蘋果屬兩種砧木對鹽脅迫的響應(yīng)

焦灰敏 王新建 黨艷青

摘要：以海棠果和SH的實生苗為試材，對其進(jìn)行不同鹽濃度處理比較其耐鹽性的差異。結(jié)果表明，2種砧木葉綠素含量的變化在低鹽濃度時呈相反的趨勢，而在高鹽濃度時變化趨勢相同，均呈先下降后上升的趨勢，且海棠果的上升趨勢大于SH的變化趨勢;在高鹽濃度時，2種砧木游離脯氨酸含量均呈積累狀態(tài)，而可溶性蛋白含量呈下降趨勢，海棠果葉片中的可溶性糖含量呈上升趨勢，SH葉片中的可溶性糖含量呈下降趨勢;海棠果SOD活性的變化趨勢為上升-下降-上升-下降，POD活性的變化趨勢為先上升后下降，SH葉片內(nèi)2種保護(hù)酶活性變化趨勢均為上升-下降-上升。

關(guān)鍵詞：蘋果砧木;鹽脅迫;生理指標(biāo);綜合得分

中圖分類號：S661.1? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）10-0092-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.10.021? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract： The seedlings of plum leaf crab and SH were used as test materials. The salt tolerance of plum leaf crab and SH seedlings were compared by different salt concentration treatments. The results showed that the changes of chlorophyll content of the two rootstocks showed the opposite trend at low salt concentration， but the same trend at high salt concentration. The trend of chlorophyll content of the two rootstocks decreased first and then increased，and the rising trend of Plum leaf crab is greater than that of SH. At high salt concentration， the free proline content of the two rootstocks was accumulated， while the soluble protein content decreased， the soluble sugar content in the leaves of Plum leaf crab showed an upward trend， and the soluble sugar content in the leaves of SH showed a downward trend. The change trend of SOD activity in plum leaf crab was ascending-descending-ascending-descending， POD activity was ascending first and then descending， and the activities of two protective enzymes in SH blade interior showed an upward-downward-upward trend.

Key words： apple rootstock; salt stress; physiological index; comprehensive score

新疆是蘋果屬植物的起源中心之一，也是中國鹽堿地較為嚴(yán)重的地區(qū)之一，其鹽堿地面積占灌區(qū)耕地面積總數(shù)的32.07%，但又因氣候、土壤和降水等原因使得新疆各地區(qū)土壤鹽漬化程度有所不同，新疆南疆鹽類型主要以NaCl為主，其最為嚴(yán)重的是天山南麓、塔里木盆地西部等。不管是栽培蘋果還是觀賞蘋果在新疆都有悠久的歷史，同時蘋果產(chǎn)業(yè)也是新疆林果產(chǎn)業(yè)的重要成分之一，所以對蘋果屬砧木進(jìn)行耐鹽性研究具有重要的意義。鹽脅迫下，隨著脅迫濃度的增加會使葉綠素含量逐漸下降，說明鹽漬環(huán)境降低了葉綠素的合成，也可能加快了葉綠素的衰老和分解[1，2]。植物葉片中葉綠素隨鹽濃度增加呈先升后降或者逐漸升高的趨勢，并在一定范圍內(nèi)有利于葉綠素的合成，說明植物具有較強(qiáng)的耐鹽能力[3-5]。研究表明，在鹽脅迫前期，隨著鹽濃度的增加和處理時間的延長，脯氨酸含量增加，說明新疆野蘋果在受到脅迫后能及時產(chǎn)生脯氨酸，降低細(xì)胞的滲透勢，防止細(xì)胞脫水死亡，其機(jī)體內(nèi)受到損害，脯氨酸產(chǎn)量降低，這說明在一定的鹽度下，新疆野蘋果具有耐鹽性[6，7]。Molassiotis等[8]研究表明，中度鹽脅迫可以提高蘋果屬植物SOD和POD活性，但同時也降低了CAT活性。馬麗清等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，珠美海棠在鹽脅迫處理后其體內(nèi)的保護(hù)酶活性比較高。研究發(fā)現(xiàn)在相同的脅迫條件下，新疆野蘋果葉片中的SOD、POD、CAT活性和游離脯氨酸含量均低于株美海棠[10]。迄今為止，少見關(guān)于海棠果和SH實生后代耐鹽性研究的相關(guān)報道。本研究通過對蘋果屬2種砧木進(jìn)行不同濃度NaCl脅迫處理，并對其相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析，以期為以NaCl為主的鹽堿地區(qū)的蘋果產(chǎn)業(yè)提供適宜的砧木類型及科學(xué)理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

試驗以智能溫室大棚中繁育的海棠果和SH兩年生實生苗為試材，培養(yǎng)基質(zhì)以蛭石∶草炭∶珍珠巖=10∶7∶3（V∶V∶V）進(jìn)行配置。

1.2? 試驗設(shè)計

以0.25%、0.50%、0.75%、1.00%的NaCl溶液進(jìn)行脅迫處理，并以清水作為對照。每個重復(fù)選取10株長勢健壯的實生苗，共設(shè)3組重復(fù)。為避免高濃度NaCl脅迫處理造成的沖擊效應(yīng)[11]，對高濃度處理采用分步分天進(jìn)行（即第一天加入0.25%的NaCl溶液，以此類推，第四天達(dá)到終濃度），脅迫處理12 d后開始采樣并測定相關(guān)指標(biāo)。

1.3? 試驗方法

選取植株中上部位的成熟葉片為試材，葉綠素含量采用95%的乙醇進(jìn)行提取，可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸比色法進(jìn)行測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)（G-250）法進(jìn)行測定，游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法測定，超氧物歧化酶活性采用NBT光化還原法進(jìn)行測定，過氧化物酶活性采用愈創(chuàng)木酚顯色法進(jìn)行測定。

1.4? 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 鹽脅迫對蘋果葉片葉綠素含量的影響

葉綠素是一種最為重要的光合色素，由葉綠體產(chǎn)生，當(dāng)植物受到脅迫時，各細(xì)胞器遭到破壞，導(dǎo)致各細(xì)胞器合成的物質(zhì)下降，葉綠素的含量也隨之下降[12]。由圖1可知，SH系葉片葉綠素含量隨著鹽濃度的增加呈升-降-升的趨勢，且2次峰值出現(xiàn)鹽濃度為在0.25%和1.00%，SH系在0.25%鹽脅迫時大于其他處理。海棠果葉綠素含量的變化趨勢為降-升-降-升，峰值出現(xiàn)在鹽濃度為0.50%和1.00%。SH葉片葉綠素含量在鹽濃度為0.25%后一直呈下降的變化趨勢，僅在鹽濃度為1.00%時的葉綠素含量略有上升，而海棠果葉片葉綠素含量在鹽濃度為1.00%時的上升趨勢大于SH的變化趨勢，說明SH受傷害較為嚴(yán)重。

2.2? 鹽脅迫對蘋果葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

2.2.1? 鹽脅迫對蘋果葉片可溶性糖含量的影響? 植物為了適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境變化，如鹽堿、干旱、水澇、低溫等，自身會主動積累一些可溶性糖，降低滲透勢，以適應(yīng)環(huán)境的變化帶來的傷害。從圖2可以看出，隨著鹽濃度的增加，海棠果葉片可溶性糖含量在高濃度下處于上升趨勢，且在鹽濃度為1.00%時達(dá)到最大值，較對照增加了0.8個百分點，且整個過程的變化趨勢為先升高后下降再上升的趨勢，說明此時的海棠果沒有受到較大的傷害。而SH隨著鹽濃度的增加呈下降-上升-下降的變化趨勢，處理后的峰值出現(xiàn)在鹽濃度為0.75%時，說明其后期受到了較大的傷害，導(dǎo)致可溶性糖處于分解狀態(tài)。

2.2.2? 鹽脅迫對蘋果葉片可溶性蛋白含量的影響? 由圖3可以看出，隨著鹽濃度的增加，所有參試蘋果可溶性蛋白含量均呈現(xiàn)相同的變化趨勢，即降-升-降的變化規(guī)律，最低值均出現(xiàn)在鹽濃度為0.50%時;鹽脅迫處理后，參試蘋果葉片可溶性蛋白含量最大值均出現(xiàn)在鹽濃度為0.75%時，而此時海棠果、SH葉片可溶性蛋白含量較對照處理分別降低了3.2、6.5 mg/g。

2.2.3? 鹽脅迫對蘋果葉片游離脯氨酸含量的影響? 由圖4可知，隨著鹽濃度的增加，海棠果葉片中游離脯氨酸含量的變化趨勢呈上升-下降-上升的變化趨勢，而SH葉片中的游離脯氨酸含量的變化規(guī)律為下降-上升-下降-上升，不僅變化趨勢不同，而且最大值出現(xiàn)的濃度也不相同，海棠果葉片中游離脯氨酸含量最大值出現(xiàn)在鹽濃度為0.25%，SH出現(xiàn)在鹽濃度0.50%，鹽濃度為1.00%時，2種參試植物游離脯氨酸含量均出現(xiàn)上升趨勢，但均小于此前的最大值。

2.3? 鹽脅迫對蘋果葉片保護(hù)酶活性的影響

2.3.1? 鹽脅迫對蘋果葉片超氧物歧化酶（SOD）活性的影響? 由圖5可以看出，不同鹽濃度下蘋果葉片SOD活性的變化趨勢略有不同，海棠果葉片中SOD活性隨鹽濃度增加而呈上升-下降-上升-下降的趨勢，2次峰值出現(xiàn)在鹽濃度為0.25%和0.75%，最大值出現(xiàn)在0.75%，SH的SOD活性在鹽濃度為0.75%之前的變化趨勢與海棠果基本一致，但在鹽濃度為1.00%時呈快速上升趨勢，并達(dá)到最大值。

2.3.2? 鹽脅迫對蘋果葉片過氧化物酶（POD）活性的影響? 由圖6可知，不同鹽濃度下蘋果葉片POD活性的變化趨勢略有不同，海棠果POD活性隨鹽濃度的增加呈先升后降的趨勢，且最大值出現(xiàn)在鹽濃度為0.75%;而SH的POD活性隨鹽濃度增加而呈上升-下降-上升的變化趨勢，說明SH在鹽濃度為0.50%時受到了嚴(yán)重的傷害，而海棠果葉片在鹽濃度為0.75%以后POD活性下降，說明其在鹽濃度為0.75%依然可以正常生長。

3? 結(jié)論與討論

有關(guān)報道顯示，在鹽脅迫處理下絕大多數(shù)植物體內(nèi)葉綠素含量會隨著鹽濃度的升高而呈下降的趨勢，其原因在于脅迫促進(jìn)了植物體內(nèi)葉綠素酶的活性，進(jìn)而影響了葉綠素的合成，并加快了葉綠素的分解和衰老[1，2]。但駱建霞等[4]的報道卻得出了不同的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)葉綠素含量隨著鹽濃度的增加而呈先下降后上升或先上升后下降的趨勢，而并非單一的下降，說明不同的參試植物，應(yīng)對鹽脅迫后葉綠素含量的變化有所不同，本試驗中2種蘋果砧木葉綠素含量的變化在低濃度時呈相反的趨勢，而在高濃度時的變化趨勢相同，均呈先下降后上升的趨勢，且海棠果的上升趨勢大于SH的變化趨勢。

在逆境環(huán)境中，植物通過滲透調(diào)節(jié)作用來抵御環(huán)境對自身的傷害，并利用可溶性糖、有機(jī)酸、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸、游離脯氨酸、甜菜堿等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來調(diào)節(jié)植物體內(nèi)滲透勢的相對平衡，以減輕因逆境脅迫對植物自身造成的傷害[13-16]。但滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)因植物種類、脅迫類型的不同而有所差異。有研究發(fā)現(xiàn)，植物在受到鹽堿脅迫時，可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量呈上升的變化趨勢[17，18]。而早期有研究發(fā)現(xiàn)，脯氨酸含量和可溶性蛋白含量隨鹽脅迫濃度的升高而呈下降的趨勢，脯氨酸的積累造成植物受到傷害，同時誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的分解，抑制蛋白質(zhì)的合成，從而使植物體內(nèi)蛋白含量下降[19-23]。本研究發(fā)現(xiàn)，2種砧木在鹽濃度為1.00%時，游離脯氨酸含量呈積累狀態(tài)，而可溶性蛋白含量呈下降趨勢，這與前人的研究結(jié)果一致。在高濃度下，海棠果葉片中的可溶性糖含量均呈上升趨勢，SH葉片中的可溶性糖含量呈下降趨勢，前者處于糖積累狀態(tài)，而后者處于糖分解狀態(tài)，說明后者受到的傷害較大。

鹽脅迫不僅可以影響植物體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)，還可以影響其體內(nèi)保護(hù)酶的活性，比如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）等都是保護(hù)酶系統(tǒng)的重要組成部分，以此清除體內(nèi)的自由基、維持自由基的動態(tài)平衡以及減輕脅迫對自身帶來的傷害。相關(guān)報道指出，超氧化物歧化酶和過氧化物酶在鹽脅迫中有協(xié)同作用的關(guān)系[7]。研究發(fā)現(xiàn)，通過對蘋果屬不同砧木進(jìn)行鹽脅迫處理得出，其葉片中SOD活性和POD活性隨著鹽濃度的升高而呈不同的變化趨勢，一種為隨著鹽濃度的增加而先升高后下降的趨勢，說明高鹽脅迫已經(jīng)超出其保護(hù)的范圍，另一種為隨著鹽濃度的增加而呈先上升后下降再上升或呈上升-下降-上升-下降的趨勢[24]，本試驗中海棠果SOD活性的變化趨勢為上升-下降-上升-下降，POD活性的變化趨勢為先上升后下降，SH 2種保護(hù)酶活性變化均為上升-下降-上升。

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