鹽脅迫對6種草地早熟禾幼苗生理特性的影響

劉燕，楊偉，馬暉玲，陳彥碩，楊乾

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室，甘肅省草業(yè)工程實驗室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

鹽堿土是一種廣泛分布在地球陸地上的土壤類型，約占陸地總面積的25%[1]，土壤鹽漬化已成為當(dāng)今世界主要生態(tài)環(huán)境問題之一，嚴(yán)重阻礙農(nóng)業(yè)的發(fā)展[2-3].我國鹽堿地面積大、分布范圍廣，土壤鹽漬化現(xiàn)象嚴(yán)重[4]，在鹽漬化程度比較嚴(yán)重地區(qū)建植草坪需要引進耐鹽性能較好的草坪草品種，需要對草坪草的耐鹽性能進行篩選比較[5-6].

草地早熟禾(Poapratensis)屬禾本科早熟禾屬的多年生草本植物，是草原與草甸植被的重要組成部分[7]，也是目前世界上應(yīng)用最廣泛的冷季型草坪建植材料[8].在鹽堿地上建植草坪經(jīng)常會造成植株出苗難、生長慢、返青延遲、綠期短、秋季早衰以及易感病甚至死亡等現(xiàn)象的發(fā)生[9].

土壤中高濃度的Na+會對許多高等植物造成嚴(yán)重破壞，嚴(yán)重影響植物的生長發(fā)育及其分布范圍[10].鹽脅迫是限制植物生長和發(fā)育的主要因子之一，當(dāng)鹽濃度達(dá)到一定程度時，會破壞植物體內(nèi)生物膜的結(jié)構(gòu)，影響植物種子的萌發(fā)和幼苗生長，并影響其新陳代謝[11].植物耐鹽能力的強弱在很大程度上取決于自身基因遺傳因素及個體的發(fā)育階段的遺傳特征[12]，種子能否在鹽脅迫下萌發(fā)和生長，是植株在鹽漬土上成功存活的基礎(chǔ)[13].有研究發(fā)現(xiàn)，不同耐鹽性植株品種在脯氨酸、丙二醛含量、抗氧化酶系統(tǒng)以及活性氧的產(chǎn)生與清除方面對鹽脅迫相應(yīng)策略基本相似，但抗鹽能力的強弱則與其品種本身潛在的適應(yīng)能力有關(guān)[14-16].本研究選取6個常用商用草地早熟禾品種為試驗材料，研究不同鹽濃度對草地早熟禾幼苗生理特性的影響，研究其耐鹽機制，旨為我國草坪綠化和草坪草的抗性育種提供有益參考.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

6個商用草地早熟禾種子包括‘月夜’‘午夜2號’‘超級歌萊德’‘優(yōu)美’‘解放者’‘搶手股’，均由北京克勞沃草業(yè)技術(shù)開發(fā)中心提供；試驗所用藥劑均購自上海生工生物有限公司.

1.2 試驗設(shè)計

選取顆粒飽滿、大小一致的6種草地早熟禾種子1 000～1 200粒，經(jīng)20% NaClO消毒后均勻播種在以沙子為基床的育苗盤(直徑10 cm×高度12 cm)中，將育苗盤擺放在長×寬×高為25 cm×20 cm×10 cm的水培盒中，置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照強度為400 μmol/(m2·s)；溫度為白天(25±1)℃、16 h，夜間(20±1)℃、8 h；相對濕度為60%～70%.出苗后間苗，每盤保留生長一致、分布均勻的幼苗20～30株，根據(jù)70%持水量每天注入Hoagland營養(yǎng)液，保證幼苗正常生長.待其長勢健壯(苗長10 cm左右)后，設(shè)置6個鹽濃度梯度，即0(清水對照CK)、20、40、60、80、100 mmol/L，每個處理6盤，將1 L含不同鹽濃度梯度的Hoagland營養(yǎng)液通過根部施加的方式均勻注入不同的育苗盤中，在水培盒外側(cè)橫線標(biāo)注注入1 L后溶液所到達(dá)的高度，每隔4 d更換一次以維持溶液濃度，處理后注意觀察，若水位下降，以沿盆壁傾倒的方式及時補充相應(yīng)濃度的溶液，使盆中的含水量與第一天注入的含水量基本保持不變，連續(xù)脅迫20 d后，進行相關(guān)指標(biāo)的測定.

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 根長和幼苗長的測定 采用直接測量法測量，每盤選擇10株長勢一致的植株進行長度測量.

1.3.2 相對含水量的測定 相對含水量(relative water content,RWC)的測定采用烘干法進行測定[17].

1.3.3 脯氨酸含量和丙二醛含量的測定 游離脯氨酸(proline,Pro)含量采用酸性茚三酮顯色法測定[17]；丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量采用硫代巴比妥酸(thiobarbituric,TBA)顯色法測定[17].

1.3.4 抗氧化酶活性的測定 粗酶液的提取，稱取草地早熟禾幼苗葉片0.2 g于研缽中，加入1.6 mL 0.05 mol/L預(yù)冷的磷酸緩沖液(pH 7.8)冰浴上充分研磨成勻漿，然后轉(zhuǎn)入5 mL離心管4 ℃下15 000 r/min離心20 min，所得上清液即為粗酶提取液.將粗酶液分裝入各管中進行抗氧化酶的活性和抗氧化物質(zhì)含量測定.超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性采用氮藍(lán)四唑顯色法(nitro blue tetrazolium chloride mono-hydrate,NBT)測定[17]；過氧化物酶(peroxidase,POD)活性采用愈創(chuàng)木酚(2-methoxyphenol)法測定[17]；過氧化氫酶(catalase,CAT)活性采用紫外比色法測定[17].

1.3.5 O2·-產(chǎn)生速率和H2O2含量的測定 超氧陰離子(superoxide anion,O2·-)自由基產(chǎn)生速率采用對氨基苯磺酸(p-aminobenzene sulfonic acid)法測定[18]；過氧化氫(hydrogen peroxide,H2O2)含量采用碘化鉀(potassium iodide,KI)顯色法測定[18].

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和方差分析，對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，Duncan’s檢驗法進行多重比較.

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對6種草地早熟禾幼苗長和根長的影響

一定濃度的鹽脅迫對草地早熟禾的幼苗長和根長均有一定的影響(表1).整體來看，6種草地早熟禾的幼苗長和根長都隨著鹽濃度的增加而降低.當(dāng)鹽濃度為80 mmol/L時，各早熟禾的幼苗長均與對照差異顯著(P<0.05)；此濃度下對幼苗長影響最大的是‘解放者’，降低了94.6%，與對照差異顯著(P<0.05)；而根長在鹽濃度60 mmol/L時就表現(xiàn)出了顯著的差異(P<0.05).100 mmol/L高濃度脅迫下對‘午夜2號’的根長影響最大，下降了54.34%，與對照差異顯著(P<0.05).

輕度和中度鹽脅迫時(0～60 mmol/L)‘月夜’的幼苗長顯著高于其他5個品種的幼苗長；中度鹽脅迫時(40～60 mmol/L)‘月夜’的根長顯著高于其他5個品種的根長；重度脅迫時(80～100 mmol/L)‘午夜2號’和‘優(yōu)美’的幼苗長和根長均顯著低于其他4個品種的.

2.2 鹽脅迫對6種草地早熟禾相對含水量(RWC)的影響

隨著鹽脅迫程度增加，6個商用早熟禾品種的RWC都呈現(xiàn)不同程度的降低(圖1).除‘月夜’外，其他5個品種均隨著脅迫濃度的升高而顯著降低(P<0.05)，‘月夜’在濃度為60 mmol/L時才開始顯著降低(P<0.05).在整個處理階段，‘月夜’的RWC顯著高于其他5個品種的.

2.3 鹽脅迫對6種草地早熟禾脯氨酸(Pro)含量的影響

隨著鹽脅迫程度的增加，6個商用早熟禾品種的Pro含量都呈現(xiàn)不同程度的升高(圖2).20 mmol/L鹽脅迫時，除‘超級格萊德’外，‘月夜’‘搶手股’‘午夜2號’‘解放者’和‘優(yōu)美’的Pro含量均開始顯著增加，且在100 mmol/L鹽脅迫時增至最高值，增幅分別為77.68%、54.46%、89.13%、86.52%、83.1%，‘超級格萊德’在40 mmol/L鹽脅迫時才開始顯著增加，100 mmol/L鹽脅迫時增至最高值，增幅為77.26%.

表1 鹽脅迫對6種草地早熟禾幼苗長和根長的影響

不同大寫字母表示同一鹽脅迫下不同品種間的差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一品種在不同鹽脅迫下的差異顯著(P<0.05).

Different capital letters indicate significant differences of different Kentucky bluegrass varieties in the same salt stress at 0.05 level;Different small letters indicate significant differences of the same varieties in the different salt stress at 0.05 level.

不同大寫字母表示同一鹽脅迫下不同品種間的差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一品種在不同鹽脅迫下的差異顯著(P<0.05).Different capital letters indicate significant differences of different Kentucky bluegrass varieties in the same salt stress at 0.05 level;Different small letters indicate significant differences of the same varieties in the different salt stress at 0.05 level.圖1 鹽脅迫對草地早熟禾RWC的影響Figure 1 Effects of salt stress on relative water content in Kentucky bluegrass

未處理時，‘搶手股’的Pro含量顯著高于其他品種的Pro含量；20～60 mmol/L鹽脅迫時，‘搶手股’和‘優(yōu)美’的Pro含量顯著高于‘月夜’‘解放者’‘午夜2號’和‘超級格萊德’的Pro含量，而80～100 mmol/L鹽脅迫時，優(yōu)美的Pro含量顯著高于其他5個品種的Pro含量.

不同大寫字母表示同一鹽脅迫下不同品種間的差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一品種在不同鹽脅迫下的差異顯著(P<0.05).Different capital letters indicate significant differences of different Kentucky bluegrass varieties in the same salt stress at 0.05 level;Different small letters indicate significant differences of the same varieties in the different salt stress at 0.05 level.圖2 鹽脅迫對草地早熟禾Pro含量的影響Figure 2 Effects of salt stress on proline contents in Kentucky bluegrass

不同大寫字母表示同一鹽脅迫下不同品種間的差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一品種在不同鹽脅迫下的差異顯著(P<0.05).Different capital letters indicate significant differences of different Kentucky bluegrass varieties in the same salt stress at 0.05 level;Different small letters indicate significant differences of the same varieties in the different salt stress at 0.05 level.圖3 鹽脅迫對草地早熟禾MDA含量的影響Figure 3 Effects on salt stress on MDA contents in Kentucky bluegrass

2.4 鹽脅迫對6種草地早熟禾丙二醛(MDA)含量的影響

鹽脅迫增加了MDA含量，但不同濃度下增加的程度不同，說明在不同濃度處理下各供試材料細(xì)胞膜受傷害程度不同(圖3)，對鹽脅迫的耐受能力存在材料間差異.40 mmol/L鹽脅迫時‘月夜’‘搶手股’‘解放者’‘優(yōu)美’和‘超級格萊德’的MDA含量開始顯著增加(P<0.05)，且濃度為100 mmol/L時MDA含量增至最大值，增幅分別是30.06%、74.92%、65.51%、77.48%、63.42%，‘午夜2號’在60 mmol/L鹽脅迫時才開始顯著增加(P<0.05)，100 mmol/L鹽脅迫時增至最大值，增幅為44.34%.

0～60 mmol/L鹽脅迫時，‘午夜2號’的MDA含量顯著高于其他5個品種的MDA含量(P<0.05).80 mmol/L鹽脅迫時，‘午夜2號’和‘優(yōu)美’的MDA含量顯著高于‘月夜’‘搶手股’‘解放者’和‘超級格萊德’的MDA含量.100 mmol/L鹽脅迫時‘優(yōu)美’的MDA含量顯著高于其他5個品種的MDA含量.

2.5 鹽脅迫對6種草地早熟禾抗氧化酶系統(tǒng)的影響

2.5.1 鹽脅迫對6種草地早熟禾超氧化物歧化酶(SOD)的影響 草地早熟禾的SOD活性隨鹽濃度的升高呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(圖4)，濃度在20 mmol/L時‘搶手股’‘解放者’‘午夜2號’‘超級格萊德’的SOD活性開始顯著增加，濃度為60 mmol/L時6個品種的SOD活性均增至最高值，增幅分別為37.75%、78.72%、47.14%、21.35%、17.3%、37.23%.80～100 mmol/L脅迫時，早熟禾品種的SOD活性開始下降，但與對照(CK)相比，‘搶手股’和‘超級格萊德’的SOD活性仍顯著增加(P<0.05).

未處理時，‘解放者’‘午夜2號’和‘優(yōu)美’的SOD活性顯著高于‘月夜’‘搶手股’的，20 mmol/L鹽脅迫時，‘搶手股’‘解放者’和‘午夜2號’的SOD活性顯著高于‘月夜’‘優(yōu)美’和‘超級格萊德’的，40～60 mmol/L脅迫時，‘搶手股’和‘解放者’的SOD活性顯著高于其他4個品種的，100 mmol/L鹽脅迫時，‘超級格萊德’的SOD活性顯著高于‘月夜’‘搶手股’和‘解放者’的.

不同大寫字母表示同一鹽脅迫下不同品種間的差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一品種在不同鹽脅迫下的差異顯著(P<0.05).Different capital letters indicate significant differences of different Kentucky bluegrass varieties in the same salt stress at 0.05 level;Different small letters indicate significant differences of the same varieties in the different salt stress at 0.05 level.圖4 鹽脅迫對草地早熟禾SOD活性的影響Figure 4 Effects of salt stress on SOD activities in Kentucky bluegrass

2.5.2 鹽脅迫對6種草地早熟禾過氧化物酶(POD)活性的影響 隨脅迫程度不斷加劇，6個草地早熟禾品種的POD活性先升高后下降(圖5)，鹽濃度在20 mmol/L各品種POD活性顯著增加并在此脅迫下增至最大值，但增幅較小，在6.07%～27.5%之間，40 mmol/L鹽脅迫時，各早熟禾的POD活性開始下降，但仍顯著高于對照組(P<0.05)；60～100 mmol/L鹽脅迫時，除‘月夜’外，‘搶手股’‘解放者’‘午夜2號’‘優(yōu)美’‘超級格萊德’均顯著低于對照組(P<0.05)，降幅分別為3.06%、38.66%、18.88%、28.52%、24.49%.0～60 mmol/L鹽脅迫時‘月夜’的POD活性顯著高于其他5個品種的POD活性，80 mmol/L鹽脅迫時‘午夜2號’的POD活性顯著高于其他5個品種的POD活性.

2.5.3 鹽脅迫對6種草地早熟禾過氧化氫酶(CAT)活性的影響 由圖6可以看出，CAT活性隨著鹽脅迫濃度的升高呈現(xiàn)先升高后降低，但總體相比對照組是升高的，20 mmol/L鹽脅迫時各早熟禾品種的CAT活性急劇上升，說明在此濃度下鹽脅迫可以刺激早熟禾的CAT活性，20～80 mmol/L時，‘搶手股’‘解放者’‘午夜2號’‘優(yōu)美’‘超級格萊德’的CAT活性顯著高于對照組(P<0.05)，最大增幅分別為25.56%、60.71%、62%、68.21%、60.63%.未處理時，‘搶手股’的CAT活性顯著高于其他5個品種，40～80 mmol/L鹽脅迫時，‘月夜’和‘解放者’的CAT活性顯著高于‘搶手股’‘午夜2號’‘優(yōu)美’‘超級格萊德’的CAT活性，100 mmol/L鹽脅迫時，‘月夜’的CAT活性顯著高于其他5個品種的CAT活性.

SOD、POD、CAT活性三者變化趨勢基本一致，說明三者在相同的鹽脅迫下具有一定的協(xié)同作用.SOD和CAT活性雖然先升高后降低，但草地早熟禾幼苗葉片內(nèi)SOD和CAT活性相對比與對照組來說對鹽脅迫的響應(yīng)呈現(xiàn)出增加的趨勢.

不同大寫字母表示同一鹽脅迫下不同品種間的差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一品種在不同鹽脅迫下的差異顯著(P<0.05).Different capital letters indicate significant differences of different Kentucky bluegrass varieties in the same salt stress at 0.05 level;Different small letters indicate significant differences of the same varieties in the different salt stress at 0.05 level.圖5 鹽脅迫對草地早熟禾POD活性的影響Figure 5 Effects of salt stress on POD activities in Kentucky bluegrass

不同大寫字母表示同一鹽脅迫下不同品種間的差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一品種在不同鹽脅迫下的差異顯著(P<0.05).Different capital letters indicate significant differences of different Kentucky bluegrass varieties in the same salt stress at 0.05 level;Different small letters indicate significant differences of the same varieties in the different salt stress at 0.05 level.圖6 鹽脅迫對草地早熟禾CAT活性的影響Figure 6 Effects of salt stress on CAT activities in Kentucky bluegrass

2.6 鹽脅迫對6種草地早熟禾超氧陰離子(O2·-)產(chǎn)生速率和過氧化氫(H2O2)含量的影響

2.6.1 鹽脅迫對6種草地早熟禾O2·-產(chǎn)生速率的影響 由圖7可以看出，不同濃度的鹽脅迫下，草地早熟禾幼苗葉片內(nèi)的O2·-產(chǎn)生速率隨著鹽脅迫濃度的增加先升高后降低，20～60 mmol/L鹽脅迫時各草地早熟禾O2·-產(chǎn)生速率顯著增加(P<0.05)，最大增幅分別為12.58%、10.45%、23%、44.94%、34.44%、26.49%；80～100 mmol/L鹽脅迫時，‘月夜’‘搶手股’‘解放者’‘優(yōu)美’和‘超級格萊德’的O2·-產(chǎn)生速率顯著降低(P<0.05).在整個鹽脅迫階段，‘月夜’和‘搶手股’的O2·-產(chǎn)生速率顯著高于其他4個品種的，且差異不顯著.

2.6.2 鹽脅迫對6種草地早熟禾H2O2含量的影響 鹽脅迫下，草地早熟禾幼苗葉片內(nèi)的H2O2含量的總體變化趨勢與O2-產(chǎn)生速率基本相似，也是呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(圖8)，20 mmol/L鹽脅迫時H2O2含量顯著增加至最大值，增幅分別為12.58%、11.37%、12.3%、48.63%、21.64%、24.57%；40～60 mmol/L鹽脅迫時，‘月夜’‘午夜2號’‘超級格萊德’的H2O2含量均顯著高于對照組(P<0.05)，‘搶手股’‘解放者’和‘優(yōu)美’的H2O2含量與對照組差異不顯著；80～100 mmol/L鹽脅迫時，除‘優(yōu)美’外其他5個早熟禾品種的H2O2含量顯著低于對照組(P<0.05).在整個鹽脅迫階段，‘搶手股’的H2O2含量顯著高于其他5個品種的H2O2含量.

不同大寫字母表示同一鹽脅迫下不同品種間的差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一品種在不同鹽脅迫下的差異顯著(P<0.05).Different capital letters indicate significant differences of different Kentucky bluegrass varieties in the same salt stress at 0.05 level;Different small letters indicate significant differences of the same varieties in the different salt stress at 0.05 level.圖7 鹽脅迫對草地早熟禾O2·-產(chǎn)生速率的影響Figure 7 Effects of salt stress on O2·- production rates in Kentucky bluegrass

不同大寫字母表示同一鹽脅迫下不同品種間的差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一品種在不同鹽脅迫下的差異顯著(P<0.05).Different capital letters indicate significant differences of different Kentucky bluegrass varieties in the same salt stress at 0.05 level;Different small letters indicate significant differences of the same varieties in the different salt stress at 0.05 level.圖8 鹽脅迫對草地早熟禾H2O2含量的影響Figure 8 Effects of salt stress on H2O2 contents in Kentucky bluegrass

3 討論

3.1 鹽脅迫對不同抗鹽性草地早熟禾品種幼苗長、根長以及相對含水量的影響

苗長是草坪草在幼苗期地上部生長狀況好壞的重要指標(biāo)[19].本研究中，6個草地早熟禾的苗長與對照相比都顯著降低，且‘解放者’在濃度80 mmol/L時對幼苗長影響最大，降低了94.6%，表明鹽脅迫影響了‘解放者’的生長.宋采博[20]也發(fā)現(xiàn)鹽脅迫抑制草坪草的地上部生長；植物的根系是鹽脅迫下最早感受到逆境脅迫的器官，其生長會因鹽脅迫的作用受到抑制，尤其在幼苗期最為明顯，而根長是最直接表現(xiàn)根系生長的指標(biāo).本試驗中，6個草地早熟禾的根長均與對照相比顯著降低，‘午夜2號’降幅最大，這表明‘午夜2號’對鹽脅迫較敏感，表現(xiàn)出了較強的反應(yīng)，這與段九菊等[21]在黃瓜(Cucumisativus)中的研究結(jié)果、Xu等[22]在高羊茅(Festucaelata)和草地早熟禾的研究結(jié)果以及安勐潁等[49]在草地早熟禾中的研究結(jié)果一致.植物體內(nèi)含水量的變化是影響植物生長狀況的重要因素之一，RWC是直接反映鹽分脅迫對植物造成滲透脅迫大小的指標(biāo)[23].隨著鹽脅迫濃度的增加，6個草地早熟禾品種的葉片的RWC有所下降，但每個品種下降幅度不一樣，相比之下，‘月夜’的下降幅度最小，說明其耐鹽性能較好，與宋婭麗等[24]對冷季型草坪草的研究、張燕等[8]對野生早熟禾的研究結(jié)果相一致.

3.2 鹽脅迫對不同抗鹽性草地早熟禾品種Pro和MDA的影響

有研究指出高鹽脅迫具有抑制植物生長的作用[25]，植物生長特性是其本身對鹽脅迫的綜合反應(yīng)，也是植物耐鹽性的最有效評價指標(biāo)[26].正常條件下，植物體內(nèi)的Pro含量非常低，但當(dāng)植物遇到逆境脅迫時，Pro會大量積累以保護植物免受氧化脅迫的損傷[27].例如，張振銘等[28]研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)柠}處理可以顯著提高大穗結(jié)縷草(Zoysiamacrostachya)體內(nèi)的Pro含量；紀(jì)淑梅[29]和宋婭麗等[24]研究發(fā)現(xiàn)草坪草Pro含量與鹽脅迫程度的增加呈顯著正相關(guān)關(guān)系.本試驗研究表明，在鹽脅迫下，不同品種的草地早熟禾的Pro含量也隨鹽濃度的升高而增加，20～80 mmol/L鹽脅迫時Pro含量增加較平緩，當(dāng)濃度達(dá)到100 mmol/L時Pro含量急劇增加；張燕等[8]、Uddin等[30]對草坪草研究也得出相似的結(jié)論.說明高鹽脅迫能夠刺激草地早熟禾中Pro含量的增加，植物在逆境脅迫下積累Pro是一種較普遍的現(xiàn)象，其積累指數(shù)與植物的抗逆性有關(guān)[31-33]，它可以抵抗外界滲透脅迫，有利于抗鹽[34].鹽脅迫會造成植物膜透性增強和膜脂過氧化，導(dǎo)致細(xì)胞膜系統(tǒng)損傷，膜的完整性被破壞，作為膜質(zhì)過氧化的產(chǎn)物，MDA會損害細(xì)胞生物膜并抑制保護酶活性[35].本試驗研究結(jié)果顯示，鹽脅迫顯著增加了供試草地早熟禾葉片的MDA含量，說明供試草地早熟禾的膜脂過氧化水平隨鹽脅迫濃度的增加而顯著增加，這與前人的研究結(jié)果一致[7,36].20 mmol/L鹽脅迫時各草地早熟禾MDA含量上升幅度較低，說明低鹽濃度對草地早熟禾細(xì)胞膜系統(tǒng)影響不大，相比之下，當(dāng)鹽濃度達(dá)到100 mmol/L時，‘月夜’的MDA含量顯著低于其他供試品種，說明相同的鹽濃度條件下，‘月夜’葉片膜系統(tǒng)受到外界環(huán)境的傷害較小，能夠保持較高的細(xì)胞膜相對完整性，而此濃度下‘優(yōu)美’的上升幅度高達(dá)77.48%，說明此濃度下已經(jīng)破壞了‘優(yōu)美’的細(xì)胞膜系統(tǒng).

3.3 鹽脅迫對不同抗鹽性草地早熟禾品種抗氧化酶系統(tǒng)的影響

耐鹽品種的耐鹽性與其體內(nèi)有效的酶促清除系統(tǒng)密切相關(guān)[37].SOD、POD、CAT是植物清除體內(nèi)過量的O2·-和H2O2的重要酶類，它們也是植物適應(yīng)逆境脅迫的保護酶系統(tǒng)[38].有研究指出，在一定的鹽濃度范圍內(nèi)，隨著鹽濃度的增加，植物體內(nèi)保護酶活性呈現(xiàn)升高的趨勢，但當(dāng)鹽濃度超過一定的范圍時，植物體內(nèi)積累的活性氧超出了保護酶清除范圍，植物不能正常生長甚至死亡[39]；李惠英等[40]研究發(fā)現(xiàn)，隨鹽濃度的增加草坪草的抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性下降幅度會越大.本試驗研究發(fā)現(xiàn)，‘搶手股’‘解放者’‘午夜2號’‘超級格萊德’的SOD酶活性在鹽濃度為20 mmol/L時開始顯著增加，而‘月夜’和‘優(yōu)美’在鹽濃度40 mmol/L時開始顯著增加，各草地早熟禾的SOD酶活性在鹽脅迫濃度為60 mmol/L時活性達(dá)到最大，而POD和CAT活性在濃度為20 mmol/L時就已達(dá)到最大值，這結(jié)果充分說明在一定的鹽濃度范圍內(nèi)，草地早熟禾可對脅迫產(chǎn)生一定的適應(yīng)性反應(yīng)，表現(xiàn)為酶活性增強，但當(dāng)脅迫強度過高時，超過植物的耐受程度，酶活性會降低.本試驗研究結(jié)果與梁慧敏等[41]、樊瑞蘋等[42]對草地早熟禾和黑麥草以及高羊茅的抗氧化系統(tǒng)分析得出的結(jié)論相一致，說明高鹽脅迫下活性氧大量積累將會觸發(fā)細(xì)胞防御保護酶系統(tǒng)，保護酶類CAT和SOD活性會迅速增加，進而防止過氧化物等有害物形成，而有害物質(zhì)的積累將會破壞生物膜并抑制細(xì)胞保護酶的活性[43].重度鹽脅迫(80 ～100 mmol/L)時，‘午夜2號’的POD活性顯著高于‘解放者’和‘優(yōu)美’，而‘月夜’的CAT活性顯著高于‘優(yōu)美’和‘超級格萊德’，與此同時，‘月夜’和‘搶手股’仍能維持較高的SOD活性，說明高鹽脅迫下，‘午夜2號’和‘月夜’具有比‘超級格萊德’和‘優(yōu)美’更強的酶促防御系統(tǒng)，能有效地清除活性氧，以確保植物體內(nèi)較低的膜脂過氧化程度.前人在其他植物如黑麥草[41]、高羊茅[44]、結(jié)縷草[45]等也發(fā)現(xiàn)抗鹽品種具有較強的酶促抗氧化系統(tǒng)來控制植物體內(nèi)的活性氧水平.

3.4 鹽脅迫對不同抗鹽性草地早熟禾品種O2·-產(chǎn)生速率和H2O2含量的影響

O2·-產(chǎn)生速率和H2O2是生物體代謝過程中產(chǎn)生的主要活性氧自由基，他們對細(xì)胞膜脂質(zhì)具有較強的氧化作用[46].在高鹽脅迫下，植物體內(nèi)會誘導(dǎo)活性氧產(chǎn)生從而在植物中造成不同程度的氧化損傷[47-48].本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，供試草地早熟禾葉片活性氧的產(chǎn)生與清除系統(tǒng)的激活均因品種和脅迫程度的不同而異.總體來看，當(dāng)鹽濃度為20 mmol/L時，O2·-產(chǎn)生速率和H2O2含量顯著增加，當(dāng)鹽濃度持續(xù)增加時，O2·-產(chǎn)生速率和H2O2含量會降低，說明此濃度下草地早熟禾抗氧化系統(tǒng)清除體內(nèi)多余活性氧的能力增強，葉片細(xì)胞的膜質(zhì)過氧化程度減弱，導(dǎo)致葉片內(nèi)的H2O2含量降低，但濃度達(dá)到80 mmol/L之前，O2·-產(chǎn)生速率和H2O2含量仍高于對照組，這也充分說明了鹽脅迫抑制早熟禾細(xì)胞內(nèi)的活性氧代謝系統(tǒng)平衡[49].安勐潁等[44]研究外源亞精胺調(diào)控草地早熟禾幼苗耐鹽性也發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)果.20 mmol/L鹽脅迫時，‘超級格萊德’和‘優(yōu)美’的H2O2含量顯著增加，說明鹽脅迫下，‘超級格萊德’和‘優(yōu)美’的葉片內(nèi)活性氧含量變化較敏感，當(dāng)超過一定的脅迫程度(80 mmol/L)時，‘超級格萊德’和‘優(yōu)美’葉片抗氧化系統(tǒng)清除體內(nèi)多余活性氧的能力減弱，導(dǎo)致葉片內(nèi)的H2O2含量顯著增加，葉片細(xì)胞的膜質(zhì)過氧化程度增強，而‘午夜2號’仍能維持較低的H2O2含量.80～100 mmol/L鹽脅迫時，‘午夜2號’的H2O2含量顯著低于其他5個品種，說明相比其他5個品種來言，‘午夜2號’在鹽脅迫下能有效地清除葉片內(nèi)的活性氧，達(dá)到抗鹽效果.廖科等[50]研究了發(fā)現(xiàn)誘變鳳仙花(Impatiensbalsamina)H2O2顯著高于普通鳳仙花，說明誘變鳳仙花由于酶活性的降低，活性氧自由基會逐漸增加，O2·-的產(chǎn)生與清除在鹽脅迫下被激活，加速了膜脂過氧化反應(yīng)，達(dá)到抗鹽效果，與本研究的結(jié)果類似.

4 結(jié)論

鹽脅迫會顯著影響草地早熟禾幼苗的形態(tài)特征和生理特性，不同草地早熟禾品種在形態(tài)特征和生理特性上對鹽脅迫存在相同或不同的生理響應(yīng).各草地早熟禾均可通過改變根長和苗長來響應(yīng)鹽脅迫，輕度和中度脅迫時(20～60 mmol/L)不同品種通過改變Pro含量和啟動抗氧化酶系統(tǒng)來抗鹽；重度脅迫時(80～100 mmol/L)，除‘月夜’相對含水量降低較小外，其他的品種均通過降低相對含水量來適應(yīng)鹽脅迫；‘午夜2號’和‘月夜’通過酶促防御系統(tǒng)和增加MDA含量來適應(yīng)鹽脅迫，‘搶手股’通過維持較高的SOD活性來適應(yīng)鹽脅迫，‘解放者’通過急劇增加Pro含量來抵御鹽脅迫，而‘優(yōu)美’和‘超級格萊德’則通過清除體內(nèi)的活性氧H2O2和O2·-的積聚使葉片細(xì)胞的膜質(zhì)過氧化程度增強，進而降低細(xì)胞膜透性，提高草地早熟禾的耐鹽性.