不同鹽濃度脅迫下油菜素內(nèi)酯對菜玉米幼苗生長的影響

荊紅利 李大忠 王國杰 蔣順紅 張中瀚 趙尊康

摘 要 為研究不同鹽濃度脅迫菜玉米種子發(fā)育及生理生態(tài)的影響，以菜玉米種子作為，通過施用一定濃度的油菜素內(nèi)酯可以有效提高菜玉米種子萌芽率，在施用油菜素內(nèi)酯溶液濃度為0.1 mg·L-1時，菜玉米幼苗成活率為最高，達到83%，在三葉期的株高最高，過氧化物酶活性最高。說明油菜素內(nèi)酯可以有效增強菜玉米幼苗的抗鹽堿能力，促進植株生長。

關鍵詞 油菜素內(nèi)酯;菜玉米幼苗;鹽脅迫;酶活性

中圖分類號：F513 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.09.074

近年來，隨著城市化進程推進，我國耕地面積銳減，在龐大的人口數(shù)量下，糧食供給不足問題日益凸顯，鹽堿土地資源的利用變得越來越重要。有關數(shù)據(jù)顯示，我國的鹽堿土地面積達9 900多萬公頃，若能將鹽堿土地轉化為可生產(chǎn)作物的耕地，將極大的緩解糧食短缺的問題。鹽堿土地主要成分有NaCl、MgCl2、KCl、CaCl2、MgSO4等，進行土壤改良投入巨大、改良周期長，因此通過培育、種植耐鹽堿作物可有效解決這一問題。油菜素內(nèi)酯作為一種天然植物激素，能促進植物生長，提高作物的抗病、抗鹽能力，增強作物生長抗逆性，從而提高作物的產(chǎn)量及品質。菜玉米含有蛋白質、胡蘿卜素、脂肪、碳水化合物、胡蘿卜素等大量的營養(yǎng)物質，具有清濕熱、開胃、益肺、延緩衰老、減肥、明目、降低血壓血脂的作用，營養(yǎng)價值高[1-6]。目前，油菜素內(nèi)酯對鹽脅迫下菜玉米抗鹽性的有關研究還尚未看到相應報道，基于此，在不同鹽濃度脅迫環(huán)境下施用不同濃度的油菜素內(nèi)酯，得出施用最佳的油菜素內(nèi)酯濃度。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗材料為菜糯一號菜玉米種子，選擇子粒飽滿，具有完整的種皮、胚和胚乳的種子720粒，規(guī)格為6×12孔的穴盤10個。

試驗試劑包括0.1%高錳酸鉀溶液，濃度為0.1 mg·L-1、0.2 mg·L-1、0.3 mg·L-1的油菜素內(nèi)酯溶液，濃度為0 mmol·L-1、50 mmol·L-1、100 mmol·L-1的NaCl溶液，濃度為1∶400的葉面肥營養(yǎng)液。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗步驟

用濃度為0.1%高錳酸鉀溶液將菜玉米種子浸泡12 min進行消毒，將已消毒的菜玉米種子平均分成3個處理，編號A、B、C，每個處理240粒種子，共720粒，根據(jù)標號在常溫條件下將菜玉米種子浸種7.5 h。浸種結束后將菜玉米種子放入培養(yǎng)皿中，每個處理平均分成4個小組，每個小組60粒種子，并貼好標簽，放入恒溫箱中培養(yǎng)，設置溫度27 ℃，期間每個處理噴施對應濃度的BR溶液。60 h后統(tǒng)計各個處理菜玉米種子的發(fā)芽數(shù)，一周后計算種子的發(fā)芽率以及菜玉米種子的發(fā)芽勢。將所有種子移栽到裝滿沙子的穴盤中，待其長出葉片后噴施濃度為1∶400的葉面肥溶液，一周兩次。在三葉期進行取樣，并檢測葉面積、莖粗、株高、鮮質量、干質量以及葉綠素含量、過氧化氫酶（CAT）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化物歧化酶（POD）活性等指標。

1.2.2 檢測方法

游標卡尺測量莖粗、株高，每個試驗處理組測量5株取平均值;用紫外吸收法測定過氧化氫酶活性;用氮藍四唑法測定超氧化物歧化酶活性;用愈創(chuàng)木酚比色法測定過氧化物酶活性;用分光光度計法測定葉綠素含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel2017版、Spss21.0進行處理分析。

2 結果與分析

從表1得出，A2與A3、A4相比，在無鹽脅迫下，0.1 mg·L-1的油菜素內(nèi)酯最適合菜玉米種子生長;B1、C1菜玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢都比A1（正常狀態(tài)下）的發(fā)芽率和發(fā)芽勢低，說明在鹽脅迫下，不施用油菜素內(nèi)酯的菜玉米種子發(fā)芽受到阻礙。A1與A2、B1與B2、C1與C2相比，得出在鹽脅迫下，施用0.1 mg·L-1 BR溶液可以有效增強菜玉米種子的抗逆性。

2.1 不同試驗處理對菜玉米幼苗株高、莖粗的影響

圖1為各個試驗處理組菜玉米幼苗平均株高，從圖1中可看出，A1與B1、C1相比，A1的株高最高，說明在無鹽脅迫下菜玉米幼苗中株高。A2與A1、A3、A4相比，A2株高最高，A1最低，說明油菜素內(nèi)酯可以有效促進菜玉米植株生長，0.1 mg·L-1的油菜素內(nèi)酯最適合菜玉米植株生長。

不同處理組菜玉米幼苗平均莖粗如圖2所示。從圖2可知，在無鹽脅迫的環(huán)境下即A1與B1、C1相比，菜玉米幼苗生長的莖粗最粗;A2與A1、A3、A4相比，A2株高最高，A1最低，說明油菜素內(nèi)酯可以有效促進菜玉米植株增粗，0.1 mg·L-1的油菜素內(nèi)酯最適合菜玉米植株生長。

2.2 不同試驗處理對菜玉米幼苗葉綠素的影響

從圖3可看出，A1與B1、C1，A2與、B2、C2，A3與B3、C3，A4與B4、C4相比，A組葉綠素含量均比B組、C組葉綠素含量高，說明受到鹽脅迫的影響，葉綠素含量隨著鹽濃度增高而降低;A2與A1、A3、A4，B2與B1、B3、B4，C2與C1、C3、C4相比，施用0.1 mg·L-1 BR溶液的A2、B2、C2葉綠素含量最高，說明0.1mg/LBR溶液最適合菜玉米幼苗積累葉綠素含量。

2.3 不同試驗處理對菜玉米幼苗超氧化物歧化酶活性（SOD）的影響

從圖4可看出，A1與A2、A3、A4，B1與B2、B3、B4，C1與C2、C2、C4相比，A1、B1、C1的超氧化物歧化酶活性更多，說明油菜素內(nèi)酯可以提高超氧化物歧化酶活性;在施用相同0 mg·L-1、0.1 mg·L-1、0.2 mg·L-1、0.3 mg·L-1油菜素內(nèi)酯條件下，A1比B1、C1，A2比B2、C2，A3比B3、C3超氧化物歧化酶活性高，逐次降低，說明鹽脅迫濃度越高，超氧化物歧化酶活性越低。

2.4 不同試驗處理對菜玉米幼苗過氧化氫酶（CAT）活性的影響

如圖5所示，在施用相同0 mg·L-1、0.1 mg·L-1、0.2 mg·L-1、0.3 mg·L-1油菜素內(nèi)酯條件下，A、B、C三組相比，無鹽脅迫條件下，過氧化氫酶的活性最高，施用0.1 mg·L L-1油菜素內(nèi)酯時，過氧化氫酶活性最高，說明BR溶液濃度為0.1 mg·L-1最適合過氧化氫酶活性發(fā)揮作用;從B2與B3、B4，C2與C3、C4相比，得出鹽脅迫濃度越高，過氧化氫酶的活性逐步降低。

2.5 不同試驗處理對菜玉米幼苗過氧化物酶活性（POD）的影響

從圖6可以看出，在無鹽的條件下，A1與A2、A3、A4相比，A1的過氧化物酶活性比A2、A3、A4的過氧化物酶活性低;在鹽的濃度為50 mmol·L-1條件下，B1與B2、B3、B4相比，B1的過氧化物酶活性比B2、B3、B4的過氧化物酶活性低;在鹽的濃度為100 mmol·L-1條件下，C1與C2、C3、C4相比，C1的過氧化物酶活性比C2、C3、C4的過氧化物酶活性低;說明油菜素內(nèi)酯可以有效的增強過氧化酶的活性。在施用0.1 mg·L-1的油菜素內(nèi)酯溶液時，過氧化物酶活性達到最高值。

3 討論與結論

菜玉米是我國主要的糧食作物且耐鹽性較強，幼苗期和萌發(fā)期間對鹽脅迫最為敏感。因此在不同濃度鹽的脅迫下，菜玉米種子和幼苗的相關生理和生長指標都會明顯的受到不同程度的影響。試驗結果說明，在鹽脅迫下的菜玉米種子經(jīng)過不同濃度的油菜素內(nèi)酯處理后，幼苗中所含的CAT、SOD、POD三種酶的活性都有所提高，且經(jīng)過油菜素內(nèi)酯處理的菜玉米種子長勢比未經(jīng)過油菜素內(nèi)酯處理的菜玉米種子好得多。另外，沒有在鹽脅迫條件下的菜玉米種子通過不同濃度的BR處理后，菜玉米幼苗的各項生理指標都會有明顯的提高。

本次試驗結果表明，菜玉米幼苗鹽脅迫的緩解與BR濃度大小有關。BR濃度在0.1 mg·L-1時能有效緩解菜玉米幼苗的鹽脅迫，但BR濃度超過0.2 mg·L-1時，其作用效果不明顯。說明菜玉米幼苗經(jīng)過濃度適宜的BR（油菜素內(nèi)酯）處理后，可以提高菜玉米幼苗中SOD、POD和CAT三種酶的活性，進而有效抵抗鹽脅迫的不良環(huán)境。

本次試驗可以表明BR可以有效抑制鹽脅迫對菜玉米幼苗生長及相關的生理指標，當BR的濃度為0.1 mg·L-1時對鹽脅迫下菜玉米幼苗的生長及生理指標效果最好。

參考文獻：

[1] 牛戀.植物耐鹽生理機制及抗鹽性[J].河北農(nóng)機，2018（2）：56.

[2] 何凌仙子，賈志清，劉濤，等.植物適應逆境脅迫研究進展[J].世界林業(yè)研究，2018，31（2）：13-18.

[3] 劉奕媺，于洋，方軍.鹽堿脅迫及植物耐鹽堿分子機制研究[J].土壤與作物，2018，7（2）：201-211.

[4] 謝委，劉月，王艷，等.不同鹽脅迫對中牧一號紫花苜蓿種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2018（11）：157-161，168.

[5] 范吉標，徐志鵬，張衛(wèi)紅，等.鹽脅迫對毛苕子種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].草學，2018（4）：54-58.

[6] 朱建峰，崔振榮，吳春紅，等.我國鹽堿地綠化研究進展與展望[J].世界林業(yè)研究，2018，31（4）：70-75.

（責任編輯：劉昀）