外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗生長及生理特性的影響*

王彎彎諸葛玉平王慧橋賀明榮王振林張吉旺董元杰

（1 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018）

（2 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東泰安 271018）

外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗生長及生理特性的影響*

王彎彎1諸葛玉平1王慧橋1賀明榮2王振林2張吉旺2董元杰?

（1 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018）

（2 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東泰安 271018）

在盆栽試驗條件下，以冬小麥（山農(nóng)22）為供試材料，以硝普鈉（SNP）為外源一氧化氮（NO）供體，研究了3種施用方式的外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗生長及生理特性的影響。試驗共設(shè)5個處理：對照（CK）、氮磷鉀（NPK）肥（T1）、NPK肥+SNP浸種（T2）、NPK肥+ SNP粉末施入土壤（T3）和NPK肥+ SNP緩釋顆粒施入土壤（T4）。結(jié)果表明：鹽脅迫條件下，小麥植株體內(nèi)會積累大量的活性氧，抑制了小麥幼苗的生長；T1-T4處理的小麥幼苗長勢均優(yōu)于CK。與T1處理相比，添加外源NO的T2-T4處理均可顯著提高小麥出苗率，其中以T4效果最為顯著，可顯著促進(jìn)小麥幼苗的生長，提高葉片鮮重、葉片干重、葉綠素含量及抗氧化酶活性，降低葉片中超氧陰離子產(chǎn)生速率及過氧化氫含量，減少小麥幼苗對Na+的吸收，增加K+的吸收，維持小麥體內(nèi)Na+、K+平衡，并促進(jìn)根系對N、P元素的吸收，從而保證小麥植株養(yǎng)分吸收平衡。因此，添加外源NO既能通過促進(jìn)幼苗生長、提高抗氧化酶活性、調(diào)節(jié)離子平衡等途徑來提高小麥幼苗的抗鹽性，緩解鹽脅迫對小麥幼苗的傷害，又能通過調(diào)節(jié)根系對營養(yǎng)元素的吸收來促進(jìn)小麥幼苗的生長。且在3種不同的SNP施用方式中，以SNP制成緩釋顆粒施入土壤的施用方式對小麥鹽脅迫的緩解效果最優(yōu)。

外源NO；鹽脅迫；小麥；抗氧化酶；養(yǎng)分吸收

土壤鹽漬化是影響植物生產(chǎn)的主要因素之一。目前我國有6.67×106 hm2的鹽漬化耕地，約占可耕地面積的25%，加之自然與人為因素使得土壤鹽漬化的面積越來越大，土壤鹽漬化嚴(yán)重制約了農(nóng)作物的生長發(fā)育，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大的損失［1］。進(jìn)入21世紀(jì)，人多地少還是我國的基本國情，人與土地稀缺的矛盾越來越尖銳，因此，發(fā)掘鹽漬土地的利用價值日益受到人們的重視。研究表明，土壤中鹽分通過滲透與離子效應(yīng)等途徑影響種子的萌發(fā)，引起植物體生理功能紊亂，從而導(dǎo)致植物幼苗生長減緩，直接影響到作物的產(chǎn)量［2］。植物則主要通過限制鹽分過量吸入細(xì)胞、將鹽離子區(qū)域化以及提高體內(nèi)抗氧化酶活性和脯氨酸含量等對鹽脅迫產(chǎn)生抗性。因此，尋求提高植物耐鹽性的新途徑對于促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收至關(guān)重要。近年來，已有大量研究表明添加外源化學(xué)物質(zhì)可以有效提高作物的耐鹽性［3-4］。

NO是植物體內(nèi)重要的氧化還原信號分子和氣體活性分子，參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育、光形態(tài)建成等多種生理過程［5］，并與激素相互作用、參與生物和非生物逆境抗性的調(diào)節(jié)［2］。NO對植物體的作用具有雙重性：低濃度的NO可通過誘導(dǎo)抗氧化酶基因的表達(dá)等方式與活性氧（ROS）作用，發(fā)揮抗氧化功能［6］；而高濃度的NO則對細(xì)胞帶來嚴(yán)重傷害。已有研究表明，NO可以顯著增強超氧化物歧化酶（SOD）與過氧化氫酶（CAT）的活性，這兩種酶可以減小鹽脅迫下小麥葉片中超氧陰離子（O2

·-）和過氧化氫（H2O2）的積累［7］。因而，外源NO在緩解植物鹽脅迫方面具有重要的應(yīng)用前景。在土壤鹽漬化日益加重的時代背景下，研究NO與鹽脅迫條件下植物抗性的關(guān)系受到廣泛的關(guān)注。

小麥?zhǔn)俏覈饕募Z食作物，也是濱海鹽堿土壤上重要的栽培作物之一。種子萌發(fā)期與幼苗期是小麥一生中的重要生育階段，對鹽脅迫反應(yīng)較為敏感，促進(jìn)鹽脅迫下小麥種子萌發(fā)和幼苗建成，提高小麥耐鹽能力，對于促進(jìn)濱海鹽土區(qū)小麥的生產(chǎn)、保障國家的糧食安全均有重要意義。前人的研究表明，外源NO可提高鎘脅迫下小麥［8］及鹽脅迫下黃瓜根系抗氧化系統(tǒng)活性［9］，促進(jìn)銅脅迫下小麥萌發(fā)［10］，緩解干旱脅迫［11］及鹽脅迫［12］下小麥葉片的氧化損傷。以上研究進(jìn)展表明外源NO在提高小麥抗逆能力，尤其是在提高小麥抗鹽能力方面具有重要作用；但是，前人的相關(guān)研究主要集中在營養(yǎng)液培養(yǎng)條件下的相關(guān)機(jī)理研究，外源NO的施用方式主要是以營養(yǎng)液添加為主，而有關(guān)土培條件下不同施用方式的外源NO對鹽漬化土壤上小麥幼苗生長及生理特性影響的相關(guān)研究并不多見。為此，本文采用盆栽試驗的研究方法，探討不同施用方式的外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗生長指標(biāo)、葉綠素含量、抗氧化系統(tǒng)以及養(yǎng)分吸收等指標(biāo)的影響，可為揭示外源NO緩解土培條件下小麥的耐鹽機(jī)制及尋求提高鹽堿地上小麥抗鹽能力的新途徑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2016年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)北校區(qū)資源與環(huán)境學(xué)院植物營養(yǎng)實驗室進(jìn)行。供試土壤為山東省濱州市無棣縣渤海糧倉實驗示范區(qū)的濱海鹽潮土，其基本理化性狀為有機(jī)質(zhì)15.07 g kg-1，全氮 0.94 g kg-1，有效磷14.79 mg kg-1，速效鉀67.31 mg kg-1，全鹽2.66 g kg-1，pH為8.73。供試小麥品種為“山農(nóng)22號”，外源NO供體為SNP。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在盆栽方式下進(jìn)行，每盆裝風(fēng)干土1.0kg，試驗用肥為尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%，P2O546%）和氯化鉀（K2O 60%），N、P2O5、K2O的施用量分別為0.05、0.05、0.05 g kg-1土。試驗共設(shè)5個處理：CK，對照；T1，單施NPK；T2，NPK+3.33 mg SNP 溶于110 ml水中，進(jìn)行浸種；T3，NPK+3.33 mg SNP粉末直接施入土壤；T4，NPK+3.33 mg SNP制成緩釋顆粒（直徑為3～4 mm）施入土壤。為保證試驗一致，除T2處理外，小麥種子均用蒸餾水進(jìn)行浸種。將肥料與土壤混合均勻，每盆播小麥種子20粒，待出苗后統(tǒng)計各處理出苗率，并于兩葉一心期定苗15株，每個處理重復(fù)4次，隨機(jī)區(qū)組排列，管理與常規(guī)盆栽試驗相同。

1.3 樣品采集與分析

播種30 d后進(jìn)行各項指標(biāo)測定。株高、鮮重和干重采用常規(guī)直尺測量和天平稱量方法；植株N、P、K、Na含量測定：樣品經(jīng)烘干、研磨過篩后，H2SO4-H2O2消化，火焰光度計法測定全鉀、全鈉含量［13］，凱氏定氮法測定全氮含量［13］、鉬銻抗比色法測定全磷含量［13］；葉綠素含量采用乙醇提取、紫外分光光度法測定；O2·-采用羥胺氧化反應(yīng)法測定；H2O2含量測定參照Patterson等［14］的方法；抗氧化酶活性的測定：超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用氮藍(lán)四唑（NBT）法［15］，過氧化物酶（POD）活性測定采用愈創(chuàng)木酚法［15］，過氧化氫酶（CAT）活性測定采用紫外吸收法［15］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件處理數(shù)據(jù)和繪表，采用DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用最小顯著極差法（LSD）進(jìn)行差異顯著性檢驗（p＜0.05）。

2 結(jié) 果

2.1 外源NO對鹽脅迫下小麥出苗率及幼苗生長的影響

與CK相比，各施肥處理的小麥出苗率、株高、鮮重及干重均有所提高（表1）。與T1相比，T2、T3、T4苗率分別提高了4.54%、3.63%、4.54%；株高分別增加了3.03%、4.14%、11.86%；鮮重分別增加了17.62%、15.57%、

表1 外源NO對鹽脅迫下小麥出苗率及幼苗生長的影響Table 1 Effects of exogenous nitric oxide on emergence rate of wheat and growth of wheat seedlings under salt stress

51.64%；干重分別增加了30.77%、38.46%、69.23%。說明添加外源NO能夠顯著緩解鹽脅迫對小麥出苗率及幼苗生長的脅迫，而其中以SNP制成緩釋顆粒施入方式的T4緩解效果最顯著。

2.2 外源NO對鹽脅迫下小麥葉綠素含量的影響

由表2可知，與CK相比，各施肥處理小麥幼苗葉片的葉綠素含量均有所提高。與T1相比，隨著SNP的添加，小麥幼苗的葉綠素含量也相應(yīng)增加，其中以T4的葉綠素含量最高。T4與T1相比，其葉綠素總含量、葉綠素a、葉綠素b及類胡蘿卜素含量分別增加了51.47%、41.04%、30.78%、22.86%。說明施入外源NO能夠增加鹽脅迫下小麥幼苗葉片的葉綠素含量，提高光合作用，從而促進(jìn)小麥生長，其中以T4的效果最顯著。

表2 外源NO對鹽脅迫下小麥葉綠素含量的影響Table 2 Effects of exogenous nitric oxide on chlorophyll contents in wheat seedlings under salt stress

2.3 外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗葉片中O2·-產(chǎn)生速率及H2O2含量的影響

由圖1與圖2可見，與CK相比，各施肥處理的

O2

·-產(chǎn)生速率及H2O2含量均有不同程度的降低。與T1相比，T2、T3、T4的O2·-產(chǎn)生速率分別降低了3.61%、3.65%、18.83%；H2O2含量分別減少了1.22%、2.80%、8.34%。說明添加外源NO能夠緩解鹽脅迫下ROS累積對小麥幼苗造成的氧化損傷，而其中以T4的緩解效果最明顯。

2.4 外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗葉片抗氧化酶系統(tǒng)的影響

由圖3可見，與CK相比，各施肥處理的SOD、POD及CAT活性均有所提高。與T1相比，T2、T3、T4的SOD活性分別提高了4.91%、37.47%、4 5.0 9%；P O D活性分別提高了 3 4.4 8%、43.85%、48.71%；CAT活性分別提高了4.09%、5.63%、17.08%。說明添加外源NO可以一定程度提高葉片中抗氧化酶活性，從而增強小麥幼苗的抗鹽能力，其中以T4效果最好。

圖1 外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗葉片中O2·-產(chǎn)生速率的影響Fig. 1 Effects of exogenous nitric oxide on O2·-generation rate in leaves of the wheat seedlings under salt stress

2.5 外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗葉片氮、磷、鉀、鈉吸收的影響

圖2 外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗葉片中H2O2含量的影響Fig. 2 Effects of exogenous nitric oxide on H2O2content in leaves of the wheat seedlings under salt stress

圖3 外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗葉片中SOD（A）、POD（B）及 CAT（C）活性的影響Fig. 3 Effects of exogenous nitric oxide on SOD（A），POD（B）and CAT（C）activity in leaves of the wheat seedlings under salt stress

表3 外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗葉片氮、磷、鉀、鈉吸收的影響Table 3 Effects of exogenous nitric oxide on N，P，K and Na contents in leaves of the wheat seedlings under salt stress

由表3可知，在鹽脅迫下，與CK相比，各施肥處理小麥幼苗葉片中鈉含量顯著降低，而氮磷鉀的含量均有所提高。與T1相比，T2、T3、T4的鈉含量分別減少了18.92%、15.66%、21.93%；氮含量分別增加了0.32%、1.24%、1.59%；磷含量分別增加了 12.88%、0.76%、15.61%；鉀含量分別增加了1.65%、2.70%、6.53%。說明在鹽脅迫下，添加外源NO能夠明顯抑制小麥幼苗對Na+的吸收，促進(jìn)其對N、P、K元素的吸收，其中以T4效果最好。

3 討 論

3.1 外源NO對小麥生長指標(biāo)及葉片葉綠素含量的影響

鹽脅迫條件下，植物碳同化量減少，滲透調(diào)節(jié)和維持生長的能耗增加，生長受到抑制。因此，生長量可以反映植物對鹽脅迫的適應(yīng)程度，也是植物耐鹽性的直接指標(biāo)［16］。NO作為信號分子在植物應(yīng)答逆境脅迫中起著重要作用。NO分子小，具有脂溶性，能夠在細(xì)胞間自由穿梭，可以通過質(zhì)外體直接作用于細(xì)胞壁組分，使細(xì)胞壁松弛，還可以作用于膜的磷脂雙分子層，增強膜的流動性，從而促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)展，促進(jìn)生長。本研究結(jié)果表明，添加NO顯著緩解了鹽脅迫對小麥幼苗生長的抑制作用，使施用外源NO處理的小麥出苗率、干重、鮮重和株高等指標(biāo)均顯著高于單獨鹽脅迫處理的小麥幼苗（表1），這可能是由于NO提高了鹽脅迫下小麥體內(nèi)的水分有效性，從而促進(jìn)了葉綠素的合成（表2），增強了葉片的光合能，促進(jìn)了干物質(zhì)的積累，進(jìn)而促進(jìn)了小麥幼苗的生長。樊懷福等［1］指出100 mmol L-1NaCl脅迫下，用0.06 m mol L-1外源NO供體SNP處理24 h可以有效緩解鹽脅迫對小麥種子萌發(fā)的抑制作用；Gao和Yang［17］的研究表明適宜濃度的NO使蘋果苗的株高和地上部鮮重均顯著提高，這與本研究結(jié)果一致。緩釋顆粒形態(tài)施用的SNP較其他添加形式的外源NO緩解小麥幼苗鹽脅迫的效果更好，可能是由于緩釋形態(tài)施用的NO能夠較長時間的維持小麥根際土壤中具有較高濃度的NO，從而能夠在較大程度上緩解鹽脅迫對小麥根系產(chǎn)生的毒害作用。Zhang等［18］的研究表明以緩釋顆粒形態(tài)添加的外源NO能顯著促進(jìn)缺鐵脅迫下花生的生長，這與本研究結(jié)果一致。

葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的主要部位，也是細(xì)胞中對鹽敏感的細(xì)胞器［19-20］。鹽脅迫下，植物細(xì)胞葉綠體和線粒體電子傳遞中泄漏的電子增加，活性氧大量產(chǎn)生，而葉綠素的降解主要由活性氧的氧化損傷引起鹽害使葉綠體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成受到破壞，蛋白質(zhì)數(shù)量減少從而導(dǎo)致葉綠體與蛋白質(zhì)的結(jié)合削弱，葉綠體趨向分解，光合作用受到抑制［21］，而維持光合功能是植物耐鹽的重要機(jī)理之一。前人研究表明低濃度的NO預(yù)處理能緩解鹽脅迫和高溫脅迫下水稻葉片葉綠素的降解、維持光系統(tǒng)Ⅱ的高活性等［22］。本研究結(jié)果也表明，添加外源NO的處理能夠顯著增加鹽脅迫下小麥幼苗葉片中葉綠素的含量，促進(jìn)小麥幼苗的生長（表2），這與史慶華等［23］的研究結(jié)果一致。這可能是添加外源NO后，提高了抗氧化酶的活性，清除了植物體內(nèi)鹽脅迫產(chǎn)生的部分ROS，抑制了葉綠素的分解，促進(jìn)了葉片的光合作用所引起的。添加NO的3個處理中以SNP制成緩釋顆粒施入方式的T4緩解效果最顯著，這可能是緩釋形態(tài)施入的外源NO能夠在較長時間內(nèi)持續(xù)不斷的供應(yīng)NO可以延長NO對小麥幼苗鹽脅迫的緩解效應(yīng)。Zhang 等［18］的研究也表明以緩釋顆粒形態(tài)添加的外源NO更能提高花生葉片葉綠素含量促進(jìn)花生的幼苗的生長，與本研究結(jié)果一致。

3.2 外源NO對小麥葉片活性氧代謝和抗氧化酶活性的影響

逆境脅迫下，植物體內(nèi)活性氧產(chǎn)生與清除的平衡狀態(tài)會遭到破壞，使ROS水平升高，膜脂過氧化程度加劇，導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷與破壞，嚴(yán)重時導(dǎo)致細(xì)胞死亡。O2·-和H2O2具有強氧化性，可以導(dǎo)致生物體生物膜的機(jī)構(gòu)和功能受損，引起核酸和蛋白質(zhì)變性等，從而加快植株老化［24］。鹽脅迫下，為避免活性氧誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷，植物通過提高抗氧化系統(tǒng)酶活性，減輕鹽脅迫的傷害，從而保證植物正常的生理功能［25］。抗氧化酶SOD、POD、CAT 是清除ROS的重要酶類。SOD作為膜保護(hù)的第一道防線，能將毒性較強的O2·-歧化為毒性較輕的H2O2［25］，而POD是重要的H2O2清除酶，其利用各種基質(zhì)作為電子供體將H2O2還原為H2O，同時CAT也能將H2O2歧化為H2O和O2，但是CAT清除H2O2的效率非常低［26］。前人研究表明NO在植物中起到抗氧化劑的作用，可以提高抗氧化酶活性，降低ROS對植株的氧化脅迫，緩解植物干早、鹽漬、除草劑、重金屬等環(huán)境脅迫引起的氧化損傷，外施SNP能夠顯著緩解鹽脅迫導(dǎo)致的O2·-和H2O2的積累，并提高鹽脅迫下植株葉片中SOD、POD、CAT 和APX等抗氧化酶的活性［27-28］，從而減輕質(zhì)膜受氧化損傷的程度。

本研究結(jié)果表明，外源NO能提高SOD、POD 及CAT等抗氧化酶的活性（圖3），顯著降低小麥葉片O2·-產(chǎn)生速率（圖1）和H2O2含量（圖2）。樊懷福等［29］證實了NO對NaCl脅迫下黃瓜幼苗的生長具有促進(jìn)作用，并提高SOD、POD、CAT和APX的活性，降低了葉片MDA和O2·-的產(chǎn)生速率；阮海華等［7］研究發(fā)現(xiàn)，外源NO供體SNP可以提高鹽脅迫下小麥葉片SOD和CAT的活性，延緩了和H2O2的積累，從而減輕了葉片的氧化損傷。這些研究與本研究結(jié)果一致。這可能是由于NO通過提高抗氧化酶活性來增強植株清除自由基防御系統(tǒng)的防御能力，進(jìn)而緩解了鹽脅迫對小麥幼苗的氧化傷害作用，從而促進(jìn)幼苗生長。而外源NO能提高保護(hù)酶活性，主要原因在于NO對含鐵的相關(guān)酶類有很高的親和性［30］。在本研究外源NO的3種添加方式中，以緩釋顆粒形態(tài)施入的外源NO緩解效應(yīng)最顯著，則是由于緩釋顆粒能在較長時間內(nèi)維持小麥根系土壤中能有較高濃度的NO可長時間緩解鹽脅迫對根系所造成的損傷所致。

3.3 外源NO對小麥葉片氮磷鉀與鈉積累量的影響

氮磷鉀是植物體內(nèi)重要的三大營養(yǎng)元素，而營養(yǎng)元素充足是植物完成正常生命周期的保障，并且鉀元素能夠提高逆境生理條件下植物的抗逆性，因而在逆境下植物鉀含量與逆境下植物的長勢密切相關(guān)［31］。鹽毒害影響作物對礦質(zhì)元素的吸收和運輸。過量的Na元素影響其他礦質(zhì)元素的含量，從而影響了植物的正常新陳代謝。鹽脅迫對植物造成的主要危害之一就是造成根系養(yǎng)分吸收不平衡，這種現(xiàn)象主要是由于介質(zhì)中高濃度的Na+和Cl-的存在嚴(yán)重干擾了植物對其他營養(yǎng)元素的吸收，從而造成植物體內(nèi)營養(yǎng)元素比例失調(diào)［32］。前人的研究表明鹽脅迫會導(dǎo)致小麥［31］和玉米［32］植株體內(nèi)氮、磷、鉀的吸收效率下降，這可能是由于Cl-競爭排斥 NO3-、H2PO4-的吸收，Na+競爭排斥 K+的吸收，最終導(dǎo)致氮、磷、鉀含量降低。本試驗研究表明在鹽脅迫下，添加外源NO可以使小麥幼苗葉片中Na+的含量顯著降低，并促進(jìn)對N、P和K營養(yǎng)元素的吸收（表3），說明添加外源NO能夠提高鹽脅迫下小麥幼苗對土壤中營養(yǎng)元素的吸收，維持了植物體內(nèi)的離子平衡，促進(jìn)了小麥幼苗的正常生長。這可能是由于施用外源NO后抑制了Na+的吸收，促進(jìn)了植物細(xì)胞的離子平衡，緩解了鹽脅迫造成的氧化脅迫，進(jìn)而促進(jìn)了小麥幼苗的正常生長。而所有添加外源NO處理中，以SNP制成緩釋顆粒施入方式的增效效果最好，則可能是由于緩釋的外源NO，能夠持續(xù)維持鹽脅迫下根系正常生長對NO的需求，較好地緩解了鹽脅迫對小麥根系質(zhì)膜的過氧化作用，抑制了土壤中過量鹽的離子脅迫作用，提高了小麥根系對養(yǎng)分的吸收能力。

4 結(jié) 論

鹽脅迫下，小麥幼苗生長顯著受到抑制。添加外源NO能夠緩解鹽脅迫對小麥幼苗造成的傷害，促進(jìn)小麥幼苗生長，提高葉片光合作用及抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性；降低 O2·-產(chǎn)生速率以及H2O2含量；減少小麥對Na+的吸收，促進(jìn)其對K+的吸收，維持正常的Na+/K+，從而提高小麥植株的抗鹽性。此外，鹽脅迫下，小麥對營養(yǎng)元素的吸收也明顯受到抑制。添加外源NO可顯著改善這種抑制作用，提高小麥幼苗根系對土壤中氮磷鉀的吸收。三種不同的SNP添加方式中以SNP制成緩釋顆粒的施用方式對土培條件下小麥鹽脅迫的緩解效果最優(yōu)。

［1］樊懷福，郭世榮，焦彥生，等．外源一氧化氮對NaCl脅迫下黃瓜幼苗生長、活性氧代謝和光合特性的影響.生態(tài)學(xué)報，2007， 27（2）：546—553

Fan H F，Guo S R，Jiao Y S，et al. The effects of exogenous nitric oxide on growth，active oxygen metabolism and photosynthetic characteristics in cucumber seedlings under NaCl stress（In Chinese）. Acta Ecologica Sinica，2007，27（2）：546—553

［2］常青山，張利霞，劉龍昌，等. 殼聚糖浸種對鹽脅迫苜蓿種子萌發(fā)受阻的緩解作用．貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（5）：69—71

Chang Q S，Zhang L X，Liu L C，et al. Relieving effects on germination of Medicago sativa seeds under salt stress soaking in Chitosan（In Chinese）. Journal of Guizhou Agricultural Science，2015，43（5）：69—71 ［3］鄭春芳，姜東，戴廷波，等. 外源一氧化氮供體硝普鈉浸種對鹽脅迫下小麥幼苗碳氮代謝及抗氧化系統(tǒng)的影響. 生態(tài)學(xué)報，2010，30（5）：1174—1183

Zheng C F，Jiang D，Dai T B，et al. Effects nitroprusside，a nitric oxide donor，on carbon and nitrogen metabolism and the activity of the antioxidation system in wheat seedings under salt stress（In Chinese）. Acta Ecologica Sinica，2010，30（5）：1174—1183

［4］鐘雪梅，代其林，馬明莉，等. 外源 NO 浸種對 NaCl脅迫下油菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016， 44（3）：102—106

Zhong X M，Dai Q L，Ma M L，et al. Effects of priming of seeds with exogenous nitric oxide on seed germination and seedling growth of rape under NaCl stress（In Chinese）. Jiangsu Agricultural Sciences，2016，44（3）：102—106

［5］Arasimowicz M，F(xiàn)loryszak-Wieczorek J. Nitric oxide as a bioactive signaling molecule in plant stress responses. Plant Science，2007，172（5）：876—887

［6］Frank S，K?mpfer H，Podda M，et al. Identification of copper/zinc superoxide dismutase as nitric oxideregulated gene in human（HaCaT）keratinocytes：Implication for keratinocyte proliferation. Biochemical Journal，2000，346：719—728

［7］阮海華，沈文飚，葉茂炳，等. 一氧化氮對鹽脅迫下小麥葉片氧化損傷的保護(hù)作用. 科學(xué)通報，2001，46 （23）：1993—1997

Ruan H H，Shen W B，Ye M B，et al. Protective effect of nitric oxide on oxidative damage of wheat leaves under salt stress（In Chinese）. Chinese Science Bulletin，2001，46（23）：1993—1997

［8］Singh H P，Batish D R，Kaur G，et al. Nitric oxide（as sodium nitroprusside）supplementation ameliorates Cd toxicity in hydroponically grown wheat roots. Environmental and Experimental Botany，2008，63：158—167

［9］Shi Q H，Ding F，Wang X F，et al. Exogenous nitric oxide protect cucumber roots against oxidative stress induced by salt stress. Plant Physiology and Biochemistry，2007，45（8）：542—550

［10］Hu K D，Hu L Y，Li Y H，et al. Protective roles of nitric oxide on germination and antioxidant metabolism in wheat seeds under copper stress. Plant Growth Regulation，2007，53（3）：173—183

［11］劉鵬程，王輝，程佳強，等. NO對小麥葉片干旱誘導(dǎo)膜脂過氧化的調(diào)節(jié)效應(yīng). 西北植物學(xué)報，2004，24 （1）：141—145

Liu P C，Wang H，Cheng J Q，et al. Regulation of nitric oxide on drought-induced membrane lipid preoxidation in wheat leaves（In Chinese）. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2004，24 （1）：141—145

［12］Ruan H H，Shen W B，Ye M B，et al. Protective effects of nitric oxide on salt stress-induced oxidative damage to wheat（Triticum aestivum L. ）leaves. Chinese Science Bulletin，2002，47（8）：671—677 ［13］魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法. 北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000：205—226

Lu R K. Analytical methods for soil and agro-chemistry （In Chinese）. Beijing：China Agricultural Science and Technology Press，2000：205—226

［14］Patterson B D，MacRae E A，F(xiàn)erguson I B. Estimation of hydrogen peroxide in plant extracts using titanium （IV）. Analytical Biochemistry，1984，139（2）：487—492

［15］朱正杰，陳敬安，李航，等. 貴州草海沉積物碳酸鹽碳同位素異常正值的發(fā)現(xiàn)及其環(huán)境指示意義. 湖泊科學(xué)，2011，23 （5）：681—685

Zhu Z J，Chen J A，Li H，et al. Discovery of abnormal positive values of carbon isotope of carbonate sediments from Lake Caohai，Guizhou Province and their implications（In Chinese）. Journal of Lake Sciences，2011，23（5）：681—685

［16］魏博嫻. 中國鹽堿土的分布與成因分析. 水土保持應(yīng)用技術(shù)，2012（6）：27—28

Wei B X. Analysis of distribution and cause of Chinese saline alkali soil（In Chinese）. Technology of Soil and Water Conservation，2012（6）：27—28

［17］Gao H J，Yang H Q. Nitric oxide effect on root architecture development in Malus seedlings. Plant Soil and Environment，2011，57（9）：418—422

［18］Zhang X W，Dong Y J，Qiu X K，et al. Exogenous nitric oxide alleviates iron-deficiency chlorosis in peanut growing on calcareous soil. Plant Soil and Environment，2012，58（3）：111—120

［19］Tuna A L，Cengiz K，Muhammad A，et al. The effects of calcium sulphate on growth，membrane stability and nutrient uptake of tomato plants grown under salt stress. Environmental and Experimental Botany，2007，59 （2）：173—178

［20］Cheeseman J M. Mechanism of salinity tolerance in plants. Plant Physiology，1988，87（3）：547—550

［21］張怡，路鐵剛. 植物中的活性氧研究概述. 生物技術(shù)進(jìn)展，2011，1（4）：242—248

Zhang Y，Lu T G. The research of reactive oxygen species（ROS）in plants（In Chinese）. Progress in Biotechnology，2011，1（4）：242—248

［22］Uchida A，Jagendorf A T，Hibino T，et al. Effects of hydrogen peroxide and nitric oxide on both salt and heat stress tolerance in rice. Plant Science，2002，163 （3）：515—523

［23］史慶華，朱祝軍，Khalida Al-aghabary，等. 滲Ca （NO3）2和NaCl脅迫對番茄光合作用的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2004，10（2）：188—191

Shi Q H，Zhu Z J，Al-Aghabary K，et al. Effects of iso-osmotic Ca（NO3）2and NaCl treatment on photosynthesis in leaves of tomato. Plant Nutrition and Fertilizing Science，2004，10（2）：188—191

［24］吳雪霞，朱月林，朱為民，等. 外源一氧化氮對 NaCl脅迫下番茄幼苗生理影響. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，39 （3）：575—581

Wu X X，Zhu Y L，Zhu W M，et al. Studies on influences of exogenous nitric oxide on physiological characteristics in tomato seedlings under salt stress （In Chinese）. Scientia Agricultura Sinica，2006，39 （3）：575—581

［25］李西，吳亞嬌，孫凌霞. 鉛脅迫對三種暖季型草坪草生長和生理特性的影響. 草業(yè)學(xué)報，2014，23（4）：171—180

Li X，Wu Y J，Sun L X. Growth and physiological responses of three warm-season turfgrasses to lead stress （In Chinese）. Acta Prataculturae Sinica，2014，23（4）：171—180

［26］列淦文，葉龍華，薛立． 臭氧脅迫對植物主要生理功能的影響． 生態(tài)學(xué)報，2014，34（2）：294—306

Lie G W，Ye L H，Xue L. Effects of ozone stress on major plant physiological functions（In Chinese）. Acta Ecologica Sinica，2014，34（2）：294—306

［27］劉建新，王鑫，李博萍. 外源一氧化氮供體SNP 對NaCl 脅迫下多裂駱駝蓬幼苗氧化損傷的保護(hù)效應(yīng). 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2009，27（6）：139—143

Liu J X，Wang X，Li B P. Effects of exogenous nitric oxide donor SNP on protecting Peganum multisectum seedlings from oxidative damage under NaCl stress（In Chinese）. Agricultural Research in the Arid Areas，2009，27（6）：139—143

［28］孫立榮，郝福順，呂建洲，等. 外源一氧化氮對鹽脅迫下黑麥草幼苗生長及生理特性的影響. 生態(tài)學(xué)報，2008，28（ 11）：5714—5722

Sun L R，Hao F S，Lü J Z，et al. Effects of exogenous nitric oxide on growth and physiological characteristics of ryegrass seedlings under salt stress（In Chinese）. Acta Ecologica Sinica，2008，28（11）：5714—5722

［29］樊懷福，郭世榮，段九菊，等. 外源NO對NaCl脅迫下黃瓜（Cucumis sativus L.）幼苗生長和谷胱甘肽抗氧化酶系統(tǒng)的影響．生態(tài)學(xué)報，2008，28（6）：2511—2517

Fan H F，Guo S R，Duan J J，et al. Effects of nitric oxide on the growth and glutathione dependent antioxidant system in cucumber（Cucumis sativus L.）seedlings under NaCl stress. Acta Ecologica Sinica，2008，28（6）：2511—2517

［30］Clark D，Durner J，Navarre D A，et al. Nitric oxide inhibition of tobacco catalase and ascorbate peroxida. Molecular Plant Microbe Interactions，2000，13 （12）：1380—1384

［31］馬洪波，曹月陽，陳杰，等. 土壤鹽脅迫對小麥養(yǎng)分和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，28 （6）：1300—1305

Ma H B，Cao Y Y，Chen J，et al. Effects of soil salt stress on wheat nutrient and osmotic regulator（In Chinese）. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences，2012，28（6）：1300—1305

［32］Azevedo Neto A D，Tabosa J N. Nutritional efficiency for N，P，K on corn seedlings under salt stress. Ecossistema，2000，25（2）：194—198

Effects of Exogenous Nitric Oxide on Growth and Physiological Characteristics of Wheat Seedlings under Salt Stress

WANG Wanwan1ZHUGE Yuping1WANG Huiqiao1HE Mingrong2WANG Zhenlin2ZHANG Jiwang2DONG Yuanjie1?
（1 College of Resources and Environment，Shandong Agricultural University，Tai’an，Shandong 271018，China）
（2 College of Agronomic Sciences，Shandong Agricultural University，Tai’an，Shandong 271018，China）

【Objective】NO has been found to function in plant responses to various environmental stresses. Salt stress causes water deficit，ion toxicity，and nutrient deficiency，leading to growth and yield reduction，and even to plant death. Exogenous NO may effectively enhance plant tolerance to salt stress by activating antioxidant enzyme，mitigating oxidative damage and regulating cytosolic ionic balance in the plant. The aim of this paper is to evaluate effects of application of sodium nitroprusside（SNP）as donor of exogenous nitric oxide（NO）on growth and physiological characteristics of wheat seedlings under salt stress relative to application method. 【Method】A pot experiment，designed to have five treatments，that is，control（CK），NPK fertilizer（T1），NPK fertilizer + soaking seeds in 3.33 mg SNP solution（T2），NPK fertilizer+3.33 mg SNP applied into soil directly（T3）and NPK fertilizer+3.33 mg SNP prepared into controlled release fertilizer（T4），and four replicates，was carried out. Wheat Shannong 22 was cultivated in the pots，which were arranged in randomized block designs. During the growing season，plants were managed in the same way as the local farmers do.【Result】Results show：under salt stress，a lot of reactive oxygen species（such as superoxide anion and hydrogen peroxide，etc）accumulated in wheat plants，inhibiting growth of the wheat seedlings；the wheat seedlings in all the treatments grew better than those in the control，and the application of SNP reduced the adverse effects caused by salt stress；exogenous NO obviously improved wheat seed emergence rate；in comparison with Treatments T2 and T3，Treatment T4 significantly mitigated the damage caused to the wheat seedlings under salt stress and significantly improved growth of the wheat seedlings in terms of fresh weight，dry weight，chlorophyll content and antioxidant enzymes（SOD，POD，CAT）activities；reduced superoxide anion production rate and hydrogen peroxide content in the leaves；decreased the absorption of Na+while increasing that of K+，helping keep Na+and K+in balance in the plants；and promoted root absorption of N and P，thus improving fertilizer use efficiency of the plant and ensuring adequate nutrients in the wheat plant. 【Conclusion】On the one hand，the application of exogenous NO can improve resistance of the wheat seedlings to salt by promoting growth of the seedlings，enhancing antioxidant enzymes activities and regulating ion balance or other ways，and alleviate damage of salt stress to the wheat seedlings；and on the other hand，exogenous NO can also regulate plant absorption of nutrients and improve fertilizer use efficiency and hence promote growth of the wheat seedlings. Among the three different application methods，the one of preparing NPK and SNP into controlled release fertilizer is the best in reducing the effect of salt stress on wheat.

Exogenous nitric oxide；Salt stress；Wheat；Antioxidative enzymes；Nutrient uptake

S512.1；Q945.78

A

10.11766/trxb201611180360

（責(zé)任編輯：盧 萍）

* 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973 計劃）項目（2015CB150404）、山東省自主創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化專項（2014ZZCX07402）與史丹利功能性生物肥料基金項目（380078）共同資助 Supported by the National Basic Research Program of China（No. 2015CB150404），the Indigenous Innovation Project of Shandong Province（No. 2014ZZCX07402），and the Stanley Functional Bio Fertilizer Foundation（No. 380078）

? 通訊作者 Corresponding author，E-mail：yuanjiedong@163.com

王彎彎（1991—），女，碩士研究生，主要從事土壤生態(tài)與植物營養(yǎng)方面的研究。E-mail：wanwang91@163.com

2016-11-18；

2016-12-04；優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2017-01-05