鹽脅迫對(duì)甜櫻桃砧木生理特性及光合熒光參數(shù)的影響

李煥勇，廖方舟，劉景超，王芝學(xué)，楊麗芳

(天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 林業(yè)果樹研究所，天津 300384)

土壤鹽漬化已經(jīng)成為全球重要的資源與環(huán)境問題，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成不同程度的影響，嚴(yán)重威脅著全球糧食安全。目前，全球土壤鹽漬化程度呈上升趨勢(shì)，中國各類鹽堿土總面積約為3.69×107hm2，占可用耕地面積的4.88%，主要分布在東北、西北、華北內(nèi)陸以及沿海地區(qū)等，合理地開發(fā)利用鹽堿地資源，對(duì)中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。

鹽漬環(huán)境中的土壤水勢(shì)降低，會(huì)導(dǎo)致其中的植物吸收水分困難或水分外排，造成滲透脅迫[2]。但植物在鹽漬條件下可以通過有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的代謝來降低自身水勢(shì)，進(jìn)而減輕鹽漬環(huán)境對(duì)自身造成的損傷[1]。鹽脅迫還可造成植物膜脂過氧化現(xiàn)象，影響細(xì)胞膜通透性，進(jìn)而妨礙植物生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成[3-4]。耐鹽植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成了復(fù)雜且有效的抗氧化體系，主要包括以抗壞血酸(AsA)、類胡蘿卜素(Car)為主的非酶促抗氧化系統(tǒng)，以及超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)等為主的酶促抗氧化系統(tǒng)[5-7]。葉綠體作為植物對(duì)逆境最敏感的細(xì)胞器，在鹽脅迫條件下會(huì)受到一定程度的損傷，進(jìn)而影響到植物的光合作用。鹽脅迫造成的滲透脅迫破壞了植物PSⅡ系統(tǒng)反應(yīng)中心，降低了植物的光合電子傳遞效率和PSⅡ的光合作用活力[8-9]。

甜櫻桃(Cerasusavium)為薔薇科(Rosaceae)櫻桃屬(Cerasus)落葉果樹，在北方素有“春果第一枝”的美稱。甜櫻桃對(duì)鹽分敏感，通過嫁接可以提高其耐鹽性，選育優(yōu)質(zhì)抗逆砧木可以提高甜櫻桃的抗逆性。當(dāng)前已對(duì)甜櫻桃砧木響應(yīng)鹽脅迫的光合特性進(jìn)行了一定研究[10-12]，但對(duì)其在鹽脅迫下的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、抗氧化酶活性及葉綠素?zé)晒馓匦缘弱r見報(bào)道。本研究以栽培中常用甜櫻桃砧木‘吉塞拉6號(hào)’(Gisela 6)和‘考特’(Colt)為試驗(yàn)材料，研究不同濃度NaCl處理對(duì)兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片中主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、抗氧化酶活性及光合熒光特性的影響，探討甜櫻桃砧木耐鹽生理機(jī)制，為甜櫻桃砧木耐鹽機(jī)制研究及優(yōu)良砧木的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為生長(zhǎng)狀況一致且長(zhǎng)勢(shì)良好的1年生‘吉塞拉6號(hào)’(G6)和‘考特’(KT)砧木苗，每個(gè)品種選擇30株定植于裝有混合基質(zhì)(蛭石、珍珠巖和草炭土體積比1∶1∶3)的花盆中，在室外避雨棚下培養(yǎng)，苗木正常生長(zhǎng)1個(gè)月后進(jìn)行鹽脅迫處理。

1.2 材料處理

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置0、50、100、150 mmol·L-1NaCl等4個(gè)濃度鹽脅迫處理水平，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10株幼苗。為防止鹽分流失，花盆底部放置塑料托盤，每次澆水后將流出的溶液及時(shí)倒回花盆內(nèi)。鹽脅迫處理14 d后采集葉片樣品保存于液氮中用于生理指標(biāo)檢測(cè)，并對(duì)植株進(jìn)行光合氣體交換參數(shù)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 生理指標(biāo)葉片可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮法，可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)染料結(jié)合法，脯氨酸含量測(cè)定采用茚三酮法，丙二醛含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法，超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑光還原法，過氧化物酶(POD)活性的測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚還原法[13-14]。

1.3.2 光合氣體交換參數(shù)和綠葉素?zé)晒鈪?shù)采用Li-6800便攜式光合-熒光測(cè)量?jī)x(Li-COR，USA)進(jìn)行葉片的光合氣體交換參數(shù)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定，測(cè)定控制光強(qiáng)度為1500 μmol·m-2·s-1，CO2濃度為400 μmol·mol-1，相對(duì)濕度為65%，每個(gè)處理測(cè)量5次。將所測(cè)幼苗葉片在夜間進(jìn)行充分暗適應(yīng)后，測(cè)定暗適應(yīng)初始熒光(Fo)和最大熒光(Fm)；白天充分光照后，測(cè)定凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)等；同步執(zhí)行飽和脈沖測(cè)量記錄光適應(yīng)下初始熒光(Fo′)、光適應(yīng)下最大熒光(Fm′)和穩(wěn)態(tài)熒光(Fs)，并計(jì)算光系統(tǒng)Ⅱ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、光化學(xué)淬滅系數(shù)[qP=(Fm′-Fs)/(Fm′-Fo)]和非光化學(xué)淬滅系數(shù)[NPQ=(Fm-Fm′)/Fm′]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2016對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、標(biāo)準(zhǔn)差分析及圖形的繪制，利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用LSD法進(jìn)行多重比較，方差分析在P<0.05時(shí)認(rèn)為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)兩個(gè)甜櫻桃砧木幼苗表觀性狀的影響

隨著NaCl處理脅迫濃度的升高，兩個(gè)甜櫻桃砧木‘吉塞拉6號(hào)’(G6)和‘考特’(KT)的生長(zhǎng)狀況均逐漸變差，側(cè)枝減少，葉片表現(xiàn)出焦邊、卷曲、落葉等癥狀，其受鹽害程度逐漸加重，不同NaCl處理之間性狀差異明顯(圖1)。

2.2 鹽脅迫對(duì)兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

2.2.1 可溶性糖含量隨著NaCl處理濃度的升高，甜櫻桃砧木葉片中可溶性糖含量在‘吉塞拉6號(hào)’中呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，而在‘考特’中卻呈逐漸增加趨勢(shì)(圖2，A)；在鹽脅迫條件下，‘吉塞拉6號(hào)’葉片中可溶性糖含量迅速增加并維持在較高水平，在100 mmol·L-1NaCl處理時(shí)達(dá)到最大值(77.98 mg·g-1)，并與其他處理之間差異顯著(P<0.05)；‘考特’葉片可溶性糖含量在150 mmol·L-1NaCl處理達(dá)到最大(72.92 mg·g-1)，也與其他處理存在顯著差異。

2.2.2 可溶性蛋白含量圖2，B顯示，‘吉塞拉6號(hào)’和‘考特’葉片中可溶性蛋白的含量均隨著NaCl處理濃度的升高而逐漸增加，在150 mmol·L-1NaCl處理時(shí)達(dá)到最大，分別達(dá)到2.93 mg·g-1和3.06 mg·g-1，分別比對(duì)照顯著增加了51.7%和19.1%，其余濃度NaCl處理也與對(duì)照之間均存在顯著差異(P<0.05)。隨著NaCl處理濃度的升高，‘吉塞拉6號(hào)’葉片可溶性蛋白的增加量明顯高于‘考特’。

A.吉塞拉6號(hào)(G6)；B.考特(KT)；0、50、100、150分別表示0、50、100、150 mmol·L-1NaCl處理圖1 鹽脅迫下兩個(gè)甜櫻桃砧木植株形態(tài)和葉片表型變化A.Gisela 6 (G6);B.Colt (KT);0,50,100 and 150 indicate 0,50,100,and 150 mmol·L-1NaCl treatment,respectivelyFig.1 Plant morphological changes and leaf phenotypic changes of two sweet cherry rootstocks under salt stress

2.2.3 脯氨酸含量由圖2，C可知，兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片中脯氨酸含量也均隨著NaCl處理濃度的升高而逐漸增加，且各濃度鹽脅迫處理之間及其與對(duì)照之間均存在顯著性差異(P<0.05)；在相同鹽脅迫濃度下，‘考特’葉片的脯氨酸含量均不同程度高于‘吉塞拉6號(hào)’，它比對(duì)照的增加幅度也大于‘吉塞拉6號(hào)’。其中，在150 mmol·L-1NaCl處理濃度下，‘吉塞拉6號(hào)’和‘考特’葉片的脯氨酸含量與對(duì)照相比分別增加了2.14倍和2.87倍。

G6.吉塞拉6號(hào)；KT.考特；不同小寫字母表示同一品種不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同圖2 鹽脅迫下兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化G6.Gisela 6;KT.Colt;Different normal letters indicate significant differences among different treatments of the same variety at the level of 0.05 (P<0.05);the same as below Fig.2 The contents of osmotic adjustment substance in leaves of two sweet cherry rootstocks under salt stress

2.3 鹽脅迫對(duì)兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片MDA含量及SOD和POD活性的影響

2.3.1 丙二醛含量由圖3，A可知，兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片丙二醛含量均隨著NaCl處理濃度的升高而增加，且在不同濃度NaCl處理間存在顯著差異；與對(duì)照相比，‘吉塞拉6號(hào)’和‘考特’葉片丙二醛含量分別在50和100 mmol·L-1濃度開始存在顯著差異(P<0.05)，在150 mmol·L-1NaCl處理時(shí)分別顯著增加了26.3%和15.4%。在相同濃度NaCl處理下，‘吉塞拉6號(hào)’葉片丙二醛含量均明顯高于相應(yīng)‘考特’，且比對(duì)照增幅也高于‘考特’。

圖3 鹽脅迫下兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片丙二醛含量及SOD和POD活性的變化Fig.3 The MDA content and SOD and POD activities in leaves of two sweet cherry rootstocks under salt stress

2.3.2 SOD活性兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片中SOD活性隨著NaCl處理濃度的增加均呈現(xiàn)持續(xù)增加的變化趨勢(shì)，在150 mmol·L-1NaCl處理時(shí)分別達(dá)到92.11和109.01 U·g-1，分別比對(duì)照顯著增加了60.5%和36.3%，‘吉塞拉6號(hào)’的增加幅度明顯大于‘考特’(圖3，B)。‘吉塞拉6號(hào)’葉片中SOD活性在不同濃度處理之間均存在顯著性差異(P<0.05)，而‘考特’葉片中SOD活性在50 mmol·L-1NaCl處理時(shí)與對(duì)照相比無顯著變化，在100和150 mmol·L-1NaCl處理時(shí)顯著高于對(duì)照和50 mmol·L-1NaCl處理，但它們之間沒有顯著性差異。

2.3.3 POD活性隨著NaCl處理濃度的增加，兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片中POD活性均呈現(xiàn)出先升高后下降的變化趨勢(shì)，并均顯著高于相應(yīng)對(duì)照，且均在100 mmol·L-1NaCl處理時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)分別比對(duì)照增加了2倍和1.97倍(圖3，C)。在相同處理?xiàng)l件下，‘吉塞拉6號(hào)’葉片的POD活性均明顯高于‘考特’；‘吉塞拉6號(hào)’葉片的POD活性表現(xiàn)為100和150 mmol·L-1濃度NaCl處理均顯著高于50 mmol·L-1NaCl處理(P<0.05)，而‘考特’在3個(gè)濃度處理之間不存在顯著差異。

2.4 鹽脅迫對(duì)兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片光合氣體交換參數(shù)的影響

2.4.1 凈光合速率兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片凈光合速率(Pn)隨著NaCl處理濃度的升高而逐漸降低，且各鹽脅迫處理均與對(duì)照差異顯著；在150 mmol·L-1NaCl處理時(shí)，‘吉塞拉6號(hào)’和‘考特’的Pn與對(duì)照相比分別降低了85.7%和74.2%，‘吉塞拉6號(hào)’的下降幅度顯著大于‘考特’(圖4，A)。在相同處理?xiàng)l件下，‘吉塞拉6號(hào)’的Pn均明顯高于相應(yīng)處理的‘考特’?！?號(hào)’的Pn在各處理之間均存在顯著性差異(P<0.05)，而‘考特’的Pn在100與150 mmol·L-1NaCl處理之間差異不顯著。

2.4.2 氣孔導(dǎo)度隨著NaCl處理濃度的增加，兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片的氣孔導(dǎo)度(Gs)變化趨勢(shì)與Pn趨勢(shì)相似。兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片的Gs在不同濃度NaCl處理下均明顯低于對(duì)照；‘吉塞拉6號(hào)’和‘考特’的Gs在150 mmol·L-1NaCl處理下分別比對(duì)照顯著降低了41.7%和63.7%，‘考特’的Gs下降幅度顯著大于‘吉塞拉6號(hào)’，且‘考特’的Gs在各處理?xiàng)l件下均低于相應(yīng)的‘吉塞拉6號(hào)’(圖4，B)?！继亍腉s在各鹽濃度處理下與對(duì)照相比均存在顯著性差異(P<0.05)，而‘吉塞拉6號(hào)’的Gs僅在100和150 mmol·L-1NaCl處理時(shí)與對(duì)照有顯著性差異。

圖4 鹽脅迫下兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片光合氣體交換參數(shù)的變化Fig.4 The photosynthetic gas exchange parameters in leaves of two sweet cherry rootstocks under salt stress

2.4.3 胞間CO2濃度圖4，C顯示，隨著NaCl處理濃度的增加，兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片的胞間CO2濃度(Ci)表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)，‘吉塞拉6號(hào)’和‘考特’在150 mmol·L-1NaCl處理下分別比對(duì)照顯著增加了21.7%和30.6%；兩個(gè)砧木葉片的Ci在鹽脅迫處理下增加幅度均不大，但各處理與對(duì)照之間均存在顯著性差異(P<0.05)。

2.4.4 蒸騰速率由圖4，D可知，兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片的蒸騰速率(Tr)均隨著NaCl處理濃度的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì)，并均在50 mmol·L-1NaCl處理時(shí)達(dá)到最大值，期間‘吉塞拉6號(hào)’始終明顯高于相同條件下的‘考特’；與對(duì)照相比，僅‘吉塞拉6號(hào)’的150 mmol·L-1NaCl處理、‘考特’的50 mmol·L-1NaCl處理有顯著差異，兩品種其他鹽脅迫處理與對(duì)照之間均不存在顯著性差異。

2.5 鹽脅迫對(duì)兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

首先，初始熒光(Fo)表示的是光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)反應(yīng)中心處于完全開放時(shí)的熒光水平。由圖5，A可知，兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片的Fo隨著NaCl處理濃度的升高整體均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，但‘吉塞拉6號(hào)’僅在150 mmol·L-1NaCl時(shí)比對(duì)照增加顯著，‘考特’在100和150 mmol·L-1NaCl時(shí)增加顯著；與對(duì)照相比，‘吉塞拉6號(hào)’和‘考特’的Fo在150 mmol·L-1NaCl時(shí)分別顯著增加29.0%和68.7%，‘考特’增幅明顯大于‘吉塞拉6號(hào)’。兩個(gè)甜櫻桃砧木的Fo在對(duì)照處理和50 mmol·L-1NaCl處理時(shí)表現(xiàn)為‘吉塞拉6號(hào)’高于‘考特’，而在其余處理下則表現(xiàn)相反。最大熒光(Fm)反映了PSⅡ反應(yīng)中心處于完全關(guān)閉時(shí)的熒光水平。兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片的Fm隨著NaCl處理濃度的增加呈現(xiàn)不規(guī)律的變化趨勢(shì)，但各濃度鹽處理之間及其與對(duì)照之間均無顯著差異(圖5，B)。

其次，F(xiàn)v/Fm反映了暗適應(yīng)下植物PS Ⅱ 潛在最大光化學(xué)效率。隨著NaCl處理濃度的升高，‘吉塞拉6號(hào)’和‘考特’葉片的Fv/Fm基本上均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但均僅在150 mmol·L-1NaCl處理時(shí)與對(duì)照達(dá)到顯著差異水平(P<0.05)，降幅分別為9.0%和15.0%，且‘吉塞拉6號(hào)’高于‘考特’(圖5，C)。

再次，非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)主要反映天線色素所吸收光能中以熱能形式耗散掉的能量部分，而光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)反映了天線色素捕獲的光能中用于光化學(xué)反應(yīng)的能量部分。隨著NaCl處理濃度的升高，兩個(gè)甜櫻桃砧木的NPQ呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，而qP呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)；與對(duì)照相比，‘吉塞拉6號(hào)’的NPQ和qP在各濃度鹽脅迫下均差異顯著，而‘考特’則分別僅在100～150 mmol·L-1和150 mmol·L-1NaCl處理時(shí)差異顯著；在150 mmol·L-1NaCl處理時(shí)，‘吉塞拉6號(hào)’和‘考特’的NPQ與對(duì)照相比分別顯著增加了73.2%和117.9%，而兩品種的qP則比對(duì)照分別顯著減少了61.1%和62.0%，即‘考特’的NPQ變化幅度明顯大于‘吉塞拉6號(hào)’(圖5，D、E)。

圖5 鹽脅迫下兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化Fig.5 The chlorophyll fluorescence parameters in leaves of two sweet cherry rootstocks under salt stress

另外，光合電子傳遞效率(ETR)主要反映了實(shí)際光強(qiáng)條件下的表觀電子傳遞效率。圖5，F(xiàn)顯示，隨著NaCl處理濃度的升高，‘吉塞拉6號(hào)’的ETR呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，且在各處理及對(duì)照間均存在顯著差異，其在150 mmol·L-1NaCl時(shí)比對(duì)照顯著減少了79.1%(P<0.05)；而‘考特’的ETR隨著NaCl處理濃度的升高呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì)，且在各處理及對(duì)照間均存在顯著差異，其在50 mmol·L-1NaCl時(shí)最大并顯著高于對(duì)照，而在其余濃度鹽脅迫下顯著低于對(duì)照(P<0.05)。

可見，隨著NaCl處理濃度的升高，兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片的Fo、NPQ均呈現(xiàn)上升的變化趨勢(shì)，而Fv/Fm、qP和ETR則表現(xiàn)出逐漸降低的變化趨勢(shì)。

3 討 論

植物在鹽漬條件下可以通過調(diào)整體內(nèi)各種新陳代謝途徑，控制各種有機(jī)代謝產(chǎn)物的合成和降解及氧化酶活性等來維持細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)平衡，進(jìn)而可以調(diào)控自身生產(chǎn)及滲透調(diào)節(jié)。在鹽脅迫條件下，植物體內(nèi)可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸等物質(zhì)參與滲透調(diào)節(jié)維持滲透平衡[1]。可溶性糖在鹽脅迫條件下還可作為能量物質(zhì)，并對(duì)維持膜的穩(wěn)定具有重要作用[15-16]。研究表明，鹽脅迫條件下小果白刺[1]、流蘇[17]、耐鹽花生[18]幼苗中可溶性糖含量均逐漸增加。本研究也發(fā)現(xiàn)，NaCl處理促進(jìn)了兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片中可溶性糖含量的積累，而‘吉塞拉6號(hào)’在高濃度NaCl處理時(shí)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，可能是高鹽脅迫下能量消耗加劇所致，這與胡愛雙等對(duì)八棱海棠的研究結(jié)果相似[19]。可溶性蛋白作為一種親水性物質(zhì)，鹽脅迫促進(jìn)可溶性蛋白的積累可以增加水分的束縛，降低細(xì)胞滲透勢(shì)[20]。本研究中隨著NaCl處理濃度的升高兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片中可溶性蛋白含量均逐漸增加，可能是由于鹽脅迫促進(jìn)了甜櫻桃砧木的蛋白質(zhì)合成代謝，造成可溶性蛋白的逐漸積累，從而降低細(xì)胞滲透勢(shì)來適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境。這與張婭等對(duì)小麥的耐鹽性研究結(jié)果相一致[21]。鹽脅迫下植物體內(nèi)脯氨酸含量的增加可以調(diào)節(jié)體內(nèi)滲透勢(shì)，防止因鹽脅迫造成過度失水而對(duì)細(xì)胞造成傷害。本研究發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片中脯氨酸含量隨著NaCl處理濃度的升高而呈現(xiàn)出逐漸增加趨勢(shì)，脯氨酸的積累量與NaCl處理濃度之間呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，這與小果白刺[1]及八棱海棠等[19]研究結(jié)果一致，這是由于在鹽脅迫下甜櫻桃砧木體內(nèi)通過脯氨酸積累來調(diào)節(jié)體內(nèi)微環(huán)境，從而可增強(qiáng)對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)能力。

同時(shí)，在鹽脅迫條件下，植物體內(nèi)活性氧積累，會(huì)對(duì)植物造成氧化損傷[22]，而植物體內(nèi)SOD、POD等抗氧化酶可以通過清除活性氧來減少膜系統(tǒng)的傷害，降低其對(duì)植物體造成的損傷[23]。丙二醛作為膜脂過氧化的產(chǎn)物之一，其含量的多少反映了植物對(duì)鹽脅迫抵抗能力的強(qiáng)弱[24]。本研究表明，隨著NaCl處理濃度的升高，甜櫻桃砧木葉片中丙二醛含量逐漸增加，這是由于隨著脅迫濃度的加強(qiáng)，甜櫻桃砧木發(fā)生膜脂過氧化作用，破壞了膜結(jié)構(gòu)的完整性，從而導(dǎo)致丙二醛含量增加。這與鹽脅迫下葡萄、榆樹等丙二醛含量變化趨勢(shì)相一致[25-26]。同時(shí)，甜櫻桃砧木葉片中SOD活性隨著處理濃度的升高而增加，這說明在鹽脅迫下甜櫻桃砧木的抗氧化能力增強(qiáng)，可以清除大量過剩的活性氧，降低活性氧對(duì)甜櫻桃砧木細(xì)胞膜的損傷；甜櫻桃砧木葉片中POD活性隨著NaCl處理濃度的升高而表現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì)，且‘吉塞拉6號(hào)’的POD活性明顯高于‘考特’，這與對(duì)蘋果砧木及梅花的研究結(jié)果一致[27-28]，這可能是由于‘吉塞拉6號(hào)’具有較強(qiáng)的抗鹽性，可以通過提高POD的活性來減輕鹽脅迫對(duì)植物的傷害，而鹽脅迫濃度過高時(shí)已超出了甜櫻桃砧木的耐受能力，其POD活性隨之降低，自身調(diào)節(jié)能力也同時(shí)降低。

光合作用為植物獲取能量的重要途徑，鹽脅迫對(duì)植物自身光合作用效率會(huì)產(chǎn)生顯著影響。許多研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫條件下植物葉片Pn、Gs和Tr會(huì)發(fā)生不同程度的降低[29-30]。鹽脅迫影響植物葉片Pn下降的主要原因是受氣孔或非氣孔因素的限制，如果Pn和Ci均降低時(shí)，認(rèn)為氣孔開度變小為Pn降低的主要原因，光合作用受氣孔限制因素影響；當(dāng)Pn降低而Ci升高時(shí)，認(rèn)為光合作用下降受非氣孔因素影響，是由于鹽脅迫破壞了光合機(jī)構(gòu)，影響了電子傳遞速率[31]。本研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫對(duì)兩個(gè)甜櫻桃砧木葉片的Pn、Gs、Ci和Tr均具有顯著影響，隨著NaCl處理濃度的升高，甜櫻桃砧木葉片的Pn、Gs逐漸降低，而Ci逐漸升高。據(jù)此認(rèn)為，非氣孔限制可能是鹽脅迫下兩種甜櫻桃砧木葉片Pn下降的主要因素，可能是由于鹽脅迫導(dǎo)致甜櫻桃砧木葉片光合機(jī)構(gòu)受損，影響了RuBP羧化酶效率降低和光合作用表觀量子效率[32]。已有研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫降低了黃連木及葡萄砧木葉片的Gs[33-34]，同時(shí)本研究中甜櫻桃砧木葉片Gs也受鹽脅迫影響而下降，這可能是由于鹽脅迫造成滲透脅迫，水分向地上部分運(yùn)輸受阻，葉片保衛(wèi)細(xì)胞失水導(dǎo)致氣孔逐漸閉合。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)包含豐富的光合信息，可反映植物在逆境條件下光系統(tǒng)對(duì)光能的吸收、分配、傳遞和耗散等情況，逆境脅迫對(duì)光合作用的影響程度都可依據(jù)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化來顯示，是檢測(cè)鹽脅迫對(duì)植物光合機(jī)構(gòu)傷害程度的重要指標(biāo)[35-38]。Fv/Fm能夠反映植物PSⅡ潛在最大光化學(xué)效率，表示植物葉片的光抑制程度。研究發(fā)現(xiàn)正常生長(zhǎng)植物葉片F(xiàn)v/Fm經(jīng)過充分暗適應(yīng)后比較恒定，一般處于0.80～0.85之間，當(dāng)Fv/Fm<0.8時(shí)，PSⅡ反應(yīng)中心可能由于脅迫造成一定損傷[37-40]。本研究發(fā)現(xiàn)，甜櫻桃砧木葉片的Fv/Fm經(jīng)NaCl處理后總體呈現(xiàn)降低的變化趨勢(shì)，但在低濃度(≤50 mmol·L-1NaCl)處理時(shí)Fv/Fm值在恒定范圍內(nèi)，在高濃度(≥100 mmol·L-1NaCl)處理時(shí)Fv/Fm<0.80，這表明低濃度NaCl處理對(duì)甜櫻桃葉片的PSⅡ反應(yīng)機(jī)構(gòu)影響不大，而在高濃度NaCl處理導(dǎo)致植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損，破壞了細(xì)胞的光合機(jī)構(gòu)，電子傳遞速率和光化學(xué)量子效率遭到光抑制，降低了植株對(duì)光能的利用率，進(jìn)一步證明了光合作用效率下降是受非氣孔因素影響，這與甜櫻桃、葡萄等相關(guān)研究結(jié)果一致[41-42]。隨著NaCl處理濃度的升高，甜櫻桃砧木葉片中NPQ表現(xiàn)出升高的變化趨勢(shì)，而qP和ETR均呈現(xiàn)下降的變化趨勢(shì)，說明鹽脅迫下甜櫻桃砧木通過降低PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)換效率和抑制電子傳遞效率，以減少用于光化學(xué)電子傳遞的份額，減輕光合器官受到損傷程度；同時(shí)PSⅡ反應(yīng)中心會(huì)啟動(dòng)保護(hù)性調(diào)節(jié)機(jī)制，通過增加熱耗散來消耗過多激發(fā)能，從而實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)[43]，鹽脅迫下辣椒[34]、葡萄砧木[44]及八棱海棠等[45]均表現(xiàn)出相似的保護(hù)機(jī)制。

綜上所述，鹽脅迫條件下，甜櫻桃砧木通過增加葉片可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，緩解滲透脅迫對(duì)其造成的傷害；另外還通過提高SOD和POD活性，提高抗氧化能力，清除體內(nèi)過剩活性氧，減輕鹽脅迫造成的氧化損傷。同時(shí)，鹽脅迫抑制了甜櫻桃砧木的光合作用，其主要受限制因素為非氣孔因素；鹽脅迫下甜櫻桃砧木葉片細(xì)胞光合機(jī)構(gòu)受損，電子傳遞速率和光化學(xué)量子效率受到光抑制，降低了植株對(duì)光能的利用率，導(dǎo)致光合速率降低。