不同切花菊品種響應(yīng)鹽脅迫的生理特性研究

王玲玲 羅艷 馬蓉蓉 霍蕓蕓 虎淘淘 張黎 嚴(yán)瑞

關(guān)鍵詞：切花菊；耐鹽性：生理生化指標(biāo)

菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）原產(chǎn)于中國(guó)，是中國(guó)十大傳統(tǒng)名花和世界四大切花之一，在花卉市場(chǎng)上具有相當(dāng)重要的地位。隨著干旱、鹽堿及沙漠化等全球性問(wèn)題的日益加重，菊花在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到干旱、高溫等逆境脅迫．因此選育抗逆性強(qiáng)的菊花品種是當(dāng)前研究的一個(gè)重要方向。土壤鹽害是影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及生態(tài)環(huán)境的一個(gè)世界性問(wèn)題，嚴(yán)重影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。鹽脅迫對(duì)植物的傷害主要是破壞細(xì)胞膜的透性，使細(xì)胞內(nèi)的滲透壓平衡受到影響，并持續(xù)影響跨膜運(yùn)輸，其次是破壞細(xì)胞內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)和活性氧調(diào)節(jié)，影響植物的新陳代謝。它們對(duì)植物的傷害并不是單一的，而是相互作用相互聯(lián)系。因此，對(duì)植物耐鹽性的研究必須從其形態(tài)、生理等多方面指標(biāo)的變化規(guī)律出發(fā)，并從中篩選出主要指標(biāo)和成分來(lái)對(duì)植物進(jìn)行耐鹽性鑒定評(píng)價(jià)。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)菊花的研究主要集中在花期調(diào)控及優(yōu)良品種選育上。李勝蘭等研究了粉色茶用菊花品種中農(nóng)華夏的主要性狀、栽培技術(shù)要點(diǎn)及其應(yīng)用價(jià)值：王海華等選育了菊花新品種懷紫菊1號(hào)。對(duì)菊花逆境脅迫的研究主要集中在水分脅迫和溫度脅迫方面：程祥飛等研究了不同溫度下秋菊晚花品種金龍騰云葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)和抗氧化酶活性等生理生化指標(biāo)的變化：時(shí)麗冉等研究了不同程度干旱脅迫對(duì)地被菊光合生理特性及水分利用率的影響，楊若鵬等也做了類似研究。而鹽脅迫相關(guān)研究主要集中在茶用菊和菊花近緣屬種上：李艷鋒研究了不同濃度鹽脅迫對(duì)茶菊生長(zhǎng)、開(kāi)花、生理生化特性及生物量的影響，并在此基礎(chǔ)上對(duì)茶菊品種進(jìn)行耐鹽性評(píng)價(jià)：王磊等以金絲皇菊為供試材料對(duì)其進(jìn)行4種NaCl濃度脅迫處理，研究其葉綠素?zé)晒?、抗氧化酶活性以及脂肪酸含量等相關(guān)指標(biāo)的變化，并探討其脂肪酸去飽和酶關(guān)鍵基因的表達(dá)狀況：管志勇等研究比較了5種菊花近緣種屬植物的耐鹽性，對(duì)32個(gè)菊花近緣種屬植物做了耐鹽性篩選。但可以看出，關(guān)于不同切花菊品種對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)及其耐鹽性評(píng)價(jià)的報(bào)道尚少。本試驗(yàn)以6個(gè)切花菊品種的扦插苗為材料，研究不同濃度鹽脅迫下其生長(zhǎng)性狀表現(xiàn)和理化特性響應(yīng)，分析不同品種耐鹽能力的差異，確定菊花耐鹽評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，篩選出耐鹽品種，以為今后菊花耐鹽育種及其在鹽堿地上的推廣應(yīng)用提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料為盛唐花卉小鎮(zhèn)基地的6個(gè)切花菊品種的扦插苗，分別為‘公主心、‘凱文粉、‘銀星紫、‘漢城、‘芙妮和‘條紋（圖1A～F）。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

試驗(yàn)于2022年6月進(jìn)行。選用長(zhǎng)5.5～8.5cm生長(zhǎng)旺盛、長(zhǎng)勢(shì)一致的健壯切花菊插穗進(jìn)行扦插，待不同品種切花菊生根后，將扦插生根苗移栽定植到花盆（高8.5cm，上口徑10cm．下口徑7cm）中，緩苗一周后進(jìn)行鹽脅迫處理。各處理在同一時(shí)間分別澆灌0（CK）、50、100、150mmol/LNaCl溶液100mL，每個(gè)處理重復(fù)3次。為了防止鹽溶液對(duì)幼苗的鹽沖擊效應(yīng)，采取多次施鹽、逐級(jí)遞增的方式進(jìn)行澆灌，保證基質(zhì)被完全澆灌透，且花盆底部托盤(pán)內(nèi)滲出溶液但不外流為準(zhǔn)。鹽脅迫處理10天時(shí)選取植株完全展開(kāi)葉片采樣，用于測(cè)定各項(xiàng)生理生化指標(biāo)。

1.3測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1生長(zhǎng)指標(biāo)包括株高、葉片數(shù)、葉片長(zhǎng)和葉寬，于鹽處理前和鹽脅迫10d時(shí)計(jì)數(shù)葉片數(shù)并用鋼卷尺測(cè)量切花菊其他3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3.2生理生化指標(biāo)對(duì)鹽脅迫10d時(shí)采集的樣品測(cè)定各切花菊品種的可溶性蛋白、葉綠素含量和相對(duì)含水量等生理生化指標(biāo)。每個(gè)處理重復(fù)3次，求平均值加減標(biāo)準(zhǔn)差。采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定可溶性蛋白含量：采用氮藍(lán)四唑光還原（NBT）法測(cè)定超氧化物歧化酶活性：采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶活性：采用硫代巴比妥酸（TBA）顯色法測(cè)定丙二醛含量。使用電導(dǎo)率儀（型號(hào)：DDSJ-319L）測(cè)定葉片的膜相對(duì)透性（REC）；使用電子天平（型號(hào)：cp153）稱量葉片鮮重Ml和干重M2，計(jì)算葉片相對(duì)含水量（RWC）；使用便攜式葉綠素儀（型號(hào)：SPAD-502Plus）測(cè)定葉片葉綠素含量（SPAD值）。以上生理生化指標(biāo)均參照李合生的方法測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2022進(jìn)行處理與制表，Origin軟件制圖，SPSS 26.0軟件進(jìn)行顯著性分析（P<0.05）和主成分分析。

2結(jié)果與分析

2.1鹽脅迫前不同切花菊品種生長(zhǎng)期性狀比較

由表1可知，鹽脅迫前6個(gè)切花菊品種的株高、葉片數(shù)有顯著差異，葉片長(zhǎng)寬無(wú)顯著差異。6個(gè)切花菊品種的株高范圍為8.22～11.34cm．其中‘凱文粉最高，‘漢城最低，前者比后者高出37.96%，株高排序?yàn)椤畡P文粉>‘條紋>‘芙妮>‘銀星紫>‘公主心>‘漢城：葉長(zhǎng)范圍為4.45～5.13cm，其中‘銀星紫葉片最長(zhǎng)，‘凱文粉葉片最短，前者比后者多出15.28%；葉寬范圍為2.77～3.50cm，其中‘芙妮葉片最寬，‘凱文粉葉片最窄，前者比后者多出26.35%。

2.2鹽脅迫對(duì)不同切花菊品種生長(zhǎng)性狀的影響

由表2可知，不同鹽濃度脅迫下6個(gè)切花菊品種的生長(zhǎng)性狀均存在顯著差異。鹽濃度為50mmol/L時(shí)，‘公主心‘凱文粉‘條紋‘漢城和‘銀星紫株高有所升高。50mmol/L NaCl處理‘凱文粉葉片數(shù)顯著高于其150mmol/L NaCl處理，且顯著高于其他5個(gè)品種各NaCl濃度處理。隨著鹽脅迫濃度增加，各切花菊品種葉寬均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)。由此表明，低濃度NaCl脅迫對(duì)切花菊植株生長(zhǎng)影響不大。

2.3鹽脅迫對(duì)不同切花菊品種表型的影響

由圖2A～F可知，50mmol/L NaCl脅迫下，‘凱文粉‘芙妮和‘公主心葉片無(wú)明顯萎蔫現(xiàn)象，而‘銀星紫‘條紋和‘漢城葉片出現(xiàn)輕微萎蔫；100mmol/L NaCl脅迫下，‘凱文粉‘芙妮和‘公主心葉片出現(xiàn)部分萎蔫現(xiàn)象，‘銀星紫‘漢城和‘條紋葉片出現(xiàn)明顯萎蔫，且基部葉片出現(xiàn)枯萎：150mmol/L NaCl脅迫下，6個(gè)品種的葉片均出現(xiàn)明顯萎蔫，其中‘凱文粉‘漢城‘芙妮和‘公主心部分基部葉片出現(xiàn)枯萎，而‘銀星紫和‘條紋基部多數(shù)葉片出現(xiàn)枯萎。由此表明，‘凱文粉‘芙妮‘漢城和‘公主心的耐鹽性較強(qiáng)，而‘銀星紫和‘條紋的耐鹽性較差。

2.4鹽脅迫對(duì)不同切花菊品種理化性狀的影響

2.4.1鹽脅迫對(duì)切花菊葉片光合色素含量的影響

由圖3可知，隨著鹽濃度增加，各切花菊品種的葉片SPAD值呈下降趨勢(shì)，且有顯著性差異。50、100mmol/L NaCl脅迫下，‘公主心‘銀星紫和‘凱文粉的SPAD值降幅較大，‘芙妮降幅最?。?50mmol/L NaCl脅迫下各品種葉片SPAD值降至最低，6個(gè)切花菊分別比各自CK下降12.61%、14.28%、16.61%、19.73%、8.47%和18.61%，‘公主心和‘凱文粉降幅較大。綜合比較，‘公主心‘銀星紫和‘凱文粉的葉綠體受損較大，其耐鹽性較弱，‘條紋‘漢城和‘芙妮的耐鹽性較強(qiáng)。

2.4.2鹽脅迫對(duì)切花菊葉片水分狀況的影響由圖4可知，各切花菊品種葉片相對(duì)含水量隨著鹽濃度增加而減少，且差異顯著。50、100mmol/LNaCl脅迫下‘漢城葉片相對(duì)含水量降幅最小，較CK下降1.17%和4.67%：‘條紋和‘銀星紫葉片相對(duì)含水量降幅較大，較CK分別下降18.37%、12.76%和24.20%、28.38%0 150mmol/L NaCl脅迫下‘銀星紫葉片相對(duì)含水量降幅最大，較CK下降57.29%。綜合比較，‘條紋‘銀星紫‘芙妮和‘凱文粉葉片相對(duì)含水量降幅較大，說(shuō)明其耐鹽能力較弱，而‘漢城和‘公主心葉片相對(duì)含水量降幅較緩，說(shuō)明其耐鹽能力較強(qiáng)。

2.4.3鹽脅迫對(duì)切花菊葉片細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性的影響

由圖5可知，隨著鹽脅迫濃度增加，6個(gè)切花菊品種的葉片相對(duì)電導(dǎo)率（REC）均增大，且大多差異顯著。50mmol/L NaCl脅迫下‘條紋‘公主心和‘凱文粉的相對(duì)電導(dǎo)率增幅較大，分別較CK士曾加54.17%、58.14%和64.10%; 150mmol/L NaCl脅迫下，各品種的相對(duì)電導(dǎo)率分別較CK增加233.13%、114.71%、97.82%、86.05%、78.13%和97.44%．‘條紋和‘漢城的相對(duì)電導(dǎo)率增幅較大。綜合比較，葉片相對(duì)電導(dǎo)率增幅排序?yàn)椤畻l紋>‘漢城>‘銀星紫>‘凱文粉>‘公主心>‘芙妮?！畻l紋‘漢城和‘銀星紫受到鹽脅迫時(shí)，其細(xì)胞膜內(nèi)電解質(zhì)外滲較多，說(shuō)明其耐鹽性較弱，而‘公主心‘芙妮和‘凱文粉細(xì)胞膜內(nèi)電解質(zhì)外滲較少，說(shuō)明其耐鹽性強(qiáng)。

2.4.4鹽脅迫對(duì)切花菊葉片丙二醛含量的影響

由圖6可知，隨著鹽脅迫濃度增加，各切花菊品種的葉片MDA含量均呈逐漸增加趨勢(shì)。50、100mmol/L NaCl脅迫時(shí)，‘芙妮和‘銀星紫的MDA含量升幅較大，較CK分別增加52.45%、32.15%和87.25%、58.61%; 150mmol/L NaCl脅迫時(shí)，‘芙妮‘銀星紫和‘公主心升幅較大，較CK分別上升122.74%、70.38%和55.17%。綜合比較，葉片MDA含量綜合升幅排序?yàn)椤侥?‘銀星紫>‘公主心>‘凱文粉>‘條紋>‘漢城，‘芙妮‘銀星紫和‘公主心的葉片MDA含量變化較大，說(shuō)明其耐鹽性較弱，而‘漢城‘條紋和‘凱文粉的MDA含量變化相對(duì)穩(wěn)定，說(shuō)明其耐鹽性較強(qiáng)。

2.4.5鹽脅迫對(duì)切花菊葉片抗氧化系統(tǒng)的影響

由圖7可知，隨著鹽脅迫濃度增加，各切花菊品種葉片的SOD、POD活性均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，說(shuō)明短時(shí)間低濃度鹽脅迫可誘導(dǎo)其產(chǎn)生SOD、POD，使其活性增強(qiáng)。各品種的SOD和POD活性均在IOO mmol/L NaCl脅迫時(shí)達(dá)到高峰，這也說(shuō)明隨著鹽脅迫濃度增加其SOD、POD活性會(huì)降低，抗氧化系統(tǒng)能力衰退，不能有效地保護(hù)膜系統(tǒng)，這可能是切花菊受鹽害的原因。50mmol/L NaCl脅迫時(shí)，‘凱文粉和‘公主心的葉片SOD活性增幅較小，較CK分別升高17.92%和4.23070：100mmol/L NaCl脅迫時(shí)，‘漢城和‘公主心的SOD活性增幅較小，較CK分別升高26.57%和16.39%；150mmol/L NaCl脅迫時(shí)，‘芙妮和‘公主心的SOD活性增幅較小，較CK分別士曾加5.53070和2.47%。50、100、150mmol/LNaCl脅迫時(shí)，‘芙妮和‘凱文粉的POD活性增幅均較小，依次較CK分別增加23.11%、21.99%，58.16%、89.81%和36.30%、53.21%.

綜合比較各品種不同濃度鹽脅迫下的SOD、POD活性增幅變化認(rèn)為，‘漢城‘公主心‘芙妮和‘凱文粉耐鹽性較強(qiáng)。

2.4.6鹽脅迫對(duì)切花菊葉片可溶性蛋白（SP）含量的影響

由圖8可知，鹽脅迫下各切花菊品種的葉片SP含量較CK均提高，隨著鹽脅迫濃度增加其SP含量有所下降。50mmol/L NaCl脅迫時(shí)，‘凱文粉的SP含量增幅較小，較CK增加38.79%，‘公主心的增幅最大．較CK增加125.37%;100mmol/L NaCl脅迫時(shí)，‘凱文粉和‘銀星紫的SP含量增幅較小，‘芙妮的增幅最大，較CK增加94.33%：150mmol/L NaCl脅迫下各品種的SP含量降至最低，‘芙妮‘凱文粉‘條紋‘漢城‘公主心和‘銀星紫的SP含量比CK分別士曾加23.07%、37.92%、38.95%、41.56%、37.84%和18.32%，‘芙妮和‘銀星紫的增幅較小。綜合比較，‘漢城‘凱文粉和‘銀星紫的葉片SP含量變化相對(duì)較為穩(wěn)定，說(shuō)明其耐鹽性較強(qiáng)，相反‘條紋‘芙妮和‘公主心的耐鹽性較弱。

2.5不同切花菊品種耐鹽性主成分分析

對(duì)不同濃度鹽脅迫處理下切花菊的7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析（表3），共提取出3個(gè)主成分，其中第一主成分貢獻(xiàn)率為50.689%，第二主成分貢獻(xiàn)率為16.872%，第三主成分貢獻(xiàn)率為16.439%，3個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率為84.000%。

由表4可知，第一主成分中相對(duì)電導(dǎo)率（REC）、丙二醛（MDA）含量、POD活性、SOD活性有絕對(duì)值較大的得分系數(shù)，第二主成分中葉綠素、丙二醛（MDA）、可溶性蛋白含量有絕對(duì)值較大的得分系數(shù)，第三主成分中葉綠素含量、相對(duì)含水量、SOD活性、可溶性蛋白含量有絕對(duì)值較大的得分系數(shù)。

綜合表3、4結(jié)果可以得出，REC、MDA含量、SOD活性這3個(gè)指標(biāo)能概括7個(gè)指標(biāo)的大部分信息，可作為切花菊耐鹽性鑒定指標(biāo)。

3討論與結(jié)論

植物的形態(tài)特征能直觀地反映其生長(zhǎng)狀態(tài)。鹽脅迫處理后，最直觀的變化是植株葉片萎蔫、變黃脫落，甚至還會(huì)造成植物死亡。劉昊華等研究表明，鹽脅迫下桑樹(shù)葉片出現(xiàn)枯萎，隨著鹽濃度的增加出現(xiàn)大面積黃化并開(kāi)始落葉。本研究結(jié)果表明，隨著鹽濃度增加，6個(gè)切花菊品種葉片均出現(xiàn)不同程度的萎蔫，這表明隨著鹽脅迫程度增加植株受害癥狀加重。其中，‘凱文粉‘芙妮‘漢城和‘公主心的受害癥狀較輕、耐鹽性較強(qiáng)，其余品種受害癥狀較重、耐鹽性較差。葉綠素含量在鹽脅迫下降低，其降低程度與鹽脅迫強(qiáng)度呈正相關(guān)。鹽脅迫下植物葉片葉綠素含量下降，其主要原因可能是鹽脅迫提高了葉綠素酶的活性，促進(jìn)葉綠素降解，導(dǎo)致葉綠素含量減少：也可能是葉綠素與葉綠素蛋白結(jié)合，使葉綠素遭到破壞。而不同切花菊品種鹽脅迫下葉綠素含量下降的原因有待進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)中，鹽脅迫下‘條紋‘漢城和‘芙妮葉綠素含量的降幅較其他3個(gè)品種小。

細(xì)胞膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物MDA含量與膜透性是反映植物逆境傷害的主要指標(biāo)。有研究表明，鹽脅迫通常會(huì)破壞植物細(xì)胞膜透性和完整性，引起膜脂過(guò)氧化和膜透性增大。本試驗(yàn)中，隨著NaCl濃度增加，6個(gè)切花菊品種的葉片相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量呈增加趨勢(shì)。其中，NaCl濃度為150mmol/L時(shí)，6個(gè)切花菊品種的相對(duì)電導(dǎo)率顯著升高。這表明高濃度鹽脅迫造成切花菊質(zhì)膜結(jié)構(gòu)破壞，細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)外漏，引起電導(dǎo)率值增加。這與丁丁等的研究結(jié)果一致。葉片細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性的變化幅度比MDA含量大，說(shuō)明鹽脅迫下細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性的變化更敏感，膜脂過(guò)氧化程度稍微提高，膜透性就發(fā)生變化，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)大量外滲，從而引起代謝紊亂。因此相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量可作為切花菊耐鹽性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。

植物在正常生長(zhǎng)情況下，體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)（SOD、POD）能維持體內(nèi)活性氧產(chǎn)生與清除的動(dòng)態(tài)平衡，降低自由基的毒害，而逆境脅迫往往使這種平衡受到破壞?；钚匝跚宄芰Φ膹?qiáng)弱就成為植物抗逆性強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。本研究中，隨著NaCl濃度增加，6個(gè)切花菊品種的SOD、POD活性均呈先升高后降低趨勢(shì)，這表明低濃度鹽脅迫能夠促進(jìn)SOD和POD活性的增大，但高濃度鹽脅迫則抑制其活性。SOD和POD活性升高可有效清除過(guò)量的活性氧自由基，減輕其對(duì)植物細(xì)胞膜的傷害，但在高濃度鹽脅迫下，可能這種調(diào)節(jié)活性達(dá)到極限，致使細(xì)胞膜仍會(huì)受到嚴(yán)重傷害。

滲透調(diào)節(jié)是植物在逆境脅迫下的一種自我調(diào)整與適應(yīng)。鹽脅迫下，植物會(huì)通過(guò)積累一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來(lái)抵抗鹽脅迫的傷害?？扇苄缘鞍祝⊿P）是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量的多少是了解植物總代謝水平的一個(gè)主要指標(biāo)。本試驗(yàn)中，隨著鹽濃度增加，不同切花菊品種的葉片SP含量呈先增加后降低趨勢(shì)。這說(shuō)明低濃度NaCl處理促進(jìn)切花菊葉片內(nèi)SP積累以適應(yīng)初期鹽脅迫對(duì)植株幼苗的傷害，高濃度NaCl處理則一定程度上抑制了蛋白質(zhì)合成，植株細(xì)胞受損。

植物的耐鹽性是一個(gè)由多基因控制的極其復(fù)雜的過(guò)程，不同植物的耐鹽機(jī)理不同，即使是同一植物在不同生長(zhǎng)時(shí)期的耐鹽機(jī)制或方式也可能不同。本試驗(yàn)以6個(gè)切花菊品種為試材進(jìn)行耐鹽性研究，結(jié)果表明，隨著鹽脅迫增加，6個(gè)品種的外部形態(tài)出現(xiàn)不同程度的萎蔫，葉片SPAD值和RWC逐漸降低，葉片的REC和MDA含量均呈增加趨勢(shì)，SOD和POD活性則隨鹽脅迫濃度增加呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，SP含量也呈先升高后降低趨勢(shì)。綜合供試切花菊品種各個(gè)指標(biāo)的表現(xiàn)看出，鹽脅迫對(duì)‘銀星紫和‘條紋的影響較大，對(duì)‘公主心‘芙妮和‘凱文粉的影響次之，對(duì)‘漢城影響較小，說(shuō)明‘漢城的耐鹽能力相對(duì)較強(qiáng)，可以作為耐鹽品種進(jìn)行推廣種植，耐鹽能力最弱的是‘銀星紫。各指標(biāo)主成分分析結(jié)果表明，相對(duì)電導(dǎo)率（REC）、MDA含量、SOD活性這3個(gè)指標(biāo)能概括7個(gè)指標(biāo)的大部分信息，可作為切花菊耐鹽性鑒定指標(biāo)。