不同產(chǎn)區(qū)穿心蓮的耐鹽性比較

溫賽群，劉靈娣，田偉，姜濤，溫春秀

（河北省農(nóng)林科學院經(jīng)濟作物研究所，河北 石家莊 050051）

目前土壤鹽漬化對農(nóng)業(yè)的威脅已成為全球性問題，治理鹽漬土壤是未來農(nóng)業(yè)的重要研究方向，工程措施改造鹽堿地耗資巨大且效果不能持久，選育耐鹽的植物品種并加以利用是一種行之有效的措施[1，2]。穿心蓮為一年生草本藥用植物，具有清熱解毒和消炎止痛等作用[3]，臨床上治療各種感染性疾病如肺炎和其他呼吸道炎癥等效果顯著[4]。穿心蓮對土壤適應性較強，在酸性和中性沙壤土上栽培為宜，在pH 值8.0的堿性土上栽培也能正常生長。研究顯示，穿心蓮具有一定的耐鹽性，其在0.4%鹽脅迫下可正常生長[5]。因此，對穿心蓮種質(zhì)的耐鹽性進行研究具有理論依據(jù)和實際意義[6]。

我國穿心蓮主要分布于福建、廣東、海南、廣西和云南等地，由于各地域的生態(tài)環(huán)境和栽培條件不同，導致不同產(chǎn)區(qū)的穿心蓮在植株形態(tài)、生理特性和抗逆性等方面均存在明顯差異，選育耐鹽性強的穿心蓮品種對擴大其栽培面積和改良鹽堿土等具有較大的應用價值[7]。以往關于穿心蓮耐鹽性的研究較少，陳娟等[6]對穿心蓮生理特性進行了研究，結(jié)果顯示，鹽脅迫處理下穿心蓮抗氧化酶活性和滲調(diào)物質(zhì)含量等生理指標變化顯著。本研究擬在探究鹽脅迫下不同穿心蓮種質(zhì)生理變化的基礎上，結(jié)合農(nóng)藝性狀的變化，比較不同產(chǎn)區(qū)穿心蓮的耐鹽性，以期選出耐鹽性強的穿心蓮種質(zhì)，為培育推廣耐鹽穿心蓮品種奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

分別在廣西橫縣、廣西貴港、福建漳浦和海南儋州收集穿心蓮種質(zhì)，均種植于河北省農(nóng)林科學院經(jīng)濟作物研究所大棚內(nèi)。栽培土壤為蛭石、珍珠巖和草炭等混合而成的基質(zhì)，pH 值5.5～6.5。將基質(zhì)加水拌勻，以手能握成團且手指間有水但不滴水為準，裝盤后播種。每天控制澆水量，待其生長旺盛期，選擇長勢一致的植株進行試驗。

鹽溶液為150 mmol/L 的NaCl 溶液，由蒸餾水和NaCl 試劑配制而成。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 采用單因素對比試驗設計，以4 個產(chǎn)區(qū)的穿心蓮為試材，均設鹽脅迫和對照（CK）2 個處理，其中鹽脅迫處理澆NaCl 溶液，CK 澆蒸餾水，每2 d 澆灌1 次，每次澆灌15 mL，共澆灌5 次。每重復10 株，每處理均5 次重復。

1.2.2 測定項目與方法 最后一次澆灌后第10 天取樣，進行指標測定。

1.2.2.1 植株農(nóng)藝性狀。每重復均選擇長勢一致的植株3 株，采用常規(guī)方法，測量穿心蓮的株高、葉長和葉寬。對鹽脅迫處理的葉片傷害情況進行分級（表1），并計算鹽害指數(shù)[8]。

表1 葉片鹽害分級標準Table 1 Standard for classification of leaf salt damage

1.2.2.2 葉片生理特性。每重復選擇長勢一致的植株3 株，取穿心蓮同一部位新鮮葉片，液氮研磨混勻，取葉片粉末0.1 g 進行生理指標測定，指標包括超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）的活性，以及還原性抗壞血酸（ASA）、可溶性糖和可溶性蛋白的含量。采用微量法試劑盒（蘇州科銘生物技術有限公司）提取對應粗酶液，均使用Tecan infinite 200 PRO 酶聯(lián)免疫分析儀進行測定。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Excel 軟件進行數(shù)據(jù)整理并做圖，采用SPSS 17.0 軟件進行數(shù)據(jù)的差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對穿心蓮植株形態(tài)的影響

鹽脅迫下，不同產(chǎn)區(qū)穿心蓮的株高、葉長和葉寬均＜其CK，降幅分別為2.33%～17.28%、16.09%～26.76%和5.45%～19.30%，其中儋州穿心蓮的指標值降幅均為最?。ū?）。表明鹽脅迫會導致不同產(chǎn)區(qū)的穿心蓮株高、葉長和葉寬生長受到抑制，其中儋州穿心蓮的植株形態(tài)受鹽脅迫影響較小，耐鹽性最強。

表2 鹽脅迫對穿心蓮植株形態(tài)的影響Table 2 Effect of salt stress on plant morphology of A.paniculata from different producing areas

穿心蓮受到鹽脅迫后，其葉片皺縮、卷曲且尖緣枯焦，部分植株基部和中部落葉嚴重。鹽脅迫下，不同產(chǎn)區(qū)穿心蓮的葉片鹽害指數(shù)為20.11%～48.15%，指標值順序為儋州種質(zhì)＜漳浦種質(zhì)＜貴港種質(zhì)＜橫縣種質(zhì)，其中儋州穿心蓮與橫縣穿心蓮差異達到了顯著水平，但二者均與其他2 個產(chǎn)區(qū)穿心蓮差異均不顯著（表3）。儋州穿心蓮葉片受鹽害程度較輕，耐鹽性高于其他產(chǎn)區(qū)的穿心蓮，屬于耐鹽型種質(zhì)；橫縣穿心蓮葉片受鹽害嚴重，屬于鹽敏感型種質(zhì)；其他2 個產(chǎn)區(qū)的穿心蓮葉片鹽害指數(shù)居中，屬于中間型種質(zhì)。

表3 鹽脅迫下不同產(chǎn)區(qū)穿心蓮的葉片鹽害指數(shù)Table 3 Leaf salt damage index of A.paniculata from different producing areas under salt stress （%）

2.2 鹽脅迫對穿心蓮生理特性的影響

2.2.1 鹽脅迫對穿心蓮抗氧化指標的影響 植物受到逆境脅迫時抗氧化指標升高，表明其抗氧化能力增強，從而可清除體內(nèi)多余的活性氧，防止活性氧積累對植株造成更大的傷害[8]。鹽脅迫下，漳浦和儋州穿心蓮的葉片SOD 活性、CAT 活性、POD 活性和ASA含量均表現(xiàn)升高，其中，儋州穿心蓮的各指標增幅均高于漳浦穿心蓮；橫縣和貴港穿心蓮的4 個抗氧化指標變化不一致，其中橫縣穿心蓮的葉片SOD 活性、CAT 活性和ASA 含量降低，貴港穿心蓮的葉片CAT和POD 活性降低，其他指標均為升高（表4）。表明鹽脅迫下漳浦和儋州穿心蓮的抗氧化能力較強，其中儋州穿心蓮的抗氧化能力強于漳浦穿心蓮。

表4 鹽脅迫對穿心蓮抗氧化指標的影響Table 4 Effect of salt stress on antioxidant properties of A.paniculata from different producing areas

2.2.2 鹽脅迫對穿心蓮滲調(diào)物質(zhì)含量的影響 鹽脅迫下，4 個產(chǎn)區(qū)穿心蓮的葉片可溶性糖含量均＞其CK，增幅為65.20%～96.97%，其中漳浦穿心蓮的指標值增幅最大；可溶性蛋白含量除漳浦穿心蓮降低36.45%外，其他產(chǎn)區(qū)穿心蓮均表現(xiàn)為升高，增幅為1.09%～20.05%（表5）。鹽脅迫下穿心蓮的葉片可溶性糖含量變化一致，且增幅較大，表明可溶性糖可能是穿心蓮在鹽脅迫下調(diào)節(jié)自身滲透勢的主要物質(zhì)之一。

表5 鹽脅迫對穿心蓮滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響Table 5 Effect of salt stress on osmotic regulating material contents of A.paniculata from different producing areas

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

3.1.1 不同產(chǎn)地穿心蓮的耐鹽性鑒定 高鹽環(huán)境對植物的生長發(fā)育具有顯著影響，鹽脅迫下植物多表現(xiàn)為生長緩慢、葉片枯焦和落葉嚴重等[9，10]，因此，植物的株高、葉片形態(tài)和葉色等成為鑒定植物耐鹽性的關鍵指標[11]。陳楊等[12]研究認為，相對生物量、相對莖葉干重、相對根長可以作為花生苗期耐鹽性鑒定的評價指標。汪本勤等[13]認為，鹽脅迫下植株的葉片變化最為明顯，用于評價植株鹽害程度時易于觀察和檢測。本研究參照伍江波[8]的方法計算鹽脅迫下穿心蓮植株的葉片鹽害指數(shù)，以此來評價不同產(chǎn)區(qū)穿心蓮的耐鹽能力，結(jié)果顯示，儋州產(chǎn)區(qū)的穿心蓮葉片受鹽害最輕，與其他產(chǎn)區(qū)的穿心蓮相比耐鹽性較強，將作為耐鹽種質(zhì)培育并進行生產(chǎn)試驗研究。

3.1.2 鹽脅迫下穿心蓮生理生化指標的變化 土壤中鹽分含量過高易造成植物內(nèi)部生理紊亂，在長期的進化過程中，植物自身形成了各種防御機制來減輕鹽脅迫造成的傷害。鹽脅迫使植物在進行光合作用時對光能的利用效率下降，光能過剩導致細胞內(nèi)累積過量的活性氧，造成膜脂質(zhì)脫酞化和過氧化[14]。為了維持細胞內(nèi)活性氧濃度的平衡，植物進化出了一系列酶促和非酶促的活性氧清除機制[15，16]。此外，植物處于鹽環(huán)境中，體內(nèi)水分易向外滲出，導致植物生理干旱，形成滲透脅迫[17，18]。為避免細胞失水，植物通過主動積累無機和有機物質(zhì)等來調(diào)節(jié)細胞內(nèi)滲透勢。艾盛嘉等[19]研究發(fā)現(xiàn)，隨著鹽脅迫濃度的增大，沙棗的脯氨酸和可溶性糖含量均逐漸增加，其中脯氨酸含量增幅較大，可溶性糖含量增幅較小，因此認為脯氨酸是沙棗適應鹽脅迫的重要調(diào)節(jié)物質(zhì)。本試驗中，4 個產(chǎn)區(qū)的穿心蓮受到鹽脅迫后可溶性糖含量均大幅度增加，因此，可溶性糖可能是穿心蓮在鹽脅迫下調(diào)節(jié)自身滲透勢的主要物質(zhì)之一。

植物的生理體系是一個復雜的網(wǎng)絡，不同種質(zhì)對鹽脅迫的生理響應往往存在差異。隨著鹽脅迫程度的增大，耐鹽水稻品種的SOD 酶活性提高，而鹽敏感水稻品種的SOD 酶活性出現(xiàn)降低[20]。鹽脅迫下，栽培大豆的葉片SOD 活性提高，但CAT 和抗壞血酸過氧化物酶（APX） 活性下降；而野生大豆的葉片SOD、APX 和CAT 活性在經(jīng)過不同濃度的NaCl 處理后均顯著增加，其體內(nèi)過多的活性氧能得到有效清除，從而表現(xiàn)出較強的抗鹽性[21]。本試驗中，鹽脅迫下，不同產(chǎn)區(qū)的穿心蓮部分抗氧化指標和滲調(diào)物質(zhì)含量變化趨勢不盡相同，其中，儋州產(chǎn)區(qū)穿心蓮的抗氧化酶（SOD、CAT 和POD）活性以及ASA 含量均提高，有利于清除多余的活性氧，同時滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，有利于調(diào)節(jié)細胞內(nèi)滲透勢，表現(xiàn)出一定的耐鹽能力。本試驗結(jié)果可為穿心蓮耐鹽生理機制的研究提供理論依據(jù)。

3.2 結(jié)論

鹽脅迫下，橫縣、貴港、漳浦和儋州4 個產(chǎn)區(qū)的穿心蓮株高、葉長和葉寬生長均受到一定的抑制，根據(jù)葉片鹽害指數(shù)對穿心蓮種質(zhì)進行分類，儋州穿心蓮為耐鹽型種質(zhì)，漳浦和貴港穿心蓮為中間型種質(zhì)，橫縣穿心蓮為鹽敏感型種質(zhì)。鹽脅迫下4 個產(chǎn)區(qū)穿心蓮的可溶性糖含量均大幅增加，認為可溶性糖可能是穿心蓮在鹽脅迫下主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一。鹽脅迫后儋州產(chǎn)區(qū)的穿心蓮抗氧化酶SOD、CAT 和POD 活性以及ASA 含量提高，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，表現(xiàn)出一定的耐鹽性，將作為耐鹽型種質(zhì)資源進行培育并開展生產(chǎn)試驗研究。