甜菜堿對鹽脅迫下糯玉米幼苗代謝物的影響

莫朝牧，向春陽，王璐瑤

（天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300384）

土壤鹽漬化嚴重影響了農(nóng)作物的生長發(fā)育，全國土壤鹽漬化面積受各種因素的影響不斷增大[1]，天津市鹽漬化土地面積約占天津市總土地面積的65.8%。目前，利用鹽漬化土壤的有效方法主要是種植耐鹽植物[2]和施用提高作物耐鹽性的外源物[3]。施加外源物質(zhì)有利于提高玉米的耐鹽性[4-5]。甜菜堿作為一種非毒性小分子物質(zhì)廣泛分布于各種植物中，玉米植株也能積累大量的甜菜堿。甜菜堿在植物體內(nèi)參與了滲透調(diào)節(jié)、離子的吸收與轉(zhuǎn)移等以提高植物的抗逆性[6]。外源甜菜堿通過促進玉米幼苗地上部和根系的生長，減輕NaCl脅迫對玉米幼苗生長的抑制[7-8]，但甜菜堿對玉米幼苗生理方面影響的研究較少，尤其在糯玉米幼苗代謝物方面的研究更少。本試驗選擇糯玉米品種，探究在鹽脅迫下，甜菜堿對糯玉米幼苗代謝物的影響，為糯玉米抗鹽性研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

糯玉米品種為“潤糯73”，由天津中天潤農(nóng)科技有限公司提供。

1.2 試驗方法

挑選飽滿一致的糯玉米種子，用1%的次氯酸鈉溶液消毒10 min，清水沖洗干凈，分別用水和3 mmol·L-1的甜菜堿浸種60 s，播于不同鹽分土壤為基質(zhì)的花盆中，每盆均勻播種10穴。不同土壤的含鹽量為0.04%，0.20%，0.35%，0.52%和0.68%，分別用0，40，80，120和160 mmol·L-1的NaCl溶液調(diào)節(jié)。出苗高度達到5 cm時各處理組再噴施甜菜堿5 mL。幼苗長到15 cm時測定葉片中的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛含量。

1.3 測定項目與方法

可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，MDA含量采用TBA法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定，脯氨酸含量采用比色法測定。試劑盒由南京建成試劑公司生產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013軟件分析數(shù)據(jù)并作圖，采用SPSS Statistics 25軟件統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜菜堿對鹽脅迫下糯玉米葉片中MDA含量的影響

由圖1可見，對照組的MDA含量隨著鹽濃度的升高而顯著增加，達到一定程度顯著下降，甜菜堿處理組的表現(xiàn)趨勢相同。在不同含鹽量下，甜菜堿處理組的MDA含量比對照組的MDA含量均顯著下降。通過MDA含量的變化可以看出，甜菜堿能顯著降低鹽脅迫下的糯玉米幼苗中MDA的積累，顯著提高糯玉米幼苗的抗鹽能力。

圖1 不同鹽濃度下糯玉米葉片中的丙二醛含量

2.2 甜菜堿對鹽脅迫下糯玉米葉片中脯氨酸含量的影響

在逆境中，脯氨酸作為生理滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量增加能有效提高細胞吸水或保水能力。通過圖2可以看出，隨著土壤鹽濃度的提高，糯玉米幼苗可顯著地積累一定量的脯氨酸。各種鹽含量下，甜菜堿處理組糯玉米幼苗中的脯氨酸含量比對照組顯著增加。在0.04%鹽含量時，用甜菜堿處理的脯氨酸含量比對照提高了12.56%；在0.20%鹽含量時提高最大，達23.68%；在最高處理的0.68%鹽含量時，用甜菜堿處理的脯氨酸含量也顯著提高了8.46%。可以看出，甜菜堿從滲透調(diào)節(jié)角度能提高糯玉米幼苗的抗鹽性。

圖2 不同鹽濃度下糯玉米葉片中的脯氨酸含量

2.3 甜菜堿對鹽脅迫下糯玉米葉片中可溶性糖含量的影響

可溶性糖既是一種作物代謝物，也是一種生理滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，增加作物體內(nèi)的含量也能提高作物細胞的吸水能力。通過圖3可以看出，在前4種鹽含量處理下，甜菜堿處理組糯玉米幼苗中的可溶性糖含量比對照組顯著增加，也是表現(xiàn)在0.20%鹽含量時，達10.56%。在0.68%鹽含量的高鹽脅迫下，甜菜堿處理組糯玉米幼苗中的可溶性糖含量比對照組增加不顯著。從可溶性糖的滲透調(diào)節(jié)角度看，甜菜堿在一定的鹽含量范圍內(nèi)能提高糯玉米幼苗的抗鹽性。

圖3 不同鹽濃度下糯玉米葉片中的可溶性糖含量

2.4 甜菜堿對鹽脅迫下糯玉米葉片中可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白在作物體內(nèi)也能提高細胞的保水能力，在鹽脅迫下對細胞有一定的保護作用。從圖4可以看出，在0.04%～0.35%的鹽含量范圍內(nèi)，對照組和處理組均表現(xiàn)出隨著鹽含量的增加，糯玉米幼苗中可溶性蛋白含量顯著增加；在0.35%～0.68%的鹽含量范圍內(nèi)，對照組和處理組均表現(xiàn)出隨著鹽含量的增加糯玉米幼苗中可溶性蛋白含量顯著降低。低鹽含量（0.20%）處理下，甜菜堿處理組糯玉米幼苗中的可溶性蛋白含量比對照組可溶性蛋白含量增加不顯著；在其他鹽含量處理下，甜菜堿處理組糯玉米幼苗中的可溶性蛋白含量均顯著高于對照組。從可溶性蛋白的滲透調(diào)節(jié)角度看，甜菜堿在較高鹽含量下能提高糯玉米幼苗的抗鹽性。

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，采用甜菜堿處理糯玉米種子和幼苗，能顯著提高鹽脅迫下糯玉米幼苗中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量。提高脯氨酸含量這一結(jié)果與翟乃家等[9]在棉花研究的結(jié)果相同。甜菜堿處理也能顯著降低糯玉米幼苗丙二醛的含量，這一結(jié)果與楊洪兵[10]在蕎麥上的研究結(jié)果一致。

研究表明，甜菜堿處理能通過增減滲透調(diào)節(jié)物的含量以緩解鹽脅迫對糯玉米幼苗的傷害。甜菜堿處理可作為鹽脅迫條件下糯玉米種子的萌發(fā)能力提升和幼苗生長的有效方法。但甜菜堿在鹽脅迫下對糯玉米后期生長的影響有待進一步深入研究。