白穎苔草對不同濃度NaCl脅迫的響應及其耐鹽閾值

張 昆，李明娜，曹世豪，孫 彥

(中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院草業(yè)科學系 草業(yè)科學北京重點實驗室，北京 100093)

白穎苔草對不同濃度NaCl脅迫的響應及其耐鹽閾值

張 昆，李明娜，曹世豪，孫 彥

(中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院草業(yè)科學系 草業(yè)科學北京重點實驗室，北京 100093)

以白穎苔草(Carexrigescens)為研究材料，采用盆栽試驗研究了不同濃度NaCl(0，100，200，300，400，500 mmol·L-1)處理下白穎苔草地上部生長和生理等指標的變化趨勢，分析了不同濃度鹽處理對白穎苔草生長的影響，并計算確定了其耐鹽性的閾值。結(jié)果表明，鹽處理對白穎苔草的生長產(chǎn)生了抑制作用。隨NaCl處理濃度增加，白穎苔草的株高、葉長和葉寬均呈下降趨勢，同時枯葉率顯著升高(P<0.05)。白穎苔草葉片相對含水量隨NaCl濃度的增加呈下降趨勢，而葉片的質(zhì)膜透性則呈升高趨勢。但兩指標在低濃度鹽(NaCl為100和200 mmol·L-1)處理下較無脅迫對照無顯著差異(P>0.05)，當NaCl濃度超過300 mmol·L-1時，兩指標發(fā)生顯著變化(P<0.05)。超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)活性隨NaCl濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，在300 mmol·L-1處理下均達到最大值，說明在NaCl濃度300 mmol·L-1左右可能存在白穎苔草耐鹽的臨界濃度。不同濃度NaCl處理對白穎苔草葉片葉綠素a，葉綠素b和葉綠素a+b均產(chǎn)生了不同程度的影響。隨鹽濃度的增加，葉綠素a和葉綠素a+b含量呈先升高后降低趨把勢，葉綠素b含量呈降低趨勢，而葉綠素a/b值無顯著變化(P>0.05)。以白穎苔草生物量下降50%時的鹽濃度來評價其耐鹽性，建立回歸方程確定其耐鹽閾值為263 mmol·L-1。上述結(jié)果表明，白穎苔草對鹽脅迫有較高的耐受性，在一定范圍的鹽脅迫環(huán)境中能正常生長，該結(jié)果可為后續(xù)白穎苔草耐鹽機制的研究提供理論依據(jù)。

白穎苔草；鹽脅迫；耐鹽性；生長特性；抗氧化酶；葉綠素含量；閾值

土壤的鹽漬化是一個全球性的生態(tài)問題，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類的生活造成了極大的影響。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國鹽漬土面積約3 600萬hm2，鹽堿化耕地760萬hm2，占全國可利用土地面積的4.88%[1-2]。同時，由于人類活動對自然的影響，不合理的施肥與灌溉等使得土壤鹽漬化面積正在逐年增加。因此，篩選和培育耐鹽植物新品種，對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和鹽漬化土壤的改良都有十分重要的意義。草坪草具有保持水土、美化環(huán)境的功能。近年來，隨著社會的發(fā)展和人民生態(tài)意識的提高，我國草坪業(yè)發(fā)展迅速，關于草坪草耐鹽方面的研究也逐漸增多。研究表明，狗牙根(Cynodondactylon)[3]、結(jié)縷草(Zoysiajaponica)[4]、高羊茅(Festucaarundinacea)[5]等均可在高濃度鹽分的土壤中表現(xiàn)出較好的耐受性，且生長良好。我國野生草坪草種質(zhì)資源豐富，蘊藏著巨大的抗逆基因庫，如對這些優(yōu)良品種的草坪草進行開發(fā)和利用，必將對鹽堿地土壤修復和生態(tài)環(huán)境改良具有重要的促進意義。

白穎苔草(Carexrigescens)屬莎草科(Cyperaceae)苔草屬寸草亞種，一種多年生野生草坪草種質(zhì)資源，主要分布在我國內(nèi)蒙古、甘肅、北京、河北、山東等北方省(區(qū))[6]。白穎苔草植株較矮，生長一般不超過30 cm，耐踐踏性好，具有發(fā)達的地下根莖，無性繁殖能力強，有一定的地面覆蓋能力。葉片纖細，綠期200 d以上，外形整齊美觀，可作為觀賞和裝飾性草坪，也可作為人流不多的公園、游樂場所和居住區(qū)的綠化材料[7-8]。目前，國內(nèi)對于白穎苔草的研究主要集中在種質(zhì)資源多樣性和藥用價值方面[9-11]。對不同地區(qū)白穎苔草種質(zhì)資源的收集發(fā)現(xiàn)，它在鹽堿地生長較其它植物有明顯優(yōu)勢，初步認為其具有一定的耐鹽性，但目前國內(nèi)外關于這方面的研究報道較少。

因此，本研究以白穎苔草為研究材料，研究不同濃度NaCl處理下其生長、葉片相對含水量、葉片質(zhì)膜透性、抗氧化酶活性、葉綠素含量等變化情況并以生物量降低50%為標準計算其耐鹽閾值，旨在探索白穎苔草對不同鹽分脅迫的耐受情況，確定其抵抗脅迫的臨界值，為后續(xù)研究其耐鹽種質(zhì)的篩選和耐鹽生理生化及分子機制提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試白穎苔草材料取自河北省黃驊市，現(xiàn)保存于中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院農(nóng)業(yè)部牧草與草坪草種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心。

1.2 試驗設計

該試驗于2016年2月至5月在中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院溫室中進行。溫室條件為溫度(23±5) ℃，光照強度7 000～8 000 lx，日照時間12 h。采用白穎苔草標準發(fā)芽試驗方法[12]，20% NaOH預處理白穎苔草種子，種于直徑8 cm、高10 cm有孔塑料杯中，培養(yǎng)基質(zhì)為營養(yǎng)土∶蛭石∶生土=1∶1∶1，每盆3株。培養(yǎng)兩個月后，將所有材料修剪至同一高度，開始用NaCl溶液處理，濃度設置為0(CK)、100、200、300、400和500 mmol·L-1，對照用蒸餾水處理。隨機區(qū)組排列，每處理設4次重復。處理開始前按照每天50 mmol·L-1濃度遞增鹽濃度，直至目標濃度后，再處理28 d。每天澆灌一次，每次標準為底部滲出溶液積滿杯底托盤。28 d后開始各項指標的測定。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 生長指標 用直尺測量各處理下每盆每株苔草從基部到頂端的垂直高度，取各處理均值記為株高；每株取5片正常生長的葉片測量長度，取各處理均值記為葉長；每株取5片正常生長的葉片用游標卡尺測量其最寬處，取各處理均值記為葉寬；采用觀測計數(shù)法對NaCl處理的每盆白穎苔草葉片進行計數(shù)，以葉片50%枯黃作為標準，計算每盆枯黃葉片數(shù)占總?cè)~片數(shù)的百分比，記為枯葉率[13]。

1.3.2 葉片相對含水量 剪取各處理下白穎苔草葉片0.2 g，記為Wf，將稱好的葉片用蒸餾水浸泡6 h后，取出迅速吸干表面水分稱其飽和鮮重(Wt)，最后將葉片放入105 ℃烘箱殺青15 min，75 ℃烘干至恒重(Wd)，每處理重復3次。計算公式：

葉片相對含水量=(Wf-Wd)/(Wt-Wd)×100%。

1.3.3 葉片細胞膜透性 用葉片相對電導率來表示葉片細胞膜受傷害的程度，采用電導儀法[14]測定。在玻璃試管中加入20 mL去離子水，測定電導率(S0)；然后剪取白穎苔草葉片，用去離子水沖洗干凈，吸干表面水分后準確稱取0.2 g，剪成小段后裝入加去離子水的試管中，浸泡24 h后測定試管中浸泡液的電導率(S1)。將試管加塞，置于沸水浴中30 min，冷卻至室溫，測定浸泡液電導率(S2)。每處理重復3次，計算公式：

相對電導率=(S1-S0)/(S2-S0)×100%。

1.3.4 葉片SOD活性 采用氮藍四唑法[14]測定葉片SOD活性，取0.2 g白穎苔草葉片，加5 mL pH為7的磷酸緩沖液在研缽中研磨成勻漿，3 000 r·min-1離心10 min，取上清液測定酶活。測定反應體系：1.5 mL 0.05 mol·L-1磷酸緩沖液，0.3 mL 130 mmol·L-1甲硫氨酸溶液，0.3 mL 750 μmol·L-1氮藍四唑溶液，0.3 mL 100 μmol·L-1EDTA-Na2溶液，0.3 mL 20 μmol·L-1核黃素，0.25 mL蒸餾水，0.05 mL酶液。反應體系中加入酶液后混勻，對照管置于暗處，其它管于4 000 lx日光下反應20 min，以對照作空白，560 nm波長下測定吸光度，每處理重復3次。

SOD活性=(ACK-AE)×V/1/2×ACK×W×VT。

式中，ACK為對照管的吸光度，AE為樣品管的吸光度，V為樣品液總體積，VT為測定樣品液用量，W為樣品鮮重。

1.3.5 葉片POD活性 采用愈創(chuàng)木酚顯色法[14]測定葉片POD活性。取0.2 g白穎苔草葉片，加5 mL pH為7的磷酸緩沖液研缽中研磨成勻漿，3 000 r·min-1離心10 min，取上清液測定酶活。測定反應體系：2.9 mL 0.05 mol·L-1磷酸緩沖液，1 mL 2% H2O2，1 mL 0.05 mol·L-1愈創(chuàng)木酚和0.1 mL酶液。反應體系加入酶液后立即于37 ℃水浴中保溫15 min，然后迅速轉(zhuǎn)入冰浴中并加入2 mL 20%三氯乙酸終止反應，5 000 r·min-1離心10 min 取上清，470 nm波長下測定吸光度，每處理重復3次。

POD活性=(ΔAE×VT)/(W×VS×0.01×t)。

式中：ΔAE為反應時間內(nèi)吸光度的變化，W為白穎苔草葉片重量，VT為提取酶液的總體積，VS為測定時取用酶液的體積。

1.3.6 葉綠素含量 采用乙醇浸泡法[14]測定葉綠素含量，稱取0.1 g白穎苔草葉片，剪碎后放入10 mL玻璃試管中，加入95%乙醇，黑暗條件下浸提48 h，至葉片完全脫色，用分光光度計測定提取液在665和649 nm處的吸光值，按照下列公式[15]計算葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量a+b及其比值葉綠素a/b。每處理重復3次。

葉綠素a=13.95A665-6.88A649；

1.3.7 單株干重及閾值計算 剪取每盆白穎苔草單株地上部，放入105 ℃烘箱中殺青30 min，75 ℃烘干至恒重，稱重記為單株干重。多數(shù)植物以其植株生物量下降50%時的鹽濃度作為該植物的耐鹽閾值[16-17]。試驗中以NaCl處理28 d時的單株干重進行分析，以不同NaCl濃度作為自變量建立回歸方程，設定地上部干重比對照處理下降50%時NaCl濃度作為白穎苔草的耐鹽閾值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析，采用One-way ANOVA對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，采用Duncan新復極差法比較不同處理間的差異，顯著水平為0.05；采用Excel 2007進行圖表的制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對白穎苔草生長的影響

鹽脅迫抑制了白穎苔草的生長，隨鹽濃度的升高，白穎苔草的株高、葉長和葉寬均呈下降趨勢(圖1)。當NaCl濃度為100 mmol·L-1時，鹽脅迫對白穎苔草株高的抑制不明顯(P>0.05)，但當NaCl濃度高于100 mmol·L-1，白穎苔草的株高顯著降低(P<0.05)。NaCl濃度為500 mmol·L-1時，株高較對照下降了33.18%。鹽脅迫顯著抑制了白穎苔草葉片的生長，NaCl濃度為100 mmol·L-1時，葉長和葉寬較對照分別下降了4.47%和8.52%；當NaCl濃度為500 mmol·L-1時，葉長和葉寬較對照分別下降了30.21%和24.07%?？萑~率在一定程度上能反映鹽處理對白穎苔草的脅迫程度，鹽脅迫加速了白穎苔草葉片衰老，隨鹽濃度的升高，白穎苔草枯葉率顯著升高(P<0.05)，NaCl濃度500 mmol·L-1枯葉率為66.95%，較對照提高了255.17%(圖1)。

圖1 NaCl脅迫對白穎苔草株高、葉長、葉寬和枯葉率的影響

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments at the 0.05 level; similarly for the following figures.

2.2 NaCl脅迫對白穎苔草葉片相對含水量的影響

隨著鹽濃度的增加，白穎苔草葉片相對含水量呈逐漸下降的趨勢(圖2)。當NaCl濃度在100～300 mmol·L-1范圍內(nèi)，葉片相對含水量有小幅度的降低，但均與對照差異不顯著(P>0.05)。當NaCl濃度為400和500mmol·L-1時，白穎苔草葉片相對含水量較對照分別顯著降低了20.50%和22.27%(P<0.05)。

對接鎖合組件的鎖合原理如圖5所示，主要是通過卡榫上的片簧棘爪一體式結(jié)構(gòu)與鉆進機構(gòu)導輪支架內(nèi)的圓柱孔進行鎖合。

圖2 NaCl脅迫對白穎苔草葉片相對含水量的影響

2.3 NaCl脅迫對白穎苔草葉片質(zhì)膜透性的影響

隨著NaCl濃度的增加，整體上白穎苔草葉片的相對電導率呈現(xiàn)出一個逐漸遞增的趨勢(圖3)。在NaCl濃度0～200 mmol·L-1范圍內(nèi)，葉片的相對電導率有小幅升高，但各處理間差異不顯著(P>0.05)。當NaCl濃度≥300mmol·L-1時，白穎苔草葉片的相對電導率均顯著高于對照(P<0.05)，分別為58.03%、65.53%和68.25%，但各處理之間差異不顯著(P>0.05)。這表明NaCl濃度在200～300 mmol·L-1之間可能存在影響白穎苔草質(zhì)膜透性的一個臨界鹽濃度。

圖3 NaCl脅迫對白穎苔草葉片質(zhì)膜透性的影響

2.4 不同濃度NaCl脅迫對白穎苔草葉片SOD和POD活性的影響

不同鹽處理間白穎苔草葉片中的SOD活性差異顯著(P<0.05)。隨著鹽濃度的增加，白穎苔草葉片中的SOD活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，并且在NaCl濃度為300 mmol·L-1時達到最大值，較對照提高了229.2%(圖4)，推測該濃度可能是白穎苔草鹽耐受能力的最大值。POD活性的變化趨勢與SOD活性基本一致(圖5)，NaCl濃度為300 mmol·L-1處理時，白穎苔草葉片POD活性顯著高于其它處理(P<0.05)。當NaCl濃度超過300 mmol·L-1時，POD活性有明顯的降低，但400和500 mmol·L-1處理間差異不顯著(P>0.05)，說明此時白穎苔草受到的鹽害加重，超過了自身的適應能力，抗氧化能力降低。

圖4 NaCl脅迫對白穎苔草葉片SOD活性的影響

圖5 NaCl脅迫對白穎苔草葉片POD活性的影響

2.5 NaCl脅迫對白穎苔草葉綠素含量的影響

各濃度NaCl處理對白穎苔草葉片葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b均產(chǎn)生了不同程度的影響(圖6)。隨鹽濃度的增加，白穎苔草葉綠素a的含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在NaCl濃度為100 mmol·L-1時達到最大值，為1.38 mg·g-1，400和500 mmol·L-1處理時顯著低于其它處理(P<0.05)。葉綠素b隨NaCl濃度的升高呈降低趨勢，但在100～400 mmol·L-1NaCl濃度范圍內(nèi)差異不顯著(P>0.05)，500 mmol·L-1處理下白穎苔草葉綠素b含量顯著低于對照(P<0.05)。不同濃度NaCl處理下白穎苔草葉綠素a+b的變化趨勢與葉綠素a的變化趨勢相似。隨鹽濃度的增加先升高后降低，NaCl濃度為100 mmol·L-1時，葉綠素a+b的含量高于其它處理，為1.82 mg·g-1。鹽處理對葉綠素a/b值無明顯的影響，各處理間差異不顯著(P>0.05)。整體上隨NaCl濃度的增加，葉綠素a/b值呈先升高后降低的趨勢，在NaCl濃度為100 mmol·L-1時達到最大值。

2.6 不同濃度NaCl脅迫下白穎苔草的單株干重和閾值

隨著NaCl濃度的增加，白穎苔草單株干重呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(圖7)。NaCl處理濃度為500 mmol·L-1時，單株干重最低，較對照降低了75.09%。多數(shù)植物以其植株生物量下降50%時的鹽濃度作為該植物的耐鹽閾值。本研究中，對不同濃度NaCl處理的單株干重進行分析，以不同NaCl濃度作為自變量建立回歸方程，得y=1E-06x2-0.001 9x+0.828 1(R2=0.977 2)。鹽閾值設定為白穎苔草單株干重較對照下降50%時的NaCl濃度，計算可得為262.59 mmol·L-1。通過分析各指標與NaCl脅迫處理下白穎苔草單株干重之間的相關性發(fā)現(xiàn)(表1)，株高、葉寬、葉長和葉片相對含水量與單株干重極顯著相關，與葉綠素含量顯著相關。因此，可以初步認為株高可以作為白穎苔草耐鹽性鑒定的首選指標。

3 討論

鹽脅迫對植物的影響是多方面的，主要表現(xiàn)在對生長發(fā)育的影響，通常植物地上部較根部受到的抑制明顯[18]。本研究中，隨著鹽濃度的增加，白穎苔草株高、葉長和葉寬等均呈逐漸降低的趨勢。白穎苔草對低鹽環(huán)境有一定的適應性，但當NaCl濃度超過200 mmol·L-1時，白穎苔草生長開始受到明顯抑制。該結(jié)果與海濱雀稗(Paspalumvaginatum)[19]、結(jié)縷草[20]、高羊茅[21]等草坪草耐鹽性的研究結(jié)果相似。這可能是由于隨著鹽處理濃度的增加，白穎苔草植株失水，生長代謝活動減弱，抑制了葉片的生長。草坪草在受到鹽脅迫時葉片會出現(xiàn)不同程度的黃化現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)凋萎。葉片枯葉率是對草坪草進行耐鹽性篩選的一個重要的外部形態(tài)指標[22]。高濃度的鹽處理下白穎苔草葉片的枯葉率超過了50%，植株嚴重缺水，相應的葉色和坪用質(zhì)量也較差[23]。

圖6 NaCl脅迫對白穎苔草葉綠素含量及其比值的影響

圖7 NaCl脅迫對白穎苔草干重的影響

鹽環(huán)境中，植物根系細胞由于內(nèi)外滲透勢的變化吸水能力受到限制，會造成“生理干旱”效應，地上部含水量降低[24]。本研究中，隨鹽濃度的增加，白穎苔草葉片相對含水量整體上呈遞減的趨勢。當NaCl濃度超過300 mmol·L-1時，白穎苔草受到了較嚴重的水分脅迫，說明此時根系的吸水及根系向地上部的水分運輸開始受到明顯的抑制。細胞膜是植物細胞與外界環(huán)境之間的屏障，當植物受到鹽脅迫時，活性氧的產(chǎn)生會造成質(zhì)膜的機械性損傷，透性增加[25]。鹽濃度的升高會增加白穎苔草葉片的相對電導率，當NaCl濃度達到300 mmol·L-1時,該指標明顯驟升，表明NaCl濃度在300 mmol·L-1左右可能是白穎苔草葉片細胞膜透性的一個臨界值。當鹽濃度繼續(xù)升高后，白穎苔草葉片細胞膜膜脂過氧化程度加重，質(zhì)膜的透性增加。這與李源[26]研究NaCl脅迫下5種暖季型草坪草生理變化和Hu等[27]對鹽脅迫下兩種狗牙根抗氧化酶的變化等研究結(jié)果一致。

逆境脅迫引起的植物體傷害主要與活性氧的積累有關。活性氧的增加會使細胞質(zhì)膜發(fā)生過氧化，通透性喪失，最終導致細胞失水，植物體代謝紊亂。通常情況下，植物體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧和清除活性氧系統(tǒng)處于動態(tài)平衡的狀態(tài)。當植物處于逆境環(huán)境時各種氧化酶(SOD、POD、CAT等)的活性會升高，以此來消除脅迫產(chǎn)生的活性氧，降低膜脂傷害[28]，提高抗逆性。0.2%～0.5%土壤鹽分脅迫處理下，假儉草(Eremochloaophiuroides)SOD活性隨鹽濃度的增加而增加，但

表1 NaCl脅迫下白穎苔草干重相關指標之間相關性分析

注：**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關，*表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關。

Note: ** and * indicates significant correlation at the 0.01 and 0.05 level (bilateral)，respectively.

在0.6%～0.9%鹽分脅迫處理下隨著脅迫時間的延長，SOD活性逐漸降低[29]。本研究中，白穎苔草葉片SOD和POD活性隨著NaCl處理濃度的增加也呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，說明在一定濃度的鹽脅迫下白穎苔草能對逆境條件作出適應性的反應，表現(xiàn)為抗氧化酶活性增加，降低了脅迫傷害。但當鹽脅迫濃度大于自身承受力時，白穎苔草葉片抗氧化酶活性會開始降低，活性氧增加，導致膜脂生理功能破壞，植物體失水枯萎甚至死亡[30]。

葉綠素是植物進行光合作用的重要物質(zhì)，逆境條件下葉綠素含量是衡量植物抗逆性的重要指標[31]。目前已經(jīng)有許多關于鹽脅迫下植物葉綠素含量影響的研究，但不同的植物種類和鹽處理得出的結(jié)論不同。本研究中，隨鹽濃度的增加白穎苔草葉綠素的含量表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。這一結(jié)果與翁錦周等[32]研究鹽脅迫下桉樹(Eucalyptusrobusta)幼苗葉綠素含量的變化和鄒麗娜等[33]研究鹽分脅迫對紫穗槐(Amorphafruticosa)幼苗生理生化特性的影響等試驗結(jié)果一致。低濃度NaCl處理下，白穎苔草葉綠素含量上升，這可能是其對鹽脅迫的一種適應機制。葉片中葉綠素與葉綠素蛋白共價結(jié)合，鹽處理會使得這種結(jié)合變松弛，通常低鹽濃度下植物會增加葉綠素合成來減緩這種生理干擾[34]。此外，葉綠素的合成需要脯氨酸，低鹽處理下植物細胞大量積累脯氨酸也有利于葉綠素的合成[35]。當NaCl濃度繼續(xù)升高至400 mmol·L-1時，白穎苔草葉片細胞繼續(xù)失水，葉片細胞質(zhì)膜及葉綠體結(jié)構(gòu)被破壞，加速了葉綠素的分解，葉綠素含量降低[36]。

植物生物量的變化是其耐鹽能力的綜合體現(xiàn)。鹽脅迫下植物由于細胞失水，代謝緩慢甚至停止，有機物的合成減少，生物量降低。當NaCl濃度為500 mmol·L-1時，白穎苔草單株干重最低，較對照降低了75.09%，表明高濃度的鹽對地上部的生長抑制作用顯著，甚至造成了植株的死亡。

通過鹽脅迫下生物量的降低可以估測植物對鹽脅迫的臨界濃度，通過計算，白穎苔草耐鹽閾值為263 mmol·L-1，基于此，可初步認為白穎苔草在坪用草種中屬耐鹽品種。但是，草坪草的耐鹽性受遺傳背景和環(huán)境等多方面的影響[37-38]，本研究中不同NaCl濃度處理對白穎苔草生長和生理指標的影響還不能全面地反映該種質(zhì)的耐鹽特性，應從生理生化、分子生物學和田間栽培管理等多方面出發(fā)，探索并揭示其耐鹽機制。

References:

[1] 李建國,濮勵杰,朱明,張潤森.土壤鹽漬化研究現(xiàn)狀及未來研究熱點.地理學報,2012,67(9):1233-1245. Li J G,Pu L J,Zhu M,Zhang R S.The present situation and hot issues in the salt-affected soil research.Acta Geographica Sinica,2012,67(9):1233-1245.(in Chinese)

[2] 王立艷,潘潔,楊勇,肖輝,程文娟.濱海鹽堿地種植耐鹽草本植物的肥土效果.草業(yè)科學,2014,31(10):1833-1839. Wang L Y,Pan J,Yang Y,Xiao H,Cheng W J.The fertility effects of salt-tolerant herbaceous plants on coastal saline soil.Pratacultural Science,2014,31(10):1833-1839.(in Chinese)

[3] 王太亮,韓兆勝,龐妙甜,董寬虎,朱慧森.NaCl脅迫對狗牙根生理生化特性的影響.草原與草坪,2015,35(1):63-67. Wang T L,Han Z S,Pang M T,Dong K H,Zhu H S.Effect of NaCl stress on physiological characteristics of bermudagrass.Grassland and Turf,2015,35(1):63-67.(in Chinese)

[4] 薛秀棟,董曉穎,段艷欣,李培環(huán),王濱.不同鹽濃度下3種結(jié)縷草的耐鹽性比較研究.草業(yè)學報,2013,22(6):315-320. Xue X D,Dong X Y,Duan Y X,Li P H,Wang B.A comparison of salt resistant of three kinds ofZoysiaat different salt concentrations.Acta Prataculturae Sinica,2013,22(6):315-320.(in Chinese)

[5] 樊瑞蘋,周琴,周波,江海東.鹽脅迫對高羊茅生長及抗氧化系統(tǒng)的影響.草業(yè)學報,2012,21(1):112-117. Fan R P,Zhou Q,Zhou B,Jiang H D.Effect of salinization stress on growth and the antioxidant system of tall fescue.Acta Prataculturae Sinica,2012,21(1):112-117.(in Chinese)

[6] 賀士元,邢其華,尹祖棠.北京植物志.北京:北京出版社,1992. He S Y,Xing Q H,Yin Z T.Flora of Beijing.Beijing:Beijing Press,1992.(in Chinese)

[7] 楊學軍,武菊英,滕文軍,袁小環(huán).北京薹草屬植物資源調(diào)查與園林應用評價.廣西植物,2014,34(5):664-669. Yang X J,Wu J Y,Teng W J,Yuan X H.Investigation and landscape application evaluation onCarexresourcesin Beijing.Guihaia,2014,34(5):664-669.(in Chinese)

[8] 冷建紅,樓爐煥,魏琦,劉彬彬.薹草屬植物研究進展及園林應用前景研究.北方園藝,2011(6):196-201. Leng J H,Lou L H,Wei Q,Liu B B.Research progress ofCarexand its application to landscape.Northern Horticulture,2011(6):196-201.(in Chinese)

[9] 吉文麗,朱清科,李衛(wèi)忠,姚愛靜.苔草植物分類,利用及物質(zhì)循環(huán)研究進展.草業(yè)科學,2006,23(2):15-21. Ji W L,Zhu Q K,Li W Z,Yao A J.Review of studies on the classification,application and material cycle of plants in genusCarex.Pratacultural Science,2006,23(2):15-21.(in Chinese)

[10] 王俊強,呂會剛,方唯,李敏.苔草屬種質(zhì)資源的研究與應用.北京園林,2006,22(2):36-38. Wang J Q,Lyu H G,Fang W,Li M.Research and application evaluation onCarexresources.Beijing Landscape Architecture.2006,22(2):36-38.(in Chinese)

[11] 高川,容蓉,孟紅,張治強,郭培俊.白穎苔草抗病毒藥用價值的初步研究.山東中醫(yī)藥大學學報,2009,33(4):343-345. Gao C,Rong R,Meng H,Zhang Z Q,Guo P J.Investigation of the antiviral activity and medicinal value ofCarexrigescens.Journal of Shandong University of Traditional Chinese Medicine,2009,33(4):343-345.(in Chinese)

[12] 孫彥,李曼莉,毛培勝.白穎苔草標準發(fā)芽試驗方法的研究.北方園藝,2011(19):68-70. Sun Y,Li M L,Mao P S.Study on standard germination test method ofCarexrigescensseed.Northern Horticulture,2011(19):68-70.(in Chinese)

[13] 張靜,廖麗,白昌軍,王志勇.竹節(jié)草對NaCl脅迫臨界濃度的初步研究.草地學報,2014,22(3):661-664. Zhang J,Liao L,Bai C J,Wang Z Y.Critical concentration of salt stress inChrtsopogonaciculatus.Acta Agrestia Sinica,2014,22(3):661-664.(in Chinese)

[14] 李合生.植物生理生化試驗原理和技術(shù).北京:高等教育出版社,2000:134-137. Li H S.Plant Physiological Biochemistry Principle and Technology.Beijing:Higher Education Press,2000:134-137.(in Chinese)

[16] Qian Y L,Wilhelm S J,Marcum K B.Comparative responses of two Kentucky bluegrass cultivars to salinity stress.Crop Science,2001,41(6):1895-1900.

[17] Suplick-Ploense M R,Qian Y L,Read J C.Relative NaCl tolerance of Kentucky bluegrass,Texas bluegrass,and their hybrids.Crop Science,2002,42(6):2025-2030.

[18] 趙生龍,曾凡江,張波,劉波,高歡歡,羅翰林.鹽分脅迫對駱駝刺幼苗葉片性狀的影響.草業(yè)科學,2016,33(9):1770-1778. Zhao S L,Zeng F J,Zhang B,Liu B,Gao H H,Luo H L.Effects of salt stress on leaf traits ofAlhagisparsifolia.Pratacultural Science,2016,33(9):1770-1778.(in Chinese)

[19] 賈新平,鄧衍明,孫曉波,梁麗建.鹽脅迫對海濱雀稗生長和生理特性的影響.草業(yè)學報,2015,24(12):204-212. Jia X P,Deng Y M,Sun X B,Liang L J.Impacts of salt stress on the growth and physiological characteristics ofPaspalumvaginatum.Acta Prataculturae Sinica,2015,24(12):204-212.(in Chinese)

[20] 胡化廣,張振銘.大穗結(jié)縷草對鹽脅迫響應及臨界鹽濃度的研究.北方園藝,2010(3):80-83. Hu H G,Zhang Z M.Study on responses to salt stress and critical salt concentration ofZoysiamacrostachya.Northern Horticulture,2010(3):80-83.(in Chinese)

[21] 高揚帆,呂文彥,王丙麗,李俊霞.鹽脅迫對高羊茅種子萌發(fā)及幼苗生長的影響.安徽農(nóng)業(yè)科學,2006,34(22):5781-5781. Gao Y F,Lyu W Y,Wang B L,Li J X.Effect of salt stress on seed germination and seedling growth of tall fescue.Journal of Anhui Agricultural Sciences,2006,34(22):5781-5781.(in Chinese)

[22] 陳靜波,張婷婷,閻君,郭海林,劉建秀.短期和長期鹽脅迫對暖季型草坪草新選系生長的影響.草業(yè)科學,2008,25(7):109-113. Chen J B,Zhang T T,Yan J,Guo H L,Liu J X.Effects of short-term and long-term salt stresses on growth of new selections of warm season turfgrass.Pratacultural Science,2008,25(7):109-113.(in Chinese)

[23] 董麗華,姚愛興,王寧.鹽分對草坪草影響研究概述.西北林學院學報,2006,21(1):64-67. Dong L H,Yao A X,Wang N.A review on salinity tolerance of turfgrass.Journal of Northwest Forestry University,2006,21(1):64-67.(in Chinese)

[24] Lee G,Carrow R N,Duncan R R.Growth and water relation responses to salinity stress in halophytic seashore paspalum ecotypes.Scientia Horticulturae,2005,104(2):221-236.

[25] Ott T,Clarke J,Birks K,Johnson G.Regulation of the photosynthetic electron transport chain.Planta,1999,209(2):250-258.

[26] 李源.NaCl脅迫和低溫脅迫對五種暖季型草坪草生長及生理指標的影響.南京：南京農(nóng)業(yè)大學碩士論文,2013. Li Y.Effects of NaCl stress and cold stress on growth and physiological indexes of five warm season turfgrass.Master Thesis.Nanjing:Nanjing Agriculture University,2013.(in Chinese)

[27] Hu L,Huang Z,Liu S,Fu J M.Growth response and gene expression in antioxidant-related enzymes in two bermudagrass genotypes differing in salt tolerance.Journal of the American Society for Horticultural Science,2012,137(3):134-143.

[28] AbdElgawad H,Zinta G,Hegab M M,Pandey R,Asard H,Abuelsoud W.High salinity induces different oxidative stress and antioxidant responses in maize seedlings organs.Frontiers in Plant Science,2016:doi:10.3389/fpls.2016.00276.

[29] 周興元,曹福亮.土壤鹽分脅迫對三種暖季型草坪草保護酶活性及脂質(zhì)過氧化作用的影響.林業(yè)科學研究,2005,18(3):336-341. Zhou X Y,Cao F L.Effects of soil salt stress on the activity of protective enzymes and peroxidation in three warm-season turfgrasses.Forest Research,2005,18(3):336-341.(in Chinese)

[30] Chawla S,Jain S,Jain V.Salinity induced oxidative stress and antioxidant system in salt-tolerant and salt-sensitive cultivars of rice (OryzasativaL.).Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology,2013,22(1):27-34.

[31] Matoh T,Murata S.Sodium stimulates growth ofPanicumcoloratumthrough enhanced photosynthesis.Plant Physiology,1990,92(4):1169-1173.

[32] 翁錦周,林江波,林加耕,張梅坤,陳永快,曾日秋,吳水金.鹽脅迫對桉樹幼苗的生長及葉綠素含量的影響.熱帶作物學報,2008,28(4):15-20. Weng J Z,Lin J B,Lin J G,Zhang M K,Chen Y K,Zeng R Q,Wu S J.Effect of salt stress on the growth and the content of chlorophyll in seedling leaves ofEucalyptus.Chinese Journal of Tropical Crops,2008,28(4):15-20.(in Chinese)

[33] 鄒麗娜,周志宇,顏淑云,秦彧.鹽分脅迫對紫穗槐幼苗生理生化特性的影響.草業(yè)學報,2011,20(3):84-90. Zou L N,Zhou Z Y,Yan S Y,Qin Y.Effect of salt stress on physiological and biochemical characteristics ofAmorphafruticosaseedlings.Acta Prataculturae Sinica,2011,20(3):84-90.(in Chinese)

[34] 董曉霞,趙樹慧,孔令安,郭洪海,劉光棟.葦狀羊茅鹽脅迫下生理效應的研究.草業(yè)科學,1998,15(5):10-13. Dong X H,Zhao S H,Kong L G,Guo H H,Liu G D.Physiological responses of tall fescue to salt stress.Pratacultural Science,1998,15(5):10-13.(in Chinese)

[35] 趙可夫.植物抗鹽生理.北京:中國科學技術(shù)出版社,1993:230-231. Zhao K F.Plant Salt Resistance Physiology.Beijing:China Science and Technology Press,1993:230-231.(in Chinese)

[36] 安飛飛,簡純平,楊龍,陳松筆,李開綿.木薯幼苗葉綠素含量及光合特性對鹽脅迫的響應.江蘇農(nóng)業(yè)學報,2015,31(3):500-504. An F F,Jian C P,Yang L,Chen S B,Li K M.Chlorophyll contents and photosynthetic of cassava seedlings in response to NaCl stress.Jiangsu Journal of Agricultural Sciences,2015,31(3):500-504.(in Chinese)

[37] Pardo J M,Hasegawa M,Bressan R.The dawn of plant salt tolerance genetics.Trendsin Plant Science,2000,5(8):317-319.

[38] 潘多鋒,申忠寶,王建麗,高超,李道明,張瑞博.紅三葉種質(zhì)的耐鹽性評價及對鹽脅迫的生理響應.北方園藝,2015(24):46-50. Pan D F,Shen Z B,Wang J L,Gao C,Li D M,Zhang R B.Evaluation of salt tolerance and physiological response of red clover under salt stress.Northern Horticulture,2015(24):46-50.(in Chinese)

(責任編輯 武艷培)

Response ofCarexrigescensto different NaCl concentrations and its salinity threshold calculation

Zhang Kun, Li Ming-na, Cao Shi-hao, Sun Yan

(Department of Grassland Science, College of Animal Science and Technology,China Agricultural University, Key Laboratory of Grassland Science of Beijing, Beijing 100093, China)

The effect of different NaCl concentration (0, 100, 200, 300, 400, 500 mmol·L-1) treatments on the growth and physiological parameters ofCarexrigescenswere tested to determine its growth and salinity threshold under salt stress. The results showed that NaCl treatment inhibited the growth ofC.rigescens. With increasing salt concentrations, plant height, leaf length, and leaf width ofC.rigescensall decreased and the rate of withered leaves increased significantly. Leaf relative water content decreased and leaf membrane permeability increased under the same treatment condition and these two parameters had no significant change under the lower NaCl treatment (100 and 200 mmol·L-1). However, the change was significant when the NaCl concentration exceeded 300 mmol·L-1. The activity of leaf SOD (superoxide dismutase) and POD (peroxidase) increased at first and then decreased and the maximum activity occurred in the 300 mmol·L-1treatment. This implied that 300 mmol·L-1could be the critical NaCl concentration for salt tolerance ofC.rigescens. Different NaCl concentration treatments had different effects on the chlorophyll content. With the increase in NaCl concentration, chlorophyll a and chlorophyll a+b content increased at first and decreased subsequently. Chlorophyll b tended to decrease and chlorophyll a/b showed no significant change. WhenC.rigescensbiomass decreased to 50%, we considered the NaCl concentration as the threshold to evaluate the salt tolerance ofC.duriusculasubsp.rigescens. The calculated salinity threshold value ofC.rigescensin our study was 263 mmol·L-1. In conclusion,C.rigescenshad a high salt tolerance and it could grow normally in a saline environment. The results of this study provide an important theoretical basis for further research on the salt-tolerance mechanism ofC.rigescens.

Carexrigescens; salt stress; salt tolerance; growth characteristics; antioxidase; chlorophyll content; threshold

Sun Yan E-mail:ctsoffice@163.com

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0359

2016-07-01 接受日期：2016-12-09

國家自然科學基金項目“鹽脅迫下白穎苔草蛋白組學的研究”(31472139)

張昆(1988-)，男，山東青島人，在讀博士生，主要從事牧草與草坪草遺傳育種研究。E-mail:zk61603@163.com

孫彥(1965-)，女(蒙古族)，內(nèi)蒙科左中旗人，副教授，博士，主要從事草坪科學及草種子質(zhì)量檢驗研究。E-mail:ctsoffice@163.com

Q945

A

1001-0629(2017)3-0479-09*

張昆，李明娜，曹世豪，孫彥.白穎苔草對不同濃度NaCl脅迫的響應及其耐鹽閾值.草業(yè)科學,2017,34(3)：479-487.

Zhang K,Li M N,Cao S H,Sun Y.Response ofCarexrigescensto different NaCl concentrations and its salinity threshold calculation.Pratacultural Science，2017,34(3)：479-487.