NaCl脅迫對(duì)藜麥幼苗生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響

朱玉雪，馬建蓉，郭曉農(nóng),2*

（1.西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730030；2.西北民族大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究中心中國(guó)-馬來(lái)西亞國(guó)家聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730030）

藜麥（Willd.）屬莧科藜屬植物，原產(chǎn)于南美洲安第斯高原。藜麥蛋白質(zhì)、淀粉及脂肪等物質(zhì)含量豐富，且含有比例均衡的必需氨基酸、多種維生素、礦物質(zhì)，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。藜麥?zhǔn)锹?lián)合國(guó)國(guó)際糧農(nóng)組織（FA O）確認(rèn)的唯一一種能滿足人體基本營(yíng)養(yǎng)需求的單體植物，具有“超級(jí)谷物”的美譽(yù)。

土壤鹽堿化會(huì)抑制農(nóng)作物生長(zhǎng)，降低農(nóng)作物生物量、產(chǎn)量及土壤經(jīng)濟(jì)價(jià)值，嚴(yán)重阻礙農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。藜麥對(duì)土壤貧瘠、鹽漬、干旱和霜凍等逆境均有較好的耐受性，因此已被廣泛引進(jìn)到世界其他地區(qū)。早在1987年，我國(guó)就開(kāi)始了藜麥的引種栽培試驗(yàn)，目前在甘肅、青海、陜西、浙江等地均有種植。藜麥在我國(guó)的研究起步較晚，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)藜麥的研究主要集中在其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、化學(xué)成分以及栽培技術(shù)與引種試種等方面，對(duì)鹽脅迫下藜麥的生長(zhǎng)發(fā)育和生理特性的影響以及耐鹽機(jī)制研究較少。因此，本試驗(yàn)以不同濃度NaCl溶液（0、50、100、150、200、250和300 mmol/L）處理藜麥幼苗，通過(guò)比較不同NaCl處理濃度和時(shí)間下藜麥的株高、生物量、葉綠素含量和類黃酮含量，探究NaCl濃度差異及處理時(shí)間對(duì)藜麥生長(zhǎng)的影響，為進(jìn)一步研究藜麥耐鹽機(jī)制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種為隴藜1號(hào)，購(gòu)自甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。

1.2 試驗(yàn)方法

挑選飽滿、大小一致且無(wú)病蟲(chóng)害的藜麥種子，經(jīng)0.5%高錳酸鉀處理后，置于雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，避光發(fā)芽48 h后，挑選發(fā)芽一致的種子移入裝有滅菌蛭石的穴盤(pán)中（21 cm×21 cm）。待幼苗培養(yǎng)至6～8葉時(shí)進(jìn)行定苗，每盤(pán)留苗25株，進(jìn)行NaCl脅迫處理（簡(jiǎn)稱鹽脅迫處理），試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)NaCl濃度梯度（0、50、100、150、200、250和300 mm ol/L），每個(gè)處理6個(gè)重復(fù)。不同濃度NaCl處理6、12、24、48、72、96 h后測(cè)定藜麥株高、干鮮質(zhì)量、葉綠素和類黃酮指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)。隨機(jī)選取藜麥幼苗植株，分為地上、地下2部分。用直尺測(cè)量藜麥幼苗的株高，使用分析天平稱量地上部分鮮質(zhì)量、地下部分鮮質(zhì)量，將稱量后的樣品裝入紙袋放入80℃烘箱中烘至恒質(zhì)量，取出測(cè)定其干質(zhì)量。每個(gè)處理取樣6株，取其平均值。

1.3.2 生理指標(biāo)。本試驗(yàn)幼苗葉綠素指標(biāo)和類黃酮指標(biāo)均使用法國(guó)D u al ex植物氮平衡指數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2010進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集整理，采用Graph Pad Prism8制圖，使用SPSS21.0進(jìn)行單因素方差分析（one-way ANOVA），以Duncan多重比較方法等進(jìn)行差異顯著性分析（α=0.05）。結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，各項(xiàng)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定6次。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)藜麥株高的影響

由表1可知，NaCl處理6 h后，藜麥株高隨NaCl濃度升高呈先升后降再升的趨勢(shì)，在150 mm ol/LNaCl濃度下達(dá)到最大值，同對(duì)照相比升高13.86%；處理24 h后，藜麥株高隨NaCl濃度增加呈先升后降再升的趨勢(shì)，當(dāng)NaCl濃度達(dá)到100 mm ol/L時(shí)出現(xiàn)最大值，與對(duì)照相比增加7.71%；NaCl濃度達(dá)到最大時(shí)（300 mm ol/L），72、96 h處理下的藜麥株高均出現(xiàn)最小值，同對(duì)照相比，降幅分別為27.26%、30.28%；72、96 h處理下，250和300 mm ol/LNaCl濃度梯度處理下變化差異具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）。處理12 h后，藜麥株高在100 mm ol/L處出現(xiàn)最大值。處理48和96 h后，藜麥株高在50 mm ol/L處出現(xiàn)最大值。

表1 不同濃度NaCl處理對(duì)藜麥幼苗株高的影響cm

2.2 NaCl脅迫對(duì)藜麥生物量的影響

由表2可知，NaCl處理6 h后，藜麥地上部鮮質(zhì)量呈先升后降再升的趨勢(shì)，且在150 mm ol/LNaCl處理下達(dá)到最大值。處理12 h后，地上部鮮質(zhì)量和根部鮮質(zhì)量在100 mm ol/LNaCl濃度出現(xiàn)最大值，與對(duì)照相比分別增加2.70%和2.78%。NaCl處理24 h后，地上部鮮質(zhì)量在100 mm ol/LNaCl濃度處出現(xiàn)最大值，根部干質(zhì)量與對(duì)照相比隨NaCl濃度升高整體呈下降的趨勢(shì)。處理72 h后，藜麥地上部鮮質(zhì)量在50 mm ol/LNaCl濃度下出現(xiàn)最大值，同對(duì)照相比上升13.22%，地上部干質(zhì)量隨NaCl濃度升高呈先降后升的趨勢(shì)，且在150 mm ol/LNaCl濃度下出現(xiàn)最小值。NaCl處理96 h后地上部干鮮質(zhì)量與根部干鮮質(zhì)量變化趨勢(shì)與72 h基本一致。

表2 不同濃度NaCl處理對(duì)藜麥幼苗生物量的影響 g

2.3 NaCl脅迫對(duì)藜麥葉綠素含量的影響

由圖1可知，NaCl處理6 h后，藜麥葉綠素含量隨NaCl濃度升高呈先升后降再升的趨勢(shì)，在50 mm ol/LNaCl濃度下達(dá)到最大值。藜麥葉綠素含量在NaCl處理12 h后呈下降趨勢(shì)，在250 mm ol/LNaCl濃度下出現(xiàn)最小值；處理24 h后，在100 mm ol/LNaCl濃度下出現(xiàn)最大值，與對(duì)照相比增加1.6%，且在300 mm ol/LNaCl濃度下恢復(fù)到與對(duì)照相近的水平。處理48 h后，葉綠素含量在100 mm ol/LNaCl濃度出現(xiàn)最大值，與對(duì)照相比增加4.6%。處理時(shí)間增加到72 h，葉綠素含量最大值出現(xiàn)在0 mm ol/LNaCl濃度處理；處理96 h，最大值出現(xiàn)在100 mm ol/LNaCl濃度處理。處理72 h后，相對(duì)于250 mm ol/LNaCl濃度，300 mm ol/LNaCl濃度處理下藜麥葉綠素含量顯著增加。

圖1 鹽脅迫對(duì)藜麥幼苗葉片葉綠素含量的影響

2.4 NaCl脅迫對(duì)藜麥類黃酮含量的影響

由圖2可知，NaCl處理6 h后，藜麥類黃酮含量隨NaCl濃度的增加呈先降后升再降的趨勢(shì)，在250 mm ol/LNaCl濃度下出現(xiàn)最小值，與對(duì)照相比下降46.35%。處理12h后，同樣在250 mm ol/LNaCl濃度下類黃酮含量出現(xiàn)最小值，與對(duì)照相比降幅為52.59%。處理24 h后藜麥類黃酮含量在250 mm ol/LNaCl濃度下仍有最小值，但在100 mm ol/LNaCl濃度下出現(xiàn)最大值。處理48h后在250mm ol/LNaCl濃度下類黃酮含量出現(xiàn)最小值，300 mm ol/LNaCl濃度相對(duì)250 mm ol/LNaCl濃度藜麥類黃酮含量增加27.91%。處理72和96 h，類黃酮含量皆在50 mm ol/LNaCl濃度出現(xiàn)最大值，在300 mm ol/LNaCl濃度出現(xiàn)最小值，與對(duì)照相比降幅分別為30.23%和40.25%。相同NaCl濃度下，藜麥類黃酮含量隨處理時(shí)間增加呈上升趨勢(shì)。

圖2 鹽脅迫對(duì)藜麥幼苗葉片類黃酮含量的影響

3 討論

鹽脅迫對(duì)植物個(gè)體形態(tài)發(fā)育具有顯著影響，不同濃度鹽脅迫及不同脅迫時(shí)間對(duì)植物最普遍和最顯著的效應(yīng)就是對(duì)生長(zhǎng)的抑制。研究通過(guò)測(cè)定株高、生物量等指標(biāo)來(lái)反映藜麥?zhǔn)茺}脅迫情況，結(jié)果表明低鹽脅迫及短時(shí)間鹽處理能促進(jìn)藜麥生長(zhǎng)，在50～150 mm ol/LNaCl濃度、6～48 h處理范圍內(nèi)藜麥株高和生長(zhǎng)量與對(duì)照相比皆有明顯增長(zhǎng)；而高鹽脅迫及長(zhǎng)時(shí)間鹽處理則會(huì)抑制藜麥的生長(zhǎng)，200～300 mm ol/LNaCl濃度、72～96 h處理范圍內(nèi)，藜麥株高和生長(zhǎng)量下降趨勢(shì)明顯，與李勝?gòu)?qiáng)等對(duì)2種潤(rùn)楠屬植物耐鹽性的研究結(jié)果基本一致。

鹽脅迫下植物葉片的葉綠素含量是衡量植物耐鹽性的重要生理指標(biāo)之一。作為光合作用的主要色素，其含量高低直接反映植物光合作用的強(qiáng)弱。鹽脅迫會(huì)破壞植物葉片內(nèi)葉綠體，導(dǎo)致葉綠素合成受到抑制或加快葉綠素的分解。研究表明，藜麥葉綠素含量隨鹽處理濃度和時(shí)間的增加呈先升后降趨勢(shì)，在100 mm ol/LNaCl濃度處理下出現(xiàn)最大值，與尹寶絲對(duì)黑枸杞葉綠素含量的研究結(jié)果一致，說(shuō)明在低鹽脅迫下，藜麥能夠促進(jìn)葉片葉綠素的合成來(lái)增強(qiáng)葉片光合作用以適應(yīng)鹽脅迫。另外，NaCl處理72、96h后，藜麥葉綠素含量在300mm ol/LNaCl濃度下恢復(fù)到與對(duì)照相近水平，說(shuō)明隨NaCl濃度和處理時(shí)間的增加，藜麥仍具有調(diào)節(jié)葉綠素含量抵御高鹽脅迫的能力。但NaCl濃度超過(guò)100 mm ol/L后葉片葉綠素含量皆呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明高鹽濃度破壞葉綠素合成系統(tǒng)的同時(shí)也提高了葉綠素酶活性，促進(jìn)葉綠素的分解，導(dǎo)致葉綠素含量下降。

類黃酮是植物體內(nèi)一種重要的次生代謝物質(zhì)，具有抗氧化和自由基清除能力，且廣泛參與調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育以及抗逆的各種生物學(xué)過(guò)程。研究表明，隨NaCl濃度升高藜麥類黃酮含量呈先升后降趨勢(shì)，在100 mm ol/LNaCl濃度下有最大值，與徐寧燾研究結(jié)果一致。且隨處理時(shí)間增加，不同NaCl濃度下類黃酮含量皆呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明適當(dāng)?shù)柠}濃度和處理時(shí)間會(huì)促進(jìn)類黃酮物質(zhì)在植物體內(nèi)的積累，增強(qiáng)其抗氧化能力。這在朱娟娟等的研究中同樣有所展現(xiàn)，鹽脅迫引起枸杞幼苗自由基和HO含量的增加，植株為了緩解活性氧對(duì)自身的傷害，其葉片中類黃酮含量隨之增加。

4 結(jié)論

鹽脅迫下藜麥株高和生物量呈先升后降趨勢(shì)，低鹽脅迫及短時(shí)間鹽處理能促進(jìn)藜麥的生長(zhǎng)，在50～150 mm ol/LNaCl濃度、6～48 h處理下藜麥株高和生物量有升高趨勢(shì)；高鹽脅迫及長(zhǎng)時(shí)間鹽處理則會(huì)抑制藜麥的生長(zhǎng)，200～300 mm ol/LNaCl濃度、72～96 h處理下，藜麥株高和生物量下降趨勢(shì)明顯。藜麥葉片葉綠素和類黃酮含量隨鹽濃度升高呈先升后降趨勢(shì)，在100 mm ol/LNaCl濃度下有最大值，說(shuō)明適當(dāng)?shù)柠}濃度和處理時(shí)間會(huì)促進(jìn)葉綠素和類黃酮在植物體內(nèi)的積累，增強(qiáng)其抗氧化能力，但具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。