鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗生長(zhǎng)和抗性生理的影響

米永偉，王國(guó)祥，龔成文，蔡子平，武偉國(guó)

(甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所，甘肅省中藥材種質(zhì)改良與質(zhì)量控制工程實(shí)驗(yàn)室，甘肅省名貴中藥材馴化與種苗繁育工程中心，甘肅 蘭州730070)

土壤鹽漬化是當(dāng)前最為嚴(yán)重的生態(tài)問題之一，也是制約農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)及可持續(xù)發(fā)展的主要因素[1]。近年來(lái)，由于灌溉和化肥使用不當(dāng)、工業(yè)污染等原因，次生鹽漬化土壤面積也在逐年擴(kuò)大。我國(guó)鹽漬化土壤主要分布在西北、華北、東北和濱海地區(qū)，而這些地區(qū)多為平原，土層深厚，如能改造開發(fā)，對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)有著巨大的潛力。因此，針對(duì)這些地區(qū)資源分布和自然環(huán)境的特點(diǎn)，充分挖掘和篩選既能適應(yīng)鹽漬化環(huán)境又能獲得一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的藥用植物，不但可以提速當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且對(duì)鹽堿荒地的綜合開發(fā)利用具有非常重要的作用。

菘藍(lán)(Isatisindigotica)為十字花科(Cruciferae)菘藍(lán)屬(Isatis)兩年生草本藥用植物，以干燥葉和根入藥，根稱板藍(lán)根，葉稱大青葉，加工品稱青黛，它既可以作為藥用又是一種天然健康的還原染料。其味苦，性寒，具有涼血消腫，清熱解毒之功效，用于瘟疫時(shí)毒，發(fā)熱咽痛，溫毒發(fā)斑，大頭瘟疫，丹毒，癰腫等癥，現(xiàn)廣泛用于治療感冒、抗流感和抗病毒等方面[2-5]。大青葉和板藍(lán)根(Isatistinctoria)是我國(guó)傳統(tǒng)常用大宗中藥材，常年需求量較大，常與其他中藥組成復(fù)合配方，用于治療多種疾病，是公認(rèn)的有較好抗病毒效果的少數(shù)中藥材之一。而靛玉紅作為藥材大青葉和板藍(lán)根的主要有效活性成分，有研究表明適當(dāng)逆境脅迫能有效提高菘藍(lán)幼苗體內(nèi)靛玉紅的累積量，在鹽、干旱、低溫等逆境處理12 h后菘藍(lán)幼苗中靛玉紅含量能提高59.05%～161.67%，且以250 mmol·L-1NaCl 脅迫處理含量提高最顯著[6]。王竹承等[7]指出菘藍(lán)具有較強(qiáng)的抗旱能力，在土壤干旱逆境下其生長(zhǎng)受到明顯抑制，但其保護(hù)酶系統(tǒng)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)能夠快速變化保持植株的正常生理代謝功能并維持其生長(zhǎng)。目前，對(duì)菘藍(lán)的研究主要集中在栽培農(nóng)藝、干旱逆境、化學(xué)成分及藥理等方面[8-11]，而關(guān)于鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)生長(zhǎng)和抗性生理變化研究較少。通常來(lái)說，在植物的生活史中，種子萌發(fā)后的幼苗期是最脆弱的時(shí)期，在幼苗期的耐鹽程度是評(píng)價(jià)其是否適應(yīng)一定的鹽逆境脅迫環(huán)境的重要指標(biāo)[12]。因此，研究鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗生長(zhǎng)和抗性生理的影響，旨在揭示菘藍(lán)對(duì)鹽的耐性及生理調(diào)節(jié)機(jī)制，以創(chuàng)新和擴(kuò)大菘藍(lán)種植區(qū)域，為建立和完善鹽堿地菘藍(lán)種植技術(shù)提供一定的理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與幼苗培養(yǎng)

供試材料為菘藍(lán)，品種為“定藍(lán)1號(hào)”，種子由定西市農(nóng)科院提供。試驗(yàn)于2016年10月在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所溫室進(jìn)行。試驗(yàn)采用盆栽砂培法，將充分洗凈曬干的河砂等量裝入盆缽規(guī)格為35 cm×20 cm×24 cm的盆中，盆地墊紗布防止基質(zhì)流失。選取大小、飽滿度基本一致的菘藍(lán)種子進(jìn)行播種，每盆30粒，共播種18盆，隔天用蒸餾水定量澆灌。出苗后3 d，用Hoagland營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)，每盆定苗長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗20株。

1.2 鹽脅迫處理

處理前進(jìn)行菘藍(lán)種子發(fā)芽預(yù)試驗(yàn)，確實(shí)菘藍(lán)種子的耐鹽性，試驗(yàn)結(jié)果表明菘藍(lán)種子在濃度為120 mmol·L-1NaCl脅迫下種子發(fā)芽率僅為17.67%。出苗10 d后分別用0，30，60，90，120，150 mmol·L-1的NaCl溶液每隔1 d定時(shí)、定量澆灌1次，澆灌量為持水量的2倍，多余溶液流出，其中以不加NaCl的完全Hoagland營(yíng)養(yǎng)液處理為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3盆。為避免鹽沖擊效應(yīng)，脅迫初次用1/3濃度脅迫，第2次脅迫濃度為1/2濃度，第3次開始按預(yù)定濃度脅迫。鹽處理14 d后進(jìn)行采樣及有關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法

1.3.1生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 每盆采樣5株，先用直尺量取菘藍(lán)株高和根長(zhǎng)，再用蒸餾水沖洗全株，洗凈后用吸水紙吸干表面水分，稱得5株總鮮重。然后將菘藍(lán)整株分成根和葉兩部分，分別稱量5株根和葉總鮮重后放入105 ℃烘箱中殺青15 min，70 ℃烘干至恒量后稱取干重。

1.3.2根系活力測(cè)定 按照 TTC(2, 3, 5-氯化三苯四氮唑)還原法測(cè)定[13]。

1.3.3葉片相對(duì)含水量測(cè)定 按飽和稱重法測(cè)定[14]。

1.3.4脯氨酸含量測(cè)定 采用磺基水楊酸法測(cè)定[14]。

1.3.5根質(zhì)膜透性測(cè)定 采用電導(dǎo)率法(DDS-11A型)測(cè)定電解質(zhì)滲透率[15]。

1.3.6丙二醛(MDA)含量、自動(dòng)氧化速率(RAD)、保護(hù)酶SOD和POD活性測(cè)定 MDA含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定，SOD活性采用氮藍(lán)四唑還原法測(cè)定，POD活性采用愈創(chuàng)木酚顯色法測(cè)定，其具體操作均參照Guo等[13]的方法[16]。自動(dòng)氧化速率按李柏林等[17]的方法測(cè)定5 h后的MDA含量，以每小時(shí)MDA含量的平均增加來(lái)表示組織自動(dòng)氧化速率。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 11.5軟件進(jìn)行方差分析，用Excel 2003制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗生長(zhǎng)的影響

在整個(gè)脅迫過程中，與對(duì)照相比，30～90 mmol·L-1NaCl脅迫下菘藍(lán)幼苗植株外觀長(zhǎng)勢(shì)受抑制不明顯，而NaCl濃度大于90 mmol·L-1時(shí)，幼苗老葉開始黃化，對(duì)其生長(zhǎng)抑制作用明顯。由表1可知，隨著NaCl濃度增加，菘藍(lán)幼苗株高和根長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì)，當(dāng)NaCl濃度為120 mmol·L-1時(shí)，鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)株高有顯著抑制作用(P<0.05)，較對(duì)照相比株高降低了15.32%；NaCl濃度達(dá)到150 mmol·L-1時(shí)，鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)根長(zhǎng)的抑制達(dá)到顯著水平(P<0.05)，較對(duì)照降低了17.20%，說明菘藍(lán)地上部較地下部易受到傷害。

菘藍(lán)幼苗在不同NaCl濃度脅迫14 d后，其生物量的積累隨NaCl濃度增加總體呈下降趨勢(shì)。NaCl濃度在30～60 mmol·L-1時(shí)，其生物量較對(duì)照有所下降，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)；當(dāng)NaCl濃度達(dá)到90 mmol·L-1時(shí)，菘藍(lán)的葉鮮重較對(duì)照極顯著降低(P<0.01)，根干重較對(duì)照顯著下降了18.75%(P<0.05)；當(dāng)NaCl濃度達(dá)到120 mmol·L-1時(shí)，菘藍(lán)幼苗葉片和根的生物量均較對(duì)照顯著下降(P<0.05)，NaCl濃度為150 mmol·L-1時(shí)，葉鮮重、葉干重、根干重與對(duì)照相比分別下降了58.32%、46.70%和25%(P<0.01)，根鮮重下降了38.79%(P<0.05)。

2.2 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗葉片相對(duì)含水量和根質(zhì)膜透性的影響

菘藍(lán)幼苗葉片相對(duì)含水量隨著鹽脅迫濃度的增加，整體呈下降的趨勢(shì)。與對(duì)照相比，NaCl濃度為30 mmol·L-1時(shí)葉片相對(duì)含水量下降幅度較小，差異不顯著(P>0.05)。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到60 mmol·L-1時(shí)，菘藍(lán)幼苗葉片的相對(duì)含水量顯著降低(P<0.05)，隨著鹽濃度的繼續(xù)增加，菘藍(lán)葉片的相對(duì)含水量呈極顯著下降趨勢(shì)(P<0.01)。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到150 mmol·L-1時(shí)，菘藍(lán)幼苗葉片相對(duì)含水量與對(duì)照相比下降了9.34%(表2)。

由表2可知，菘藍(lán)幼苗根中電解質(zhì)滲透率的變化趨勢(shì)與葉片相對(duì)含水量的變化趨勢(shì)相反，隨著脅迫鹽濃度的增加呈逐漸升高趨勢(shì)。NaCl濃度為30 mmol·L-1時(shí)根相對(duì)電導(dǎo)率不受脅迫的影響，當(dāng)NaCl濃度大于60 mmol·L-1時(shí)菘藍(lán)幼苗根的相對(duì)電導(dǎo)率極顯著升高(P<0.01)，與對(duì)照相比分別增加了15.43%、16.81%和17.21%。由此說明在鹽脅迫條件下菘藍(lán)幼苗根質(zhì)膜受到傷害，細(xì)胞膜通透性的增大，造成電解質(zhì)滲漏加劇。

2.3 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗根系活力的影響

由圖1可知，隨著NaCl脅迫濃度的遞增，菘藍(lán)幼苗根系活力呈下降趨勢(shì)，其變化與根系生長(zhǎng)基本一致，未進(jìn)行脅迫處理下，菘藍(lán)幼苗根系TTC還原活力最強(qiáng)。在低濃度NaCl脅迫下，即NaCl濃度低于90 mmol·L-1時(shí)，菘藍(lán)幼苗根系活力較對(duì)照下降未達(dá)到顯著水平，隨著濃度的遞增在120 mmol·L-1處理下其根系活力較對(duì)照顯著下降(P<0.05)，濃度達(dá)到150 mmol·L-1時(shí)菘藍(lán)幼苗根系活力較對(duì)照下降了61.21%，達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。

2.4 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗葉片脯氨酸含量的影響

由圖1可知，鹽脅迫處理可大幅度提高菘藍(lán)幼苗葉片脯氨酸的含量，隨著鹽濃度的遞增脯氨酸含量整體呈增加趨勢(shì)。NaCl濃度為30 mmol·L-1時(shí)脯氨酸含量較對(duì)照增加50.67%，差異未達(dá)到顯著(P>0.05)。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到90 mmol·L-1時(shí)，菘藍(lán)幼苗葉片的脯氨酸含量較對(duì)照極顯著增加(P<0.01)，較對(duì)照增加了195.34%。隨著鹽濃度的增加，其含量繼續(xù)呈極顯著增加趨勢(shì)(P<0.01)，當(dāng)NaCl濃度達(dá)到150 mmol·L-1時(shí)，菘藍(lán)幼苗葉片脯氨酸的含量達(dá)229.834 μg·g-1，與對(duì)照相比增加了337.71%。

圖1 不同鹽濃度對(duì)菘藍(lán)幼苗根系活力和葉片脯氨酸含量的影響Fig.1 Effect of different salt concentration on the root activity and leaf proline content of I. indigotica seedling 圖中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01),下同。Different small letters mean significant differences at P<0.05; different capital letters mean significant differences at P<0.01. The same below.

2.5 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)葉片MDA含量和自動(dòng)氧化速率RAD的影響

由圖2可知，隨著NaCl濃度的遞增，菘藍(lán)葉片中過氧化產(chǎn)物MDA含量呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)，組織自動(dòng)氧化速率RAD的變化與MDA變化基本一致。NaCl濃度為30 mmol·L-1時(shí)幼苗葉片中MDA含量和RAD較對(duì)照下降了0.09 μmol·g-1和0.026 μmol·g-1·h-1，差異均不顯著(P>0.05)。在60～90 mmol·L-1NaCl脅迫下，MDA含量和RAD都略高于對(duì)照，無(wú)顯著性差異(P>0.05)。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到120和150 mmol·L-1時(shí)，菘藍(lán)葉片的MDA含量極顯著增加(P<0.01)，分別較對(duì)照增加了47.68%和24.52%；RAD在120 mmol·L-1時(shí)最大，較對(duì)照增加了107.14%，差異極顯著(P<0.01)。

圖2 不同鹽濃度對(duì)菘藍(lán)幼苗葉片MDA含量和自動(dòng)氧化速率(RAD)的影響Fig.2 Effect of different salt concentration on the leaf MDA content and rates of tissue autoxidation of I. indigotica seedling

2.6 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)葉片抗氧化酶SOD、POD活性的影響

SOD和POD作為植物體內(nèi)主要的抗氧化酶，其活性的強(qiáng)弱可以反映植物體抗逆能力的強(qiáng)弱。由圖3可知，SOD活性隨著NaCl濃度的遞增呈升高后降低的趨勢(shì)，但在NaCl脅迫各處理下菘藍(lán)葉片SOD活性均高于對(duì)照。NaCl濃度小于90 mmol·L-1時(shí)菘藍(lán)幼苗葉片內(nèi)SOD活性與對(duì)照相比增加幅度較小，差異不顯著(P>0.05)。NaCl濃度在90 mmol·L-1時(shí)SOD活性達(dá)到最大值，較對(duì)照增加了128.88%，差異極顯著(P<0.01)，而后隨NaCl濃度升高呈減少趨勢(shì)，當(dāng)NaCl濃度增加到150 mmol·L-1時(shí)顯著高于對(duì)照89.08%(P<0.05)。POD活性的變化基本與SOD一致，NaCl濃度小于90 mmol·L-1時(shí)菘藍(lán)幼苗葉片內(nèi)POD活性較對(duì)照增加較少，差異不顯著(P>0.05)。NaCl濃度在90 mmol·L-1時(shí)POD活性達(dá)到最大值，極顯著高于對(duì)照49.32%(P<0.01)，其余各鹽脅迫處理也均較對(duì)照有所增加，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。說明90 mmol·L-1NaCl可能是菘藍(lán)幼苗的最大耐受鹽度。

圖3 不同鹽濃度對(duì)菘藍(lán)幼苗葉片SOD、POD活性的影響Fig.3 Effect of different salt concentration on the activities of SOD and POD of I. indigotica seedling

3 討論與結(jié)論

3.1 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗生長(zhǎng)的影響

鹽脅迫對(duì)植物個(gè)體形態(tài)發(fā)育具有顯著的影響，其最普遍和最明顯的影響就是抑制植株組織和器官的生長(zhǎng)[18-19]。不同鹽濃度、不同植物和同一植物的不同器官和不同生育時(shí)期以及不同脅迫時(shí)間對(duì)植物體都會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果[20]。本試驗(yàn)中，NaCl脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗株高和根長(zhǎng)都有抑制作用，對(duì)根和葉的物質(zhì)積累及葉片相對(duì)含水量也有顯著影響，并隨濃度的遞增呈降低的趨勢(shì)。低濃度NaCl脅迫時(shí)菘藍(lán)長(zhǎng)勢(shì)基本正常，NaCl濃度大于60 mmol·L-1時(shí)菘藍(lán)葉片首先受到影響，其葉片相對(duì)含水量顯著降低，說明菘藍(lán)幼苗地上部較地下部易受到傷害。NaCl濃度到達(dá)120 mmol·L-1時(shí)菘藍(lán)幼苗老葉開始黃化，株高明顯變矮，葉片和根的生物量積累也都顯著下降，隨著鹽濃度的繼續(xù)增加，對(duì)菘藍(lán)幼苗株高、根長(zhǎng)、葉片相對(duì)含水量及物質(zhì)積累都產(chǎn)生了顯著的抑制。研究表明，彩葉草(Coleusblumei)在NaCl濃度低于50 mmol·L-1脅迫下，其植株外觀長(zhǎng)勢(shì)正常，隨著脅迫濃度的增加，葉片開始出現(xiàn)萎蔫癥狀逐漸加重，生物量也顯著下降[21]。海濱雀稗(Paspalumvaginatum)在低濃度鹽脅迫下生長(zhǎng)基本不受影響，NaCl濃度達(dá)到300 mmol·L-1時(shí)，株高、葉長(zhǎng)、葉寬和生物量均顯著下降，其生長(zhǎng)明顯受到抑制[22]。菘藍(lán)幼苗在鹽脅迫下生長(zhǎng)變化與彩葉草和海濱雀稗基本一致。可見，菘藍(lán)幼苗在低濃度NaCl鹽環(huán)境下能維持其正常生長(zhǎng)，濃度大于60 mmol·L-1時(shí)菘藍(lán)幼苗生長(zhǎng)受到明顯抑制，且地上部較根系對(duì)鹽脅迫更加敏感。

3.2 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗根系的影響

根系作為植物體重要的吸收和代謝器官，具有吸收和輸導(dǎo)水分和無(wú)機(jī)鹽、合成有機(jī)化合物、固定和支持植物體等作用，其生長(zhǎng)發(fā)育直接影響到地上部莖葉的生長(zhǎng)和作物產(chǎn)量的高低[23]。植物根系也是最早、最直接感受到逆境脅迫信號(hào)的部位，逆境不僅影響根系的形態(tài)和物質(zhì)積累，還對(duì)根系活力、質(zhì)膜透性等生理指標(biāo)都有影響。鹽生植物黃花補(bǔ)血草(Limoniumaureum)在低濃度NaCl處理下不影響其種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，甚至促進(jìn)了根生長(zhǎng)；在高濃度NaCl脅迫下其幼苗根尖伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)受到抑制，細(xì)胞膜通透性增加，根細(xì)胞受到明顯傷害[15]。黃瓜(Cucumissativus)幼苗在鹽脅迫下，其根系質(zhì)膜透性隨鹽濃度的增加持續(xù)升高，根系活力、根系長(zhǎng)度和根系體積也逐漸減小，根系生長(zhǎng)受到抑制[24]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，菘藍(lán)幼苗根長(zhǎng)、地下部物質(zhì)積累和根系活力均隨NaCl濃度遞增呈下降趨勢(shì)，而根中電解質(zhì)滲透率的變化趨勢(shì)與根系生長(zhǎng)和根活力的變化趨勢(shì)相反，呈逐漸升高趨勢(shì)。低濃度鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗根系生長(zhǎng)的抑制作用不明顯，根系活力和根質(zhì)膜透性變化不顯著，說明菘藍(lán)幼苗根系在適宜鹽濃度范圍內(nèi)具有一定抵抗鹽害的能力。NaCl濃度大于60 mmol·L-1時(shí)菘藍(lán)幼苗根物質(zhì)積累、根系活力顯著下降，根細(xì)胞質(zhì)膜透性極顯著增加，根系生長(zhǎng)受到明顯抑制。

3.3 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗滲透調(diào)節(jié)和膜脂過氧化作用的影響

滲透調(diào)節(jié)是植物耐鹽的最基本特征之一，其能力的提高也是植物抗性增強(qiáng)的重要機(jī)制。脯氨酸作為最重要和有效的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，植物可通過含量積累來(lái)應(yīng)對(duì)逆境的傷害[25]。在本實(shí)驗(yàn)中，脯氨酸含量隨著鹽濃度的遞增呈持續(xù)增加趨勢(shì)。低濃度NaCl處理對(duì)菘藍(lán)幼苗葉片脯氨酸影響都不顯著，說明低濃度鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)傷害較小，自身防御體系能有效保護(hù)細(xì)胞不受損傷；NaCl濃度大于60 mmol·L-1時(shí)，脯氨酸含量顯著增加；NaCl濃度達(dá)到150 mmol·L-1時(shí)，菘藍(lán)幼苗葉片脯氨酸的含量較對(duì)照增加了337.71%。韓曉玲[26]證明脯氨酸過量累積可以提高植物的耐鹽性，說明菘藍(lán)在鹽逆境中可通過積累脯氨酸來(lái)減輕對(duì)其造成的傷害。

丙二醛是膜脂過氧化作用的主要產(chǎn)物，其含量在一定程度上反映了逆境脅迫對(duì)植物的傷害程度。而MDA積累速率即自動(dòng)氧化速率可表示機(jī)體總的清除自由基的能力，一般認(rèn)為自動(dòng)氧化速率越大，MDA積累越多，組織的保護(hù)能力越弱，反之越強(qiáng)[17]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，MDA含量和自動(dòng)氧化速率隨NaCl濃度增加呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)。NaCl濃度小于90 mmol·L-1時(shí)，對(duì)菘藍(lán)幼苗葉片MDA含量和組織自動(dòng)氧化速率影響都不顯著，說明低濃度鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)傷害較小，自身防御體系能有效保護(hù)細(xì)胞不受損傷，這與海濱雀稗、金盞菊(Calendulaofficinalis)等研究結(jié)果相吻合[22,27]；隨著鹽濃度的遞增，組織自動(dòng)氧化速率隨著MDA含量迅速增加而持續(xù)升高，NaCl濃度在120 mmol·L-1時(shí)均達(dá)到最大值，之后隨濃度增加又開始降低，證明菘藍(lán)細(xì)胞潛在保護(hù)能力在持續(xù)降低，膜脂過氧化程度加劇，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重?fù)p壞。MDA含量出現(xiàn)降低的現(xiàn)象，這可能與脯氨酸超常積累和抗氧化酶系統(tǒng)的調(diào)節(jié)有關(guān)[26,28]。

3.4 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗保護(hù)酶活性的影響

植物在逆境脅迫下，體內(nèi)不可避免地產(chǎn)生大量活性氧，為了有效地緩解活性氧帶來(lái)的傷害，植物體內(nèi)的抗氧化酶活性迅速升高，以及時(shí)清除活性氧。SOD是植物體抗氧化的首要物質(zhì)，能清除細(xì)胞中多余的超氧陰離子，而POD又可清除SOD催化反應(yīng)的產(chǎn)物過氧化氫，從而免受過氧化氫的毒害。有研究指出植物細(xì)胞在鹽脅迫下所能忍受的活性氧水平存在一個(gè)閾值，在閾值內(nèi)植物能夠通過提高抗氧化酶活性來(lái)清除活性氧自由基，當(dāng)超過這個(gè)閾值時(shí)抗氧化酶活性便會(huì)受到抑制，活性氧過多積累，對(duì)植物組織造成傷害[29]。在本研究中，菘藍(lán)幼苗葉片內(nèi)SOD和POD活性隨鹽濃度增強(qiáng)先升高后降低。NaCl濃度小于90 mmol·L-1時(shí)，SOD和POD活性升高不明顯；在120 mmol·L-1時(shí)，SOD和POD活性顯著升高并達(dá)到峰值；隨著鹽濃度的增加，菘藍(lán)植物體內(nèi)活性氧平衡系統(tǒng)遭到破壞，活性氧自由基的產(chǎn)生量超過了SOD的清除量，細(xì)胞內(nèi)SOD歧化產(chǎn)生的過氧化氫也超過了POD 的清除閾值，使得SOD和POD活性受到抑制，導(dǎo)致菘藍(lán)對(duì)鹽害的防御能力下降。這與海濱雀稗、中國(guó)檉柳(Tamarixchinensis)等研究結(jié)果相一致[22,28]。說明90 mmol·L-1NaCl可能是菘藍(lán)幼苗的最大耐受鹽度。

綜上所述，鹽脅迫能引起菘藍(lán)幼苗根系活力和葉片相對(duì)含水量降低，細(xì)胞膜通透性和丙二醛含量增加，對(duì)幼苗生長(zhǎng)具有抑制作用。為了減輕傷害，菘藍(lán)幼苗通過自身積累大量脯氨酸和提高保護(hù)酶SOD和POD活性來(lái)快速調(diào)節(jié)生理代謝功能和適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境條件。但NaCl濃度低于90 mmol·L-1時(shí)，鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)幼苗的生長(zhǎng)抑制作用不明顯，說明菘藍(lán)對(duì)低濃度鹽環(huán)境具有一定的耐受性。

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