外源水楊酸對(duì)鹽脅迫下巴西蕉生理的影響

曾麗萍　王楠琪　李新國

摘? 要：香蕉是世界進(jìn)出口貿(mào)易中具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水果，也是非洲國家的糧食作物。鹽害是影響香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子之一。巴西蕉是我國華南地區(qū)的主栽品種。水楊酸在植物生理和代謝中扮演重要角色。鹽脅迫下，外源水楊酸處理巴西蕉（AAA Cavendish var. Brazil）幼苗的生理指標(biāo)的變化未見報(bào)道。本研究通過葉面噴施0、0.5、1.0、2.0 mmol/L外源水楊酸，測定70 mmol/L NaCl脅迫下的巴西蕉幼苗葉片相對(duì)含水量、葉綠素含量、脯氨酸含量等生理指標(biāo)的變化。結(jié)果表明，鹽脅迫下巴西蕉幼苗的葉片相對(duì)含水量和葉綠素含量與對(duì)照相比顯著下降，而脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量以及丙二醛含量與對(duì)照相比均顯著上升。施加0.5、1.0 mmol/L水楊酸處理與鹽脅迫相比提高葉片相對(duì)含水量和葉綠素含量，提高葉片脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量，并且降低葉片丙二醛含量，而2.0 mmol/L 水楊酸處理的葉片相對(duì)含水量、脯氨酸含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量與鹽脅迫處理的差異不顯著。因此，施加較低濃度的水楊酸（0.5、1.0 mmol/L）可在一定程度上緩解鹽脅迫現(xiàn)象，但是高濃度水楊酸（2.0 mmol/L）緩解效果不明顯，其中以1.0 mmol/L水楊酸處理效果最好。

關(guān)鍵詞：水楊酸;巴西蕉;鹽脅迫;生理指標(biāo)?中圖分類號(hào)：S668.1??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Effects of Extraneous Salicylic Acid on Physiological Index of Brazil Banana Seedling under NaCl Stress

ZENG Liping， WANG Nanqi， LI Xinguo

School of Horticulture， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China

Banana （ spp.） is one of the most important economic fruits in the world and staple food in African. Salinity stress is a major factor that affects banana fruit production and quality. Brazil banana seedling （ AAA Cavendish var. Brazil） is a major banana cultivar in South China. The plant phenolic salicylic acid （SA） plays a regulatory role in plant physiology and metabolism. Effects of extraneous SA on physiological index of Brazil banana seedling under NaCl stress is still unknown. In this paper， we focused on the need for analyzing the effect of physiological properties of Brazil banana seedling by means of spraying exogenous concentration （0.5， 1.0， 2.0， mmol/L） SA under 70 mol/L of NaCl salt stress， the effect of physiological indexes including relative water content （RWC）， and proline content of leaves， were studied. The result indicated that under salt stress the relative water content on leaves and total chlorophyll content of the seedling decreased significantly， the content of prolinet， soluble sugars， soluble proteint and malondialdehyde （MDA） on leaves increased significantly. After further treatment with SA 0.5， 1.0 mmol/L， compared to only dealt with NaCl， the relative water content on leaves， the content of total chlorophyll， proline， soluble sugars and soluble proteins of the seedling increased significantly， while the content of MDA decreased. However， after further treatment with SA 2.0 mmol/L， compared to only dealt with NaCl， the relative water content on leaves， the content of proline， soluble sugars and soluble proteins had no significant difference. The symptom of salinity stress could be alleviated by the treatment of exogenous salicylic acid of adequate concentration （0.5， 1.0 mmol/L）， with the optimum concentration of 1.0 mmol/L. However， high concentration of exogenous salicylic acid mitigation effect is not obvious.

salicylic acid; Brazil banana; salt stress; physiological index

10.3969/j.issn.1000-2561.2022.06.008

水楊酸（salicylic acid，SA）是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的酚類植物激素，對(duì)植物的生長發(fā)育和抗性具有顯著調(diào)控作用。研究表明，水楊酸能誘導(dǎo)植物對(duì)低溫、干旱、高溫、鹽害、重金屬、紫外輻射等非生物因素脅迫產(chǎn)生一定的抗性。鹽脅迫下，外源水楊酸可提高種子萌發(fā)、促進(jìn)植物的相對(duì)生長速率和改善其生理特性。

香蕉是我國重要的熱帶水果，有3000多年的栽培歷史，已成為熱帶高效農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。外源水楊酸提高低溫下香蕉的幼苗抗氰呼吸和細(xì)胞色素呼吸，增加總呼吸量，提高產(chǎn)熱量，提高香蕉幼苗抗氧化酶活性、清除活性氧的積累、減少膜損傷來緩解低溫對(duì)香蕉幼苗的損傷。香蕉屬于鹽敏感的植物，土壤鹽漬化是香蕉生產(chǎn)面臨的重要的非生物逆境之一。但是外源水楊酸處理對(duì)鹽脅迫下香蕉生理的影響未見報(bào)道。巴西蕉（AAA Cavendish var. Brazil）是我國主要栽培香蕉品種，其鹽分閾值為20～30 mmol/L。本研究以70 mmol/L NaCl模擬中度鹽脅迫，探究不同濃度水楊酸對(duì)鹽脅迫下巴西蕉幼苗的生理響應(yīng)，旨在為香蕉的抗鹽性栽培提供理論和技術(shù)依據(jù)。

?材料與方法

材料

巴西蕉幼苗購自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院組培中心，苗高20～25 cm，基本長勢一致、五葉一心、心葉未展開、無病蟲害、生長健壯的巴西蕉幼苗。將袋裝巴西蕉幼苗取出后，帶土用清水浸泡1 h，待土質(zhì)疏松輕輕抖動(dòng)，用流動(dòng)的水沖洗凈根系，轉(zhuǎn)入1/2 Hoagland營養(yǎng)液進(jìn)行水培。培養(yǎng)條件：培養(yǎng)環(huán)境光照強(qiáng)度為80?μmol/（m·s），光照時(shí)間13?h/d，晝夜溫29℃/23℃，設(shè)置相對(duì)濕度80%～ 85%。培養(yǎng)期間用電動(dòng)氧氣泵24 h持續(xù)通氧。水培緩苗3?d后，葉面噴施0、0.5、1.0、2.0?mmol/L不同濃度水楊酸（SA）（含4% Tween-20），連續(xù)噴施3?d。噴施方法為均勻噴灑于巴西蕉葉片的正面與背面，以葉片開始有水珠滴下為標(biāo)準(zhǔn)。采用1/2 Hoagland營養(yǎng)液添加70?mmol/L NaCl模擬鹽脅迫，試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，以1/2 Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次，處理期間每3?d更換1次營養(yǎng)液。在鹽脅迫處理的1、3?d后測定葉片的相對(duì)含水量（RWC）、丙二醛（MDA）含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和葉綠素含量。

?方法

葉片RWC測定參考鄭炳松等的測定方法，MDA含量測定采用硫代巴比妥酸比色法，脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法，可溶性糖采用蒽酮比色法，可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-520法，葉綠體色素含量采用乙醇丙酮混合提取法。

數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SAS 9.2軟件的ANOVA過程進(jìn)行處理間差異顯著性測驗(yàn)，Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行平均數(shù)之間的多重比較。

?結(jié)果與分析

?外源對(duì)鹽脅迫下巴西蕉幼苗葉片的影響

如圖1所示，在鹽脅迫處理1?d時(shí)，各個(gè)處理之間差異均不顯著。在處理3?d時(shí)，0.5、1.0 mmol/L SA處理的葉片RWC分別比鹽脅迫高1.98%和3.71%。而2.0 mmol/L SA處理比鹽脅迫含水量低1.29%。其中，0.5、1.0 mmol/L SA處理與對(duì)照無明顯差異。這表明一定濃度的外源水楊酸能夠緩解鹽脅迫對(duì)巴西蕉的抑制作用，其中以1.0?mmol/L SA處理效果最好。

?外源對(duì)鹽脅迫下巴西蕉幼苗葉片含量的影響

如圖2所示，鹽脅迫處理均比對(duì)照的MDA含量要高，經(jīng)過SA處理的葉片MDA含量大多低于鹽脅迫處理。其中，在2.0?mmol/L SA處理1?d時(shí)比鹽脅迫的MDA含量高，而到3 d MDA含量又低于鹽脅迫，這可能是由于SA的處理濃度過高，對(duì)葉片造成一定傷害，而經(jīng)過一段時(shí)間的適應(yīng)，通過植物的自愈功能自行恢復(fù)，從而降低了MDA的含量。0.5、1.0?mmol/L SA處理MDA含量均表現(xiàn)為顯著低于鹽脅迫，并且與對(duì)照差異不顯著。這說明一定濃度的SA處理能夠在一定程度上緩解鹽脅迫對(duì)巴西蕉葉片膜脂過氧化的程度，緩解鹽脅迫。

外源對(duì)鹽脅迫下巴西蕉幼苗葉片脯氨酸含量的影響

圖3表明，經(jīng)過鹽脅迫和SA處理的巴西蕉幼苗葉片的脯氨酸含量與對(duì)照差異極顯著。隨著脅迫時(shí)間的延長，葉片脯氨酸含量增加，而SA能夠增加香蕉葉片脯氨酸的含量。其中1 d時(shí)，0.5、1.0、2.0 mmol/L SA處理分別比鹽脅迫處理的脯氨酸含量高57.66%、182.87%和107.59%;3?d時(shí)，0.5、1.0 mmol/L外源SA處理分別比鹽脅迫處理的脯氨酸含量高16.10%和38.67%，其中以1.0 mmol/L外源SA處理的脯氨酸含量積累最多。脯氨酸含量的增加，可能是脯氨酸作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，是巴西蕉對(duì)鹽脅迫作出的一個(gè)適應(yīng)變化。

?外源對(duì)鹽脅迫下巴西蕉幼苗葉片可溶性糖含量的影響

如圖4所示，鹽脅迫下巴西蕉幼苗的葉片可溶性糖含量均顯著高于對(duì)照，1?d時(shí)，3個(gè)SA處理分別比鹽脅迫高29.43%、81.03%、21.45%，與鹽脅迫差異達(dá)極顯著;3?d時(shí)，0.5、1.0?mmol/L SA處理分別比鹽脅迫高20.51%和36.96%，而2.0?mmol/L SA處理與鹽脅迫差異不顯著。說明一定低濃度的外源水楊酸能緩解鹽脅迫對(duì)巴西蕉幼苗造成的傷害，以1.0 mmol/L SA處理效果最佳。

?外源對(duì)鹽脅迫下巴西蕉幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響

如圖5所示，鹽脅迫下巴西蕉幼苗葉片可溶性蛋白含量均與對(duì)照呈顯著差異，且隨著脅迫時(shí)間的增加，可溶性蛋白的含量也在增加，從處理效果來看，SA處理均高于鹽脅迫處理。在1?d時(shí)，3個(gè)SA處理可溶性蛋白含量均與鹽脅迫處理呈顯著差異。3 d時(shí)，SA處理比鹽脅迫處理葉片可溶性蛋白含量高20.30%、40.49%和4.25%，其中以1.0 mmol/L SA處理增加幅度最大。

?外源對(duì)鹽脅迫下巴西蕉幼苗葉片葉綠素含量的影響

從圖6可知，在鹽脅迫1?d時(shí)，各個(gè)處理之間差異不明顯。在鹽脅迫3?d時(shí)，鹽脅迫下巴西蕉幼苗葉片的葉綠素含量與對(duì)照組差異達(dá)極顯著;經(jīng)過SA處理的幼苗葉綠素含量均顯著高于鹽脅迫處理，分別高33.77%、46.92%、20.57%。其中，1.0 mmol/L SA處理比對(duì)照組的葉綠素含量更高，說明該處理不僅能緩解抑制，還能在一定程度上促進(jìn)巴西蕉幼苗的生長。以上結(jié)果說明，鹽脅迫會(huì)對(duì)巴西蕉幼苗的光合作用造成干擾，導(dǎo)致葉綠素降解;而SA能夠緩解鹽脅迫對(duì)巴西蕉幼苗造成的生長抑制;以1.0?mmol/L SA處理的效果最好。

? 討論

植物的生長對(duì)水分逆境高度敏感，特別是葉片，輕度的水分虧缺就足以使葉生長顯著減弱。鹽脅迫在一定程度上會(huì)造成植物的生理缺水，造成水分失衡，引起植物水勢變化。鹽脅迫下，外源SA可顯著提高高羊茅、白榆的葉片RWC。本研究發(fā)現(xiàn)，在巴西蕉幼苗葉面噴施一定濃度的外源SA，能夠減緩香蕉幼苗在鹽脅迫下的水分虧缺，增加葉片的相對(duì)含水量，從而減輕鹽脅迫對(duì)于巴西蕉葉片造成的生長抑制，提高了巴西蕉的抗鹽性。

細(xì)胞膜是植物感受環(huán)境脅迫最敏感的部分，鹽脅迫下常常發(fā)生膜脂過氧化，MDA是膜脂過氧化作用的主要產(chǎn)物之一，MDA含量則在一定程度上表示細(xì)胞膜脂過氧化的程度和植物對(duì)逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱。董慧等研究發(fā)現(xiàn)低濃度（0.25、0.50?mmol/L）SA處理能顯著降低鹽脅迫下黑麥草MDA含量，而高濃度（1.00?mmol/L）增加MDA的含量。與本研究結(jié)果類似，只是作用濃度存在差異。

植物在鹽脅迫的環(huán)境中，形成了滲透調(diào)節(jié)的生理機(jī)制，提高植物的耐鹽能力。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)包括無機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和有機(jī)滲透調(diào)節(jié)兩類，其中無機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)主要指Na、K等無機(jī)離子;有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)指細(xì)胞中合成的小分子物質(zhì)，主要有低分子糖類（如果聚糖、海藻糖等）、氨基酸及其衍生物（如脯氨酸、甜菜堿等）、多元醇（如甘露醇、山梨醇等）。鹽脅迫下，外源SA可以顯著提高植物葉片的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和脯氨酸等含量。本研究認(rèn)為，外源SA能夠增加巴西蕉幼苗葉片可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和脯氨酸的含量，它們作為主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，起到了調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的作用，從而保護(hù)生物膜結(jié)構(gòu)，緩解鹽脅迫對(duì)巴西蕉造成的傷害，從而提高巴西蕉幼苗的抗鹽性。

葉綠體是植物光合作用的場所，也是對(duì)鹽脅迫最敏感的細(xì)胞器。適宜濃度的SA能夠提高黃瓜和番茄葉片葉綠素的含量，促進(jìn)光合作用。本研究結(jié)果表明，外源SA能夠明顯提高鹽脅迫下巴西蕉幼苗葉片葉綠素的含量，進(jìn)而緩解鹽脅迫對(duì)巴西蕉光合作用造成的傷害。

綜上，本研究認(rèn)為，葉面噴施一定濃度的外源水楊酸，可以通過調(diào)節(jié)香蕉細(xì)胞的滲透功能，增強(qiáng)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，降低膜脂過氧化程度，減少葉綠素分解，從而在一定程度上緩解鹽脅迫對(duì)香蕉幼苗造成的傷害。但是有關(guān)外源SA如何影響香蕉內(nèi)源SA的相互作用機(jī)制、SA如何調(diào)控香蕉抗鹽分子機(jī)理等尚待進(jìn)一步研究。

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