NaCl脅迫對(duì)芹菜幼苗生理生化特性的影響

高 玲

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東青島 266109)

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NaCl脅迫對(duì)芹菜幼苗生理生化特性的影響

高 玲

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東青島 266109)

[目的]探究鹽脅迫對(duì)芹菜幼苗生理生化特性的影響。[方法]用不同濃度(0、50、100、150 mmol/L)的NaCl溶液模擬鹽脅迫，研究其對(duì)盆栽芹菜幼苗生理生化特性的影響。[結(jié)果]NaCl脅迫下過氧化氫酶活性、丙二醛含量均呈現(xiàn)隨著鹽濃度、處理天數(shù)的增加而升高的趨勢；過氧化物酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量的變化則是在一定的鹽濃度范圍內(nèi)隨著處理天數(shù)的增加而升高，但當(dāng)鹽濃度超過一定的閾值后則表現(xiàn)為隨著處理天數(shù)的增加先升高后降低的趨勢；葉綠素含量的變化則是隨著鹽濃度和處理天數(shù)的增加而下降。[結(jié)論]試驗(yàn)結(jié)果為我國鹽堿地地區(qū)芹菜種植提供了理論依據(jù)。

芹菜幼苗；NaCl脅迫；生理生化特性

目前，我國不同程度鹽漬化土壤面積約為1億hm2，約占全國可耕種土地面積的25%。在蔬菜種植中，土壤鹽堿化會(huì)導(dǎo)致蔬菜不出苗、出苗延遲、產(chǎn)量及品質(zhì)下降等情況的發(fā)生[1]。芹菜含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，可作為食物和藥物。目前，關(guān)于鹽脅迫對(duì)芹菜生理生化特性影響的研究少有報(bào)道。鑒于此，筆者選用盆栽的芹菜作為研究對(duì)象，探究了不同鹽濃度對(duì)芹菜幼苗生理生化指標(biāo)的影響，以期為我國鹽堿地地區(qū)芹菜種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗(yàn)材料為4葉1心的芹菜幼苗，其養(yǎng)分由蛭石、草炭和雞糞按照36∶12∶1的比例混合配制的培養(yǎng)基提供[2]。

1.2 試驗(yàn)方法 選擇長勢均一的幼苗，移植至27 cm×20 cm的塑料盆中，每盆8棵，移植后緩苗14 d。用不同濃度(0、50、100、150 mmol/L)的NaCl溶液澆灌，每處理3次重復(fù)，處理前取樣測定1次，然后每隔2 d測定1次。

1.3 測定指標(biāo) 包括葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、丙二醛(MDA)含量、過氧化物酶(POD)活性和過氧化氫酶(CAT)活性[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)POD活性的影響 由圖1可知，POD活性在一定鹽濃度范圍內(nèi)隨著處理天數(shù)的增加而升高，當(dāng)鹽濃度高于150 mmol/L時(shí)POD活性初期升高，隨后降低，在處理后第6天出現(xiàn)最低活性(150 mmol/L NaCl處理)和最高活性(100 mmol/L NaCl處理)。這可能是由于在低鹽條件下植物為維持自身正常生長而出現(xiàn)的一種“自衛(wèi)”現(xiàn)象。而當(dāng)鹽濃度高于一定的值之后，由于鹽濃度過高而永久性損害了植物細(xì)胞，從而導(dǎo)致POD合成受阻，活性下降。

圖1 NaCl脅迫對(duì)POD活性的影響Fig.1 Effect of NaCl stress on POD activity

2.2 NaCl脅迫對(duì)CAT活性的影響 由圖2可知，CAT活性在處理范圍內(nèi)隨著鹽濃度、處理時(shí)間的增加呈上升趨勢，在150 mmol/L NaCl處理?xiàng)l件下升高速度最快，在第6天達(dá)到最高。

圖2 NaCl脅迫對(duì)CAT活性的影響Fig.2 Effect of NaCl stress on CAT activity

2.3 NaCl脅迫對(duì)MDA含量的影響 MDA是細(xì)胞膜脂過氧化的最終產(chǎn)物之一，在特定的情況下可以作為測定細(xì)胞膜脂過氧化情況以及植物在逆境條件下反應(yīng)強(qiáng)弱的一項(xiàng)指標(biāo)。由圖3可知，MDA含量隨著鹽濃度和處理天數(shù)的增加而增加；在最高的鹽濃度條件下MDA含量升高最快。這可能是由于在鹽脅迫下植物細(xì)胞膜氧化加快，從而導(dǎo)致植物中MDA含量增加。

圖3 NaCl脅迫對(duì)MDA含量的影響Fig.3 Effect of NaCl stress on MDA activity

2.4 NaCl脅迫對(duì)葉綠素含量的影響 植物葉片中的葉綠素含量與植物的光合速率和營養(yǎng)狀況密切相關(guān)。在鹽脅迫的環(huán)境中生長的植物，其葉綠體結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞，可直接影響植物的光合作用。由圖4可知，在選定的鹽濃度范圍內(nèi)隨著濃度和處理天數(shù)的增加，葉綠素含量呈下降趨勢，且在最高濃度NaCl處理?xiàng)l件下下降速度最快。這可能是由于鹽脅迫影響了植物本身的生理代謝和葉綠素的合成機(jī)制，從而使葉綠素含量表現(xiàn)出下降趨勢。

圖4 NaCl脅迫對(duì)葉綠素含量的影響Fig.4 Effect of NaCl stress on chlorophyll content

2.5 NaCl脅迫對(duì)可溶性糖含量的影響 由圖5可知，在一定的鹽濃度范圍內(nèi)隨著鹽濃度和處理天數(shù)的增加，可溶性糖含量表現(xiàn)出增加趨勢。這與可溶性糖可以調(diào)控細(xì)胞的滲透勢進(jìn)而適應(yīng)環(huán)境有關(guān)。

圖5 NaCl脅迫對(duì)可溶性糖含量的影響Fig.5 Effect of NaCl on soluble sugar content

2.6 NaCl脅迫對(duì)可溶性蛋白質(zhì)含量的影響 由圖6可知，在一定的范圍內(nèi)隨著鹽濃度和處理天數(shù)的增加，可溶性蛋白質(zhì)含量呈上升趨勢，當(dāng)鹽濃度超過一定范圍后，隨著處理天數(shù)的增加，可溶性蛋白質(zhì)含量呈先升高后降低的趨勢。升高是基于逆境脅迫下植物自身為了適應(yīng)環(huán)境做出的應(yīng)急反應(yīng)。

圖6 NaCl脅迫對(duì)可溶性蛋白質(zhì)含量的影響Fig.6 Effect of NaCl on stress soluble protein content

3 結(jié)論與討論

植物在高于正常鹽濃度的環(huán)境中生長時(shí)，大多數(shù)植物的生理生化指標(biāo)都會(huì)表現(xiàn)出不同程度的抑制現(xiàn)象[4-5]。 許多研究表明，鹽的濃度是影響植物生長的主要環(huán)境因素之一[6]，如白菜[7]、番茄[8]、辣椒[9]等材料在不同濃度鹽處理下，其生長有明顯變化。

POD的主要作用是去除胞漿中過量的H2O2。該試驗(yàn)結(jié)果表明，芹菜在一定濃度鹽環(huán)境中生長時(shí)，POD的活性隨著處理天數(shù)的增加而升高，而當(dāng)鹽濃度高于一個(gè)閾值之后初期升高，隨后又會(huì)出現(xiàn)降低趨勢，說明在一定的鹽濃度范圍內(nèi)POD的清除活性氧能力增強(qiáng)，但超過一定的鹽濃度后，清除能力降低。CAT活性在處理鹽濃度范圍內(nèi)也是隨著鹽濃度的升高、處理天數(shù)的增加而呈上升趨勢，CAT的清除能力一直在增強(qiáng)說明CAT適應(yīng)鹽脅迫的能力強(qiáng)于POD。MDA是膜脂過氧化的終產(chǎn)物之一，在一定條件下可以作為測定細(xì)胞膜脂過氧化程度以及植物在逆境環(huán)境下生長狀況的一項(xiàng)生理指標(biāo)[9]。該研究表明，在處理鹽濃度范圍內(nèi)MDA的含量隨著鹽濃度的升高和處理天數(shù)的增加而增加，說明隨著處理鹽濃度的增加和處理天數(shù)的延長細(xì)胞膜脂的過氧化程度也越嚴(yán)重，植物遭受的傷害也加強(qiáng)。隨著處理鹽濃度的增加和處理天數(shù)的延長，葉綠素的含量表現(xiàn)出下降趨勢，說明在處理鹽濃度范圍內(nèi)，植物的生理機(jī)制受到了一定程度的破壞，從而影響了葉綠素的合成?？扇苄蕴窃谥参镏衅鹫{(diào)控植物細(xì)胞滲透勢的作用，當(dāng)芹菜生長在超過正常鹽度的環(huán)境中時(shí)，可以通過改變自身細(xì)胞內(nèi)可溶性糖含量來維持自身的正常生理狀況，該試驗(yàn)結(jié)果也證明了這點(diǎn)。隨著鹽濃度的升高以及處理天數(shù)的延長，可溶性蛋白質(zhì)含量也在上升，但當(dāng)鹽濃度超過一定的范圍后隨著處理天數(shù)的延長，可溶性蛋白質(zhì)含量先升高后下降，說明在一定的處理鹽濃度范圍內(nèi)，芹菜可以通過增加自身可溶性蛋白質(zhì)含量來改變細(xì)胞滲透勢和促進(jìn)功能蛋白的合成，進(jìn)而有助于植物細(xì)胞維持自身的生理代謝。

綜上所述，在低鹽處理?xiàng)l件下，芹菜幼苗會(huì)表現(xiàn)出一定的抗性以適應(yīng)不利因素的影響，而當(dāng)鹽濃度過高時(shí)則會(huì)對(duì)植物造成不可逆的損害。植物耐鹽性的機(jī)制相對(duì)復(fù)雜，芹菜的耐鹽性機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究。

[1] 任艷芳，何俊瑜，何師加．鹽脅迫對(duì)萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J]．北方園藝，2008(8)：35-36．

[2] 陳寶悅，曹玲，王艷芳，等.NaCl脅迫對(duì)芹菜生長、生理生化特性及品質(zhì)的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2014,29(S1)：218-222.

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Effects of NaCl Stress on Physiological and Biochemical Characteristics of Celery Seedlings

GAO Ling

(College of Life Science, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109)

[Objective] The aim was to explore effects of NaCl stress on physiological and biochemical characteristics of celery seedlings. [Method] The effects of salt stress on physiological and biochemical characteristics of celery seedlings under different concentrations of NaCl at 0, 50, 100 and 150 mmol/L. [Result] The CAT activity and content of MDA increased with the increase of NaCl concentration and treating days. The POD activity, content of soluble protein and soluble sugar increased with the increase of treating days within certain NaCl concentration, while they increased firstly but declined later under higher NaCl concentration. The content of chlorophyll declined with the increase of NaCl concentration and treating days. [Conclusion] The results provide theoretical basis for celery planting of saline-alkali land in China.

Celery seedlings；NaCl stress；Physiological and biochemical characteristics

山東省青島市民生科技計(jì)劃項(xiàng)目(14-2-3-43-nsh)。

高玲(1967- )，女，山東博興人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事酶學(xué)、蛋白質(zhì)研究。

2016-10-12

S 601

A

0517-6611(2016)32-0006-03