了電導率與丙二醛(MDA)的含量。顯著提高了夏枯草葉片葉綠素a含量、葉綠素b含量、總葉綠素含量、凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)與蒸騰速率(Tr)，降低了胞間CO2濃度(Ci)。葉綠素熒光動力學參數(shù)顯示，0.10 mmol/L SNP處理顯著降低了NaCl脅迫下夏枯草幼苗的初始熒光(Fo)與非光化學熒光猝滅系數(shù)(NPQ)，提高了最大熒光(Fm)、PSⅡ潛在光化學效率(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)和PSⅡ有效光化學量子產量(Fv′/Fm′)。外源NO通過提高抗氧化酶活性，來減少脂質過氧化作用，減少光抑制對PSⅡ的破壞，提高光化學能力，增強夏枯草葉片的光合能力，從而最終提高夏枯草的抗鹽能力。本試驗條件下，以0.10 mmol/L SNP處理效果最為顯著。

關鍵詞：夏枯草；NaCl脅迫；NO；光合特性；葉綠素熒光

夏枯草(Prunellavulgaris)為唇形科夏枯草屬多年生草本植物，具有較高藥用價值與園林綠化價值[1-2]。夏枯草含有多種藥用成分，主要為三萜類、甾體類、黃酮類、香豆素類等，具有降壓、降糖、抗菌、抗病毒、抗炎和抗腫瘤等活性[1]，在醫(yī)藥衛(wèi)生與保健飲料等行業(yè)得到廣泛應用[3]。當前我國有高達9913 萬hm2的鹽堿地[4]，化肥和農藥過度施用，則造成越來越多的土地發(fā)生次生鹽漬化[5]。由于夏枯草野生資源的日漸匱乏，各地多采用建立夏枯草良好農業(yè)規(guī)范(GAP，good agricultural practice)生產基地來生產夏枯草[6]，然而農藝措施的應用不可避免地導致土壤的次生鹽漬化；其次，由于我國耕地資源的不足，在一些天然鹽漬地考慮開展夏枯草的種植成為擴大夏枯草產量的另一個可行途徑，因此提高夏枯草的產量和品質必須要考慮土壤鹽害問題對其生長造成的不利影響。主要以播種繁殖的夏枯草，在種植中其幼苗極易受到鹽脅迫危害，并最終影響夏枯草的產量與品質。因此，采用外源物質緩解鹽害，并籍以提高夏枯草的抗鹽能力成為一種行之有效的途徑。

一氧化氮(NO)是植物體內一種重要的信號分子，已有大量研究表明NO在植物生長及響應干旱[7]、鹽堿[8]、冷害[9-10]等逆境脅迫中具有顯著作用。據(jù)研究，適宜濃度的NO供體硝普鈉(SNP)可緩解NaCl脅迫對棉苗(Gossypiumhirsutum)[11]、長春花(Catharanthusroseus)[12]、半夏(Pinelliaternata)[13]、擬南芥(Arabidopsisthaliana)[14]等植物的抑制作用，從而增強植物的抗鹽能力。目前，關于NO增強夏枯草幼苗對鹽脅迫耐受能力的研究少見報道。本研究以夏枯草為材料，通過NaCl模擬鹽害環(huán)境，研究不同濃度的外源NO供體SNP對NaCl脅迫下夏枯草幼苗抗氧化與光合特性的影響，探究NO對提高夏枯草抗鹽能力的作用，為夏枯草在鹽脅迫地區(qū)的推廣種植提供理論依據(jù)與技術支持。

1材料與方法

1.1材料與培養(yǎng)

供試夏枯草種子2014年采收于河南南陽，所用SNP 為 NO 供體硝普鈉Na2Fe(CN)5，純度 99%，購自上海晶純生物科技有限公司。試驗于河南科技大學林學院園林植物生理實驗室與校內大棚進行，溫度(25±5) ℃，自然光照。2014年10月份開始育苗，2015年3-6月份開展相關實驗。將種子消毒后播于裝有基質的穴盤中育苗，待夏枯草長到3～4片真葉時，挑選長勢一致的幼苗移栽到周轉箱中。采用泡沫板懸浮法，每個周轉箱中40棵幼苗，加入1/2 HoagLand營養(yǎng)液進行培養(yǎng)，每3～5 d更換一次營養(yǎng)液。幼苗培養(yǎng)期間用電動氣泵每天通氣12 h。營養(yǎng)液預培養(yǎng)至少兩周，待其適應生存環(huán)境并長到6片真葉時進行實驗處理。

1.2試驗設計

待幼苗6片真葉完全展開時，采用前期預實驗篩選出的用鹽脅迫處理8 d后夏枯草表現(xiàn)出明顯鹽害癥狀的70 mmol/L NaCl濃度作為鹽脅迫濃度，對夏枯草幼苗進行處理：1) CK (1/2 HoagLand營養(yǎng)液)； 2) NaCl 脅迫 (1/2 HoagLand營養(yǎng)液+70 mmol/L NaCl)；3) 0.01 mmol/L SNP (1/2 HoagLand營養(yǎng)液+70 mmol/L NaCl+0.01 mmol/L SNP)；4) 0.05 mmol/L SNP (1/2 HoagLand營養(yǎng)液+70 mmol/L NaCl+0.05 mmol/L SNP)； 5) 0.1 mmol/L SNP (1/2 HoagLand營養(yǎng)液+70 mmol/L NaCl+0.1 mmol/L SNP)； 6) 0.5 mmol/L SNP (1/2 HoagLand營養(yǎng)液+70 mmol/L NaCl+0.5 mmol/L SNP)。處理液用低濃度HCl或KOH調到pH 6.0，每隔3～5 d更換一次溶液。連續(xù)處理8 d后，此時SNP處理相對于鹽脅迫對照表現(xiàn)出明顯的緩解效果，取樣用于抗氧化酶與光合特性指標的測定。

1.3測定指標及方法

采用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶(peroxidase,POD)活性[15]，紫外吸收法測定過氧化氫酶(catalase,CAT)活性[15]、電導儀法測定電導率[16]，硫代巴比妥酸法測定丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量[17]，丙酮提取法測定葉綠素含量[17]，每個處理重復3次。

氣體交換參數(shù)測定：采用LI-6400便攜式光合作用測定系統(tǒng) (LI-COR，Lincon，NE，USA) 在晴天上午9:00-11:00測定幼苗葉片倒數(shù)2～3片功能葉的凈光合速率(net photosynthetic rate，Pn)、氣孔導度 (stomatal conductance，Gs)、胞間CO2濃度 (intercellular CO2concentration，Ci)、蒸騰速率 (transpiration rate，Tr) 等氣體交換參數(shù)，每個處理重復3次。測定時葉室設置溫度為25 ℃，CO2濃度為380 μmol/mol，光量子通量密度為1000 μmol/(m2·s)。

葉綠素熒光參數(shù)的測定：采用PAM-2100 便攜式調制熒光儀(PAM 2100, Walz， Germany)進行測定。測定前先用2030-B葉夾夾住葉片進行暗適應20～30 min，然后測定初始熒光(Fo)、最大熒光(Fm)、最大光化學效率(Fv/Fm)、非光化學熒光猝滅系數(shù)(NPQ)與PSⅡ有效光化學量子產量 (Fv′/Fm′)等指標，每個處理重復6次。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

使用Excel 2007錄入數(shù)據(jù)，利用軟件SPSS 16.0進行Oneway ANOVA方差分析，采用Duncan法進行多重比較，并采用Origin 8.0作圖。

2結果與分析

2.1外源NO對NaCl脅迫下夏枯草葉片POD和CAT活性的影響

從表1可以看出，NaCl脅迫下夏枯草幼苗葉片的POD活性顯著高于對照CK，比CK增加了2.18倍。隨著SNP處理濃度增加，夏枯草葉片POD活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，且各SNP處理下POD活性均高于NaCl脅迫處理，顯著高于CK。與NaCl脅迫處理相比，0.01～0.10 mmol/L SNP處理的POD活性升高，0.05與0.10 mmol/L SNP處理達到顯著水平，0.10 mmol/L SNP處理POD活性最高，比CK增加了4.06倍，比NaCl脅迫處理提高了59.13%。0.50 mmol/L SNP處理POD活性低于NaCl脅迫處理，但顯著高于對照CK。上述結果表明，SNP各處理均可以提高POD的活性，其中0.05與0.10 mmol/L SNP處理可以顯著提高NaCl脅迫下夏枯草幼苗葉片POD活性，以0.10 mmol/L SNP處理效果最佳。

從CAT指標來看，NaCl脅迫顯著降低了夏枯草幼苗葉片的CAT活性，比CK降低了77.36%。隨著SNP處理濃度的升高，夏枯草葉片CAT活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，0.01～0.50 mmol/L SNP處理下的CAT活性均低于對照CK，但均高于NaCl脅迫處理。其中0.05和0.10 mmol/L SNP處理CAT活性顯著高于NaCl脅迫；0.10 mmol/L SNP處理CAT活性高于NaCl脅迫處理達3.42倍，該處理提高CAT活性效果最為顯著。

2.2外源NO對NaCl脅迫下夏枯草葉片MDA含量與電導率的影響

從表1可知，NaCl脅迫顯著提高了MDA含量，高于CK 66.73%。隨著SNP處理濃度升高，夏枯草葉片MDA含量呈現(xiàn)先降低后升高的特征。SNP各處理均可以顯著降低NaCl脅迫下夏枯草葉片的MDA含量，0.10 mmol/L SNP處理下的MDA含量最低，其MDA含量比NaCl脅迫處理降低了46.69%。

表1　NO對NaCl脅迫下夏枯草POD活性、CAT活性、MDA含量與電導率的影響Table 1　Effect of NO on the activity of POD, CAT, MDA content and electric conductivity ofP. vulgaris seedling leaves under NaCl stress

注: 同列不同小寫字母表示5%差異顯著，SNP：硝普鈉Sodium nitroprusside。下同。

Note: Different small letters in the same column mean significant differences at 5% level， the same below.

NaCl脅迫處理的電導率比對照CK增加了1.73倍。隨著SNP濃度的增加，SNP處理下夏枯草葉片的電導率表現(xiàn)出先下降后增高的趨勢，0.05～0.50 mmol/L SNP處理降低了葉片的電導率，0.10和0.50 mmol/L SNP處理的電導率顯著低于NaCl脅迫處理，其中0.10 mmol/L SNP處理的電導率比NaCl脅迫處理降低了31.93%，降低效果最為明顯。

2.3外源NO對NaCl脅迫下夏枯草葉片葉綠素含量的影響

由表2可看出，NaCl脅迫處理下夏枯草各種色素含量均顯著低于對照CK。在SNP處理下，夏枯草幼苗葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素和類胡蘿卜素含量的變化都呈現(xiàn)先升高后下降趨勢。與NaCl脅迫處理相比，0.01～0.50 mmol/L SNP處理均可以提高葉綠素a、葉綠素b與總葉綠素的含量，其中0.05 與0.10 mmol/L SNP 處理達到顯著水平；0.01～0.10 mmol/L SNP處理均可以提高葉片的類胡蘿卜素含量，但與NaCl脅迫處理相比差異不顯著。在各SNP處理中，0.10 mmol/L SNP處理葉綠素a、葉綠素b與總葉綠素含量的提高幅度最高，分別比NaCl脅迫處理提高了39.71%，75.11%與47.89%。0.01～0.10 mmol/L SNP處理可以提高NaCl脅迫下夏枯草葉片類胡蘿卜素含量，顯著提高葉綠素a、葉綠素b與總葉綠素含量，最終有效緩解NaCl脅迫處理對夏枯草幼苗葉綠素造成的破壞，以0.10 mmol/L SNP處理效果最佳。

表2　外源NO對NaCl脅迫下夏枯草葉綠素含量的影響Table 2　Effects of NO on chlorophyll content in the leaves of P. vulgaris seedling under NaCl stress　mg/g FW

2.4外源NO對NaCl脅迫下夏枯草葉片光合作用的影響

由圖1可知，NaCl脅迫處理下的Pn、Gs和Tr均顯著低于對照CK，而Ci顯著高于對照CK。SNP處理下的Pn、Gs和Tr均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，Ci則表現(xiàn)為先下降后上升的趨勢。0.01～0.10 mmol/L SNP處理均可以提高夏枯草葉片的Pn、Gs和Tr，所有SNP處理均可以降低NaCl脅迫下夏枯草葉片的Ci。0.10 mmol/L SNP處理比NaCl脅迫處理的Pn顯著提高93.29%，Gs顯著提高54.13%，Ci顯著降低13.01%，Tr顯著提高41.23%。以上結果表明，適宜濃度的SNP處理能夠有效提高NaCl脅迫下夏枯草幼苗葉片的Pn、Gs與Tr，降低葉片的Ci，最適宜的SNP處理濃度為0.10 mmol/L。

2.5外源NO對NaCl脅迫下葉片葉綠素熒光的影響

從表3可知，與對照CK相比，NaCl脅迫處理的Fo與NPQ顯著升高，F(xiàn)m、Fv、Fv/Fo、Fv/Fm與Fv′/Fm′顯著降低。經(jīng)SNP處理后，F(xiàn)o與NPQ均表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢，而Fm、Fv、Fv/Fo、Fv/Fm與Fv′/Fm′表現(xiàn)為先升高后下降的趨勢。0.10 mmol/L SNP處理的各指標與NaCl脅迫相比均達顯著水平，其中Fm、Fv、Fv/Fo、Fv/Fm與Fv′/Fm′分別比NaCl脅迫處理提高72.06%，1.76倍，2.76倍，61.75%與58.58%，F(xiàn)o與NPQ則分別比NaCl脅迫降低了24.37%與52.71%，且與對照CK差異不顯著。以上指標說明了SNP處理提高了夏枯草的PSⅡ光化學活性，減輕了光抑制對類囊體膜的破壞，并有效地降低了非光化學熱耗散。

圖1　NO對NaCl脅迫下夏枯草葉片Pn、Gs、Ci和Tr的影響Fig.1　Effects of NO on Pn, Gs, Ci and Tr in the leaves of P. vulgaris seedlings under NaCl stress　圖中不同小寫字母表示5%差異顯著; 1, 2, 3, 4分別代表0.01, 0.05, 0.10, 0.50 mmol/L SNP。Different small letters in the figure mean significant differences at 5% level; 1, 2, 3, 4 represent 0.01, 0.05, 0.10, 0.50 mmol/L SNP, respectively.

處理TreatmentFoFmFvFv/FoFv/FmNPQFv'/Fm'CK318.00±13.74b1429.00±97.82a1111.00±102.71a3.50±0.40a0.78±0.02a1.87±0.19c0.50±0.03aNaCl426.33±24.01a819.00±94.50c392.67±84.32c0.92±0.19c0.48±0.05d4.04±0.59a0.30±0.06bc0.01mmol/LSNP461.00±20.52a1074.33±17.67b613.33±11.02b1.33±0.07bc0.57±0.01bc2.81±0.06b0.36±0.08b0.05mmol/LSNP405.00±82.64a1144.00±146.78b739.00±223.86b2.00±1.17b0.64±0.10b2.62±0.42b0.43±0.08a0.10mmol/LSNP322.43±49.76b1409.14±79.66a1086.71±106.11a3.46±0.74a0.77±0.04a1.91±0.15c0.48±0.08a0.50mmol/LSNP472.00±11.28a1042.25±72.82b570.25±66.82bc1.21±0.13bc0.55±0.03cd2.94±0.27b0.29±0.07c

Fo: 初始熒光;Fm: 最大熒光；Fv：可變熒光；Fv/Fo: PSⅡ潛在活性;Fv/Fm: 最大光化學效率; NPQ: 非光化學萃滅系數(shù);Fv′/Fm′: 光下PSⅡ 的光化學效率。Fo: Initial fluorescence;Fm: Maximum fluorescence;Fv: Variable fluorescence;Fv/Fo: PSⅡ potential activity;Fv/Fm: Maximal photochemical efficiency; NPQ: non-photochemical quenching coefficient;Fv′/Fm′: photochemical efficiency of PSⅡ in the light.

3討論與結論

植物在NaCl脅迫下會產生大量的活性氧自由基，造成植物膜脂過氧化，增加質膜透性，并使得電解質大量滲漏，表現(xiàn)在膜脂過氧化的重要產物MDA含量增加與電導率的升高，進一步導致植物代謝紊亂[18]。植物為防御活性氧帶來的傷害，通過自身的酶促與非酶促抗氧化系統(tǒng)來清除氧自由基等活性氧，以維持體內的自由基動態(tài)平衡[9]。SNP是一種常用的NO供體，作為一種信號分子，NO具有減少非生物脅迫下活性氧的積累、提高植物抗氧化損傷的能力[19]。本研究發(fā)現(xiàn)，70 mmol/L的氯化鈉脅迫會導致夏枯草葉片受到嚴重破壞， MDA含量與電導率均顯著高于對照，采用適宜濃度SNP處理可以降低電導率，保持膜的穩(wěn)定性。

抗氧化酶在植物體內可以協(xié)同清除逆境脅迫下的活性氧(ROS，reactive oxygen species)，維持ROS的代謝平衡，保護膜結構，從而增強植物對逆境脅迫的抵抗能力[20]。在本研究中，0.05～0.50 mmol/L SNP可以提高NaCl脅迫處理下夏枯草葉片的POD與CAT抗氧化酶活性，進而提高活性氧的防御能力，緩解NaCl脅迫對夏枯草幼苗的氧化損傷作用，減少細胞膜遭受活性氧的損害，保護了膜結構[21]。NaCl脅迫下夏枯草葉片POD活性高于對照CK，而CAT活性則低于CK，該結果與外源NO處理NaCl脅迫下燕麥(Avenasativa)8 d后的酶活性結果類似[22]，而與吳雪霞等[23]在番茄(Lycopersiconesculentum)上的研究不太一樣，原因可能在于NaCl脅迫下CAT等酶活性因植物種類、鹽處理濃度以及處理時間不同而表現(xiàn)各異[11,24]。

NO提高抗氧化酶活性的原因可能在于NO可以直接或間接清除ROS，以及誘導體內抗氧化酶或相關酶類基因的表達[24]。與0.10 mmol/L SNP相比，0.50 mmol/L SNP處理下的夏枯草葉片抗氧化酶活性降低，丙二醛含量與電導率均升高，原因可能在于過量NO可以與活性氧形成過氧亞硝酸，破壞抗氧化酶基因的表達，導致膜滲漏，最終降低抗氧化酶含量和活性[25]。在本研究中，NO對NaCl脅迫下抗氧化酶的提高作用，與吳雪霞等[23]和蘇桐等[26]的研究較為類似。

植物在光合作用過程中，葉綠素對光能的吸收、傳遞與轉化起著至關重要的作用。一般地，NaCl脅迫會誘發(fā)膜脂過氧化，引起葉綠體與細胞壁解離，進而使葉綠體被膜遭受損壞，破壞類囊體膜的超微結構，從而引起葉綠體的解體，導致光合色素含量的降低，最終降低光能的傳遞與吸收能力，引起光合作用的下降[27-28]。在本研究中，NaCl脅迫導致夏枯草葉片葉綠素a、葉綠素b與總葉綠素含量顯著下降，經(jīng)適宜濃度SNP處理后，夏枯草葉片中的光合色素含量均有所上升。在較高濃度SNP處理下，光合色素含量下降，可能是因為過量的NO與活性氧形成的過氧亞硝酸，其對葉綠素的氧化作用強于活性氧，所以過量的NO處理非但不利于葉綠素含量的增加，反而促進NaCl脅迫對葉綠素的破壞[12]。前人研究證實適宜濃度的外源NO 能夠提高鹽脅迫下棉苗[11]、苜蓿(Medicagosativa)[24]、番茄[29]葉片中葉綠素含量，本研究進一步佐證了NO對NaCl脅迫下植物葉綠素的提高作用。

一般認為引起植物葉片光合功能下降的原因可以分為氣孔限制與非氣孔限制，當Ci與Gs同時下降時，Pn下降主要是由于氣孔因素引起；當Ci升高而Gs下降，認為Pn的下降主要是由非氣孔因素引起[30]。本研究表明，NaCl脅迫處理下，夏枯草葉片的Pn與Gs均顯著降低，而Ci顯著上升，說明非氣孔因素是主要因素，NaCl脅迫下夏枯草光合速率下降的原因可能是葉片中葉肉細胞光合活性下降引起的。本研究與吳雪霞等[31]和樊懷福等[18]的研究結果相似。與NaCl脅迫處理相比，0.10 mmol/L的SNP處理顯著提高了NaCl脅迫下夏枯草葉片的Gs，使得夏枯草葉片具有較高的光合底物傳導能力，利于葉片同化更多的光合產物；而Tr的顯著增加，使得葉片的吸水與運輸能力得以增強，利于夏枯草葉片光合作用及增強植株對NaCl脅迫的抗性；Ci顯著降低進一步證明了碳同化能力的提高，同時葉綠素含量的升高，最終使得夏枯草葉片在NaCl脅迫下的Pn得以升高，這些結果說明施加外源SNP處理對于NaCl脅迫下夏枯草葉肉細胞光合活性下降有顯著的緩解作用，能夠使夏枯草葉片在NaCl脅迫下依然可以維持較高的光合能力[32]。

葉綠素熒光技術被稱為測定葉片光合功能的無損傷探針。通過對熒光參數(shù)的測定，可以用來評價光合機構的功能和環(huán)境脅迫的影響[33]。Fo代表 PSⅡ 反應中心處于完全開放狀態(tài)時的熒光產量，主要表征葉綠體類囊體膜超微結構的受破壞程度；而Fm則代表PSⅡ反應中心處于完全關閉狀態(tài)下的熒光產量，主要反映PSⅡ 的電子傳遞情況[34]。Fv/Fm降低表明植物受到了光抑制，而Fv/Fm降低的同時伴隨有Fo的上升，則表明光系統(tǒng)Ⅱ遭受了破壞[35]。在本研究中，夏枯草Fm、Fv、Fv/Fo、Fv/Fm均顯著降低，F(xiàn)o顯著升高，表明夏枯草在NaCl脅迫下PSⅡ潛在活性中心受到損害，葉片原初光能轉換效率降低，產生光抑制，夏枯草葉片的光合機構可能已受到破壞。NPQ反映了PSⅡ天線色素吸收的光能不能用于光合電子傳遞而以熱的形式耗散的部分，NaCl脅迫下植物通過提高NPQ，從而消耗PSⅡ不能利用的過剩光能，從而起到保護PSⅡ反應中心免受因吸收過多光能而引起的光氧化和光抑制傷害[36-37]。本試驗結果顯示，外源NO顯著緩解了NaCl脅迫引起的夏枯草葉片F(xiàn)m、Fv、Fv/Fo、Fv/Fm下降及Fo和NPQ上升的幅度，說明NO不僅能夠減輕NaCl脅迫對PSⅡ反應中心的損傷，維持PSⅡ的光化學活性，而且對于激發(fā)能的非光化學熱耗散有明顯的降低效果，類似的結果同樣出現(xiàn)在劉建新等[38]的研究中。

NO對脅迫下植物的緩解效果表現(xiàn)出一種雙重性，即一定的低濃度下表現(xiàn)為提高緩解效應，而高濃度下表現(xiàn)為降低緩解效果，并且其最佳濃度因所試植物材料及處理方法不同而存在差異[8,26]。如經(jīng)0.10 mmol/L SNP處理后，鹽脅迫下板藍根(Isatisindigotica)的種子萌發(fā)和幼苗生長的各項指標最高，而1.00 mmol/L SNP處理下幼苗生理指標顯著降低[5]；0.05～0.60 mmol/L SNP 在提高水飛薊(Silybummarianum)種子和幼苗的抗鹽能力上表現(xiàn)為低濃度促進高濃度抑制，0.10 mmol/L SNP 對白色種皮品種處理效果最好，而0.40 mmol/L SNP 對黑色種皮品種處理效果最好[19]；通過浸種方法研究SNP對鹽脅迫下小麥(Triticumaestivum)種子萌發(fā)影響表明，0.06 mmol/L SNP浸種處理效果最好[39]。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，低濃度NO(0.05～0.10 mmol/L SNP)可以緩解NaCl脅迫對夏枯草幼苗生理的抑制，其中0.10 mmol/L SNP處理效果最好，而高濃度(0.50 mmol/L SNP)則降低其對NaCl脅迫下夏枯草幼苗的緩解效果。本研究可以為解決夏枯草在栽培生產中遇到的鹽害問題提供理論依據(jù)，為促進夏枯草種植、提高產量提供理論基礎。

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DOI：10.11686/cyxb2015454

*收稿日期：2015-09-23；改回日期：2015-11-23

基金項目：河南省高等學校重點科研資助項目(15A180037,16A220005)，河南省科技攻關計劃項目(162102110095)，河南科技大學高級別項目培育基金(2015GJB029)，河南科技大學青年基金資助項目(4024-13350066,4026-13350041)，河南科技大學博士科研啟動基金資助項目(4024-13480054，4026-13480038)和河南科技大學大學生研究訓練計劃(SRTP)項目(2014254，2014281,2015152)資助。

作者簡介：常青山(1979-)，男，河南安陽人，講師，博士。E-mail: hkdcqs@126.com *通信作者Corresponding author. E-mail: hkdzlx@126.com

* 1Effects of exogenous nitric oxide on antioxidant activity and photosynthetic characteristics ofPrunellavulgarisseedlings under NaCl stress

CHANG Qing-Shan1, ZHANG Li-Xia2*, YANG Wei3, ZHOU Shan-Shan1, HUANG Qing-Zhe1, LV Feng-Juan1, HUANG Yue1, GE Shu-Hui1, ZHANG Tian-Meng1

1.CollegeofForestry,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China; 2.CollegeofAgriculture,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China; 3.JiangsuLongfengHallChineseMedicineLimitedCompany,YangtzeRiverPharmaceuticalGroup,Taizhou225321,China

Abstract:The objective of these experiments was to determine the effects of exogenous nitric oxide (NO) on the antioxidant activity and photosynthetic characteristics of Prunella vulgaris seedlings under salt stress. Seedlings of P. vulgaris under salt stress (70 mmol/L NaCl) were treated with sodium nitroprusside (SNP, an exogenous NO donor) at different concentrations (0.01, 0.05, 0.10 and 0.50 mmol/L) and their antioxidant enzyme activity, photosynthetic pigment contents, gas exchange, and chlorophyll fluorescence characteristics were analyzed. The results showed that 0.05-0.10 mmol/L SNP alleviated symptoms of NaCl stress in P. vulgaris seedlings. The 0.10 mmol/L SNP treatment produced the best results. The seedlings in this treatment showed significantly increased (P<0.05) activities of peroxidase and catalase, decreased malondialdehyde content and electric conductivity, significantly increased (P<0.05) chlorophyll content, net photosynthetic rate, stomatal conductance, and transpiration rate, and decreased intercellular CO2 concentration. Analyses of chlorophyll fluorescence data showed that the 0.10 mmol/L SNP treatment resulted in a significant decrease (P<0.05) in initial fluorescence and non-photochemical quenching, and increased maximum fluorescence, photosystem Ⅱ (PSⅡ) potential fluorescence efficiency, PSⅡ maximum fluorescence efficiency, and PSⅡ excitation capture efficiency in leaves of salt-stressed P. vulgaris seedlings. These results showed that application of SNP at certain concentrations stabilized membranes by increasing the activities of antioxidant enzymes, and improved photochemical efficiency. These changes alleviated photoinhibition damage resulting from salt damage to the PSⅡ center, and enhanced the photosynthetic capacity to increase the salt resistance of P. vulgaris seedlings. The 0.10 mmol/L SNP treatment had the greatest effect on improving salt tolerance of P. vulgaris seedlings under these experimental conditions.

Key words:Prunella vulgaris; NaCl stress; nitric oxide; photosynthetic characteristic; chlorophyll fluorescence

http://cyxb.lzu.edu.cn

常青山， 張利霞， 楊偉， 周姍姍， 黃青哲， 呂鳳娟， 黃玥， 葛淑慧， 張?zhí)烀? 外源NO對NaCl脅迫下夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影響. 草業(yè)學報, 2016, 25(7): 121-130.

CHANG Qing-Shan, ZHANG Li-Xia, YANG Wei, ZHOU Shan-Shan, HUANG Qing-Zhe, LV Feng-Juan, HUANG Yue, GE Shu-Hui, ZHANG Tian-Meng. Effects of exogenous nitric oxide on antioxidant activity and photosynthetic characteristics ofPrunellavulgarisseedlings under NaCl stress. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(7): 121-130.