鹽脅迫對北五味子幼苗生理特性的影響

王立鳳，劉秋月

（牡丹江師范學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 黑龍江 牡丹江 157011）

北五味子（Schisandra chinensis）為五味子科（Schisandraceae）五味子屬（Schisandra）植物.北五味子是我國東北地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)樹種，營養(yǎng)成分豐富，果實(shí)中含有油脂、蛋白質(zhì)、檸檬酸、多種維生素等.[1]北五味子的果實(shí)北五味子是中藥材，可用于治療呼吸系統(tǒng)及消化系統(tǒng)疾病、提高免疫功能、防護(hù)心血管系統(tǒng)疾病、抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，對治療糖尿病有幫助.[2]本實(shí)驗(yàn)以北五味子實(shí)生幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，研究北五味子生理特性指標(biāo)對土壤鹽脅迫的響應(yīng)，為該物種的遷地引種以及推廣應(yīng)用提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 供試材料

1 年生北五味子實(shí)生幼苗，植株長勢基本一致，生長旺盛，無病蟲害.

1.2 試驗(yàn)方法

將1 年生北五味子實(shí)生幼苗栽植于塑料營養(yǎng)缽內(nèi)，栽培基質(zhì)為蛭石和珍珠巖（體積比3：1），放置于溫度、光照、濕度等環(huán)境因素相同的條件下培養(yǎng).用不同濃度的NaCl 溶液進(jìn)行鹽脅迫模擬.實(shí)驗(yàn)設(shè)置7 個(gè)梯度，NaCl 濃度分別為0.15%，0.3%，0.45%，0.6%，0.75%，0.9%，以蒸餾水（CK）為對照組. 每個(gè)濃度重復(fù)3 次.

1.3 測定項(xiàng)目及方法

鹽脅迫處理的第20 d，選取有代表性的北五味子幼苗2 株，測定其丙二醛（MDA）含量、游離脯氨酸含量、過氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性. 丙二醛（MDA）含量的測定使用硫代巴比妥酸(TAB) 法 ，游離脯氨酸含量的測定使用茚三酮比色法，過氧化物酶（POD）活性的測定使用愈創(chuàng)木酚法，超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定使用氮藍(lán)四唑（NBT）光還原法.[3]

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對幼苗葉片MDA 和脯氨酸含量的影響

在土壤鹽脅迫下，植物細(xì)胞膜發(fā)生脂質(zhì)過氧化，產(chǎn)生MDA，其含量可以用來反映植物抵抗逆境條件的能力以及植物受到鹽害的程度.[4]

圖1 顯示，隨著鹽脅迫濃度的增加，北五味子葉片的MDA 含量與培養(yǎng)溶液鹽分含量呈正相關(guān).當(dāng)NaCl 濃度為0.45% 和0.6% 時(shí)，MDA 含量約為CK 的3.6 倍及3.7 倍；當(dāng)濃度為0.75% 和0.9% 時(shí)，葉片的MDA 含量顯著高于前5 組處理的，此時(shí)，細(xì)胞膜的透性增大，植物細(xì)胞受到較大的脅迫.隨著NaCl 脅迫濃度的增加，北五味子幼苗葉片的脯氨酸含量均高于CK，葉片的脯氨酸含量呈現(xiàn)先增加后減少再增加的趨勢.當(dāng)溶液濃度為0.15%～0.45%時(shí)，北五味子幼苗葉片的脯氨酸含量有所增加，但不明顯；當(dāng)鹽脅迫濃度為0.6%時(shí)，幼苗葉片的脯氨酸含量較前一濃度有小幅度的降低.隨著NaCl 濃度的逐漸增加，葉片的脯氨酸含量也逐漸增加，當(dāng)溶液鹽分含量達(dá)0.9%時(shí)，脯氨酸含量約為CK 的4.7 倍.

圖1 不同濃度鹽脅迫處理下北五味子幼苗葉片的MDA 和脯氨酸含量

2.2 鹽脅迫對幼苗葉片MDA 和脯氨酸含量的影響

POD 是葉片細(xì)胞內(nèi)重要的抗氧化酶，可以用來反映植物對脅迫環(huán)境的響應(yīng). 從圖2 可以看出，幼苗葉片的POD 活性隨著鹽脅迫濃度的增加而增加. 當(dāng)NaCl 濃度為0.15% 和0.3% 時(shí)，葉片的POD 活性減少和增加的幅度不明顯；當(dāng)NaCl 濃度為0.45%和0.6%時(shí)，葉片的POD 活性顯著增加，近CK 的3 倍；當(dāng)NaCl 濃度達(dá)到0.75% 和0.9% 時(shí)，POD 活性顯著提高，大約是CK 的6 倍. 說明當(dāng)鹽分濃度增加時(shí)，植物會提高過氧化物酶活性以適應(yīng)不良環(huán)境.

圖2 不同濃度鹽脅迫處理對北五味子幼苗葉片POD 和SOD 的影響

SOD 是植物葉片細(xì)胞內(nèi)重要的抗氧化酶. 從圖2 可以看出，在不同濃度鹽脅迫下，葉片的 SOD活性在NaCl 濃度為0.15% 時(shí)下降，之后隨著鹽脅迫濃度逐漸增加. 當(dāng)脅迫濃度為0.15% 時(shí)，葉片的SOD 活性較CK 大約降低了7%；在NaCl 濃度上升到0.45% 和0.6% 時(shí)，北五味子幼苗的SOD活性顯著增加，此時(shí)，葉片的SOD 活性已經(jīng)超過CK 的3 倍. 當(dāng)NaCl 濃度為0.9% 時(shí)，葉片的SOD 活性達(dá)到最高.

3 討論與結(jié)論

3.1 鹽脅迫對北五味子幼苗葉片MDA 含量的影響

葉片中的MDA 含量越高，說明該植物的抗鹽能力越弱.[5]植物在鹽脅迫環(huán)境中由于發(fā)生膜脂過氧化產(chǎn)生MDA，MDA 的產(chǎn)生也代表著葉片細(xì)胞膜受到了破壞.MDA 產(chǎn)生的量可以表示該植物抵抗鹽脅迫的能力以及植物受到鹽害的程度. 本實(shí)驗(yàn)中，鹽脅迫濃度越高，葉片的MDA 含量增加越顯著. 說明植株在鹽脅迫過程中膜脂過氧化程度很高，植株葉片的細(xì)胞膜受到嚴(yán)重破壞.

3.2 鹽脅迫對北五味子幼苗葉片脯氨酸含量的影響

植物細(xì)胞中的脯氨酸呈游離態(tài)，當(dāng)植物受到土壤鹽脅迫時(shí)，細(xì)胞中的脯氨酸大量積累以調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透勢，這是植物受到鹽漬脅迫后而產(chǎn)生的一種保護(hù)自身的生理響應(yīng)[6].脯氨酸作為植物的有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可降低細(xì)胞對毒性離子的吸收，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外滲透勢，從而維持細(xì)胞環(huán)境的相對穩(wěn)定.本實(shí)驗(yàn)中，北五味子葉片細(xì)胞內(nèi)的脯氨酸含量均高于CK，表明隨著鹽分含量的增加，北五味子幼苗可積累大量的脯氨酸以調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓，含鹽量越高，脯氨酸的積累量越多，植株調(diào)節(jié)滲透勢的能力越強(qiáng).

3.3 鹽脅迫對北五味子幼苗葉片POD 和SOD 的影響

葉片細(xì)胞中的SOD 和POD 是通過協(xié)同作用來降低細(xì)胞內(nèi)的活性氧的數(shù)量. 在土壤鹽脅迫逆境環(huán)境下，植物可以通過提高抗氧化酶的活性清除多余的活性氧，以減少活性氧的增加對植物造成傷害.SOD 可以將細(xì)胞內(nèi)的活性氧轉(zhuǎn)化為H2O2和O2，POD 可以將SOD 產(chǎn)生的多余的H2O2清除掉.[8]本實(shí)驗(yàn)北五味子葉片的POD 和SOD 隨著鹽脅迫濃度的增加總體呈上升趨勢，隨著鹽分含量的增加而增加，北五味子幼苗的耐鹽性隨著鹽脅迫濃度的增加而增加.

4 結(jié)論

北五味子幼苗的脯氨酸含量、POD 活性和SOD 活性隨著鹽分濃度的增加而增加，植物調(diào)節(jié)滲透式的能力增強(qiáng)以及清除多余的活性氧的數(shù)量增加，北五味子耐鹽性強(qiáng).