鹽脅迫對(duì)不同品種蘿卜光合作用的影響

李會(huì)芬

（衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 河北 衡水 053000）

蘿卜(Raphanus sativusL.)是藥食兩用作物，在世界各個(gè)地區(qū)均有種植，因其營(yíng)養(yǎng)豐富、含有多種微量元素而享有“小人參”的稱(chēng)號(hào)，是我國(guó)北方地區(qū)秋冬季餐桌上的常見(jiàn)菜肴。而鹽漬化土地在全球分布很廣，僅我國(guó)鹽漬化土地就有3 665.8萬(wàn)hm2，鹽漬化土地限制了蘿卜的種植和生長(zhǎng)。本試驗(yàn)用不同濃度的NaCl模擬土地鹽漬化程度，通過(guò)測(cè)定蘿卜苗期凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度及細(xì)胞間CO2濃度等各項(xiàng)指標(biāo)的變化，評(píng)價(jià)蘿卜品種的耐鹽性，以期為蘿卜抗鹽性篩選和種植提供良好的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料。北京滿(mǎn)堂紅蘿卜、豐光水果蘿卜、津科水果蘿卜，均購(gòu)于衡水市種子站。

1.2 試驗(yàn)方法。采用營(yíng)養(yǎng)液水培的方法。用蒸餾水浸泡種子放在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，待根長(zhǎng)到2 cm左右。采用荷格倫特營(yíng)養(yǎng)液水培。待蘿卜長(zhǎng)至3葉1心時(shí)對(duì)蘿卜苗進(jìn)行鹽處理，Nacl濃度為0、50mmol/L、100mmol/L、200 mmol/L，處理完后繼續(xù)培養(yǎng)數(shù)天，選擇陽(yáng)光充足的天氣進(jìn)行測(cè)定。利用TPS-1便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)分別測(cè)定4組蘿卜的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度及細(xì)胞間CO2濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度鹽處理對(duì)不同品種蘿卜凈光合速率的影響。由表1可知：鹽脅迫處理后，蘿卜幼苗的凈光合速率均下降，隨著鹽脅迫濃度的升高，抑制率增強(qiáng)。鹽濃度為50 mmol/L時(shí)，凈光合速率的抑制率并不顯著，其中，北京滿(mǎn)堂紅幼苗的凈光合速率抑制率最小，僅有2.23%，津科水果蘿卜最大，為6.71%，當(dāng)濃度增加到100 mmol/L時(shí)，凈光合速率大幅下降，且下降顯著，當(dāng)濃度到200 mmol/L時(shí)下降最多的是豐光水果蘿卜，抑制率高達(dá)95.16%，北京滿(mǎn)堂紅最小，為69.74%?？梢?jiàn)植物的凈光合速率和植物的生長(zhǎng)一致，同類(lèi)植物凈光合速率越大，植物生長(zhǎng)越旺盛。

2.2 不同濃度鹽處理對(duì)不同品種蘿卜蒸騰速率的影響。蒸騰速率直接反映了植株在某段時(shí)間及面積下葉片的蒸騰水量，鹽脅迫下植物可以通過(guò)關(guān)閉氣孔、阻止氧氣的吸收、抑制葉片的蒸騰速率來(lái)減少水分的蒸發(fā)[1]。由表2可以看出：隨著鹽處理濃度的不斷增加，蘿卜幼苗的蒸騰速率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中豐光蘿卜下降幅度最大，當(dāng)鹽濃度為50 mmol/L時(shí)，抑制率為37.04%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他2個(gè)品種，說(shuō)明豐光水果蘿卜對(duì)鹽脅迫比較敏感。其他2個(gè)品種之間差異不大，鹽濃度由100 mmol/L升至200 mmol/L時(shí)，蒸騰速率下降減緩，其中滿(mǎn)堂紅的抑制率僅下降了3%左右。從蒸騰速率比較，3個(gè)品種中北京滿(mǎn)堂紅抗性最強(qiáng)，其次為津科水果蘿卜，豐光水果蘿卜抗性最弱。

表2 鹽處理對(duì)不同品種蘿卜蒸騰速率的影響

2.3 不同濃度鹽處理對(duì)不同品種蘿卜氣孔導(dǎo)度的影響。氣孔導(dǎo)度是指植物氣孔傳導(dǎo)二氧化碳和水的能力，鹽脅迫下，氣孔的開(kāi)度降低，氣孔導(dǎo)度下降。由表3可以看出，在不同濃度鹽處理下，隨著鹽濃度的升高，所有蘿卜品種的氣孔導(dǎo)度均呈下降趨勢(shì)，抑制率呈上升趨勢(shì)，但不同品種下降幅度又有差異，其中，北京滿(mǎn)堂紅在低濃度50 mmol/L時(shí)，下降14 μmol/m2/s，抑制率為13.59%，而豐光水果蘿卜幼苗下降最多，下降 28 μmol/m2/s，其抑制率高達(dá)55.34%，說(shuō)明豐光水果蘿卜幼苗在受到鹽脅迫后氣孔導(dǎo)度反應(yīng)最為敏感。隨著濃度的增加，氣孔導(dǎo)度雖然一直在下降，但是下降速度在減緩。

表3 鹽處理對(duì)不同品種蘿卜氣孔導(dǎo)度的影響

2.4 不同濃度鹽處理對(duì)不同品種蘿卜細(xì)胞間二氧化碳濃度的影響。逆境脅迫時(shí)植株主要是通過(guò)自身關(guān)閉部分氣孔或因過(guò)高鹽分降低光合色素而減弱光合效率，前者使植株的Ci降低，而后者使Ci升高[1]。由表4可以看出，隨著鹽處理濃度的不斷上升，細(xì)胞間CO2濃度呈先下降后上升的趨勢(shì)，并且在濃度為50 mmol/L時(shí)，北京滿(mǎn)堂紅和豐光水果蘿卜下降均不顯著，僅降低了7%和8%左右，津科水果下降較多，為20%左右。到100 mmol/L時(shí)，北京滿(mǎn)堂紅依然在下降，而豐光和津科水果蘿卜已經(jīng)開(kāi)始上升，說(shuō)明高鹽分降低了植物光合色素，使細(xì)胞間CO2濃度增加。從細(xì)胞間CO2濃度比較3種不同品種蘿卜的抗性：北京滿(mǎn)堂紅抗性最強(qiáng)，其次為津科水果蘿卜和豐光水果蘿卜，兩者相差不大。

表4 鹽處理對(duì)不同品種蘿卜細(xì)胞間CO2濃度的影響

綜合以上指標(biāo)可以得出：北京滿(mǎn)堂紅屬于高耐鹽品種，豐光水果蘿卜屬于鹽敏感品種，津科水果蘿卜適中。

3 討論

鹽脅迫可使植物凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度均有所下降，細(xì)胞間CO2的濃度呈先下降后上升的趨勢(shì)。同樣的變化趨勢(shì)還表現(xiàn)在黃瓜、甜高粱、玉米、長(zhǎng)春花等幼苗上[2，3]。蘿卜品種不同其抗性也存在一定差異，北京滿(mǎn)堂紅抗性強(qiáng)，豐光水果蘿卜抗性弱。

通過(guò)試驗(yàn)證明植物之間存在著明顯的耐鹽性差異。關(guān)于鹽脅迫影響光合作用的主要因素、植物光合作用對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)機(jī)制等問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。由于長(zhǎng)時(shí)間的鹽脅迫導(dǎo)致細(xì)胞中鹽離子的大量積累，破壞了葉綠體結(jié)構(gòu)，造成葉片光合器官的損傷[4]，氣孔是CO2和水汽交換的通道，其行為同時(shí)控制著葉片的光合與蒸騰。一定范圍內(nèi)，光合速率隨氣孔導(dǎo)度的增加呈線性增加。CO2的擴(kuò)散直接受控于氣孔導(dǎo)度。細(xì)胞間CO2濃度的大小取決于氣孔導(dǎo)度的大小[5]，氣孔導(dǎo)度越大CO2擴(kuò)散就越快，細(xì)胞間CO2濃度就越大，反之亦然。

鹽生植物的研究逐漸引起人們的重視。研究鹽生植物必須從眾多的鹽生植物類(lèi)群中選擇合適的研究材料，進(jìn)行基礎(chǔ)生理和分子生物學(xué)的研究。近幾十年來(lái)關(guān)于鹽生植物的耐鹽機(jī)理研究的報(bào)告很多，但至今仍有許多問(wèn)題未能解決[6]。