CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

楊艷波，劉若岑，崔 欣，張 元，庫(kù)孜拉·俄斯別克，武 燕

(大慶師范學(xué)院,黑龍江大慶 163712)

?

CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

楊艷波，劉若岑，崔 欣，張 元，庫(kù)孜拉·俄斯別克，武 燕*

(大慶師范學(xué)院,黑龍江大慶 163712)

[目的]為土壤鹽漬化地區(qū)的大豆種植提供合理化建議，提高大豆產(chǎn)量。[方法]采用盆栽法培養(yǎng)大豆，分析10、15和20 mmol/L外源CaCl2對(duì)150 mmol/L NaCl脅迫下大豆幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響。[結(jié)果]三葉期大豆幼苗施加150 mmol/L NaCl脅迫后，可溶性糖和可溶性蛋白的含量與空白對(duì)照組相比均顯著升高(P<0.05)，而脯氨酸含量顯著下降(P<0.05);噴施10 mmol/L CaCl2處理組與鹽對(duì)照組相比，可溶性糖和脯氨酸含量顯著升高(P<0.05)，可溶性蛋白含量顯著下降(P<0.05);噴施15 mmol/L CaCl2處理組與鹽對(duì)照組相比，3種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量均升高，其中可溶性糖、脯氨酸含量升高顯著(P<0.05)，可溶性蛋白含量升高不顯著(P>0.05)；噴施20 mmol/L CaCl2處理組與鹽對(duì)照組相比，可溶性糖、可溶性蛋白含量降低，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)，而脯氨酸含量顯著升高(P<0.05)。[結(jié)論]綜合分析外源CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響表明，15 mmol/L CaCl2的緩解效果最好。

大豆;鹽脅迫;CaCl2;滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)

鹽脅迫是指植物生長(zhǎng)在高鹽度生境而受到的高滲透勢(shì)的影響。鹽脅迫主要通過(guò)滲透脅迫作用使植物細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能受到傷害[1]，鹽脅迫條件下，植物發(fā)生細(xì)胞脫水、膜系統(tǒng)受損、蛋白質(zhì)合成速率下降、儲(chǔ)存蛋白質(zhì)水解等一系列不良生理生化反應(yīng)[2]，鹽脅迫是抑制植物生長(zhǎng)、降低農(nóng)作物產(chǎn)量的主要環(huán)境因素之一[3]。

鈣(Ca)是植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，其在提高植物的抗逆性方面也有十分重要作用，有很多研究表明外源鈣能緩解逆境脅迫(如干旱、鹽等)對(duì)植物細(xì)胞膜的傷害[3]，從而提高植物細(xì)胞的抗逆能力，但是有關(guān)外源CaCl2對(duì)大豆?jié)B透調(diào)節(jié)物質(zhì)影響的研究還比較少。該研究以大豆為供試材料，分析不同濃度的CaCl2對(duì)150 mmol/L NaCl脅迫下三葉期大豆幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響。

1　材料與方法

1.1材料培養(yǎng)及處理選取黑農(nóng)48號(hào)大豆為試驗(yàn)材料，將大豆用清水浸泡12 h后用2%雙氧水浸種消毒5 min，用清水沖洗3～5遍后放入鋪有脫脂棉的培養(yǎng)皿中萌發(fā)，待大豆芽長(zhǎng)達(dá)1～2 cm時(shí)，將大豆種子栽種到裝有土壤(pH=7.6)的紙杯中，然后放入光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，定期澆水培養(yǎng)。待幼苗生長(zhǎng)到三葉期時(shí)，將長(zhǎng)勢(shì)相近的大豆平均分成5組，選擇1組作為空白對(duì)照組(處理①)，定期澆水，3 d后測(cè)量其滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量,另外4組每天噴施150 mmol/L NaCl溶液，連續(xù)處理3 d，選取其中1組作為鹽脅迫對(duì)照組(處理②)，測(cè)量其滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，其余3組在鹽脅迫處理3 d以后，分別噴灑10、15、20 mmol/L CaCl2溶液，記為處理③～⑤，連續(xù)處理3 d后測(cè)量其滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量。

1.2測(cè)定方法采用蒽酮比色法測(cè)定大豆三葉期幼苗中可溶性糖的含量；采用考馬斯亮蘭法測(cè)定大豆三葉期幼苗中可溶性蛋白的含量；采用茚三酮法測(cè)定大豆三葉期幼苗中脯氨酸的含量[4]。

1.3數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel 2007軟件進(jìn)行公式計(jì)算和圖表制作，用SPSS19.0進(jìn)行方差分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

2　結(jié)果與分析

2.1不同濃度CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆可溶性糖含量的影響由圖1可知，對(duì)大豆三葉期幼苗噴施150 mmol/L NaCl處理，與空白對(duì)照組相比可溶性糖含量增加了15.85%，差異顯著(P<0.05)；用10、15、20 mmol/L CaCl2溶液分別處理鹽脅迫的大豆幼苗后，與鹽對(duì)照組相比，10 mmol/L CaCl2和15 mmol/L CaCl2處理的可溶性糖含量分別升高了8.59%和16.15%(P<0.05)，而20 mmol/L CaCl2處理組與鹽對(duì)照組相比差異不顯著(P>0.05)；3種濃度的CaCl2溶液處理鹽脅迫的大豆幼苗后，其可溶性糖含量均高于空白對(duì)照組，并且差異顯著(P<0.05)。

注：不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。Note: Different lowercases stand for significant difference(P<0.05).圖1　不同濃度CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆可溶性糖含量的影響Fig.1Effects of different concentrations of CaCl2 on soluble sugar content in soybean under salt stress

2.2不同濃度CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆可溶性蛋白含量的影響由圖2可知，空白對(duì)照組的可溶性蛋白含量約為6.80 mg/g；150 mmol/L NaCl脅迫處理大豆三葉期幼苗后，與空白對(duì)照組相比，可溶性蛋白含量增加了48.16%，差異顯著(P<0.05)；用10、15、20 mmol/L CaCl2溶液分別處理鹽脅迫的大豆幼苗，10 mmol/L CaCl2處理組與鹽對(duì)照組相比其可溶性蛋白含量降低了49.79%，二者差異顯著(P<0.05)，而15 mmol/L CaCl2處理組與20 mmol/L CaCl2處理組的可溶性蛋白含量分別為13.51 mg/g和10.51 mg/g。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示，與鹽對(duì)照組相比，差異均不顯著(P>0.05)，10 mmol/L CaCl2處理組可溶性蛋白含量略低于空白對(duì)照組，差異不顯著(P>0.05)，15、20 mmol/L CaCl2處理組可溶性蛋白含量均高于空白對(duì)照組，其中15 mmol/L CaCl2處理組與空白對(duì)照組差異顯著(P<0.05)。

注：不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。Note: Different lowercases stand for significant difference(P<0.05).圖2　不同濃度CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆可溶性蛋白含量的影響Fig.2　Effects of different concentrations of CaCl2 on soluble protein content in soybean under salt stress

2.3不同濃度CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆脯氨酸含量的影響由圖3可知，空白對(duì)照組的脯氨酸含量約為256.18 μg/g；用150 mmol/L NaCl處理大豆三葉期幼苗后，與空白對(duì)照組相比，脯氨酸含量增加了91.26%，差異顯著(P<0.05)；用10、15、20 mmol/L CaCl2處理鹽脅迫的大豆幼苗后，與鹽對(duì)照組相比，脯氨酸含量分別提高了85.12%、93.25%、94.52%，且差異均顯著(P<0.05)；10 mmol/L CaCl2處理組的脯氨酸含量顯著低于空白對(duì)照組的脯氨酸含量(P<0.05)，15、20 mmol/L CaCl2處理組脯氨酸含量均顯著高于空白對(duì)照組(P<0.05)。

注：不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。Note: Different lowercases stand for significant difference(P<0.05).圖3　不同濃度CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆脯氨酸含量的影響Fig.3　Effects of different concentrations of CaCl2 on proline content in soybean under salt stress

3　結(jié)論與討論

該研究結(jié)果表明，在給三葉期大豆幼苗施加150 mmol/L NaCl脅迫后，可溶性糖和可溶性蛋白的含量與空白對(duì)照組相比均顯著升高，而脯氨酸含量顯著下降。這在一定程度上說(shuō)明150 mmol/L NaCl脅迫促進(jìn)了可溶性糖和可溶性蛋白在體內(nèi)的合成，以此來(lái)緩解鹽脅迫，而150 mmol/L NaCl脅迫在一定程度上抑制了脯氨酸的合成。

用3種不同濃度CaCl2溶液處理鹽脅迫的大豆幼苗后，得到結(jié)論如下：①可溶性糖含量測(cè)定結(jié)果表明，10 mmol/L和15 mmol/L CaCl2處理組的可溶性糖含量均高于鹽對(duì)照組的可溶性糖含量，差異顯著(P<0.05)，起到了很好的緩解效果，并且15 mmol/L CaCl2處理組的緩解效果最好，這與胡遠(yuǎn)富等[5]對(duì)可溶性糖含量測(cè)定的結(jié)果一致；用20 mmol/L CaCl2溶液處理大豆幼苗后，其可溶性糖含量略低于鹽對(duì)照組，未達(dá)到差異顯著水平(P>0.05)，這說(shuō)明20 mmol/L CaCl2溶液沒(méi)有起到緩解效果。②可溶性蛋白的測(cè)定結(jié)果表明，15 mmol/L CaCl2處理后，其含量升高，說(shuō)明起到了一定的緩解作用，但是效果不顯著(P>0.05)；10 mmol/L和20 mmol/L CaCl2處理沒(méi)有起到緩解效果(P>0.05)，可能是因?yàn)榇蠖褂酌鐚?duì)于這2種濃度的溶液反應(yīng)不敏感或是不在其調(diào)控范圍之內(nèi)。③脯氨酸含量測(cè)定結(jié)果表明,CaCl2處理組的脯氨酸含量均顯著高于鹽對(duì)照組(P<0.05)，即均起到緩解作用，并且脯氨酸含量與CaCl2濃度呈正相關(guān)，20 mmol/L CaCl2處理組緩解效果最好，這與王增進(jìn)等[6]所得到的結(jié)論一致。綜合分析外源CaCl2對(duì)鹽脅迫下大豆幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響表明，15 mmol/L CaCl2的緩解效果最好。

[1]覃杰明,何含杰,張黨權(quán)，等.6-BA和GA3對(duì)鹽脅迫下紅桿鐵皮石斛幼苗生理生化影響[J].亞熱帶植物科學(xué),2016,45(1):27-31.

[2]嚴(yán)蓓,孫錦,郭世榮,等.鈣對(duì)鹽脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)及可溶性蛋白質(zhì)表達(dá)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,28(4):841-845.

[3]周雙云,蔣晶,高龍燕,等.不同濃度CaCl2對(duì)鹽脅迫下巴西蕉幼苗生理的影響[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2014,20(3):449-454.

[4]張志良,翟偉菁.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2003:127-128,159-160,258-259.

[5]胡遠(yuǎn)富,王澤奇,施君信,等.氯化鈣對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育及抗逆性的促進(jìn)效應(yīng)研究[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào),2007,19(3):39-42.

[6]王增進(jìn),張玉先.大豆鹽脅迫研究進(jìn)展[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào),2005,17(6):26-29.

Effects of CaCl2on the Content of Osmotic Adjustment Substances in Soybean Seedlings under Salt Stress

YANG Yan-bo,LIU Ruo-cen,CUI Xin,WU Yan*et al

(Daqing Normal University,Daqing,Heilongjiang 163712)

[Objective]The aim was to provide rationalization proposals for soybean planting in soil salinization area,and increase soybean yield.[Method]By using pot cultured soybean,effects of 10,15 and 20 mmol/L exogenous CaCl2on osmotic adjustment substances in soybean seedlings under NaCl 150mmol/L stress were studied.[Result]Applying 150 mmol/L NaCl on soybean seedling in three leaf stage,the content of soluble sugar and soluble protein were significantly higher than (P<0.05) that in the blank control group,and the proline content was decreased significantly (P<0.05);spraying 10 mmol/L CaCl2treatment group was compared with the salt control group,the contents of proline and soluble sugar were increased significantly (P<0.05),soluble protein was significantly decreased (P<0.05);spraying 15 mmol/L CaCl2treatment group was compared with salt control group,the content of osmotic substances were increased,the soluble sugar,proline content were increased significantly (P<0.05),soluble protein was not significant(P>0.05);spraying 20 mmol/L CaCl2treatment group was compared with the salt control group,soluble sugar,soluble protein content were decreased,but did not reach significant level (P>0.05),and the proline content was increased significantly (P<0.05).[Conclusion]The effect of exogenous CaCl2on the content of osmotic adjustment substances of soybean seedlings under salt stress showed that 15 mmol/L CaCl2had the best effect.

Soybean;Salt stress;Calcium chloride;Osmotic adjustment substance

楊艷波(1992- )，男，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人，本科生，專業(yè)：生物技術(shù)。*通訊作者，講師，碩士，從事植物生理生態(tài)研究。

2016-07-11

S 501;S 565.1

A

0517-6611(2016)25-033-02