互花米草幼苗對NaCl和CdCl2交互脅迫的生理響應(yīng)研究

侯棟梁 何東進 游巍斌 王 韌 蔡金標(biāo) 王 鵬 肖石紅 簡立燕 李威威

(1. 福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2. 福建農(nóng)林大學(xué)海洋研究中心，福建 福州 350002；3. 福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建 福州 350002；4. 福鼎市林業(yè)局，福建 福鼎 355200；5. 霞浦縣林業(yè)局，福建 霞浦 355100；6. 寧德市林業(yè)局，福建 寧德 352100)

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互花米草幼苗對NaCl和CdCl2交互脅迫的生理響應(yīng)研究

侯棟梁1,2何東進2,3游巍斌2,3王 韌4蔡金標(biāo)5王 鵬6肖石紅3簡立燕3李威威3

(1. 福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2. 福建農(nóng)林大學(xué)海洋研究中心，福建 福州 350002；3. 福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建 福州 350002；4. 福鼎市林業(yè)局，福建 福鼎 355200；5. 霞浦縣林業(yè)局，福建 霞浦 355100；6. 寧德市林業(yè)局，福建 寧德 352100)

以互花米草幼苗為材料，利用室內(nèi)河沙盆栽試驗，研究不同鹽 (NaCl) 濃度和重金屬 (CdCl2) 濃度下互花米草幼苗葉片內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗氧化酶體系的變化規(guī)律。結(jié)果表明：當(dāng)CdCl2濃度范圍在0.2～0.8 mmol/L時，高NaCl濃度 (700、900 mmol/L) 交互脅迫下處理組均枯死，表明NaCl和CdCl2交互脅迫并不能促進互花米草幼苗的耐鹽機制，反而加速其滅亡，交互脅迫下互花米草幼苗生長所能忍受的脅迫濃度下降，互花米草幼苗最大耐NaCl濃度為500 mmol/L；在4組CdCl2濃度脅迫下，NaCl增加了互花米草幼苗葉片中SOD活性、POD活性和可溶性蛋白含量，且3個指標(biāo)均隨著NaCl濃度的增大呈現(xiàn)先升后降的單峰趨勢?？扇苄缘鞍缀吭贜aCl濃度 (500～700 mmol/L) 達到峰值，POD活性最大值出現(xiàn)在NaCl濃度為500～900 mmol/L處，SOD活性最大值出現(xiàn)在脅迫濃度低的處理組中，也說明SOD先于另外兩種酶出現(xiàn)在互花米草幼苗抗氧化過程中；SOD活性同時與POD活性和CAT活性呈負(fù)相關(guān)，但均不顯著 (P> 0.05)，只有滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)中的游離脯氨酸和抗氧化酶體系中的POD活性呈顯著正相關(guān) (P< 0.05)。綜合考慮各個指標(biāo)，互花米草在0～0.8 mmol/L CdCl2和0～900 mmol/L NaCl交互脅迫下，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)中的可溶性蛋白與抗氧化酶體系中的SOD活性、POD活性均較為敏感且對脅迫濃度表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。

互花米草；NaCl；CdCl2；幼苗；脅迫；生理響應(yīng)

互花米草 (Spartinaalterniflora) 隸屬禾本科、米草屬，是一種多年生草本植物，起源于美洲大西洋沿岸和墨西哥灣，適宜生活于高潮位的潮間帶。我國的互花米草是繼大米草 (Spartinaangelice) 引種成功后，于1979年12月從美國引入[1]。1981年福建省羅源灣在海灘上多次多點小規(guī)模移栽，由于沿海人多地少，灘涂圍墾在歷史上一直被沿用，互花米草秸稈密集粗壯、地下根莖發(fā)達，能夠促進泥沙的快速沉降和淤積，且其適應(yīng)性強、繁殖速度快，故互花米草種群急劇上升，現(xiàn)己對福建省沿海生態(tài)環(huán)境和水產(chǎn)養(yǎng)殖造成嚴(yán)重危害。據(jù)統(tǒng)計，僅閩東地區(qū)，互花米草總面積達103 km2，已侵占全省灘涂濕地約2/3[2]。

潮灘鹽沼濕地是陸海交互作用的重要界面，但也是典型的環(huán)境脆弱帶和敏感帶，極易受到人類活動的破壞。重金屬通過徑流輸入、污水排放等方式進入潮灘濕地，因其特殊的化學(xué)性質(zhì)和毒性效應(yīng)威脅著濕地生態(tài)系統(tǒng)[3]。人類活動導(dǎo)致的鹽分聚積正在使?jié)竦卦馐艿柠}堿化程度加劇，濕地植被普遍受到鹽度脅迫。濕地植物在對鹽和重金屬的耐性方面差別較大，互花米草之所以能夠成功在各濱海濕地擴散生長，是因為其對高鹽環(huán)境和重金屬有較強的適應(yīng)性和耐性[4]。研究表明互花米草幼苗對重金屬Cd具有一定程度的耐受性，可以通過提高抗氧化酶體系活性來應(yīng)答Cd導(dǎo)致的氧化脅迫[5]。隨著Cd2+濃度的增大，互花米草葉、根生物量逐漸降低，膜透性、丙二醛 (MDA) 增加[6]?；セ撞萦酌缭诓煌}度下其滲透調(diào)節(jié)物質(zhì) (游離脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白) 的積累作用是互花米草對鹽脅迫的主要響應(yīng)過程[7]。

目前，國內(nèi)外關(guān)于互花米草的研究多集中于入侵現(xiàn)狀與治理方法[8-9]，互花米草對干擾源響應(yīng)的研究也已逐漸增多且多集中在鹽脅迫上[1, 10-11]，對于NaCl、CdCl2以及交互脅迫的研究尚少。為此，筆者以閩東濱海濕地采回的互花米草幼苗為材料，通過河沙培養(yǎng)試驗，分析4組不同濃度重金屬Cd環(huán)境下互花米草幼苗對NaCl的生理響應(yīng)，初步確定其對NaCl和CdCl2交互脅迫的閾值，突出反應(yīng)互花米草幼苗在逆境下其滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗氧化酶體系的變化過程，旨在為互花米草入侵機理提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗對象和樣品處理

本試驗選用的互花米草幼苗取自閩東霞浦縣長春鎮(zhèn)武曲村，區(qū)域已將近30 a的入侵歷史，人為干擾較少，保留有較完整的灘涂原生植被演替序列。閩東于20世紀(jì)80年代初從羅源灣引種互花米草，凡潮汐能影響到的高、中潮灘幾乎均有分布， 2004年12月閩東互花米草分布已有103 km2[2]，已然成為我國受米草植物入侵最嚴(yán)重的地區(qū)之一。霞浦縣為福建省寧德市下轄的1個縣，位于北緯26°25′～27°09′，東經(jīng)119°46′～120°26′，年平均溫度16～19 ℃，春多雨水，夏多臺風(fēng)，冬暖夏涼，霜雪少見[12-14]。

2015年4月 (閩東濱海濕地互花米草幼苗期) 于霞浦縣長春鎮(zhèn)武曲村進行采樣 (北緯26°47′，東經(jīng)120°04′，海拔14.1 m，高潮帶)，樣區(qū)內(nèi)設(shè)置3塊大小為8 m × 8 m的樣地，樣地兩兩間距確保大于20 m。在3個樣地內(nèi)選擇大小均一、長勢相同的克隆苗 (高約35 cm，4～5片葉)，幼苗兩兩間距確保大于1 m，以防止取到同一克隆體，每個樣地分別取48株，共釆集互花米草當(dāng)年生克隆幼苗144株，附帶根系少許原位土壤，用塑料薄膜封住根系土壤以免破壞根系。并取回少量土壤，裝入自封袋帶回實驗室用于測定原位土壤鹽度和Cd2+濃度 (測得鹽度 (14.00 ± 1.82) ‰，Cd2+濃度 (1.25 ± 0.35) mg/kg)。

1.2 室內(nèi)培養(yǎng)試驗

將幼苗移栽到盛有河沙的無孔培養(yǎng)盆中 (23 cm × 16 cm × 19 cm (頂口內(nèi)徑 × 底內(nèi)徑 × 高)，沙高15 cm)，試驗地點為福建農(nóng)林大學(xué)溫室大棚 (自然透光并遮雨)。白天平均氣溫為 (24 ± 2) ℃，夜間平均氣溫為 (19 ± 3) ℃。將72盆互花米草幼苗分成4組 (CdCl2濃度第1、2、3、4組分別為0、0.2、0.4、0.8 mmol/L)，每組6個處理，每處理3盆，每盆定植2株。濃度梯度結(jié)合柴民偉[15]和本課題組在當(dāng)?shù)貙ν寥繡d含量的測定設(shè)計。用自來水復(fù)壯7 d后進行脅迫試驗，生長恢復(fù)期結(jié)束后開始進行鹽脅迫和重金屬脅迫處理，以Hoagland 營養(yǎng)液為母液，根據(jù)計算量取一定質(zhì)量的NaCl和CdCl2，與Hoagland營養(yǎng)液混合后，得到所需濃度的Hoagland 營養(yǎng)液。NaCl濃度為0、100、300、500、700、900 mmol/L。第1次進行脅迫處理時以100 mmol/L為起始鹽度，并且以200 mmol/L的梯度逐天遞增，在達到設(shè)計鹽度后維持鹽度不變，第2次脅迫直接加入所需NaCl量，無需逐天遞增。重金屬濃度為0、0.2、0.4、0.8 mmol/L，所有處理組一次性加入所需濃度。每隔4 d將培養(yǎng)盆側(cè)翻棄舊液，澆注新鮮的脅迫溶液，澆灌量為300 mL。溶液pH用KOH和HCl調(diào)至 (8.0 ± 0.5)。脅迫期為4個月，測定其生長狀況并選定從頂端向下第3～5片充分伸展的完整葉片測定其生理生化指標(biāo) (注：Na0、Na1、Na2、Na3、Na4和Na5分別代表NaCl濃度梯度0、100、300、500、700、900 mmol/L；Cd0、Cd1、Cd2和Cd3分別代表CdCl2濃度梯度0、0.2、0.4、0.8 mmol/L)。

1.3 指標(biāo)測定

土壤水溶性鹽總量測定采用電導(dǎo)法 (水土比5∶1)，土壤中Cd含量測定應(yīng)用原子吸收分光光度法，游離脯氨酸含量測定采用磺基水楊酸法，可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白測定采用考馬斯亮藍染色法，采用氮藍四挫 (NBT) 光化還原法測定超氧化物歧化酶 (SOD) 活性，過氧化物酶 (POD) 活性測定采用愈創(chuàng)木酚法，采用紫外吸收法測定過氧化氫酶 (CAT) 活性。以上所用測定方法參考文獻[16]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗所得數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel 2007整理并制圖，并利用SPSS 20.0數(shù)據(jù)分析軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計檢驗。采用單因素方差分析和Duncan檢驗比較樣本間的顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl、CdCl2及其交互脅迫對互花米草幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

互花米草幼苗脅迫前游離脯氨酸含量 (62.50 ± 5.34) μg/g，可溶性糖含量 (14.70 ± 2.89) mg/g，可溶性蛋白含量 (7.70 ± 1.66) mg/g，SOD活性 (87.63 ± 8.56) U/g，POD活性 (656.67 ± 67.21) U/(g·min)，CAT活性 (8.63 ± 1.16) U/(g·min)。在NaCl、CdCl2及其交互脅迫4個月后，Na4Cd1、Na5Cd1、Na4Cd2、Na5Cd2、Na4Cd3和Na5Cd3均枯死，只有NaCl單因素脅迫 (第1組) 下700、900 mmol/L耐受存活，說明NaCl和CdCl2交互脅迫并不能促進互花米草幼苗的耐鹽機制，反而加速其滅亡，在CdCl2濃度范圍0.2～0.8 mmol/L下 (第2～4組)，互花米草幼苗最大耐NaCl濃度為500 mmol/L。

互花米草幼苗葉片中3種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)：游離脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白在NaCl、CdCl2及其交互脅迫下的變化規(guī)律分別見圖1～2。NaCl單因素脅迫下，互花米草幼苗葉片游離脯氨酸含量隨著NaCl濃度梯度的升高而顯著增大 (P< 0.05)。0.4、0.8 mmol/L CdCl2濃度脅迫 (第3、4組) 下也具有相同變化規(guī)律 (P< 0.05)，0.2 mmol/L CdCl2濃度脅迫 (第2組) 下波動上升并不明顯 (圖1)，不同CdCl2濃度游離脯氨酸含量變化有差異。

CdCl2濃度 (0.4、0.8 mmol/L) 脅迫組均隨著NaCl濃度的增加波動上升 (P< 0.05)，0.2 mmol/L CdCl2濃度脅迫下波動上升并不明顯，但0.8 mmol/L CdCl2濃度脅迫組下互花米草幼苗葉片可溶性糖波動下降 (P< 0.05) (圖2)，這可能是由于在高濃度的CdCl2脅迫下反而破壞了互花米草幼苗的抗逆機制?；セ撞萦酌缛~片中的可溶性蛋白含量在單因素NaCl脅迫下表現(xiàn)為：先升高到500 mmol/L的40.68 mg/g，隨后極速下降，并在900 mmol/L處達到15.29 mg/g (P< 0.05)；同時，在0.2 mmol/L、0.8 mmol/L CdCl2濃度脅迫組下也表現(xiàn)出在500 mmol/L達到最大值，只有0.4 mmol/L CdCl2濃度脅迫組下在300 mmol/L達到最大，說明在0～0.8 mmol/L CdCl2濃度范圍脅迫下，互花米草幼苗葉片可溶性蛋白含量在適度的NaCl脅迫下 (300～500 mmol/L) 將達到最大值。

1. Na0Cd0; 2. Na1Cd0; 3. Na2Cd0; 4. Na3Cd0; 5. Na4Cd0; 6. Na5Cd0; 7. Na0Cd1; 8. Na1Cd1; 9. Na2Cd1;10. Na3Cd1; 11. Na0Cd2; 12. Na1Cd2; 13. Na2Cd2; 14. Na3Cd2; 15. Na0Cd3; 16. Na1Cd3; 17. Na2Cd3; 18. Na3Cd3。

圖1 不同脅迫處理下互花米草幼苗葉片游離脯氨酸含量

Fig.1 Free proline contents in leaves ofS.alternifloraunder different stress treatments

1. Na0Cd0; 2. Na1Cd0; 3. Na2Cd0; 4. Na3Cd0; 5. Na4Cd0; 6. Na5Cd0; 7. Na0Cd1; 8. Na1Cd1; 9. Na2Cd1;10. Na3Cd1; 11. Na0Cd2; 12. Na1Cd2; 13. Na2Cd2; 14. Na3Cd2; 15. Na0Cd3; 16. Na1Cd3; 17. Na2Cd3; 18. Na3Cd3。

圖2 不同脅迫處理下互花米草幼苗葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量

Fig.2 Soluble sugar contents and soluble protein contents in leaves ofS.alternifloraunder different stress treatments

2.2 NaCl、CdCl2及其交互脅迫對互花米草幼苗抗氧化酶活性的影響

在NaCl單因素脅迫下，互花米草幼苗葉片SOD活性呈先增后減的變化規(guī)律，在濃度為100 mmol/L時最大，為276.30 U/g (圖3)；CdCl2單因素脅迫下，互花米草幼苗葉片SOD活性在CdCl2濃度為0.2 mmol/L時最大 (P> 0.05)，表明在NaCl、CdCl2及其交互脅迫4個月后SOD活性最大值出現(xiàn)在脅迫液濃度低的處理組中，也說明SOD先于另外2種酶出現(xiàn)在互花米草幼苗抗氧化過程中。

NaCl單因素脅迫下，POD活性隨著脅迫濃度的增加呈現(xiàn)波動上升趨勢，并分別在300、900 mmol/L處形成兩個高峰；其他3組基本隨著NaCl濃度的增加而上升 (P< 0.05)。4組脅迫組POD活性最大值出現(xiàn)在NaCl濃度為500～900 mmol/L處。在CdCl2單因素脅迫下，互花米草幼苗葉片POD活性隨著CdCl2濃度的增大而顯著增強 (P< 0.05)，由無脅迫濃度下的533.33 U/(g·min) 增強到CdCl2濃度為0.8 mmol/L的800.73 U/(g·min)，增長33.39 % (圖4)。

由圖5可見，在CdCl2單因素脅迫下，CAT活性均較大。即在0～0.8 mmol/L CdCl2脅迫下，無NaCl交互脅迫的處理組其葉片CAT活性更強，表明NaCl和CdCl2交互脅迫會抑制互花米草幼苗葉片CAT活性。在這4組CdCl2脅迫下，CAT活性整體呈下降后上升趨勢，經(jīng)統(tǒng)計分析表明，除了在單因素NaCl脅迫下不具顯著性差異外 (P> 0.05)，其他3組均具有顯著性差異 (P< 0.05)。

1. Na0Cd0; 2. Na1Cd0; 3. Na2Cd0; 4. Na3Cd0; 5. Na4Cd0; 6. Na5Cd0; 7. Na0Cd1; 8. Na1Cd1; 9. Na2Cd1;10. Na3Cd1; 11. Na0Cd2; 12. Na1Cd2; 13. Na2Cd2; 14. Na3Cd2; 15. Na0Cd3; 16. Na1Cd3; 17. Na2Cd3; 18. Na3Cd3。

圖3 不同脅迫處理下互花米草幼苗葉片SOD活性

Fig.3 SOD activities in leaves ofS.alternifloraunder different stress treatments

1. Na0Cd0; 2. Na1Cd0; 3. Na2Cd0; 4. Na3Cd0; 5. Na4Cd0; 6. Na5Cd0; 7. Na0Cd1; 8. Na1Cd1; 9. Na2Cd1;10. Na3Cd1; 11. Na0Cd2; 12. Na1Cd2; 13. Na2Cd2; 14. Na3Cd2; 15. Na0Cd3; 16. Na1Cd3; 17. Na2Cd3; 18. Na3Cd3。

圖4 不同脅迫處理下互花米草幼苗葉片POD活性

Fig.4 POD activities in leaves ofS.alternifloraunder different stress treatments

1. Na0Cd0; 2. Na1Cd0; 3. Na2Cd0; 4. Na3Cd0; 5. Na4Cd0; 6. Na5Cd0; 7. Na0Cd1; 8. Na1Cd1; 9. Na2Cd1;10. Na3Cd1; 11. Na0Cd2; 12. Na1Cd2; 13. Na2Cd2; 14. Na3Cd2; 15. Na0Cd3; 16. Na1Cd3; 17. Na2Cd3; 18. Na3Cd3。

圖5 不同脅迫處理下互花米草幼苗葉片CAT活性

Fig.5 CAT activities in leaves ofS.alternifloraunder different stress treatments

2.3 互花米草幼苗生理指標(biāo)相關(guān)性

互花米草幼苗葉片中抗氧化酶活性指標(biāo)SOD活性同時與POD活性和CAT活性呈負(fù)相關(guān)，但均不顯著 (P> 0.05)，這是由于SOD活性較早達到峰值 (100 mmol/L)，當(dāng)POD活性和CAT活性開始隨著NaCl濃度梯度上升而上升時，SOD活性已經(jīng)呈下降的變化趨勢。NaCl、CdCl2交互脅迫下只有滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的游離脯氨酸和抗氧化酶中的POD活性顯著正相關(guān) (P< 0.05)。

表1 互花米草幼苗生理指標(biāo)Pearson相關(guān)分析

3 結(jié)論與討論

游離脯氨酸參與調(diào)節(jié)細胞的滲透勢，保護蛋白質(zhì)分子和酶活性，作為活性氧的清除劑和抗冷劑，是植物抵抗?jié)B透脅迫的有效方式之一[2]。本文研究發(fā)現(xiàn)隨著CdCl2濃度的升高，游離脯氨酸含量顯著上升 (P< 0.05)，這與柴民偉[15]的研究結(jié)果一致。柴民偉的研究中發(fā)現(xiàn)在低 (1 mmol/L)、高 (3 mmol/L) Cd2+濃度下，游離脯氨酸的含量會隨著NaCl濃度的增加分別呈上升 (P< 0.05) 和下降的趨勢 (P< 0.05)，本研究在0～0.8 mmol/L CdCl2濃度范圍內(nèi)得出上升的變化規(guī)律與之相符?？扇苄蕴窃谠S多鹽生植物體內(nèi)作為滲透調(diào)節(jié)劑，同時也是合成其他有機溶質(zhì)的碳架和能量來源，對細胞質(zhì)膜和原生質(zhì)膠體有穩(wěn)定作用，還可在細胞內(nèi)無機離子濃度高時起保護酶類的作用，可溶性糖及可溶性蛋白含量的增加被認(rèn)為是植物對鹽脅迫和重金屬脅迫的一種適應(yīng)機制[2]。本研究表明4組不同CdCl2脅迫下互花米草幼苗葉片內(nèi)可溶性蛋白均隨NaCl脅迫溶液增加而上升，當(dāng)脅迫超出植物體忍耐范圍 (500～700 mmol/L) 之后，葉片中可溶性蛋白含量下降。在NaCl、CdCl2及其交互脅迫下，互花米草幼苗葉片可溶性蛋白含量呈上升趨勢，表明互花米草在受到脅迫時可能通過提高體內(nèi)的大分子蛋白質(zhì)含量，再將其分解為多肽、氨基酸等小分子物質(zhì)來進行自我保護。

逆境脅迫會促進活性氧增加，其結(jié)果一方面誘導(dǎo)有關(guān)的保護酶：SOD活性、POD活性和CAT活性升高，另一方面可以直接破壞生物大分子，使酶活性喪失。在Cd2+脅迫條件下，細胞活性氧防御酶系和非酶促物質(zhì)組成的抗氧化防御系統(tǒng)將被激活，從而可清除因Cd2+誘導(dǎo)產(chǎn)生的過量活性氧，維持細胞穩(wěn)定的生理生化狀態(tài)[5]。SOD、POD是植物酶促防御系統(tǒng)重要的保護酶，SOD能催化植物體內(nèi)的超氧陰離子自由基 (O2-) 發(fā)生歧化反應(yīng)生成H2O2和O2，POD能消耗H2O2，SOD和POD相互協(xié)調(diào)，有效地清除代謝過程產(chǎn)生的活性氧，從而防止了活性氧引起的膜脂過氧化及其他傷害過程[17]，SOD先于POD在植物體內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，本試驗發(fā)現(xiàn)SOD早于POD出現(xiàn)峰值?；セ撞菖c其他高抗逆性植物具有相似的抗鎘毒機理，表現(xiàn)為低強度脅迫條件下，植物體內(nèi)酶活性隨脅迫程度增加而上升，當(dāng)脅迫程度超出植物體忍耐范圍之后，脅迫程度越高，酶活性越低[18]，試驗中除CAT活性外，SOD活性和POD活性也表現(xiàn)出相同趨勢。在單因素NaCl脅迫下，互花米草幼苗葉片SOD活性和POD活性隨著NaCl濃度呈現(xiàn)先升后降的趨勢，表明隨著NaCl脅迫濃度增大，互花米草幼苗葉片增強SOD活性和POD活性以抵御活性氧引起的膜脂過氧化及其他傷害過程，但隨著NaCl脅迫濃度的繼續(xù)增大，互花米草幼苗葉片SOD活性和POD活性開始下降，SOD活性比POD活性更早達到閾值。在單因素CdCl2脅迫下，互花米草幼苗葉片POD活性呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，這與石貴玉等[6]在0～0.8 mmol/L濃度范圍內(nèi)的研究結(jié)果相符。李麗霞等[5]研究結(jié)果表明，互花米草CAT活性受到Cd2+脅迫的影響較為顯著，表現(xiàn)為先降后升的變化趨勢。試驗中對CAT活性的研究中也得出CAT活性隨著CdCl2濃度增加呈現(xiàn)先降后升的變化趨勢，同時得出在0～0.8 mmol/L的4組CdCl2濃度脅迫組下，CAT活性也是隨著NaCl脅迫濃度的增加表現(xiàn)出先降后升的趨勢。試驗中SOD活性變化并不明顯，在230.37～282.96 U/g之間波動。古志欽和張利權(quán)[17]對互花米草進行40 cm淹水脅迫，在脅迫4個月時其葉片SOD活性的變化也不明顯 (脅迫組與對照組大約相差30 U/g)。而沈文燕等[19]對不同濃度Na2S處理下互花米草葉片SOD活性進行研究，雖然逆境脅迫與本試驗不同，但在一定程度上說明互花米草葉片SOD活性雖然在抗氧化酶體系中較為敏感 (較其他兩種酶更早出現(xiàn)峰值)，但波動幅度不大。

綜上所述，在CdCl2濃度范圍0.2～0.8 mmol/L下，互花米草幼苗最大耐NaCl濃度為500 mmol/L；在NaCl、CdCl2及其交互脅迫下互花米草幼苗葉片中SOD活性、POD活性和可溶性蛋白含量均隨著NaCl濃度的增大呈現(xiàn)先升后降的單峰趨勢；可溶性蛋白含量在NaCl濃度 (500～700 mmol/L) 達到峰值，SOD活性最大值出現(xiàn)在脅迫濃度低的處理組中 (0～100 mmol/L)，POD活性最大值出現(xiàn)在NaCl濃度為500～900 mmol/L處；SOD活性同時與POD活性和CAT活性呈負(fù)相關(guān) (P> 0.05)，游離脯氨酸和POD活性顯著正相關(guān) (P< 0.05)。

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(責(zé)任編輯 張 坤)

Physiological Response ofSpartinaalternifloraSeedlings to NaCl, CdCl2and Their Interactions Stress

Hou Dongliang1,2, He Dongjin2,3, You Weibin2,3, Wang Ren4, Cai Jinbiao5, Wang Peng6,Xiao Shihong3, Jian Liyan3, Li Weiwei3

(1. College of Life Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002, China; 2. Marine Research Center, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002, China; 3. College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002, China;4. Forestry Bureau of Fuding City, Fuding Fujian 355200, China; 5. Forestry Bureau of Xiapu County, Xiapu Fujian 355100, China;6. Forestry Bureau of Ningde City, Ningde Fujian 352100, China)

Pot experiment was conducted to study the change regulation of osmotic adjustment substance and antioxidant enzyme in leaves ofSpartinaalternifloraseedlings under salt stress and heavy metal stress. When the CdCl2concentration in the range of 0.2-0.8 mmol/L, the group under interaction stress with high concentration of NaCl (700, 900 mmol/L) were dead. The results indicated that NaCl and CdCl2interaction stress does not promote salt tolerance mechanism ofS.alternifloraseedlings, but accelerated its demise. The concentration ofS.alternifloraseedling growth decreased under the interaction stress, and the maximum NaCl tolerance concentration was 500 mmol/L. Under different concentrations of CdCl2in the 4 groups,the activity of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and soluble protein content (SPC) in leaves ofS.alternifloraincreased, and the three indicators increased first and then decreased, showing a single peak trend with the increase of NaCl concentration. SPC reached the peak at the NaCl concentration of 500-700 mmol/L. The maximum of POD activity appeared at the NaCl concentration of 500-900 mmol/L. The maximum of SOD activity appeared in the treatment group with low stress concentrations, suggesting that SOD was appeared in the antioxidant process prior to the other two kinds of antioxidant enzymes. SOD activity was negatively correlated with POD activity and CAT activity, but not significant (P> 0.05). And only free proline of osmotic adjustment substance and POD activity of antioxidant enzyme presented significantly positivecorrelation (P< 0.05). Comprehensive consideration of the various indicators, the results showed that SPC of osmotic adjustment substance, SOD activity of antioxidant enzyme and POD activity were more sensitive and showed the same change regulations under the stress concentrations of CdCl2and NaCl at the range of 0-0.8 mmol/L and 0-900 mmol/L, respectively.

Spartinaalterniflora, NaCl, CdCl2, seedling, stress, physiological response

10. 11929/j. issn. 2095-1914. 2016. 06. 003

2016-03-18

福建省科技廳引導(dǎo)性項目 (2015N0018) 資助；閩林科 [2015] 1號資助；福建省科技廳重點項目 (2009N0009) 資助；國家自然科學(xué)基金項目 (31370624、30870435) 資助。

何東進 (1969—)，男，教授，博士生導(dǎo)師。研究方向：景觀生態(tài)學(xué)。Email: fjhdj1009@126.com。

S718.43

A

2095-1914(2016)06-0015-07

第1作者：侯棟梁 (1991—)，男，碩士生。研究方向：森林生態(tài)學(xué)。Email: 419312967@qq.com。