NaCl脅迫對黑籽南瓜生長和生理特性的影響

高婷 張杰 馬瑞紅

摘要：分別采用0、50、100、150 mmol/L NaCl溶液脅迫處理黑籽南瓜（Cucurbita ficifolia Bouché）幼苗，處理后8、18 d分別測定幼苗丙二醛（MDA）、可溶性糖含量及過氧化氫酶（CAT）活性，處理后18 d測定幼苗主根長、莖粗、葉形指數(shù)等生長指標(biāo)。結(jié)果表明，隨NaCl脅迫濃度的增加，黑籽南瓜幼苗葉片MDA含量、CAT活性呈先增后降趨勢，幼苗主根長、莖粗呈降低趨勢，其中主根長受鹽脅迫的影響較大，下降較為明顯;隨NaCl脅迫濃度的增加，處理8 d時的黑籽南瓜幼苗葉片可溶性糖含量呈增加趨勢，處理18 d時的可溶性糖含量、葉形指數(shù)相互間差異不顯著（P>005）。黑籽南瓜幼苗具有一定的耐鹽性，可選擇作為黃瓜的耐鹽性砧木。

關(guān)鍵詞：黑籽南瓜;鹽脅迫;NaCl;丙二醛;生理特性;可溶性糖;過氧化氫酶

中圖分類號：S642.101?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號：1002-1302（2020）06-0122-03

土壤鹽漬化是影響作物生長的主要因素之一，鹽脅迫可通過滲透脅迫、離子毒害、營養(yǎng)失衡等引起植物體內(nèi)生理生化發(fā)生改變[1]，最直接的傷害是細(xì)胞膜損傷，進(jìn)而抑制植株生長，降低果實(shí)產(chǎn)量。目前，為滿足蔬菜市場需求，反季節(jié)栽培及大量肥料的盲目使用已導(dǎo)致土壤鹽漬化加劇[2]，而選育耐鹽品種，研究耐鹽機(jī)制變得尤為重要。

不同植物的耐鹽性不同，蔬菜作物的耐鹽性普遍較弱[3]。黑籽南瓜（Cucurbita ficifolia Bouché）為南瓜屬1年生或多年生草本蔓性植物，對低溫、鹽脅迫等逆境有一定的抗性。有研究表明，以黑籽南瓜作為黃瓜砧木，能增強(qiáng)黃瓜對鹽脅迫的抗性，降低鹽害指數(shù)[4-7]。有關(guān)黑籽南瓜耐鹽生理生化機(jī)制方面，朱進(jìn)等研究發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫下，黑籽南瓜丙二醛（MDA）含量增高，超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）活性增強(qiáng)[8];蔡雁平等研究發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫狀態(tài)下，黑籽南瓜發(fā)芽率幾乎不受影響，SOD活性有所下降，但比黃瓜和嫁接苗來說下降程度小[9]。但周俊國等研究認(rèn)為，以黑籽南瓜為砧木，NaCl脅迫不僅會降低嫁接黃瓜的產(chǎn)量，而且還影響其果實(shí)品質(zhì)，果實(shí)畸形率升高，風(fēng)味變差，果實(shí)維生素C、游離氨基酸、可溶性糖含量及果實(shí)含水量減少，而纖維素、可滴定酸含量升高[10]。本試驗(yàn)通過對云南黑籽南瓜幼苗采取不同濃度的NaCl脅迫，考察其對黑籽南瓜幼苗葉片MDA含量、可溶性糖含量、過氧化氫酶活性（CAT）及幼苗生長指標(biāo)的影響，以助于對黑籽南瓜幼苗耐鹽機(jī)制作進(jìn)一步解析，為耐鹽材料的篩選奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

綠皮黑籽南瓜種子，由云南農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜基地提供。

1.2 試驗(yàn)處理

選取飽滿的綠皮黑籽南瓜種子，10% H2O2浸泡1 h;流水沖洗5～6次，放入帶濾紙的培養(yǎng)皿中，28 ℃暗培養(yǎng)至露白;移栽至裝有滅過菌基質(zhì)的盆缽中，待子葉展開，每天澆灌等量濃度分別為0、50、100、150 mmol/L的NaCl溶液，重復(fù)3次。

1.3 測定內(nèi)容與方法

澆灌處理8、18 d時，分別采集幼苗第1片真葉，分別采用硫代巴比妥酸（TBA）法、蒽酮比色法、氧量法測定其丙二醛（MDA）含量、可溶性糖含量、過氧化氫酶活性（CAT）等生理指標(biāo)[11]。同時，于處理18 d時采用直尺和游標(biāo)卡尺測量幼苗主根長、莖粗、葉片大小等生長指標(biāo)，計(jì)算葉形指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010對試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，采用DPS 6.55軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對黑籽南瓜幼苗葉片MDA含量的影響

由圖1可見，隨著鹽濃度的升高，黑籽南瓜幼苗葉片MDA含量呈先增后減趨勢，NaCl濃度為100 mmol/L時，MDA含量相對最高，顯著高于NaCl濃度為0、50 mmol/L處理的（P<0.05），與150 mmol/L處理的差異不顯著（P>0.05）;對同一NaCl脅迫濃度而言，脅迫8 d時的MDA含量始終高于脅迫18 d的，說明隨著苗齡的增加，黑籽南瓜幼苗耐鹽性可能增強(qiáng)。

2.2 鹽脅迫對黑籽南瓜幼苗葉片可溶性糖含量的影響

由圖2可見，脅迫處理8 d時，NaCl濃度為50、100、150 mmol/L處理的黑籽南瓜幼苗葉片可溶性糖含量顯著高于無鹽脅迫狀態(tài)（0 mmol/L NaCl）（P<0.05），但這幾個濃度處理相互間差異不顯著（P>0.05），說明短期鹽脅迫可能促進(jìn)葉片可溶性糖的積累，是植物對逆境脅迫的一種響應(yīng);脅迫處理18 d時，不同濃度鹽脅迫處理的黑籽南瓜幼苗葉片可溶性糖含量相互間差異不顯著，且均低于脅迫處理8 d時的可溶性糖含量，說明苗齡增大，黑籽南瓜幼苗的耐鹽性增強(qiáng)。

2.3 鹽脅迫對黑籽南瓜幼苗葉片過氧化氫酶（CAT）活性的影響

由圖3可見，隨NaCl脅迫濃度的升高，黑籽南

瓜幼苗葉片過氧化氫酶活性呈先升后降趨勢;脅迫處理8 d時，NaCl濃度為100 mmol/L處理的黑籽南瓜幼苗葉片過氧化氫酶活性相對最高，而此時MDA含量也相對最高，說明逆境脅迫下植物細(xì)胞膜脂過氧化會產(chǎn)生MDA，而為保持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，會相應(yīng)產(chǎn)生CAT以清除多余的活性氧，當(dāng)NaCl濃度達(dá)到 150 mmol/L 時，CAT活性較NaCl 100 mmol/L處理的有顯著下降（P<0.05）;脅迫處理18 d時，NaCl濃度為50 mmol/L處理的黑籽南瓜幼苗葉片過氧化氫酶活性相對最高，顯著高于其他處理;對同一NaCl脅迫濃度而言，脅迫8 d時的CAT含量始終高于脅迫18 d的。

2.4 鹽脅迫對黑籽南瓜幼苗生長指標(biāo)的影響

由表1可見，隨NaCl脅迫濃度的升高，黑籽南瓜幼苗莖粗、主根長呈降低趨勢，其中主根長受鹽脅迫的影響相對最大，減小趨勢最為明顯，而葉形指數(shù)相互間差異不顯著（P>0.05）;NaCl脅迫濃度為150 mmol/L的黑籽南瓜幼苗莖粗顯著低于無鹽脅迫的（P<0.05）。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，在150 mmol/L NaCl脅迫下黑籽南瓜幼苗無植株死亡，說明150 mmol/L NaCl不是黑籽南瓜幼苗受鹽脅迫的致死濃度。

3 結(jié)論與討論

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的重要產(chǎn)物之一，在一定程度上MDA含量高低可表示細(xì)胞膜脂過氧化程度和植物對逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱[12]。陳金龍對枸杞進(jìn)行不同濃度的NaCl處理，結(jié)果表明，MDA含量與鹽濃度成正比[13]。孫偉澤等研究表明，隨鹽濃度升高，苜蓿葉片中丙二醛含量呈逐漸上升趨勢，并隨脅迫時間的延伸，丙二醛含量逐漸下降，這說明隨著時間推移，植株對鹽脅迫產(chǎn)生適應(yīng)性[14]。本試驗(yàn)中，NaCl脅迫處理8、18 d時，黑籽南瓜幼苗葉片MDA含量隨鹽濃度的升高呈先升后降趨勢，而鹽脅迫處理18 d的丙二醛含量均低于脅迫處理8 d的，說明黑籽南瓜幼苗對鹽脅迫可能產(chǎn)生適應(yīng)性，也有可能是由于黑籽南瓜幼苗苗齡增大，植株抵御不良環(huán)境的能力增強(qiáng)，這與Khoshgoftarmanesh等的研究結(jié)論[15]較為吻合。

可溶性糖是生物體內(nèi)重要的細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，而過氧化氫酶（CAT）是植物保護(hù)酶之一，可通過清除逆境下膜脂氧化產(chǎn)生的活性氧來維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。任貴軍研究表明，在一定鹽脅迫范圍內(nèi)，植物通過自身保護(hù)酶系統(tǒng)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累來有效降低活性氧的傷害[16]。Xiao等以互花米草為材料進(jìn)行梯度鹽脅迫處理發(fā)現(xiàn)，可溶性糖含量與脅迫鹽濃度成正比，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)是互花米草響應(yīng)鹽脅迫的關(guān)鍵因子，其含量變化可作為耐鹽性的一個指標(biāo)[17]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，鹽脅迫8 d時，黑籽南瓜幼苗葉片可溶性含量較清水處理有顯著升高（P<0.05），而在鹽脅迫18 d時相互間差異不顯著（P>0.05），可能是苗齡較大的黑籽南瓜幼苗對NaCl耐性增強(qiáng)有關(guān);隨NaCl脅迫濃度的升高，黑籽南瓜幼苗葉片過氧化氫酶活性呈先升后降趨勢，與賈漫麗等的研究結(jié)果[18]一致。

有研究表明，NaCl脅迫濃度為50 mmol/L時，可促進(jìn)馬齒莧、黃花菜等根的生長，之后隨NaCl濃度的升高，根生長逐步受到抑制[19-20]。張鳳銀等研究不同菜豆品種對NaCl鹽脅迫的響應(yīng)時發(fā)現(xiàn)，高濃度鹽溶液處理會降低菜豆幼苗的根長，低濃度處理對幼苗生長指標(biāo)的影響與NaCl濃度、品種有關(guān)[21]。本研究結(jié)果表明，黑籽南瓜葉形指數(shù)受NaCl脅迫濃度的影響不大，而主根生長受到明顯的抑制，隨脅迫鹽濃度的升高，黑籽南瓜幼苗主根長有明顯減小。

綜上可見，黑籽南瓜幼苗對鹽脅迫具有一定的適應(yīng)性，可選擇作為黃瓜的耐鹽性砧木，而其具體的抗鹽機(jī)制還須進(jìn)一步挖掘闡明。

參考文獻(xiàn)：

[1]Gorham J，Wyn-Jones R G，McDonnell E. Some mechanism of salt tolerance in crop plants[J]. Plant and Soil，1985，89（1/2/3）：15-40.

[2]王俊生. 蔬菜大棚土壤退化及其修復(fù)[J]. 河北農(nóng)業(yè)，2018（8）：28-29.

[3]Shannon M C，Grieve C M. Tolerance of vegetable crops to salinity[J]. Scientia Horticulturae，1998，78（1/2/3/4）：5-38.

[4]田雪梅，魏 珉，劉 青，等. 不同抗性砧木嫁接黃瓜幼苗對NaCl脅迫的生理響應(yīng)[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，23（1）：147-153.

[5]張永平. 硝普鈉對肉桂酸處理黃瓜和黑籽南瓜根生理特性的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，47（2）：1-6.

[6]Huang Y，Bie Z L，He S P，et al. Improving cucumber tolerance to major nutrients induced salinity by grafting onto Cucurbita ficifolia[J]. Environmental and Experimental Botany，2010，69（1）：32-38.

[7]Zhou J G，Hu H L，Li X Z，et al. Effects of rootstock on fruit yield and quality of hydroponically cultivated grafted cucumber under NaCl stress[J]. Acta Horticulturae，2010（871）：63-70.

[8]朱 進(jìn)，別之龍. NaCl脅迫下溫室內(nèi)兩個砧木的生理響應(yīng)機(jī)制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24（8）：227-231.

[9]蔡雁平，袁祖華，孫小武. 鹽脅迫下嫁接黃瓜和自根黃瓜幼苗的保護(hù)酶活性變化[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，34（5）：554-556.

[10]周俊國，扈惠靈. NaCl脅迫對不同砧木的嫁接黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，24（4）：851-855.

[11]葉尚紅，張志明，陳疏影. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)教程[M]. 昆明：云南科技出版社，2004.

[12]陳 貴，胡文玉，謝甫綈，等. 提取植物體內(nèi)MDA的溶劑及MDA作為衰老指標(biāo)的探討[J]. 植物生理學(xué)通訊，1991，27（1）：44-46.

[13]陳金龍. 不同濃度鹽分脅迫對枸杞生理指標(biāo)的影響[J]. 林業(yè)科技通訊，2001（8）：68-72.

[14]孫偉澤，韓 博，胡曉寧，等. 不同濃度鹽脅迫下苜蓿丙二醛含量變化[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（5）：1905-1906，1911.

[15]Khoshgoftarmanesh A H，Khodarahmi S，Haghighi M. Effect of silicon nutrition on lipid peroxidation and antioxidant response of cucumber plants exposed to salinity stress[J]. Archives of Agronomy and Soil Science，2014，60（5）：639-653.

[16]任貴軍.干旱脅迫對油松生理指標(biāo)的影響[J]. 遼寧林業(yè)科技，2018（5）：1-2.

[17]Xiao Q，Zheng H，Chen Y，et al. Effects of salinity on the growth and proline，soluble sugar and protein contents of Spartina alterniflora[J]. Chinese Journal of Ecology，2005，24（4）：373-376.

[18]賈漫麗，李 娜，李季生，等. 鹽脅迫對4個桑樹品種生理生化特性的影響[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，31（5）：96-101.

[19]胡水清青.杜紅梅. NaCl處理對馬齒莧植株生長的影響[J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)科學(xué)版），2018，36（5）：67-72.

[20]韓志平，張海霞，劉 沖，等. NaCl脅迫對黃花菜生長和生理特性的影響[J]. 西北植物學(xué)報(bào)，2018，38（9）：1700-1706.

[21]張鳳銀，陳禪友，高紅霞. 不同菜豆品種對NaCl鹽脅迫的響應(yīng)[J]. 江漢大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，46（4）：293-298.賴 洋，朱 軍，王 杰，等. 烏魯木齊市冬季常綠植物園林應(yīng)用價值評價[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（6）：138-146.