德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗耐鹽性研究

李 華 徐光東 陶士會 王靜靜 譚月強(qiáng)

（山東省德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 253015）

甜瓜是設(shè)施栽培的主要蔬菜品種之一，但由于設(shè)施栽培采用特殊的覆蓋結(jié)構(gòu)，改變了其內(nèi)部生態(tài)環(huán)境及自然狀態(tài)下的水熱平衡，容易造成鹽分積累，致使設(shè)施土壤次生鹽漬化程度越來越高，導(dǎo)致甜瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，嚴(yán)重影響設(shè)施生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。本試驗(yàn)選取新選育的設(shè)施甜瓜品種德甜3號和德甜5號，研究不同濃度NaCl脅迫下，植株在膜質(zhì)過氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等方面的變化，探討不同甜瓜品種幼苗耐鹽性的差異，為甜瓜品種的選擇利用以及耐鹽機(jī)理的研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與預(yù)處理

供試品種為中甜1號、德甜3號和德甜5號，以中甜1號為對照。甜瓜催芽后播種于8cm×8cm的營養(yǎng)缽中，基質(zhì)育苗，基質(zhì)組成為草炭∶蛭石=2∶1。待甜瓜幼苗長至3葉1心時(shí)，將形態(tài)、長勢基本一致的3種 甜 瓜 幼 苗 各 15株 分 別 用 0（ck）、50mmol/L、100mmol/L、200mmol/L NaCl處理。將底部有孔的營養(yǎng)缽浸在處理液中深1～2cm處。為防止水分蒸發(fā)引起NaCl濃度變化，每天更換處理液1次，NaCl脅迫7d后測定各項(xiàng)指標(biāo)。每個(gè)濃度處理15株，3次重復(fù)。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

不同濃度NaCl脅迫處理7d后，分別測定3種甜瓜幼苗葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量、保護(hù)酶（POD、SOD和CAT）活性以及丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）和可溶性糖（Soluble Sugar）含量。 取樣時(shí)，對每個(gè)植株3片展開葉均取樣，盡量避開葉脈，按同等重量混合均勻，測定指標(biāo)。葉綠素和胡蘿卜素含量采用分光光度法測定，電解質(zhì)滲漏率采用沈文云等的方法，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用NBT（氮藍(lán)四唑）光化還原抑制法，過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法，過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法測定，抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性按照Nakano等方法測定，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法，脯氨酸（Pro）含量采用酸性水合茚三酮顯示法，可溶性糖含量采用蒽酮法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250方法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對甜瓜幼苗葉片色素含量的影響

由表1可知，在NaCl脅迫下，甜瓜幼苗葉片中的葉綠素和類胡蘿卜素含量均隨脅迫強(qiáng)度的增強(qiáng)而降低，但德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量均顯著高于中甜1號，德甜3號甜瓜幼苗中葉綠素和類胡蘿卜素含量高于德甜5號甜瓜。

表1 各處理黃瓜自根苗和嫁接苗葉綠素和類胡蘿卜素的含量

2.2 NaCl脅迫對黃瓜幼苗葉片電解質(zhì)滲漏率和MDA的影響

電解質(zhì)滲漏率是檢驗(yàn)植物受逆境脅迫后細(xì)胞膜透性的重要指標(biāo)，與作物的抗性呈負(fù)相關(guān)，電解質(zhì)滲漏率越高，則植物受到的傷害就越重，反之亦然。如圖1所示，隨著NaCl脅迫強(qiáng)度的增強(qiáng)，甜瓜幼苗葉片電解質(zhì)滲漏率均顯著升高，說明細(xì)胞膜的半透性發(fā)生改變。在同一NaCl濃度脅迫強(qiáng)度下，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗葉片電解質(zhì)滲漏率明顯低于中甜1號，且隨著鹽脅迫強(qiáng)度的加強(qiáng)，這種差別更加明顯。這說明NaCl脅迫對德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗傷害輕微，而對中甜1號傷害較重，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗在NaCl脅迫下較自根黃瓜能更好的保持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性。從圖1還可以看出，同一NaCl脅迫強(qiáng)度下，德甜3號甜瓜幼苗葉片的電解質(zhì)滲漏率小于德甜5號，說明德甜3號甜瓜幼苗在同一低溫脅迫下受到的傷害最小。

圖1 NaCl脅迫下不同甜瓜幼苗電解質(zhì)滲漏率和MDA含量的變化

圖1表明，MDA含量變化與電解質(zhì)滲漏率的變化一致。在3種濃度NaCl脅迫下，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗葉片的MDA含量始終低于中甜1號；隨著NaCl脅迫強(qiáng)度的加強(qiáng)，中甜1號葉片MDA含量不斷增加，而德甜3號和德甜5號幼苗葉片MDA含量增加有放緩的趨勢。在高度NaCl脅迫（200mmol/L）條件下，所有處理葉片中MDA含量由低到高依次是：德甜3號＜德甜5號＜中甜1號（ck），說明中甜1號的膜質(zhì)過氧化程度大于德甜3號和德甜5號幼苗，同時(shí)也說明德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗的耐NaCl脅迫性強(qiáng)于中甜1號。

2.3 NaCl脅迫對甜瓜幼苗葉片保護(hù)酶活性的影響

由圖2可知，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗在同一濃度NaCl脅迫下的SOD、POD、CAT、APX活性均大于中甜1號，說明在受到同樣的NaCl脅迫時(shí)，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗葉片具有比中甜1號更強(qiáng)的活性氧清除能力，保護(hù)細(xì)胞膜不受傷害，因而抗冷性強(qiáng)。

隨著NaCl濃度的增加，中甜1號甜瓜葉片SOD、POD和APX活性呈現(xiàn)先升后降的趨勢，100mmol/L處理下活性最高，說明中甜1號甜瓜幼苗在輕度NaCl脅迫下 （100mmol/L），SOD、POD和APX對幼苗的抗冷起到了較強(qiáng)的保護(hù)作用，但在重度低溫脅迫（200mmol/L）條件下，這種保護(hù)作用逐步減弱。在0～200mmol/LNaCl脅迫范圍內(nèi)，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗葉片中POD和APX活性隨低溫脅迫的增強(qiáng)而升高，但后期升高的幅度較小，而SOD活性在200mmol/L處理比100mmol/L處理略有下降。

甜瓜幼苗葉片中CAT活性均隨NaCl脅迫的增強(qiáng)而逐漸降低，但德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗降低的幅度顯著小于中甜1號，200mmol/L NaCl脅迫7d后，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗的CAT活性分別下降了30.5%和24.5%，而中甜1號的降幅高達(dá)65.2%。

圖2 NaCl脅迫下不同甜瓜幼苗葉片SOD、POD、CAT和APX活性變化

3 結(jié)論與討論

隨著甜瓜設(shè)施栽培的快速發(fā)展，土壤次生鹽漬化已經(jīng)成為限制其可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。NaCl脅迫能加劇葉綠體的降解和抑制其合成，因此葉綠素和類胡蘿卜素含量的變化可以反映植物對NaCl脅迫的耐受程度。本試驗(yàn)中，地方品種德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗的葉綠素和類胡蘿卜素含量均高于中甜1號，且其對應(yīng)的葉綠素和類胡蘿卜素含量也高，保證了其具有良好的光合作用。

NaCl引起膜質(zhì)過氧化是其對植物直接原初傷害。耐鹽植物可以通過增強(qiáng)活性氧清除能力來減輕活性氧傷害，清除的途徑則是通過維持較高的保護(hù)酶活性，從而使植物能在一定程度上忍耐、減緩或抵抗NaCl脅迫。本試驗(yàn)中，同一濃度NaCl脅迫下，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗的SOD、POD、CAT和APX酶活性始終高于中甜1號，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗在NaCl脅迫下具有更強(qiáng)的細(xì)胞膜保護(hù)能力，能有效清除鹽脅迫下植株體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧。

MDA是膜質(zhì)過氧化分解的產(chǎn)物，植物的鹽害與體內(nèi)MDA的積累有關(guān)。本試驗(yàn)中，中甜1號葉片中的MDA含量始終高于德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗，表明中甜1號的膜質(zhì)過氧化程度大于德甜3號和德甜5號，說明德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗的耐鹽性強(qiáng)于中甜1號。這與保護(hù)酶的活性變化有關(guān)，由于保護(hù)酶活性處于較高水平，對細(xì)胞膜保護(hù)作用較強(qiáng)，阻礙了活性氧的積累，減少了活性氧對細(xì)胞膜的膜質(zhì)過氧化作用，這與前人研究結(jié)果一致。

通過對NaCl脅迫下不同甜瓜品種幼苗葉片生理生化指標(biāo)的分析，與中甜1號相比，德甜3號和德甜5號幼苗在各方面均表現(xiàn)出優(yōu)勢，具有較強(qiáng)的耐鹽能力，為甜瓜品種的選擇利用以及耐鹽機(jī)理的研究提供理論依據(jù)。