鹽堿脅迫對(duì)櫸樹(shù)幼苗滲透調(diào)節(jié)的影響

趙卓雅 袁琳芳 汪文瀟 徐林杉 馬薛茗 張穎 李素華

摘 要：目的：研究鹽堿脅迫對(duì)櫸樹(shù)幼苗滲透調(diào)節(jié)的影響。方法：以1年生櫸樹(shù)幼苗為材料，以蒸餾水（0mmol·L-1）為對(duì)照，分別施用50mmol·L-1、100mmol·L-1、200mmol·L-1的Na2CO3和NaHCO3（物質(zhì)的量比Na2CO3∶NaHCO3=1∶1）混合溶液進(jìn)行處理，21d后，檢測(cè)各處理葉片的葉綠素、MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白的含量。結(jié)果：隨著脅迫程度的增加，葉綠素含量呈先升后降的趨勢(shì)，在50mmol·L-1處理時(shí)達(dá)最高值，但與對(duì)照差異不顯著;根系活力呈先升后降的趨勢(shì)，在50mmol·L-1處理時(shí)達(dá)最高值，與對(duì)照差異顯著;游離脯氨酸含量呈先升后降的趨勢(shì)，在100mmol·L-1處理時(shí)達(dá)最高值，與對(duì)照差異顯著;MDA含量、可溶性糖含量呈先降后升的趨勢(shì)，在50mmol·L-1處理時(shí)達(dá)最低值，但與對(duì)照差異不顯著;可溶性蛋白含量呈緩慢上升的趨勢(shì)，但處理間差異不顯著。結(jié)論：鹽堿脅迫處理影響著櫸樹(shù)幼苗的滲透調(diào)節(jié)，但具有濃度效應(yīng);可溶性糖和脯氨酸在櫸樹(shù)耐鹽堿脅迫過(guò)程中起著重要作用。

關(guān)鍵詞：鹽堿脅迫;櫸樹(shù)幼苗;滲透調(diào)節(jié)

中圖分類號(hào) S79文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）01-0016-04

Abstract：The annually Zelkova schneideriana seedlings were used as material ，treated with a mixture of Ommol·L-1，50mmol·L-1，100mmol·L-1，200mmol·L-1 Na2CO3 and NaHCO3（Molar ratio Na2CO3∶NaHCO3=1∶1）， to study the ability of resistance to saline-alkali stress. The contents of chlorophyll，Malondialdehyde （MDA） ，proline，soluble sugar and soluble protein in the leaves of the two treatments were determined after 21 days. The results showed that the content of chlorophyll increased at first and then decreased with the increase of stress degree，at 50 mmol·L-1 treatment had the highest value，but had no significant difference with the control，and the root activity increased at first and then decreased at 50 mmol·L-1. The content of free proline increased at first and then decreased at 100 mmol·L-1. The content of MDA and soluble sugar decreased at first and then increased ，and reached the lowest value at 50 mmol·L-1treatment，but no significant difference with the control，soluble protein showed a slow rising trend，but no significant difference between treatments. Conclusion：The osmotic adjustment of Zelkova Schneideriana seedlings was affected by salt-alkali stress，but it had concentration effect.

Key words：Saline-alkali stress;Zelkova schneideriana seedlings;Osmotic adjustment

櫸樹(shù)（Zelkova serrata）又名大葉櫸、血櫸、大葉榆，屬榆科（Ulmaceae）櫸屬（Zelkova Spach）落葉喬木。多分布于我國(guó)湖南、湖北、安徽、江蘇、浙江等地，喜溫暖氣候和肥沃濕潤(rùn)土壤，在酸性及輕度鹽堿土上均可生長(zhǎng)。根系發(fā)達(dá)，樹(shù)形優(yōu)美，綠蔭濃密，木材致密，紋理美觀，秋季葉色紅艷，春季葉色呈現(xiàn)紫紅色或黃色，其不僅是不可多得的材用樹(shù)種、優(yōu)良的園林綠化樹(shù)種，也是重要的生態(tài)修復(fù)和環(huán)境改良樹(shù)種[1-2]，被列為國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象[3]。目前，我國(guó)櫸樹(shù)生產(chǎn)仍以實(shí)生苗為主，因其種子空殼率高，休眠期長(zhǎng)，播種萌芽率極低（20%～30%），且櫸樹(shù)幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育受土壤環(huán)境的影響較大[2]。我國(guó)蘇北地區(qū)土壤多為鹽堿土，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，土壤易板結(jié)，容重大，不利于櫸樹(shù)幼苗的繁殖和培育，在生長(zhǎng)季易出現(xiàn)明顯黃化的現(xiàn)象。研究表明，當(dāng)NaCl脅迫濃度高于50mmol·L-1時(shí)，櫸樹(shù)種子的萌芽率、幼苗根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)顯著低于對(duì)照的[4]，櫸樹(shù)幼苗屬于中低等耐鹽樹(shù)種[5]。汪曉麗等[6]研究了NaHCO3對(duì)櫸樹(shù)品種‘恨天高的脅迫作用，結(jié)果表明，在高濃度鹽堿脅迫條件下，可見(jiàn)，櫸樹(shù)植株開(kāi)始出現(xiàn)葉片卷曲、失綠、焦枯甚至死亡等現(xiàn)象。櫸樹(shù)幼苗生長(zhǎng)發(fā)育受鹽堿土壤環(huán)境的影響很大。為此，本研究以櫸樹(shù)幼苗為材料，檢測(cè)其耐鹽堿能力，以期為櫸樹(shù)在蘇北地區(qū)種苗繁殖和培育技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料選自宿遷學(xué)院櫸屬植物基地生長(zhǎng)正常的1年生櫸樹(shù)幼苗。

1.2 試驗(yàn)方法 2019年4月15日，將當(dāng)年實(shí)生苗移入盆中栽培，盆高20cm，上口直徑24cm，每盆3株，分4個(gè)處理，每處理10盆，共60盆。2019年7月15日，以蒸餾水（0mmol·L-1）為對(duì)照，分別施用50mmol·L-1、100mmol·L-1、200mmol·L-1的Na2CO3和NaHCO3（物質(zhì)的量比Na2CO3∶NaHCO3=1∶1）混合溶液各1L，pH值分別為6.69、8.07、8.83、9.44。在幼苗培養(yǎng)21d后，植物幼苗的生長(zhǎng)狀況趨勢(shì)穩(wěn)定，此時(shí)檢測(cè)各處理葉片的葉綠素、丙二醛（MDA）、游離脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量，3次重復(fù)，取平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。栽培土壤pH8.15、電導(dǎo)率（EC）1162μS·cm-1、有機(jī)質(zhì)含量12.35g·kg-1、有效鉀含量16.56μg·g-1、有效鐵含量12.51μg·g-1、NH4+-N含量60.33μg·g-1、NO3--N含量261.21μg·g-1、有效磷含量32.97μg·g-1，可溶性鹽含量14.49mg·g-1。

1.3 測(cè)定方法 葉綠素含量采用乙醇法測(cè)定[7]，MDA含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法測(cè)定[7]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[7]，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定[7]，游離脯氨酸含量采用磺基水楊酸法測(cè)定[7]，根系活力采用TTC法[7]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 采用Excel 2007進(jìn)行制表，采用SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用最小顯著差異法（LSD）進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿脅迫對(duì)葉綠素含量的影響 從圖1可以看出，鹽堿脅迫對(duì)櫸樹(shù)幼苗葉綠素含量的影響很大，隨著鹽堿脅迫程度的提高，櫸樹(shù)幼苗的葉綠素含量呈先升高后下降的趨勢(shì)。其中，以50mmol·L-1處理的葉綠素含量值最高，高于對(duì)照3.97%，但差異不顯著;100mmol·L-1處理和200mmol·L-1處理顯著低于對(duì)照19.88%、32.80%（P≤0.05）。

2.2 鹽堿脅迫對(duì)MDA含量的影響 從圖2可以看出，鹽堿脅迫對(duì)櫸樹(shù)幼苗MDA含量的影響很大，隨著鹽堿脅迫程度的提高，櫸樹(shù)幼苗MDA含量呈先降低后升高的趨勢(shì)。其中，以50mmol.L-1處理的葉綠素含量值最低，低于對(duì)照10.99%，但差異不顯著;100mmol·L-1處理和200mmol·L-1處理顯著高于對(duì)照176.20%、237.09%（P≤0.05）。

2.3 鹽堿脅迫對(duì)可溶性糖含量的影響 從圖3可以看出，鹽堿脅迫對(duì)櫸樹(shù)幼苗可溶性糖含量的影響不明顯，隨著鹽堿脅迫程度的提高，櫸樹(shù)幼苗可溶性糖含量呈先降低后升高的趨勢(shì)，其中，50mmol·L-1處理的葉綠素含量值最低，低于對(duì)照5.87%，但差異不顯著;100mmol·L-1處理和200mmol·L-1處理的顯著高于對(duì)照13.19%、35.05%（P≤0.05）。

2.4 鹽堿脅迫對(duì)可溶性蛋白含量的影響 從圖4可以看出，鹽堿脅迫對(duì)櫸樹(shù)幼苗的可溶性蛋白含量的影響很大，隨著鹽堿脅迫程度的提高，櫸樹(shù)幼苗可溶性蛋白含量呈逐漸升高的趨勢(shì)。其中，50mmol·L-1、100mmol·L-1和200mmol·L-1處理的可溶性蛋白含量分別高于對(duì)照1.97%、3.63%、5.98%，但差異均不顯著。

2.5 鹽堿脅迫對(duì)游離脯氨酸含量的影響 從圖5可以看出，鹽堿脅迫對(duì)櫸樹(shù)幼苗游離脯氨酸含量的影響很大，隨著鹽堿脅迫程度的提高，櫸樹(shù)幼苗游離脯氨酸含量呈先升高后下降的趨勢(shì)，鹽堿處理均顯著高于對(duì)照的。其中，以100mmol·L-1處理的游離脯氨酸含量值最高，顯著高于對(duì)照的308.63%（P≤0.05）;50mmol·L-1處理和200mmol·L-1處理顯著高于對(duì)照39.94%、134.23%（P≤0.05）。

2.6 鹽堿脅迫對(duì)根系活力的影響 從圖6可以看出，鹽堿脅迫對(duì)櫸樹(shù)幼苗根系活力影響很大，隨著鹽堿脅迫程度的提高，櫸樹(shù)幼苗根系活力呈先升高后下降的趨勢(shì)，鹽堿處理均顯著高于對(duì)照。其中，以50mmol·L-1處理的根系活力值最高，顯著高于對(duì)照99.08%（P≤0.05）;100mmol·L-1處理顯著高于對(duì)照39.94%（P≤0.05），而200mmol·L-1處理顯著低于對(duì)照40.30%（P≤0.05）。

3 結(jié)論與討論

研究表明，鹽堿條件會(huì)使土壤容重變大，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體的比例下降，而膠體數(shù)量增加，土壤易板結(jié)[8]，礦質(zhì)養(yǎng)分的有效性下降，從而不利于植物根系的生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收[9];高pH值脅迫會(huì)使根系的組織結(jié)構(gòu)受到損傷，根系細(xì)胞因失去正常的生理功能而停止生長(zhǎng)[10]，根系周圍及質(zhì)外體空間質(zhì)子缺乏，阻礙了根系細(xì)胞跨膜質(zhì)子動(dòng)力的建立，嚴(yán)重抑制了某些離子如硝酸根（NO3-）、磷酸鹽（PO43-）、K+的跨膜運(yùn)輸及Na+的外排等[11]，從而影響了植物對(duì)鹽堿脅迫的調(diào)控能力。

從本研究結(jié)果來(lái)看，鹽堿脅迫處理影響櫸樹(shù)幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育，濃度越高越明顯。隨脅迫程度的增加，葉綠素含量呈先升后降的趨勢(shì)，在50mmol·L-1處理時(shí)達(dá)最高值，但與對(duì)照差異不顯著;根系活力呈先升后降的趨勢(shì)，在50mmol·L-1處理時(shí)達(dá)最高值，與對(duì)照差異顯著;游離脯氨酸含量呈先升后降的趨勢(shì)，在100mmol·L-1處理時(shí)達(dá)最高值，與對(duì)照差異顯著;MDA含量、可溶性糖含量呈先降后升的趨勢(shì)，在50mmol·L-1處理時(shí)達(dá)最低值，但與對(duì)照差異不顯著;可溶性蛋白呈緩慢上升趨勢(shì)，但處理間差異不顯著。由此可以推測(cè)，鹽堿脅迫處理對(duì)櫸樹(shù)幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育和滲透調(diào)節(jié)能力的影響具有濃度效應(yīng)，尤其對(duì)根部的影響明顯，表現(xiàn)為根系活力在低濃度鹽堿條件下顯著提高，而在高濃度鹽堿脅迫處理下顯著下降;低濃度鹽堿脅迫處理對(duì)地上部的促進(jìn)作用不明顯，雖然葉片的葉綠素含量提高、MDA含量下降，但均與對(duì)照差異不顯著，與王志和等的結(jié)果一致[5]。

滲透調(diào)節(jié)是植物適應(yīng)鹽堿脅迫環(huán)境的主要途徑[12]，從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，鹽堿脅迫促進(jìn)了櫸樹(shù)幼苗葉片可溶性糖含量與脯氨酸含量的顯著增加，可溶性糖和脯氨酸在櫸樹(shù)幼苗耐鹽堿脅迫過(guò)程中起著重要的作用，櫸樹(shù)在堿性鹽脅迫下積累了更多的可溶性糖進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，脯氨酸含量對(duì)鹽堿土壤條件更敏感[13];鹽堿脅迫雖然促進(jìn)了可溶性蛋白含量的緩慢增加，但各處理間的差異不顯著，可溶性蛋白與櫸樹(shù)幼苗耐鹽堿能力的相關(guān)性不明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]金曉玲，劉曉玲，徐志毅，等.櫸樹(shù)秋季葉片呈色機(jī)理及化學(xué)物質(zhì)的調(diào)控[J].湖南生態(tài)科學(xué)學(xué)報(bào)，2019，6（1）：42-48.

[2]陳博，范繼紅，韓振芹，等.中國(guó)櫸屬植物研究與利用現(xiàn)狀[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，57（8）：9-13，16.

[3]張若晨，陳蓮蕓，王良民.珍稀鄉(xiāng)土樹(shù)種大果櫸在國(guó)土綠化中的應(yīng)用[J].山西林業(yè)科技，2010，39（1）：38-41.

[4]竇全琴，焦秀潔，張敏，等.土壤NaCl含量對(duì)櫸樹(shù)幼苗生理特性的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)，2019，29（10）：2063-2069.

[5]王志和，嚴(yán)亞斌，張敏，等.鹽脅迫對(duì)櫸樹(shù)種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響[J].江蘇林業(yè)科技，2009，36（2）：15-18.

[6]汪曉麗，譚彥，伍江波，等.大葉櫸幼苗對(duì)NaHCO3脅迫的生理響應(yīng)[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，02：448-453.

[7]張韞.土壤·水·植物理化分析教程[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2011.

[8]李少朋，陳昢圳，周藝藝，等.生物炭施用對(duì)濱海鹽堿土速效養(yǎng)分和酶活性的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，50（7）：1460-1465.

[9]韓浩章，李素華，張麗華，等.Na2CO3和NaHCO3混合處理對(duì)猴樟幼苗養(yǎng)分吸收的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，47（8）：8-14.

[10]Ruiz K B，Biondi S，Martinez E A，etal.Quinoa-a model crop for understanding salt-tolerance mechanisms inhalophytes[J].Plant Biosystems，2016，150（2）：357-371.

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

[12]賈旭梅，朱燕芳，王海，等.垂絲海棠應(yīng)對(duì)鹽堿復(fù)合脅迫的生理響應(yīng)研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，39（17）：1-13.

[13]劉建新，王金成，賈海燕.燕麥幼苗對(duì)鹽脅迫和堿脅迫的生理響應(yīng)差異[J].水土保持學(xué)報(bào)，2015，29（5）：331-336.

（責(zé)編：張宏民）