模擬海水脅迫下小麥幼苗的質(zhì)量及生理響應(yīng)機(jī)制

李 菡 李 云 任學(xué)軍 王 健 郭振清 林小虎，* 韓玉翠，*

（1河北科技師范學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院/河北省作物逆境生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 秦皇島 066004；2河北科技師范學(xué)院鄉(xiāng)村振興研究中心，河北 秦皇島 066004）

鹽堿脅迫是主要的非生物脅迫之一，影響植物正常的新陳代謝和生長發(fā)育，甚至導(dǎo)致植物死亡［1］。全世界有超過4×109hm2的鹽堿地，約占全球鹽漬化土壤面積的50%，而我國鹽堿化土地面積超過3.7×107hm2［2-3］。在高濃度鹽堿成分的土壤中種植農(nóng)作物往往會造成農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)，甚至絕收［4-5］。小麥?zhǔn)鞘澜缟现饕募Z食作物之一，也是鹽堿地開發(fā)利用的主要作物之一［6］；但研究表明，在鹽堿條件下，小麥產(chǎn)量損失仍超過60%［7］。因此，深入研究小麥強(qiáng)耐鹽堿種質(zhì)的耐鹽堿機(jī)理，進(jìn)而選育耐鹽堿、高產(chǎn)的小麥新品種對保障耕地面積和糧食安全具有重要意義［8］。

經(jīng)過進(jìn)化，植物其有三種自我調(diào)節(jié)方式以應(yīng)對鹽堿脅迫，即合成有機(jī)調(diào)節(jié)物質(zhì)和無機(jī)離子進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)以應(yīng)對滲透脅迫［9］；把鈉離子外排到植物體外或者在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行離子區(qū)隔化從而調(diào)節(jié)植物體內(nèi)離子平衡以應(yīng)對離子脅迫［10］；提高超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶和抗壞血酸酶等保護(hù)酶的活性，減少膜脂的過氧化作用以應(yīng)對氧化脅迫［11］。植物為應(yīng)對鹽堿脅迫引起的過氧化作用而形成的抗氧化系統(tǒng)包括：活性氧（reactive oxygen species，ROS）清除酶，如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（peroxidase，POD）和過氧化氫酶（catalase，CAT）；參與抗氧化反應(yīng)的谷胱甘肽還原酶（glutathione reductase，GR）和抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）［12-14］；抗壞血酸（ascorbic acid，AsA）、酚類化合物（類黃酮、花青素）、a-生育酚、類胡蘿卜素和脯氨酸等非酶抗氧化劑。這些抗氧化酶及非酶抗氧化劑可以清除ROS或減輕ROS過量累積對細(xì)胞膜的損傷，進(jìn)而減緩鹽堿脅迫對植物的損傷［15］。賴弟利等［16］發(fā)現(xiàn)NaCl脅迫下，葉綠素含量、POD活性與燕麥幼苗耐鹽性呈正相關(guān)，丙二醛含量與幼苗耐鹽性呈負(fù)相關(guān)。陳春舟等［17］研究表明，在0.20 mol·L-1NaCl溶液脅迫下，小麥的苗長、根鮮重、苗鮮重、根干重、苗干重均低于對照，抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性均較對照升高。Zeeshan等［18］發(fā)現(xiàn)，苗期鹽處理后，小麥品種間以及根和葉處理間的SOD、POD、CAT、GR 等抗氧化酶活性均存在顯著差異。

有關(guān)小麥苗期耐鹽的形態(tài)指標(biāo)和生理機(jī)制已取得一定成果，但我國大部分鹽漬化土壤為濱海鹽堿土，其最大特點(diǎn)是鹽堿組成與海水一致［19］，目前利用模擬海水研究小麥苗期耐鹽堿的生理響應(yīng)機(jī)制仍鮮見報(bào)道，且不同小麥品種對鹽堿脅迫的響應(yīng)機(jī)制存在一定差異。因此，本研究以兩個(gè)對鹽堿脅迫耐受性不同的小麥品種為試驗(yàn)材料，分析模擬海水脅迫下不同鹽耐受性小麥品種的形態(tài)特點(diǎn)和生理特征，旨在為增強(qiáng)鹽堿地小麥的耐受性，擴(kuò)大鹽堿地的利用范圍，實(shí)現(xiàn)小麥鹽堿地的高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本研究以河北省作物逆境生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室保存的津農(nóng)7 號、煙農(nóng)15、泰農(nóng)18、師欒02-1、濟(jì)麥22、山農(nóng)21、新麥9號、青豐1號、石農(nóng)952、中麥998、邯5092、濟(jì)麥229、魯麥21、煙農(nóng)836、德抗961 為試驗(yàn)材料，以上材料由西北農(nóng)林科技大學(xué)韓德俊課題組提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子處理及播種 挑揀發(fā)育良好、外觀相近的種子，置于10%的NaClO 溶液中消毒5 min，用蒸餾水沖洗3～5遍。4 ℃條件下浸種催芽24 h后，挑選長勢一致的小麥種子置于盛有等量石英砂的培養(yǎng)盒中，平均種植密度為1株·cm-2，放置于人工氣候箱進(jìn)行培養(yǎng)，設(shè)置溫度25 ℃，光暗周期為14 h/10 h，空氣濕度60%，澆灌霍格蘭營養(yǎng)液，間隔2 d換一次。

1.2.2 鹽堿脅迫濃度及品種篩選 小麥生長至兩葉一心期時(shí)，開始進(jìn)行脅迫，利用0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 倍標(biāo)準(zhǔn)鹽堿度模擬海水的霍格蘭營養(yǎng)液（標(biāo)準(zhǔn)鹽堿度溶液成分見表1），根據(jù)作物逆境栽培與種質(zhì)創(chuàng)新課題組前期研究基礎(chǔ)，對6個(gè)小麥材料（津農(nóng)7號、煙農(nóng)15、泰農(nóng)18、濟(jì)麥22、邯5092、濟(jì)麥229）進(jìn)行處理，每處理3 次重復(fù)，每3 d 更換一次處理液。測定地上部鮮重、地上部干重、根鮮重，計(jì)算相對值并分析其差異顯著性，確定篩選濃度，并利用此濃度對15 個(gè)小麥材料進(jìn)行處理，在脅迫后0、2、4、6、8、10 d時(shí)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取5株小麥，立即進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)分析。

表1 標(biāo)準(zhǔn)鹽堿度模擬海水成分（鹽堿度為35‰）Table 1 Simulated seawater composition under standard saline-alkali degree（saline-alkali degree is 35‰）

1.2.3 不同耐鹽堿型品種的水培生理試驗(yàn) 利用1.2.2 得到的適宜鹽堿篩選濃度（0.6 倍標(biāo)準(zhǔn)鹽度模擬海水）對耐鹽堿型品種中麥998和敏感型品種濟(jì)麥229進(jìn)行水培試驗(yàn)，鹽堿脅迫及形態(tài)指標(biāo)測定方法同上；在脅迫第0、第2、第4、第6、第8 天時(shí)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)剪取10 株小麥的第1 和第2 片葉片，液氮速凍后保存于-80 ℃冰箱，供生理指標(biāo)分析。

1.2.4 生長發(fā)育指標(biāo)的測定 測量苗高（莖頂端生長點(diǎn)到根莖之間的距離）、根長，并調(diào)查小麥苗的根數(shù)；使用電子分析天平稱量地上部鮮重及根鮮重，然后105 ℃殺青30 min，75 ℃烘干至恒重，稱量地上部干重及根干重。

1.2.5 丙二醛含量測定 丙二醛（malondialdehyde content，MDA）含量測定采用試劑盒說明書的方法測定，試劑盒購自蘇州科銘生物技術(shù)有限公司。MDA 含量計(jì)算公式如下：

MDA含量(nmol·g-1FW) = 25.8 ΔA ÷ W ΔAMDA= A532nm- A600nm

式中，A為吸光度；W為樣本質(zhì)量。下同。

1.2.6 抗氧化酶活性測定 過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽還原酶（GR）活性測定采用試劑盒說明書的方法測定，試劑盒購自蘇州科銘生物技術(shù)有限公司。計(jì)算公式如下：

POD活性(U·g-1FW) = 2 000ΔA ÷ W

CAT活性(μmol·min-1·g-1FW) = 4.45(ΔA - 0.001 3) ÷ W

GR活性(nmol·min-1·g-1FW) = 536ΔA ÷ W

ΔAPOD= A測定- A405nm

ΔACAT= A470nm，2min- A470nm，1min

ΔAGR=A340nm- A340nm，180s。

1.2.7 抗氧化非酶類物質(zhì)的測定 還原型谷胱甘肽（GSH）含量、氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量按照試劑盒說明書中的方法進(jìn)行測定，試劑盒購自蘇州科銘生物技術(shù)有限公司。計(jì)算公式如下：

GSH(μmol·g-1FW) = 0.667ΔA ÷ W

GSSG(nmol·g-1FW) = 36.23(ΔA + 0.001 1) ÷ W

ΔAGSH=A測定- A空白

ΔAGSSG=A412nm，150s- A412nm，30s。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并作圖，各性狀指標(biāo)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用DPS 7.05 軟件進(jìn)行方差分析，用最小顯著差異法（least sifnificant difference，LSD法）進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耐鹽堿型小麥品種篩選

由表2 可知，脅迫至4 d 時(shí)，在0.6 倍濃度下6 個(gè)品種的相對地上部鮮重和干重、相對根鮮重表現(xiàn)出一致的差異顯著性，即濟(jì)麥229和邯5092的3個(gè)指標(biāo)顯著低于其余品種，煙農(nóng)15、泰農(nóng)18和濟(jì)麥22的3個(gè)指標(biāo)顯著低于津農(nóng)7號。因此，確定0.6倍標(biāo)準(zhǔn)鹽堿度模擬海水為適宜的耐鹽堿篩選濃度。進(jìn)一步利用0.6 倍標(biāo)準(zhǔn)鹽堿度模擬海水的霍格蘭營養(yǎng)液對15 個(gè)小麥材料進(jìn)行鹽堿處理，對各性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)（表3），獲得極端耐鹽堿類型品種中麥998 和極端敏感類型品種濟(jì)麥229，后續(xù)試驗(yàn)以中麥998和濟(jì)麥229為供試小麥品種。

表2 鹽堿脅迫（4 d）下6個(gè)品種間形態(tài)指標(biāo)多重比較Table 2 Multiple comparison of morphological indices among 6 varieties under saline-alkali stress（4 d）

表3 小麥品種耐鹽堿性鑒定結(jié)果Table 3 Determination of saline-alkali tolerance of varieties

2.2 鹽堿脅迫對小麥幼苗葉片生長的影響

由圖1 可知，濟(jì)麥229 脅迫至6 d 時(shí)，第1 片葉全部黃化；脅迫至10 d 時(shí)，第1 和第2 片葉全部黃化萎蔫，且植株不能正常生長。中麥998 脅迫至6 d 時(shí)，第1 片葉開始黃化；脅迫至10 d 時(shí)，第1 片葉完全黃化萎蔫，第2 片葉開始黃化，但植株仍能保持正常生長。相同鹽堿脅迫條件下，中麥998 的生長狀況明顯優(yōu)于濟(jì)麥229。

圖1 兩小麥品種在鹽堿脅迫6～10 d時(shí)的生長情況Fig.1 Growth of two wheat varieties under saline-alkali stress at 6-10 d

2.3 鹽堿脅迫對小麥形態(tài)指標(biāo)的影響

由表4 可知，與對照相比，鹽堿脅迫下濟(jì)麥229 和中麥998的苗高均從脅迫第4天開始顯著降低；隨著脅迫時(shí)間延長，兩品種苗高的降幅除中麥998第8天外均呈增加趨勢；中麥998的降幅均小于濟(jì)麥229，脅迫第10天時(shí)兩品種降幅均最大，分別為45.20%（濟(jì)麥229）、34.04%（中麥998）。鹽堿脅迫下兩品種最大根長隨處理天數(shù)的增加整體呈先升高后降低的趨勢。與對照相比，濟(jì)麥229 和中麥998 的最大根長分別從脅迫第2 和第4 天時(shí)開始顯著降低。中麥998 的降幅均低于濟(jì)麥229，中麥998和濟(jì)麥229的降幅分別為5.04%～9.35%和8.88%～23.76%。與對照相比，濟(jì)麥229的初生根數(shù)在脅迫2～8 d 時(shí)無顯著差異，脅迫第10 天時(shí)顯著下降，降幅為34.74%；中麥998 的初生根數(shù)在鹽堿脅迫下均無顯著差異。

表4 鹽堿脅迫對兩小麥品種形態(tài)指標(biāo)的影響Table 4 Effects of saline-alkali stress on morphological indices of two wheat varieties

2.4 鹽堿脅迫對小麥苗期物質(zhì)積累的影響

由表5可知，與對照相比，鹽堿脅迫下濟(jì)麥229和中麥998 地上部鮮重前期（0～2 d、0～4 d）均無顯著差異，后期（4～10 d、6～10 d）均顯著降低，降幅隨處理時(shí)間的延長呈上升趨勢。與對照相比，鹽堿脅迫下，濟(jì)麥229和中麥998 的地上部鮮重分別在脅迫第4 和第6 天時(shí)開始顯著降低，脅迫至第10 天時(shí)分別降低75.15%和48.90%，中麥998的降幅均小于濟(jì)麥229。濟(jì)麥229的根鮮重在脅迫至第4 天時(shí)開始較對照顯著降低，且降幅隨著處理天數(shù)的增加而逐漸增大。中麥998 的根鮮重在脅迫2～6 d 時(shí)較對照顯著增加，脅迫8～10 d 時(shí)無顯著差異。

表5 鹽堿脅迫對兩小麥品種物質(zhì)積累的影響Table 5 Effects of saline-alkali stress on substance accumulation in two wheat varieties

在鹽堿脅迫下，濟(jì)麥229的地上部干重在脅迫2 d時(shí)最大，但與對照無顯著差異，脅迫至4 d 時(shí)開始較對照顯著下降，且降幅隨著處理天數(shù)的增加呈先升高后降低趨勢。中麥998 的地上部干重在脅迫至2 d 時(shí)較對照顯著升高，脅迫至4 d時(shí)開始較對照無顯著差異。與對照相比，濟(jì)麥229的根干重在鹽堿脅迫2～8 d時(shí)無顯著差異，脅迫至10 d 時(shí)顯著降低了33.88%；中麥998的根干重在脅迫第2天時(shí)無顯著差異，脅迫第4天時(shí)較對照顯著增加62.34%，之后無顯著差異。

由圖2 可知，與對照相比，濟(jì)麥229 的根冠比在脅迫第2和第10天時(shí)降低，4～8 d時(shí)升高，其中4 d時(shí)顯著升高29.76%；中麥998的根冠比在脅迫第2天時(shí)降低，4～10 d時(shí)升高，但差異均不顯著。

圖2 鹽堿脅迫對兩小麥品種根冠比的影響Fig.2 Effects of saline-alkali stress on root-to-shoot ratio of two wheat varieties

2.5 鹽堿脅迫對小麥葉片抗氧化酶活性的影響

由圖3-A可知，與對照相比，鹽堿脅迫下濟(jì)麥229的CAT活性在脅迫第2天時(shí)顯著降低，脅迫4和6 d時(shí)顯著增加，脅迫8 d時(shí)稍有下降但差異不顯著。隨著處理天數(shù)的增加，中麥998的CAT活性在鹽堿脅迫下呈先升高后下降趨勢，脅迫2～6 d時(shí)較對照顯著增加，脅迫第8天時(shí)無顯著差異。中麥998的CAT 活性較對照開始增加的時(shí)間早于濟(jì)麥229，且增加幅度較大。

由圖3-B可知，與對照相比，鹽堿脅迫下濟(jì)麥229葉片POD 活性呈上升趨勢，脅迫至6 d 時(shí)開始顯著升高。隨著處理天數(shù)的增加，中麥998 葉片POD 活性在脅迫下呈先下降后升高的趨勢，脅迫第2 天時(shí)較對照顯著降低，脅迫第4 天時(shí)較對照增加但差異不顯著，脅迫至6 d時(shí)開始顯著增加，增幅高于濟(jì)麥229。

由圖3-C 可知，濟(jì)麥229 的GR 活性在脅迫2～6 d時(shí)較對照無顯著差異，脅迫第8 天時(shí)較對照顯著增加。隨著處理天數(shù)的增加；鹽堿脅迫下中麥998 的GR 活性呈先升高后降低的趨勢，脅迫第2 天時(shí)較對照無顯著差異，脅迫第4 天時(shí)開始顯著增加，增幅大于濟(jì)麥229。

圖3 鹽堿脅迫對兩小麥品種CAT、POD、GR活性的影響Fig.3 Effects of saline-alkali stress on CAT，POD，GR activities of two wheat varieties

2.6 鹽堿脅迫對小麥葉片抗氧化非酶類物質(zhì)的影響

由圖4-A可知，與對照相比，兩小麥品種葉片GSSG含量均在脅迫第2 和第6 天時(shí)顯著增加，中麥998 的增幅大于濟(jì)麥229，其余處理時(shí)間差異不顯著。

圖4 鹽堿脅迫對兩小麥品種GSSG含量、GSH含量、GSH/GSSG 比值的影響Fig.4 Effects of saline-alkali stress on GSSG content，GSH contents，GSH/GSSG ratio of two wheat varieties

由圖4-B 可知，鹽堿脅迫下兩小麥品種葉片GSH含量較對照均不同程度增加，且增加幅度隨處理天數(shù)的增加呈上升趨勢。與對照相比，濟(jì)麥229和中麥998的葉片GSH 含量分別在脅迫第6、第2 天時(shí)開始顯著增加。相較于濟(jì)麥229，中麥998葉片GSH含量較對照升高時(shí)間早，且增幅大。

由圖4-C 可知，兩品種的GSH/GSSG 比值在脅迫第2 天時(shí)較對照降低，但差異均不顯著，濟(jì)麥229 和中麥998 分別在脅迫第8、第4 天時(shí)開始顯著增加，且中麥998的增幅大于濟(jì)麥229。

2.7 鹽堿脅迫對小麥葉片MDA含量的影響

由圖5可知，鹽堿脅迫下，隨著處理天數(shù)的增加，兩小麥品種葉片MDA 含量呈先升高后降低的趨勢，脅迫至2 d時(shí)開始較對照顯著增加。與對照相比，鹽堿脅迫下濟(jì)麥229 的MDA 含量增幅隨著脅迫時(shí)間的延長而增加，且均高于中麥998。

圖5 鹽堿脅迫對兩小麥品種MDA含量的影響Fig.5 Effects of saline-alkali stress on MDA content in two wheat varieties

3 討論

3.1 耐鹽堿性鑒定與評價(jià)

植物耐鹽堿種質(zhì)資源的鑒定與評價(jià)是耐鹽堿機(jī)制研究及培育耐鹽堿品種的重要前提和保證［20］。李琳等［21］研究發(fā)現(xiàn)，全株干重、地上部鮮重、根鮮重在第1至5 主成分表達(dá)式中的系數(shù)較大，可作為蕓豆苗期耐鹽堿性的鑒定指標(biāo)。李小康等［22］對鹽脅迫下的耐鹽性綜合評價(jià)結(jié)果表明，鹽脅迫條件下141份人工合成六倍體小麥根干/鮮重及干重根冠比的變異程度都較大（＞80%），說明地上部干/鮮重和根鮮重的相對值可作為耐鹽堿性評價(jià)的重要指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)，在鹽堿脅迫下，地上部干/鮮重和根鮮重的相對值均較對照降低，且不同品種間存在差異，說明這3 個(gè)指標(biāo)對鹽堿脅迫的響應(yīng)均較敏感，可作為小麥耐鹽堿性品種鑒定與評價(jià)的指標(biāo)。

3.2 鹽堿脅迫對小麥形態(tài)特性的影響

小麥生長發(fā)育受鹽堿脅迫的影響較大，且影響程度因不同生長發(fā)育時(shí)期而異［23］。劉妍妍等［19］研究表明，小麥苗期較芽期對人工海水脅迫更為敏感。馬雅琴等［24］對28個(gè)小麥材料進(jìn)行耐鹽性鑒定表明，苗期鹽害指數(shù)較小的材料在鹽漬土壤上種植表現(xiàn)出較高的保苗率，且最終產(chǎn)量較高。以上研究結(jié)果表明苗期是作物耐鹽堿的重要時(shí)期，因此，本研究對篩選出的兩個(gè)不同耐鹽堿基因型小麥品種進(jìn)行了鹽堿脅迫下苗期形態(tài)特征及生理特性的相關(guān)研究。根作為吸收水分和營養(yǎng)的主要器官，當(dāng)植物處于鹽堿脅迫下，最先抑制根對水分和營養(yǎng)的吸收，進(jìn)而影響植物地上部分的生長［25］。任永哲［26］研究表明，鹽脅迫能促進(jìn)小麥幼苗根系鮮/干重的增加。本研究表明，鹽堿脅迫導(dǎo)致鹽堿敏感型品種濟(jì)麥229 的根鮮/干重較對照降低，耐鹽堿型品種中麥998 的根鮮/干重較對照增加，說明耐鹽堿品種會通過根的迅速生長來應(yīng)對脅迫。同時(shí)，本研究表明，隨著模擬海水脅迫時(shí)間的延長，相較于中麥998，濟(jì)麥229 的苗高、最大根長、地上部鮮/干重降低，說明鹽堿脅迫最終抑制敏感型小麥品種濟(jì)麥229 的生長，這與馮鞏俐等［27］、孫君艷等［28］的研究結(jié)果相似。植物不同部位對鹽堿的敏感性差異致使植物生物量分配發(fā)生變化，根冠比則反映植物在逆境條件下生物量的分配策略［29］。本研究表明，鹽堿脅迫下，中麥998 和濟(jì)麥229 的根冠比在脅迫4～8 d時(shí)較對照升高，其中濟(jì)麥229在脅迫第4 天時(shí)較對照顯著增加，這可能是由于地上部生長受到抑制，導(dǎo)致根冠比升高。此外，鹽堿脅迫對中麥998幼苗生長形態(tài)指標(biāo)的影響明顯小于濟(jì)麥229，說明在鹽堿脅迫下耐鹽堿型小麥品種中麥998 能夠正常完成生長發(fā)育進(jìn)程，而鹽堿敏感型小麥品種濟(jì)麥229 的生長受抑制，最終萎蔫死亡。

3.3 鹽堿脅迫對小麥生理特性的影響

植物在正常生理狀態(tài)下，體內(nèi)ROS的產(chǎn)生和清除保持一種動態(tài)平衡［30］。SOD是清除ROS的活性酶，能催化過氧陰離子發(fā)生歧化反應(yīng)，生成H2O2，進(jìn)一步在POD、CAT 等抗氧化酶的作用下轉(zhuǎn)化成H2O 和O2，從而提高植物對逆境的耐受能力［30-31］。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著脅迫時(shí)間的延長，鹽堿脅迫下兩品種CAT 活性整體呈現(xiàn)先增加后降低趨勢，而POD 活性整體呈現(xiàn)增加趨勢，與前人研究結(jié)果相似［11，31］，說明兩品種在應(yīng)對鹽堿脅迫時(shí)前期以調(diào)動CAT 途徑為主，后期以POD途徑為主。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，與對照相比，中麥998在脅迫第2 天時(shí)CAT 活性就開始顯著提高，而濟(jì)麥229 直到脅迫4 d時(shí)才顯著提高，說明鹽堿脅迫下濟(jì)麥229 對CAT途徑的調(diào)動晚于中麥998。另外，與對照相比，中麥998 在脅迫至2 d 時(shí)的POD 活性顯著降低，但CAT 活性顯著提高；濟(jì)麥229 在脅迫至2 d 時(shí)的POD 活性無顯著差異，但CAT活性顯著降低。說明不同耐受性品種的抗氧化酶系統(tǒng)對鹽堿脅迫的響應(yīng)有所不同，植物主要通過提高保護(hù)酶活性以維持較高耐鹽堿能力來抵御鹽堿脅迫的危害。

GR 催化GSSG 轉(zhuǎn)化為GSH，并維持GSH 的還原狀態(tài)，在防御系統(tǒng)中對清除ROS起著至關(guān)重要的作用［32-33］。因此GSH 和GSSG 含量以及GSH/GSSG 比值能很好地反映細(xì)胞所處的氧化還原狀態(tài)。例如，有研究發(fā)現(xiàn)，NaCl 脅迫下耐鹽小麥和大麥葉片及根系中的GR 活性顯著增加［18］，且GSH含量和GSH/GSSG比值增加［34］。本研究表明，模擬海水脅迫下，耐鹽堿型品種中麥998 的GSH含量顯著高于對照，相比之下，鹽堿敏感型品種濟(jì)麥229 的GSH 含量顯著低于對照。同時(shí)，中麥998 的GR 活性高于濟(jì)麥229，能夠維持較高的GSH/GSSG 比率，說明中麥998 中GR 活性的增強(qiáng)加速了GSH 的轉(zhuǎn)化，有利于清除植物體內(nèi)的ROS。

MDA 是脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物之一，其含量通常作為植物耐鹽堿性評價(jià)的指標(biāo)［9］。王婧澤等［35］研究發(fā)現(xiàn)，玉米體內(nèi)的MDA 含量隨著鹽濃度的增大呈先升高后降低的變化趨勢。Feki等［36］研究發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)小麥品種的MDA含量在NaCl脅迫下顯著增加。本研究發(fā)現(xiàn)，鹽堿脅迫下，隨著脅迫時(shí)間的延長，兩品種小麥葉片MDA 含量呈先升高后降低的趨勢，相較于中麥998，濟(jì)麥229 的MDA 含量升高。說明在鹽堿脅迫下，濟(jì)麥229 植株體內(nèi)的氧化壓力持續(xù)增加，細(xì)胞膜質(zhì)過氧化嚴(yán)重，抗氧化能力較低，最終導(dǎo)致植株死亡。

本研究初步探明了中麥998 的耐鹽堿特點(diǎn)及生理響應(yīng)機(jī)制。Quan 等［37］研究表明，較低的Na+/K+和高效的抗氧化系統(tǒng)有助于耐鹽基因型小麥在鹽脅迫下的生長。豆昕桐等［11］研究表明，耐鹽型小麥品種可分別通過其較強(qiáng)的K+/Na+和Ca2+/Na+調(diào)節(jié)能力緩解滲透脅迫和活性氧損傷，從而表現(xiàn)出耐鹽特征。為綜合分析不同耐鹽堿基因型品種的耐鹽堿生理機(jī)制，后續(xù)試驗(yàn)將對K+、Ca2+、Na+含量及其比值等生理指標(biāo)進(jìn)行研究。

4 結(jié)論

模擬海水脅迫下，小麥幼苗的生長受到抑制，鹽堿敏感型品種濟(jì)麥229 受抑制的程度明顯高于耐鹽堿型品種中麥998。模擬海水脅迫導(dǎo)致小麥幼苗葉片MDA含量較對照顯著上升并引起抗氧化酶POD、CAT、GR活性的提高，中麥998 的抗氧化酶活性高于濟(jì)麥229。隨著脅迫時(shí)間的延長，中麥998幼苗葉片的GR 活性高于濟(jì)麥229，能夠維持較高的GSH/GSSG 比率，有利于清除植物體內(nèi)的ROS，說明耐鹽堿品種在苗期可以通過抗氧化酶系統(tǒng)緩解模擬海水脅迫導(dǎo)致的氧化損傷。