國(guó)槐無(wú)性系對(duì)NaCl脅迫的生長(zhǎng)生理響應(yīng)及耐鹽性綜合評(píng)價(jià)

付茵茵，閆文瀟，王友曉，龐彩紅，李雙云，周繼磊，閔旭峰，劉盛芳，臧真榮，亓玉昆，夏 陽(yáng)

（1山東省林業(yè)科學(xué)研究院/山東省林木遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250014；2山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山東 泰安 271018；3中山陵園管理局，南京 210014；4山東省林木種苗和花卉站，濟(jì)南 250014；5棗莊市山亭區(qū)自然資源局，山東 棗莊 277100）

0 引言

國(guó)內(nèi)鹽堿地總面積達(dá)9913萬(wàn)hm2，從沿海到內(nèi)陸均有分布，約占全國(guó)土地面積的10%，分布在23個(gè)省、市、自治區(qū)[1]，且面積還在不斷增加，這既是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙因子，也是重要的后備土地資源[2]。土壤鹽堿化已經(jīng)成為備受矚目的全球性問(wèn)題[3-5]。改良和利用鹽堿土已經(jīng)成為確?！案丶t線(xiàn)”不被突破，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段[6]。Ren等[7]通過(guò)對(duì)水稻開(kāi)展鹽脅迫適應(yīng)性的基礎(chǔ)研究，選育和培育出了許多耐鹽堿性強(qiáng)的水稻品種，大大提高了作物在鹽堿地上的產(chǎn)量，使通過(guò)選育和培育耐鹽堿性強(qiáng)的植物品種種植在鹽堿地上成為生物改良的主要手段。相關(guān)研究表明，植物形成了一系列復(fù)雜的生理機(jī)制，包括激素調(diào)節(jié)、滲透調(diào)節(jié)、活性氧清除、多胺及信號(hào)分子調(diào)節(jié)等來(lái)抵抗鹽脅迫[5,8]。因此，通過(guò)研究鹽脅迫下植物的生理指標(biāo)進(jìn)行綜合定量評(píng)價(jià)，是耐鹽植物新品種選育的重要依據(jù)。

國(guó)槐(Sophora japonica)屬于豆科(Leguminocae)蝶形花亞科(Papilionoideae)肉果屬(Styphnolobium)，又名槐樹(shù)、家槐、黑槐、槐花木、守宮槐、槐花樹(shù)、豆槐、金藥樹(shù)等[9]，是中國(guó)栽培最為普遍的集觀(guān)賞、藥用、材用等多用途為一體的人文鄉(xiāng)土樹(shù)種[10]。目前關(guān)于植物鹽脅迫的研究常見(jiàn)于水稻、黃蜀葵、甜瓜等農(nóng)作物和中草藥等草本植物[11-13]，木本植物的耐鹽性研究主要集中在楊樹(shù)、柳樹(shù)和絨毛白蠟[14-16]等樹(shù)種上，國(guó)槐的鹽脅迫研究?jī)H見(jiàn)于氣孔導(dǎo)度和光合作用的研究[17-18]，對(duì)于鹽脅迫的研究鮮有報(bào)道。篩選作物的耐鹽品種且加以利用是鹽堿土改良和利用的有效措施[3,19]，分析鹽脅迫下植物的生理效應(yīng)和分子機(jī)制是培育耐鹽植物的關(guān)鍵[20]。鑒于此，筆者以收集的山東省1000余份種質(zhì)資源為基礎(chǔ)，通過(guò)田間耐鹽實(shí)驗(yàn)，篩選出4份在不同地域鹽堿地上生長(zhǎng)優(yōu)良的無(wú)性系，以山東省現(xiàn)有良種為對(duì)照，以5個(gè)無(wú)性系盆栽2年生植株為試材，運(yùn)用主成分分析對(duì)其綜合評(píng)價(jià)抗性指標(biāo)進(jìn)行，以期了解其在鹽脅迫下的抗逆機(jī)理，同時(shí)為合理選用鹽堿地造林材料提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

以山東省林業(yè)科學(xué)研究院選育的無(wú)性系564（A處理）、‘華夏’（B處理）、‘華碩’（D處理）、‘嫣紅3號(hào)’（E處理）4份無(wú)性系為試材，山東省國(guó)槐良種‘魯槐1號(hào)’（C處理）為對(duì)照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

供試材料為2年生嫁接苗。2017年3月8日從苗圃挖取幼苗，移栽至裝有培養(yǎng)土（按土7份、沙2份，腐熟有機(jī)肥1份比例配制）的塑料花盆（外口徑38 cm、內(nèi)口徑32 cm、高28 cm、底部直徑25 cm）內(nèi)育苗。盆土17 kg，每個(gè)無(wú)性系栽30盆，每盆1株。

試驗(yàn)在山東省濟(jì)南市歷城區(qū)的山東省林業(yè)科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)苗圃智能溫室（溫度25～35℃，濕度70%～90%）內(nèi)進(jìn)行。

1.2 研究方法

每個(gè)無(wú)性系各選取24株冠形均勻長(zhǎng)勢(shì)基本一致、莖粗大致相同的苗木進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在嫁接口高為10 cm處平茬，對(duì)苗木進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)管理，土壤含水量一般維持在70%～90%。于2017年8月1日進(jìn)行NaCl濃度0‰、0.2‰、0.4‰、0.6‰處理，各處理按照盆土干重所加NaCl質(zhì)量分別為0、34、68、102 g。將NaCl溶液澆入盆中，每個(gè)處理重復(fù)6株。每盆苗木下放置塑料托盤(pán)，以防止土壤溶液流失，在每次澆水后把托盤(pán)內(nèi)液體回澆到盆內(nèi)，以保持盆內(nèi)土壤的含鹽量。整個(gè)實(shí)驗(yàn)處理過(guò)程為45天，并在9月14日8:30采樣，用冰袋冷藏帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，測(cè)定每個(gè)處理內(nèi)參試苗木苗高H0和地徑B0，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再測(cè)定苗高H1和地徑B1，苗高增長(zhǎng)量為H1-H0，地徑增長(zhǎng)量為B1-B0，測(cè)量工具為鋼卷尺和游標(biāo)卡尺。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，測(cè)定參試苗木的生物量。將參試苗木的根系、枝條、葉子用水清洗干凈后于105℃烘箱烘干至恒重，使用電子秤稱(chēng)量質(zhì)量。

1.3.2 生理指標(biāo)測(cè)定 葉綠素含量測(cè)定采用乙醇提取法；細(xì)胞膜透性測(cè)定采用電導(dǎo)儀法測(cè)定；丙二醛(MDA)含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法測(cè)定；脯氨酸(Pro)含量測(cè)定采用酸性茚三酮法；SOD活性測(cè)定采用NBT還原法；POD活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法；CAT活性測(cè)定采用紫外吸收法[21]。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及柱狀圖的繪制使用Microsoft Excel進(jìn)行，用SPSS 20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析、多重比較（Duncan’s法）及主成分分析，采用主成分分析法對(duì)5個(gè)無(wú)性系的耐鹽堿能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)苗高增長(zhǎng)量的影響

由圖1可以看出，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的苗高增長(zhǎng)量隨著NaCl處理濃度的增加而明顯下降?！A夏’在4‰和6‰NaCl脅迫下高生長(zhǎng)量均高于對(duì)照，‘華夏’和‘華碩’在4‰NaCl處理下的苗高增長(zhǎng)量最大，且與對(duì)照及其他無(wú)性系差異達(dá)到顯著水平，在6‰NaCl處理下‘華夏’與其他無(wú)性系苗高增長(zhǎng)量差異達(dá)到顯著水平。無(wú)性系的苗高增長(zhǎng)量較對(duì)照水平下降幅度最小的為‘華夏’(49.8%)，下降幅度最大的為無(wú)性系564(62.1%)。

圖1 NaCl脅迫對(duì)苗高增長(zhǎng)量的影響

2.2 NaCl脅迫對(duì)地徑增長(zhǎng)量的影響

由圖2可以看出，5個(gè)無(wú)性系的地徑增長(zhǎng)量隨著NaCl處理濃度的增加表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)?！A夏’在4‰處理和6‰處理下的地徑增長(zhǎng)量均是最大，且與其他無(wú)性系地徑增長(zhǎng)量差異達(dá)到顯著水平。在4‰處理下，‘華夏’地徑增長(zhǎng)量較對(duì)照下降幅度最小，為25.78%，其次為‘華碩’(33.36%)和‘嫣紅3號(hào)’(34.21%)，下降幅度最大的為無(wú)性系564(39.46%)。

圖2 NaCl脅迫對(duì)地徑增長(zhǎng)量的影響

2.3 NaCl脅迫對(duì)生物量的影響

如圖3所示，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的生物量隨著NaCl處理濃度的增加而下降。在對(duì)照和2‰處理下，生物量最大的為無(wú)性系456，最小的為‘嫣紅3號(hào)’，但各無(wú)性系生物量差異不顯著，且兩種水平下，生物量差異不明顯，表明在2‰處理下，國(guó)槐無(wú)性系受抑制程度非常小，可正常生長(zhǎng)。在4‰NaCl處理下，生物量最大的為‘華夏’，與其他無(wú)性系差異顯著，與對(duì)照相比，其下降幅度為18.08%，受抑制程度最小，其次為‘華碩’，與對(duì)照相比其下降幅度為23.61%，苗木生長(zhǎng)受到抑制；在6‰處理下，生物量最大的為‘華夏’，與其他無(wú)性系差異顯著，與對(duì)照相比，其下降幅度為30.44%，生物量最小的為‘嫣紅3號(hào)’，與其他無(wú)性系差異顯著，與對(duì)照相比，其下降幅度為38.54%，苗木生長(zhǎng)受到明顯抑制。

圖3 NaCl脅迫對(duì)生物量的影響

2.4 NaCl脅迫對(duì)葉綠素含量的影響

隨著NaCl處理濃度的增加，各無(wú)性系的葉綠素含量均呈下降趨勢(shì)（圖4）。與對(duì)照相比，在2‰處理下，‘華夏’的葉綠素含量下降幅度最小，為5.82%，‘華碩’的下降幅度最大，為32.29%，葉綠素含量排在前3位的為‘華夏’、‘魯槐1號(hào)’、無(wú)性系564，與已推廣良種‘魯槐1號(hào)’差異不顯著。此時(shí)，苗木還能正常生長(zhǎng)。在4‰處理下，‘嫣紅3號(hào)’葉綠素含量下降幅度最小(16.17%)，無(wú)性系564下降幅度最大(35.30%)，葉綠素含量排在前3位的為‘嫣紅3號(hào)’、‘魯槐1號(hào)’、‘華碩’。在6‰處理下，葉綠素含量最大的為‘華夏’。‘嫣紅3號(hào)’葉綠素含量下降幅度最小(39.16%)，無(wú)性系564下降幅度最大(48%)，NaCl脅迫的抑制作用達(dá)到最大。

圖4 NaCl脅迫對(duì)葉綠素含量的影響

2.5 NaCl脅迫對(duì)MDA含量的影響

隨著NaCl處理濃度的增加，各無(wú)性系的丙二醛含量均呈上升趨勢(shì)（圖5）。與對(duì)照相比，在2‰處理下，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的增幅均在500%以上，MDA含量較低的為‘華碩’、‘嫣紅3號(hào)’、‘華夏’，與‘魯槐1號(hào)’差異顯著。在4‰NaCl處理下，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的增幅明顯增大，MDA較低的為‘華碩’、‘華夏’、‘嫣紅3號(hào)’，與‘魯槐1號(hào)’差異顯著。在6‰處理下，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的增幅明顯增大，MDA最低的為‘華夏’，與‘魯槐1號(hào)’差異顯著。在2‰和4‰NaCl處理下MDA含量一直較低的‘華碩’在6‰處理下急劇增長(zhǎng)，表明‘華碩’并不耐高鹽。

圖5 NaCl脅迫對(duì)MDA含量的影響

2.6 NaCl脅迫對(duì)SOD活性的影響

隨著NaCl處理濃度的增加，各無(wú)性系的SOD活性均呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)（圖6）。與對(duì)照相比，在2‰NaCl處理下，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的SOD活性達(dá)到最大，與對(duì)照相比，增幅由大到小依次為‘華夏’、‘華碩’、‘嫣紅3號(hào)’、‘魯槐1號(hào)’、無(wú)性系564。在4‰和6‰NaCl處理下，SOD活性出現(xiàn)下降，‘魯槐1號(hào)’和‘華碩’活性較大，高于‘嫣紅3號(hào)’、‘華夏’和無(wú)性系564。

圖6 NaCl脅迫對(duì)SOD活性的影響

2.7 NaCl脅迫對(duì)CAT活性的影響

由圖7可以看出，在不同濃度NaCl處理下，國(guó)槐葉內(nèi)CAT活性較對(duì)照有明顯增長(zhǎng)，在脅迫初期CAT活性隨處理濃度的增加呈上升趨勢(shì)，且‘華夏’和‘魯槐1號(hào)’在4‰鹽濃處理下活性值達(dá)到最大，而后其活性呈下降趨勢(shì)，而無(wú)性系564和‘華碩’在2‰和4‰NaCl處理下活性值相當(dāng)，推測(cè)這2個(gè)無(wú)性系的CAT活性值高峰應(yīng)出現(xiàn)在2‰到4‰值高峰應(yīng)處理之間，‘嫣紅3號(hào)’的CAT在2‰處理下達(dá)到最高值。由此推測(cè)，‘嫣紅3號(hào)’、無(wú)性系564和‘華碩’比‘華夏’和‘魯槐1號(hào)’更早在CAT活性值上達(dá)到高峰，在耐鹽抗逆方面不如后者。

圖7 NaCl脅迫對(duì)CAT活性的影響

2.8 NaCl脅迫對(duì)POD活性的影響

由圖8可以看出，在不同濃度NaCl處理下，國(guó)槐葉內(nèi)POD活性呈先增長(zhǎng)后下降的趨勢(shì)，在脅迫初期POD活性隨處理濃度的增加呈上升趨勢(shì)，在4‰處理下活性值達(dá)到最大，而后其活性呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明4‰處理是國(guó)槐能承受的最大閾值。在4‰處理下，‘華夏’和‘魯槐1號(hào)’POD活性值最大。在6‰NaCl處理下，‘華碩’活性值最低，且與其他無(wú)性系差異顯著，由此推測(cè)，‘華夏’和‘魯槐1號(hào)’在耐鹽抗逆性方面優(yōu)于其他無(wú)性系，且‘華碩’比其他無(wú)性系不耐高鹽。

圖8 NaCl脅迫對(duì)POD活性的影響

2.9 NaCl脅迫對(duì)細(xì)胞膜透性的影響

隨著NaCl處理濃度的增加，各國(guó)槐無(wú)性系的細(xì)胞膜透性均表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)（圖9）。在4‰處理下，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的膜透性與對(duì)照相比明顯增大，除‘嫣紅3號(hào)’外其他國(guó)槐增幅均在61%以上?！碳t3號(hào)’、‘華碩’膜透性較低，與其他無(wú)性系差異顯著。在6‰NaCl處理下，各國(guó)槐無(wú)性系的膜透性達(dá)到最大，‘華碩’膜透性最高，是最低‘華夏’的1.21倍，膜透性較低的為‘華夏’和‘嫣紅3號(hào)’，與其他國(guó)槐無(wú)性系差異顯著。

圖9 NaCl脅迫對(duì)細(xì)胞膜透性的影響

2.10 NaCl脅迫對(duì)脯氨酸含量的影響

隨著NaCl處理濃度的增加，各國(guó)槐無(wú)性系的脯氨酸含量均呈上升趨勢(shì)（圖10）。在2‰處理下，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的脯氨酸含量差異并不顯著。在4‰NaCl處理下，‘魯槐1號(hào)’、‘華碩’、‘嫣紅3號(hào)’脯氨酸含量最高，顯著高于其他無(wú)性系。在6‰NaCl處理下，‘華夏’、‘華碩’脯氨酸含量最高，與其他無(wú)性系差異顯著。

圖10 NaCl脅迫對(duì)脯氨酸含量的影響

2.11 各指標(biāo)的相關(guān)性分析

對(duì)6‰NaCl處理下的5個(gè)無(wú)性系各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表1）表明，苗高增長(zhǎng)量與生物量、葉綠素、MDA、脯氨酸呈相關(guān)性，MDA與細(xì)胞膜透性、SOD、POD、生物量呈相關(guān)性，脯氨酸與CAT呈相關(guān)性。生長(zhǎng)指標(biāo)和生理指標(biāo)之間以及生理指標(biāo)和生理指標(biāo)之間都存在明顯的相關(guān)性，因此，在研究植物應(yīng)對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)機(jī)制時(shí)應(yīng)將兩者聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表1 各指標(biāo)相關(guān)性分析

2.12 主成分分析

用5個(gè)無(wú)性系的10個(gè)生長(zhǎng)及生理生化指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，對(duì)各無(wú)性系的耐鹽堿能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。由表2可知，在4‰NaCl處理和6‰NaCl處理時(shí)，3個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率分別為91.597%和94.306%。

表2 耐鹽指標(biāo)主要特征值及貢獻(xiàn)率

根據(jù)各性狀對(duì)應(yīng)的特征向量值可知，在4‰NaCl處理下，對(duì)第1主成分影響較大的為地徑增長(zhǎng)量、生物量、POD活性值這3個(gè)性狀，其特征向量值分別為0.897、0.936和0.873，且都為正相關(guān)。對(duì)第2主成分影響較大的為苗高增長(zhǎng)量、SOD活性值以及細(xì)胞膜透性這3個(gè)性狀，其特征向量值分別為0.764、0.741和-0.809，其中苗高增長(zhǎng)量、SOD活性值為正相關(guān)，細(xì)胞膜透性為負(fù)相關(guān)。對(duì)第3主成分影響較大的為MDA活性值、SOD活性值以及CAT活性值這3個(gè)性狀，其特征向量值分別為0.499、0.569和0.716，都為正相關(guān)。在6‰NaCl處理下，對(duì)第1主成分影響較大的為地徑增長(zhǎng)量、生物量、葉綠素含量3個(gè)性狀，其特征向量值分別為0.980、0.922和0.940，且都為正相關(guān)。對(duì)第2主成分影響較大的為SOD活性值，它的特征向量值為0.840，為正相關(guān)。對(duì)第3主成分影響較大的有地徑增長(zhǎng)量和POD活性值，這2個(gè)性狀的特征向量值為0.431和0.402，都為正相關(guān)。

由表3得出，在4‰NaCl處理下，根據(jù)3個(gè)主成分值的大小得到各無(wú)性系的耐鹽堿能力由強(qiáng)到弱為‘華碩’、‘華夏’、‘魯槐1號(hào)’、無(wú)性系564、‘嫣紅3號(hào)’。在6‰NaCl處理下，根據(jù)3個(gè)主成分值的大小得到各個(gè)無(wú)性系的耐鹽堿能力由強(qiáng)到弱為無(wú)性系‘華夏’、‘魯槐1號(hào)’、‘華碩’、無(wú)性系564、‘嫣紅3號(hào)’?！A夏’和‘華碩’耐鹽性明顯高于其他無(wú)性系，適宜在鹽堿地推廣應(yīng)用，可作為城市生態(tài)綠化建設(shè)國(guó)槐首選品種。

表3 主成分值

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明，各無(wú)性系耐鹽性由強(qiáng)到弱為‘華夏’＞‘華碩’＞‘魯槐1號(hào)’＞‘嫣紅3號(hào)’＞無(wú)性系564。國(guó)槐幼苗中的SOD、POD和CAT活性變化趨勢(shì)為先上升后下降，在土壤鹽分質(zhì)量濃度為2‰時(shí)，SOD活性達(dá)到最大值，在4‰時(shí)POD和CAT活性達(dá)到最大值，可以認(rèn)為國(guó)槐所能承受的鹽脅迫臨界濃度在2‰～4‰之間，超過(guò)這個(gè)濃度就構(gòu)成了鹽脅迫，這對(duì)增強(qiáng)國(guó)槐抗氧化性能有積極意義，為后期進(jìn)行國(guó)槐幼苗抗鹽性鍛煉提供了依據(jù)。

在本研究中，為綜合評(píng)價(jià)5個(gè)無(wú)性系的耐鹽性，使用了10個(gè)指標(biāo)（生長(zhǎng)指標(biāo)及生理生化指標(biāo)）來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，但要想得到較為全面的評(píng)價(jià)結(jié)果還應(yīng)考慮植物內(nèi)源激素含量、根系活力、根尖陽(yáng)離子流變化等多方面因素。同時(shí)，筆者是以?xún)筛桓傻募藿用缗柙詳?shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行的耐鹽性研究，林木的生長(zhǎng)受到各種因素的影響，其對(duì)環(huán)境的相應(yīng)和適應(yīng)性在不同時(shí)期會(huì)發(fā)生變化，因此成年樹(shù)木的實(shí)際耐鹽能力如何，還需進(jìn)一步檢驗(yàn)。

4 討論

非生物脅迫下，植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗氧化酶系統(tǒng)等生理生化指標(biāo)、離子濃度及蛋白和基因等方面都會(huì)做出響應(yīng)。其中，最直接的表現(xiàn)就是生長(zhǎng)量和生物量的抑制[22]。因此，生長(zhǎng)指標(biāo)被認(rèn)為是評(píng)價(jià)育種材料耐鹽堿能力的最直接的鑒定指標(biāo)[23]。本研究中，利用苗高增長(zhǎng)量、地徑增長(zhǎng)量、生物量3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)5個(gè)無(wú)性系進(jìn)行排序，‘華夏’和‘華碩’均排在前2位，為耐鹽性較好的無(wú)性系。

植物細(xì)胞質(zhì)膜是細(xì)胞與外界環(huán)境的一道分界面，對(duì)維持細(xì)胞的微環(huán)境和正常的代謝起著重要作用。當(dāng)植物器官在遭受逆境傷害時(shí)，會(huì)首先作用于這層由類(lèi)脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜，其表現(xiàn)往往為細(xì)胞膜透性增大，細(xì)胞內(nèi)部分電解質(zhì)外滲，因此，在鹽脅迫下，細(xì)胞膜透性增加的越少，說(shuō)明植物的耐鹽性越強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)中，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的細(xì)胞膜透性都持續(xù)增強(qiáng)，這與林雪峰[24]對(duì)3種濱海植物的研究結(jié)果一致。在6‰NaCl處理下，‘華夏’和‘華碩’的膜透性明顯低于其他3個(gè)無(wú)性系，具有較強(qiáng)的耐受性，為耐鹽性較強(qiáng)的無(wú)性系。

鹽漬、干旱、高低溫等逆境脅迫都會(huì)影響植物對(duì)水分的吸收而造成細(xì)胞水分虧損，這時(shí)植物細(xì)胞就會(huì)通過(guò)主動(dòng)形成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來(lái)提高溶質(zhì)濃度，降低細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)，以利于從外界獲得水分，提高植物對(duì)逆境的抗性來(lái)適應(yīng)環(huán)境。脯氨酸就是一種理想且重要的有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，它分子量小、水溶性高，在生理pH范圍內(nèi)無(wú)靜電荷，以游離狀態(tài)存在于植物體內(nèi)且毒性低[25]。在鹽漬脅迫下，植物會(huì)迅速積累脯氨酸并進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，以維持細(xì)胞一定的含水量和胞內(nèi)膨壓，來(lái)增強(qiáng)自身的耐鹽能力和抗逆性。Kemble等[26]于20世紀(jì)中期首次在受旱的多年生黑麥草葉片中發(fā)現(xiàn)了游離脯氨酸的積累。劉旻霞以6種甘南亞高山草甸植物為研究樣本，分析發(fā)現(xiàn)隨著逆境脅迫的加劇，6種植被葉片內(nèi)脯氨酸含量都有不同程度的增加；而且不同的植物品種之間脯氨酸含量的增加幅度也有差異，認(rèn)為葉片內(nèi)脯氨酸含量的高低可作為衡量植物抗逆性的指標(biāo)[27]。脯氨酸累積可以提高滲透脅迫耐受性，F(xiàn)urlan等[28]通過(guò)對(duì)2個(gè)耐旱性差異較大的花生品種進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，脯氨酸生物合成基因在水分脅迫下都有增加，而脯氨酸分解代謝基因的相對(duì)表達(dá)量在脅迫過(guò)程中僅在敏感品種中增加，進(jìn)一步了解了脯氨酸在逆境保護(hù)中的作用。在本研究中，‘華夏’和‘華碩’的脯氨酸含量在6‰NaCl處理下，顯著高于其他無(wú)性系，具有更強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)能力以適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境。

植物在遭受鹽脅迫或者其他環(huán)境脅迫時(shí)，體內(nèi)活性氧代謝增強(qiáng)，產(chǎn)生的過(guò)量過(guò)氧化物自由基會(huì)對(duì)細(xì)胞膜造成傷害，進(jìn)而造成蛋白質(zhì)、脂膜和其他細(xì)胞組分的損傷，由此植物自身會(huì)相應(yīng)地提高抗氧化酶的活性，消除活性氧，減輕逆境條件下活性氧對(duì)植物的傷害。植物體內(nèi)的抗氧化酶一般包括超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)和過(guò)氧化氫酶(CAT)，這些抗氧化酶組成了植物體內(nèi)的酶促清除系統(tǒng)，在清除過(guò)量的自由基和過(guò)氧化物、抑制膜脂質(zhì)過(guò)氧化、保護(hù)細(xì)胞免遭自由基傷害等方面起著重要作用[29]。其中，SOD可以催化O2-發(fā)生歧化反應(yīng)生成O2和H2O2，是植物體內(nèi)活性氧自由基清除系統(tǒng)的第一道防線(xiàn)；POD主要清除植物體內(nèi)因逆境產(chǎn)生的和SOD催化反應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)量H2O2；CAT則主要分解和清除植物體內(nèi)的過(guò)氧化氫自由基。丙二醛(MDA)是質(zhì)膜過(guò)氧化產(chǎn)物[30]，其含量高低在一定程度上反映了植物細(xì)胞膜的受損害程度[31]。在本實(shí)驗(yàn)中，NaCl脅迫下，國(guó)槐體內(nèi)SOD、POD、CAT活性都是隨著NaCl濃度的增高呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，并且SOD首先在2‰脅迫下達(dá)到頂峰，POD、CAT則是在4‰NaCl脅迫下達(dá)到頂峰。這是由于國(guó)槐體內(nèi)活性氧的主要代謝途徑是由SOD催化超氧自由基，再由POD和CAT共同協(xié)作來(lái)清除SOD催化O2-的產(chǎn)物，這也就解釋了SOD比POD和CAT更早出現(xiàn)活性值高峰。同時(shí)在相關(guān)性分析中，MDA含量與SOD活性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，這與兩者參與的代謝過(guò)程一致相關(guān)。

葉綠素是植物細(xì)胞葉綠體的重要組成部分，具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能的功能，在植物進(jìn)行光合作用的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。植物受到鹽脅迫時(shí)，葉綠素的合成受到影響，而葉綠素的降解進(jìn)程加快，從而使葉綠素的含量降低，進(jìn)而影響到植物的生長(zhǎng)發(fā)育，所以，葉綠素含量可以輔助評(píng)價(jià)植物無(wú)性系耐鹽性的高低。本實(shí)驗(yàn)中，5個(gè)國(guó)槐無(wú)性系的葉綠素含量均隨著NaCl處理濃度的增大而降低，這與楊傳寶等對(duì)白楊派無(wú)性系的研究結(jié)果一致[32]。在3種濃度的NaCl處理下，葉綠素含量下降幅度最小的為‘華夏’和‘華碩’，表現(xiàn)出較高的耐鹽性。