干旱—鹽脅迫對花生幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

高榮嶸+楊莎+郭峰+孟靜靜+張佳蕾+于曉霞+李新國+萬書波

摘要：以花生品種花育22和花育25為試材，對其幼苗實施干旱和鹽脅迫處理，并通過測定其可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白和游離氨基酸含量變化來研究花生幼苗在干旱和鹽交叉逆境脅迫下的反應機制。結(jié)果表明，花生幼苗在單一鹽脅迫后，可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白和游離氨基酸含量顯著上升，且在干旱—鹽交叉脅迫下各滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量上升均較高。因此，可以初步斷定，干旱預處理可以提高花生幼苗的抗鹽性。

關鍵詞：花生；干旱—鹽脅迫；交叉適應；滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量

中圖分類號：S565.201 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2017）08-0026-04

Abstract In order to study the mechanism response to drought combined salt stress，the content variation of soluble sugar， proline， soluble protein and free amino acids in peanut seedlings were determined and analyzed with the cultivars Huayu 22 and Huayu 25 as materials under drought and salt stress. The results showed that the contents of soluble sugar， proline， soluble protein and free amino acids in peanut seedlings increased significantly under single salt stress，and they were much higher under the combined stress of drought and salt. So it could be concluded that drought pretreatment could improve the salt resistance of peanut seedlings.

Keywords Peanut； Intercross stress of drought and salt； Cross adaptation； Osmoregulation substance content

花生（Arachis hypogaea L.）是我國重要的油料作物和經(jīng)濟作物，具有很高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值。生長于自然界中的植物經(jīng)常遭受干旱、低溫、鹽漬等逆境脅迫，而植物所遭受的逆境脅迫往往并不單一[1]。土壤鹽漬化和干旱是世界范圍內(nèi)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最重要脅迫因子，二者經(jīng)常相伴發(fā)生，使植物受到鹽分和干旱兩方面的脅迫[2]。植物在長期進化過程中發(fā)展形成各種不同的生理生化機制，以抵抗和適應各種脅迫[3]，所以研究它們對植物的影響以及植物對這些逆境的適應機制對作物生產(chǎn)實踐有重要指導意義[4，5]。

鹽脅迫條件下，為了保持正常的生理代謝過程，植物細胞可以通過滲透調(diào)節(jié)作用來降低細胞內(nèi)水勢，從而保證正常的水分供應。植物體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)機制主要包括有機物質(zhì)滲透調(diào)節(jié)和無機物質(zhì)滲透調(diào)節(jié)兩種方式。有機滲透調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在可溶性糖、脯氨酸、甜菜堿等物質(zhì)含量的變化上，鹽脅迫下，植物能夠應用自身合成的脯氨酸、甜菜堿等一系列有機小分子物質(zhì)來降低植物細胞內(nèi)的水勢，以此來提高細胞的吸水能力，從而減輕鹽脅迫對植物的傷害。在正常情況下，這些有機小分子物質(zhì)含量通常比較低，只有在鹽脅迫等逆境環(huán)境中其含量才可能上升，但這些物質(zhì)本身不會對植物細胞形成傷害。

目前，很多研究表明，植物對不同逆境存在著交叉適應現(xiàn)象，但目前對植物抗性的研究多集中在單一逆境脅迫，對不同逆境脅迫之間的相互關系以及植物對交叉脅迫的適應機理研究較少[6，7]。為了明確花生對干旱—鹽交叉脅迫的適應生理機制，對兩個花生品種實施單一鹽脅迫和干旱—鹽交叉脅迫處理，測定脅迫后花生幼苗相關抗逆指標的變化及其差異性，以期為探明花生抗逆機理并進一步豐富栽培理論提供指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試花生品種為花育22和花育25。

1.2 試驗處理

試驗于2015年在山東省農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究中心作物生理生態(tài)實驗室人工氣候室中進行，設置溫度為26℃，光照模擬自然界的晝夜情況。挑選大小一致、籽粒飽滿的花生種子，用HgCl2消毒10 min后用蒸餾水沖洗干凈，再均勻地擺入底部鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，加入適量蒸餾水潤濕花生后置于35℃的培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)2 d。待胚根長至約2 cm時，挑選長度一致的花生種子分別種植于裝有滅菌蛭石的塑料盆中，進行砂培，每盆1株。出苗后25 d分別進行脅迫處理。① 對照（CK）：澆灌1/2 Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)；②未干旱預處理（S）：澆灌含150 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland營養(yǎng)液；③干旱預處理（D-S）：自然干旱3 d后澆水恢復3 d，再澆灌含150 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland營養(yǎng)液。每個處理12盆，共72盆。分別于鹽處理當天和第1、2、3 d取主莖倒2葉進行各指標測定，重復3次。

1.3 測定項目與方法

可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[8]，脯氨酸含量參照茚三酮-磺基水楊酸法進行測定[9]，游離氨基酸采用茚三酮法測定[8]，可溶性蛋白采用考馬斯亮藍法測定[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 16.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行處理間各指標的差異顯著性檢驗，（P<0.05），采用LSD法進行多重比較。endprint

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱—鹽脅迫對花生幼苗可溶性糖含量的影響

由表1可以看出，兩品種花生幼苗在受到單一鹽脅迫至第3 d時，與對照相比，可溶性糖含量呈上升趨勢，其中花育22提高51.54%，花育25提高92.98%，這表明單一鹽脅迫下抗鹽性強的花生品種具有較高的可溶性糖含量；經(jīng)過干旱—鹽交叉逆境處理后，兩品種花生幼苗的可溶性糖含量提高較多，花育22提高61.23%，花育25提高1.09倍?？梢?，干旱—鹽交叉逆境脅迫的花生幼苗比單一鹽脅迫幼苗的抗鹽性強。

2.2 干旱—鹽脅迫對花生幼苗脯氨酸含量的影響

從表2中可以看出，單一鹽處理和干旱—鹽處理中兩花生品種幼苗葉片的脯氨酸含量隨著脅迫時間的延長呈逐漸增加趨勢。處理第3 d，與對照相比，單一鹽處理花育22、花育25脯氨酸含量分別增加68.74%、76.14%，干旱—鹽處理分別增加1.03倍、1.31倍，可見兩處理下花育25體內(nèi)積累了較多的脯氨酸。隨著脅迫時間的推移，兩品種干旱—鹽處理脯氨酸含量始終高于鹽處理。由此可知，干旱預處理能提高不同花生品種的滲透調(diào)節(jié)能力。

2.3 干旱—鹽脅迫對花生幼苗可溶性蛋白含量的影響

從表3中可以看出，鹽脅迫下兩品種花生葉片可溶性蛋白含量呈上升趨勢，對照幾乎不變。脅迫第3 d，與對照相比，花育22單一鹽處理、干旱—鹽處理的可溶性蛋白分別增加44.93%和72.67%，花育25分別增加61.16%和1.02倍，可見與花育22相比，兩脅迫處理下花育25可溶性蛋白含量增加較多。同時看出，干旱預處理可以增加鹽脅迫下兩品種幼苗葉片的可溶性蛋白含量。

2.4 干旱—鹽脅迫對花生幼苗游離氨基酸含量的影響

從表4中可以看出，鹽脅迫下兩品種花生幼苗葉片游離氨基酸含量均增加，對照幾乎不變。鹽脅迫前，花育22葉片游離氨基酸含量顯著大于對照，花育25和對照相差不大，說明干旱脅迫后復水，花育25葉片游離氨基酸含量能恢復到對照水平。鹽脅迫開始后，兩品種干旱預處理和未預處理的葉片游離氨基酸含量均迅速增加，至第3 d，與對照相比，花育22單一鹽處理和干旱—鹽處理的游離氨基酸含量分別增加1.72倍和2.43倍，花育25分別增加2.65倍和3.43倍。整個脅迫處理期間，兩品種都是干旱—鹽處理的游離氨基酸含量顯著大于單一鹽處理。可見，干旱預處理可以增加鹽脅迫下花生幼苗葉片游離氨基酸含量，以此提高花生的滲透調(diào)節(jié)能力，從而減輕鹽脅迫對花生的傷害。

3 討論與結(jié)論

有關植物交叉適應現(xiàn)象，研究較多的是溫度逆境的交叉適應，如郭麗紅等[11]研究證明，熱激能提高植物的抗熱性、抗冷性、抗旱性和抗鹽性，而且可提高谷胱甘肽還原酶和超氧化物歧化酶的活性。有關干旱—鹽交叉脅迫適應機理的研究報道還較少，康建宏等[12]發(fā)現(xiàn)短期的干旱預處理提高了玉米幼苗對干旱脅迫、冷脅迫、熱脅迫及鹽脅迫的適應能力。本研究中，鹽處理下，兩花生品種的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、游離氨基酸含量均顯著高于對照，且干旱預處理的含量高于未干旱預處理的，這與周芳等[13]的研究結(jié)果相似。表明干旱預處理可以增加鹽脅迫下花生幼苗葉片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和游離氨基酸含量，從而增加預處理幼苗細胞滲透勢，提高其吸水能力，并能穩(wěn)定細胞內(nèi)大分子蛋白質(zhì)和膜結(jié)構與功能，避免鹽脅迫的傷害，以此提高花生耐鹽能力。

滲透調(diào)節(jié)是植物抵御鹽脅迫的重要生理機制，鹽脅迫下植物細胞積累有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸、可溶性糖等來進行滲透調(diào)節(jié)從而增強其耐鹽能力[10]。本研究中，在單一鹽處理條件下，兩品種花生幼苗可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白和游離氨基酸含量均顯著增加，而經(jīng)過干旱—鹽處理的花生幼苗含量均顯著高于單一鹽處理的含量，因此，干旱預處理提高了花生幼苗的耐鹽性，而且耐鹽性強的花育25比花育22的變化趨勢更明顯。劉永惠等[14]利用SMART技術構建花生在干旱、高鹽脅迫下的酵母雙雜交文庫，用來篩選花生耐水分脅迫關鍵基因的互作蛋白質(zhì)，研究表明，構建的酵母雙雜交文庫具有較高的質(zhì)量，為今后的篩選工作奠定了基礎。

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