種子引發(fā)劑氯化膽堿和吲哚丁酸鉀對鹽脅迫下水稻幼苗生長和生理特性的影響

黃 露 余明龍 馮乃杰 鄭殿峰 揭 茵 李 瑤，3

（1廣東海洋大學(xué)濱海農(nóng)業(yè)學(xué)院，廣東 湛江 524088；2廣東海洋大學(xué)深圳研究院，廣東 深圳 518108；3黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

由NaCl 引起的高水平鹽脅迫是作物生產(chǎn)中主要的環(huán)境脅迫因素之一［1-2］。據(jù)第二次全國土壤普查數(shù)據(jù)統(tǒng)計，除海濱灘涂外，我國鹽漬土面積高達(dá)3 487萬公頃，其中仍有近1 333 萬公頃的土地具備農(nóng)業(yè)耕種潛力［3］。水稻（Oryza sativaL.）是世界一半以上人口碳水化合物的主要來源。與其他谷類作物相比，水稻更易受到根際鹽分的影響，特別是處于營養(yǎng)生長的苗期水稻對鹽分脅迫高度敏感［4-5］。鹽脅迫通過減少根對水分和養(yǎng)分的吸收，加速葉綠素分解，同時降低光合同化效率進而抑制水稻的生長［6］。此外，Na+長期積累造成的離子毒害以及活性氧（reactive oxygen species，ROS）穩(wěn)態(tài)的失衡可誘導(dǎo)酶活性降低［7］和膜脂過氧化作用加?。?］，嚴(yán)重時會與重要的生物分子如脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸發(fā)生反應(yīng)，造成細(xì)胞死亡［9］。因此，增強水稻幼苗的耐鹽性對提高鹽堿地利用率和提升水稻產(chǎn)量具有重要意義。

種子引發(fā)是由Heydecker 等［10］于1973年提出的一項控制種子緩慢吸水后逐步回干的種子處理技術(shù)，能夠提高種子的出苗整齊度，并能在植株響應(yīng)環(huán)境脅迫時表現(xiàn)出更快更強的細(xì)胞防御反應(yīng)［11］。氯化膽堿（choline chloride，CC）是一種季胺堿，進入植物體后轉(zhuǎn)化為磷脂酰膽堿，從而對膜系統(tǒng)具有修復(fù)作用。前人研究表明，外源施用CC 通過降低膜脂過氧化、抑制葉綠素分解、增加脯氨酸和甜菜堿積累來緩解鹽脅迫對植物的損傷［12-13］。吲哚丁酸鉀（indole-3-butyric acid potassium salt，IBAK）是一種促生根類植物生長調(diào)節(jié)劑，能夠促進細(xì)胞分裂，誘導(dǎo)不定根的生成［14］。近期研究發(fā)現(xiàn)IBAK 拌種能夠增強不同耐旱性大豆的耐旱能力［15］。然而，有關(guān)引發(fā)劑CC 和IBAK 對鹽脅迫下水稻幼苗生長和生理代謝的影響尚鮮有報道。因此，本研究以雜交稻湘兩優(yōu)900 和常規(guī)稻黃華占為試驗材料，探討引發(fā)劑CC 和IBAK 對鹽脅迫下水稻幼苗表型、ROS 代謝、細(xì)胞膜損傷和滲透調(diào)節(jié)的影響，明確CC 和IBAK 影響水稻苗期耐鹽性的生理機制，以期為種子引發(fā)技術(shù)應(yīng)用于耐鹽水稻生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試水稻品種為湘兩優(yōu)900（雜交稻）和黃華占（常規(guī)稻），分別由湖南雜交水稻中心和廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供；供試引發(fā)劑為氯化膽堿（CC）和吲哚丁酸鉀（IBAK），均由廣東海洋大學(xué)化控實驗室提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 適宜引發(fā)劑濃度篩選試驗 試驗于2021年5月在廣東海洋大學(xué)濱海農(nóng)業(yè)學(xué)院人工氣候室進行，供試水稻品種為黃華占。選取籽粒飽滿的水稻種子，經(jīng)0.5%次氯酸鈉消毒10 min 后，用蒸餾水沖洗3 次。隨后將種子置于不同濃度CC（0.75、1.5、3.0、6.0 和12.0 mg·L-1）和IBAK（0.25、0.5、1.0、2.0 和4.0 mg·L-1）溶液中，于25 ℃PGX-450D 無光照人工氣候培養(yǎng)箱（寧波賽福實驗儀器有限公司）中引發(fā)24 h，以蒸餾水引發(fā)為對照（CK），引發(fā)結(jié)束后將種子用蒸餾水洗凈，再用濾紙吸干水分，隨后于25 ℃的JIDI-9240A 鼓風(fēng)干燥箱（廣州吉迪儀器有限公司）內(nèi)回干至初始含水量后用于后續(xù)試驗。選取水稻種子點播于上直徑12.0 cm、下直徑7.5 cm、高5.5 cm 的塑料盆中，每盆均勻播種30 粒，以磚紅壤∶沙=3∶1 混合作為培養(yǎng)基質(zhì)，每盆裝土0.3 kg，然后轉(zhuǎn)移至人工氣候室中培養(yǎng)（光周期為光照16 h/黑暗8 h，白天溫度為25 ℃，夜間溫度為18 ℃，濕度為60%），正常水分管理至兩葉一心期，取樣測定株高、莖基寬、葉面積、地上干重和根干重，根據(jù)壯苗指數(shù)［16］篩選適宜的引發(fā)劑濃度。壯苗指數(shù)計算公式如下：

1.2.2 種子引發(fā)對NaCl 脅迫下水稻幼苗生長的調(diào)控效應(yīng)試驗 試驗于2021年7—10月在廣東海洋大學(xué)日光聯(lián)動溫室進行，供試水稻品種為湘兩優(yōu)900 和黃華占，根據(jù)1.2.1 的試驗結(jié)果，選用3.0 mg·L-1CC 和1.0 mg·L-1IBAK 作為適宜引發(fā)濃度。將消毒后的兩水稻品種各隨機分成三組，分別用蒸餾水、CC 和IBAK各引發(fā)24 h，隨后的清洗和回干條件同1.2.1。選取水稻種子點播于上直徑19.0 cm、下直徑14.5 cm、高18.0 cm 的不漏水塑料盆中，每盆均勻播種75粒，每盆裝土3.0 kg，土壤成分同1.2.1，隨后轉(zhuǎn)移至溫室中進行培養(yǎng)，自然光照，正常水分管理至三葉一心期。

于三葉一心期將上述兩水稻品種的各三組處理再各隨機分成兩組，一半仍保持清水澆灌，一半用濃度為0.3%的NaCl 溶液進行澆灌，澆灌時用AR8012A 鹽度計（東莞萬創(chuàng)電子制品有限公司）控制NaCl 濃度，使NaCl 處理的土壤水層最終含NaCl 量為0.3%，僅在三葉一心期澆灌一次NaCl 溶液，水層深度為2 cm，盆壁標(biāo)記水位線，此后每隔1 d補充清水至水位線并通過鹽度計監(jiān)測Nacl 濃度。每個品種各設(shè)置如下6 個處理：CK（蒸餾水引發(fā)+清水澆灌），CC（CC引發(fā)+清水澆灌），IBAK（IBAK 引發(fā)+清水澆灌），NaCl（蒸餾水引發(fā)+0.3% NaCl 澆灌），NaCl+CC（CC 引發(fā)+0.3% NaCl 澆灌）和NaCl+IBAK（IBAK 引發(fā)+0.3% NaCl 澆灌），每個處理各16盆。試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，生長至四葉一心期對葉片進行取樣，樣品用液氮速凍，保存于-40 ℃冰箱待測。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 形態(tài)指標(biāo)測定 于四葉一心期在各處理隨機選取60株水稻幼苗，用去離子水充分洗凈，再用濾紙吸干水分，選取其中30株使用直尺測量株高，游標(biāo)卡尺測量莖基寬，Yaxin-1241葉面積儀（北京博倫經(jīng)緯科技發(fā)展有限公司）掃描測定葉面積。隨后將幼苗置于烘箱中105 ℃殺青30 min，75 ℃烘干至恒重后測量地上干重和根干重。另外30 株用于測量根系總長度，先將根系通過臺式掃描儀（日本Epson Experssion 公司）進行掃描，再經(jīng)WinRHIZO 2.3.2 根系分析軟件分析得到根系總長度。

1.3.2 葉綠素含量和氣體交換參數(shù)測定 于四葉一心期采用SPAD-502 手持式葉綠素儀（日本Minolta 公司）測定倒二葉的葉綠素含量（soil and plant analyzer development，SPAD）；采用LI-6400XT 便攜式光合作用測定系統(tǒng)（美國LI-COR 公司）于上午9：00—11：30 測定倒二葉的氣體交換參數(shù)，包括凈光合速率（net photosynthetic rate，Pn）、氣孔導(dǎo)度（stomatal conductance，Gs）、胞間CO2濃度（intercellular CO2concentration，Ci）和蒸騰速率（transpiration rate，Tr），各處理重復(fù)測定8次。

1.3.4 生理生化指標(biāo)測定 于四葉一心期對葉片進行取樣，參照《植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)》［18］的方法測定超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（peroxidase，POD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）和抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活性；參照Feng 等［2］的方法測定過氧化氫（hydrogen peroxide，H2O2）含量；丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量采用硫代巴比妥酸法［19］進行測定；相對電導(dǎo)率（relative electrical conductivity，REC）參照J(rèn)ia 等［20］的方法進行測定；抗壞血酸（reduced ascorbic acid，AsA）含量采用4，7-二苯基-1，10-菲咯啉顯色法［21］進行測定；谷胱甘肽（reduced glutathione，GSH）含量采用5，5-二硫代雙-2-硝基苯甲酸顯色法［21］進行測定；參照Bradford［22］的方法采用考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白含量；脯氨酸含量采用磺基水楊酸法［23］進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

使用SPSS 26 軟件進行方差分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法進行差異顯著性檢驗，使用Origin 9.0軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度引發(fā)劑CC和IBAK對水稻幼苗生長的影響

由表1可知，與CK相比，3.0 mg·L-1CC和1.0 mg·L-1IBAK 處理均顯著降低了黃華占水稻幼苗的株高，而顯著增加了莖基寬、根干重和壯苗指數(shù)，且壯苗指數(shù)分別在3.0 mg·L-1CC 和1.0 mg·L-1IBAK 處理時達(dá)到最大值。因此，本研究選取3.0 mg·L-1CC 和1.0 mg·L-1IBAK作為適宜引發(fā)濃度。

表1 不同濃度引發(fā)劑CC和IBAK對黃華占幼苗生長的影響Table 1 Effects of different concentrations of initiators CC and IBAK on the growth of Huanghuazhan seedlings

2.2 引發(fā)劑CC 和IBAK 對NaCl 脅迫下水稻幼苗生長的影響

由表2、3 可知，NaCl 脅迫使黃華占的所有生長指標(biāo)均較CK 顯著降低，同時抑制了湘兩優(yōu)900株高和莖基寬的增加。與NaCl 處理相比，NaCl+CC 處理進一步降低了鹽脅迫下兩品種水稻的株高，但顯著提高了湘兩優(yōu)900 的根干重以及黃華占除株高外的所有生長指標(biāo)；NaCl+IBAK 處理只降低了鹽脅迫下湘兩優(yōu)900 的株高，而使黃華占的根系總長度、葉面積、地上干重、根干重和壯苗指數(shù)均得到顯著提高。非鹽脅迫條件下，與CK 相比，兩種引發(fā)劑處理均能顯著降低兩品種水稻的株高，CC 處理顯著提高了湘兩優(yōu)900 的莖基寬和葉面積以及黃華占的莖基寬、地上干重、根干重和壯苗指數(shù)；IBAK 處理對兩品種根系總長度均有促進作用，同時顯著增加了湘兩優(yōu)900 的葉面積。雙因素方差分析結(jié)果表明，鹽和引發(fā)劑的交互作用顯著影響了黃華占的株高、葉面積和根干重（P＜0.05），極顯著影響了壯苗指數(shù)（P＜0.01）。

表2 引發(fā)劑CC和IBAK對NaCl脅迫下水稻幼苗生長的影響Table 2 Effects of initiators CC and IBAK on the growth of rice seedlings under NaCl stress

表3 引發(fā)劑CC和IBAK對NaCl脅迫下水稻幼苗生長的影響Table 3 Effects of initiators CC and IBAK on the growth of rice seedlings under NaCl stress

2.3 引發(fā)劑CC 和IBAK 對NaCl 脅迫下水稻葉片光合特性的影響

由表4可知，與CK 相比，NaCl 處理均能顯著降低兩品種水稻葉片的Gs、Tr 和SPAD 值，而Pn 和Ci 僅在黃華占中顯著降低。與NaCl處理相比，除對Ci均無顯著影響外，NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理均能顯著提高鹽脅迫下湘兩優(yōu)900 和黃華占葉片的Pn、Gs、Tr 和SPAD 值，且引發(fā)效果表現(xiàn)為CC優(yōu)于IBAK。非鹽脅迫下，引發(fā)劑CC和IBAK處理與CK相比也能顯著提高湘兩優(yōu)900 的Pn 和Gs。方差分析結(jié)果表明，鹽和引發(fā)劑的交互作用對湘兩優(yōu)900 的Pn 和SPAD 值存在顯著影響（P＜0.05），而對黃華占的Pn、Tr和SPAD值存在極顯著影響（P＜0.01）。

表4 引發(fā)劑CC和IBAK對NaCl脅迫下水稻葉片光合特性的影響Table 4 Effects of initiators CC and IBAK on photosynthetic characteristics in rice leaves under NaCl stress

2.4 引發(fā)劑CC 和IBAK 對NaCl 脅迫下水稻葉片膜損傷和ROS含量的影響

由圖1可知，與CK 相比，NaCl 處理下兩品種水稻葉片的REC、MDA和H2O2含量均顯著提高，同時組織化學(xué)染色顯示葉片中染色強度明顯增加。與NaCl 處理相比，NaCl+CC處理湘兩優(yōu)900和黃華占葉片的REC分別顯著降低7.98 和11.08 個百分點，H2O2含量分別顯著降低12.43%和21.67%；NaCl+IBAK 處理湘兩優(yōu)900和黃華占葉片的REC分別顯著降低7.44和3.28個百分點，H2O2含量分別顯著降低15.56%和17.60%；NaCl+CC和NaCl+IBAK處理下湘兩優(yōu)900的MDA含量均無顯著差異，而黃華占的MDA含量分別較NaCl處理顯著降低29.68%和20.49%。此外，與NaCl 處理相比，NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理均明顯降低了兩品種水稻葉片中的染色強度。

圖1 引發(fā)劑CC和IBAK對NaCl脅迫下水稻葉片膜損傷和ROS含量的影響Fig.1 Effects of initiators CC and IBAK on membrane damage and ROS content in rice leaves under NaCl stress

2.5 引發(fā)劑CC 和IBAK 對NaCl 脅迫下水稻葉片抗氧化酶活性的影響

由圖2可知，與CK 相比，NaCl 處理兩品種水稻葉片的SOD、CAT 和APX 活性均顯著降低；POD 活性在湘兩優(yōu)900 中顯著增強，而在黃華占中顯著降低。與NaCl 處理相比，鹽脅迫下引發(fā)劑處理進一步增強了水稻葉片的抗氧化酶活性，表現(xiàn)為NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理黃華占葉片的SOD、POD、CAT 和APX 活性分別顯著增加100.03% 和80.61%、29.49% 和26.47%、11.87% 和10.19%、51.10% 和22.97%；同時，NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理湘兩優(yōu)900 葉片的SOD 活性分別顯著增加92.67%和82.17%，而鹽脅迫下湘兩優(yōu)900葉片的CAT和APX活性僅在NaCl+CC處理后顯著提高。此外，非鹽脅迫下，與CK 相比，CC 處理顯著增強了湘兩優(yōu)900 葉片的POD 活性，IBAK 處理顯著增強了湘兩優(yōu)900葉片的POD和CAT活性。

圖2 引發(fā)劑CC和IBAK對NaCl脅迫下水稻葉片抗氧化酶活性的影響Fig.2 Effects of initiators CC and IBAK on the activities of antioxidant enzymes in rice leaves under NaCl stress

2.6 引發(fā)劑CC 和IBAK 對NaCl 脅迫下水稻葉片非抗氧化劑含量的影響

由圖3可知，與CK 相比，NaCl 處理湘兩優(yōu)900 葉片的AsA 和GSH 含量無顯著差異，而黃華占葉片的AsA 和GSH 含量則分別顯著降低36.32%和35.23%。與NaCl 處理相比，NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理黃華占葉片的非抗氧化劑水平進一步提高，AsA 含量分別顯著增加52.14%和23.76%，GSH 含量分別顯著增加51.64%和39.85%；NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理湘兩優(yōu)900 葉片的AsA 含量分別較NaCl 處理顯著提高34.65%和21.75%，而GSH 含量僅在NaCl+CC 處理后顯著增加，增幅為32.69%。與CK 相比，非鹽脅迫下CC 處理湘兩優(yōu)900 的AsA 含量和黃華占的GSH 含量均顯著增加。

圖3 引發(fā)劑CC和IBAK對NaCl脅迫下水稻葉片非抗氧化劑含量的影響Fig.3 Effects of initiators CC and IBAK on the content of non-antioxidants in rice leaves under NaCl stress

2.7 引發(fā)劑CC 和IBAK 對NaCl 脅迫下水稻葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

由圖4可知，與CK 相比，NaCl、NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理湘兩優(yōu)900 葉片的可溶性蛋白含量均無顯著差異。NaCl 處理黃華占葉片可溶性蛋白含量較CK顯著降低6.24%，而NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理促進了黃華占葉片可溶性蛋白含量的積累，分別較單獨鹽處理顯著增加7.37%和3.44%。與CK 相比，鹽脅迫下有無引發(fā)劑處理兩品種水稻葉片脯氨酸含量均顯著增加，但鹽脅迫加引發(fā)劑處理較單獨鹽脅迫積累了更高水平的脯氨酸，NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理脯氨酸含量分別較單獨鹽處理增加了37.14%和55.71%（湘兩優(yōu)900）、47.87%和29.32%（黃華占）。此外，非鹽脅迫下，兩種引發(fā)劑處理與對照相比也顯著增加了兩水稻品種葉片的脯氨酸含量，而可溶性蛋白含量僅在湘兩優(yōu)900中顯著增加。

圖4 引發(fā)劑CC和IBAK對NaCl脅迫下水稻葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響Fig.4 Effects of initiators CC and IBAK on the content of osmotic regulatory substances in rice leaves under NaCl stress

2.8 引發(fā)劑對NaCl脅迫下水稻幼苗生理指標(biāo)的雙因素方差分析

由表5可知，鹽或引發(fā)劑對兩品種水稻的REC、SOD 活性、H2O2、GSH、可溶性蛋白和脯氨酸含量均存在極顯著影響（P＜0.01），同時鹽脅迫極顯著影響了兩品種的MDA含量（P＜0.01），引發(fā)劑極顯著影響了兩品種的POD 活性和AsA 含量（P＜0.01）；鹽和引發(fā)劑的交互作用對湘兩優(yōu)900 的REC、SOD、POD 活性、H2O2、GSH 和脯氨酸含量存在極顯著影響（P＜0.01），對黃華占的REC、SOD 活性、POD 活性、H2O2含量和可溶性蛋白含量存在極顯著影響（P＜0.01），而對黃華占的APX活性存在顯著影響（P＜0.05）。

表5 引發(fā)劑對NaCl脅迫下水稻幼苗生理指標(biāo)的雙因素方差分析Table 5 Two-way ANOVA analysis of initiator on physiological indexes of rice seedlings under NaCl stress

3 討論

土壤鹽分是限制植株生長的主要因素之一，植株在成苗的早期階段更容易受到鹽脅迫的影響，鹽脅迫引起的高滲透壓和離子毒害通過誘導(dǎo)養(yǎng)分虧缺以及ROS 過量積累而干擾正常的生理代謝過程，進而抑制植株生長［24］。李瑤等［16］研究發(fā)現(xiàn)鹽脅迫可顯著降低水稻幼苗的株高并抑制生物量的積累。本研究結(jié)果表明，鹽脅迫降低了湘兩優(yōu)900 的株高和莖基寬，而對黃華占的所有生長參數(shù)均有顯著的抑制作用，說明鹽脅迫對水稻生長具有普遍的不利影響，且對常規(guī)稻黃華占的抑制作用更強，雜交稻湘兩優(yōu)900 可能具備更強的抗氧化和滲透調(diào)節(jié)能力，有利于清除ROS，維持光合活性，這與Huang 等［25］在水稻中的研究結(jié)果一致。種子引發(fā)是一種經(jīng)濟高效且環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以改善各種作物的生長和抗逆性，被引發(fā)的植物在響應(yīng)脅迫時會產(chǎn)生更快、更強的防御反應(yīng)［7］。本試驗中，引發(fā)劑CC 處理進一步增加了鹽脅迫下湘兩優(yōu)900 的根干重，并對除株高外的黃華占生長參數(shù)均具有顯著的促進效果；引發(fā)劑IBAK 處理降低了鹽脅迫下湘兩優(yōu)900 的株高，但顯著增加了黃華占的根系總長度、葉面積、地上干重、根干重和壯苗指數(shù)，而鹽和引發(fā)劑處理僅在黃華占的形態(tài)指標(biāo)間存在交互作用。說明適宜濃度的CC和IBAK處理能夠緩解鹽脅迫對水稻幼苗生長的抑制，且對常規(guī)稻黃華占的調(diào)控效果更為明顯。

干物質(zhì)積累需要光合作用固定CO2，光合作用依賴于葉綠素對光的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化［26］。鹽脅迫下，Na+在葉片組織中的過度積累導(dǎo)致葉綠素分解速率加快或阻礙葉綠素的生物合成，進而導(dǎo)致葉片光合活性降低［27］。本研究結(jié)果表明，鹽脅迫下兩品種水稻SPAD值、Gs和Tr均受到顯著抑制，而Pn 和Ci僅在黃華占中顯著降低，表明在逆境脅迫下，植物通過關(guān)閉氣孔，同時降低蒸騰作用以減少水分流失，黃華占葉片Pn顯著降低可能是由于其氣孔關(guān)閉較湘兩優(yōu)900更為明顯，進而造成光合碳固定底物供應(yīng)不足，導(dǎo)致Pn下降［28］。同時，鹽脅迫下黃華占的Ci與Gs同步降低，表明鹽脅迫下Pn下降的主導(dǎo)因素可能歸因于氣孔限制，這與Medrano等［29］的研究結(jié)果相一致。此外，Abideen等［30］研究發(fā)現(xiàn)鹽脅迫下更低的Tr 有利于Na+在根部停留，這是植物在逆境脅迫中的一種適應(yīng)性策略。本研究發(fā)現(xiàn)，與NaCl 處理相比，NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理均能顯著緩解鹽脅迫對兩品種水稻葉片氣體交換參數(shù)的抑制（除Ci 增加不顯著外），Ci 和Gs 同時增加進一步表明NaCl+CC和NaCl+IBAK處理增強Pn可能是氣孔導(dǎo)度增加促進CO2擴散的結(jié)果［2］。前人研究表明，CC 和IBAK處理能提高葉綠體膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，維持葉片較高的葉綠素含量，從而對鹽脅迫下水稻較高的光合速率有一定促進作用［31］。劉美玲等［32］研究發(fā)現(xiàn)IBAK 浸種可增加干旱脅迫下大豆葉片的葉綠素含量。周峰等［33］研究發(fā)現(xiàn)外源施用CC 能提高低鹽脅迫下菠菜葉片的光合活性。本研究同樣發(fā)現(xiàn)引發(fā)劑CC和IBAK處理在水稻耐鹽生長中起著積極作用，這可能歸功于其對光合參數(shù)的改善以及對光合色素的保護作用。

逆境脅迫下過量積累的ROS 會誘導(dǎo)細(xì)胞膜脂過氧化作用加強進而造成膜透性增加［34］。引發(fā)處理能增強相關(guān)抗氧化酶活性，同時增加非抗氧化劑水平以協(xié)調(diào)清除自由基，促進細(xì)胞膜的修復(fù)和膜完整性的提高［35］。本研究發(fā)現(xiàn)，與CK 相比，NaCl處理顯著增加了兩品種水稻葉片REC 水平、O-·2染色強度、MDA 和H2O2含量，降低了SOD、CAT 和APX 活性，POD 活性在湘兩優(yōu)900 中顯著增加而在黃華占中顯著降低，同時非抗氧化劑AsA 和GSH 含量在黃華占中顯著降低，說明鹽脅迫通過抑制抗氧化系統(tǒng)活性而加劇細(xì)胞的氧化損傷，且常規(guī)稻黃華占的抗氧化系統(tǒng)對鹽脅迫表現(xiàn)更為敏感，雜交稻湘兩優(yōu)900 依賴于自身較強的抗氧化活性更有助于清除ROS，這與前人在大豆［36］和棉花［37］中的研究結(jié)果一致。而鹽脅迫下NaCl+CC和NaCl+IBAK處理兩品種水稻葉片的ROS 含量和膜損傷均有所降低，同時抗氧化酶活性和非抗氧化劑含量均不同程度提高，雙因素方差分析中鹽脅迫和引發(fā)劑的交互作用在兩品種REC 及SOD、POD 活性、H2O2和GSH 含量中均存在極顯著影響（P＜0.01），表明引發(fā)處理通過增加抗氧化酶活性直接清除ROS 或抑制ROS 和MDA 的生成途徑來緩解膜脂過氧化，進而增強了水稻幼苗在鹽脅迫下的防御能力，但其具體調(diào)控機理仍需進一步深入研究。鹽脅迫下NaCl+CC 和NaCl+IBAK 處理湘兩優(yōu)900 的REC 比黃華占更低，可能是由于引發(fā)處理誘導(dǎo)湘兩優(yōu)900 葉片脯氨酸大量積累，進一步增加了ROS清除速率，同時降低了細(xì)胞滲透失水。

促進滲透溶質(zhì)的生物合成是植物抵御環(huán)境脅迫的另一個潛在機制，較高的滲透溶質(zhì)含量有利于根系的水分吸收［5］。本研究結(jié)果表明，鹽脅迫顯著降低了黃華占葉片的可溶性蛋白含量，這與張翯等［38］在玉米中的研究結(jié)果相反，可能是由于可溶性蛋白降解有利于氨基酸生物合成，而脯氨酸是參與植物滲透調(diào)節(jié)的重要氨基酸［39］，鹽處理后兩品種葉片脯氨酸顯著積累也從側(cè)面證明了這一點，表明鹽脅迫破壞了葉片細(xì)胞功能，植物通過主動積累脯氨酸來維持細(xì)胞水勢［40］。NaCl+CC和NaCl+IBAK 處理進一步增加了鹽脅迫下兩品種水稻葉片的脯氨酸含量，且在湘兩優(yōu)900中增幅更大，而可溶性蛋白含量僅在黃華占中有所增加，雙因素方差分析結(jié)果同樣表明鹽和引發(fā)劑的交互作用對湘兩優(yōu)900 的脯氨酸含量以及黃華占的可溶性蛋白含量存在極顯著影響（P＜0.01），湘兩優(yōu)900中更多的氨基酸參與了脯氨酸的生成，而黃華占中更多的可溶性蛋白含量有利于促進細(xì)胞功能恢復(fù)。上述結(jié)果表明，引發(fā)劑處理可通過促進滲透保護劑的積累來恢復(fù)葉片功能、維持葉片滲透壓、降低膜氧化損傷，促進鹽脅迫下水稻幼苗的生長。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，鹽脅迫抑制了水稻幼苗的生長，適宜濃度的引發(fā)劑CC和IBAK處理可增加鹽脅迫下水稻葉片的葉綠素含量，同時改善氣體交換參數(shù)來維持光合結(jié)構(gòu)活性，從而刺激植株生長。另一方面，引發(fā)劑處理通過激活抗氧化酶活性，提高非抗氧化劑水平來清除ROS 并降低膜脂過氧化水平；同時促進滲透保護劑積累來維持葉片的滲透勢，進而增強了水稻幼苗的耐鹽性。