鹽脅迫下抗壞血酸對小麥幼苗保護功能的分析

白鳳麟,雷海英

（長治學院 生物科學與技術系，山西 長治 046011）

鹽脅迫已經成為世界范圍內影響農作物生長的逆境因子。全世界大約有10×108 hm2的土地發生了鹽漬化，其中中國的次生鹽漬化土壤約占耕地面積的1/10[1]。鹽脅迫引起一系列的生理變化，抑制植物的生長發育，如干擾細胞的離子平衡、抑制光合作用、破壞膜系統、蛋白質、DNA等[2]，其中細胞質膜是鹽脅迫對植物傷害最敏感的部位[3,4,5]。植物在鹽脅迫下積累大量活性氧（AOS）攻擊原生質膜中的不飽和脂肪酸，使膜系統變性。

抗壞血酸（AsA）又叫維生素C，是一種水溶性維生素，參與膠原蛋白的合成，也是一種非酶促小分子的水溶性抗氧化劑。近年來關于AsA提高植物抗逆性方面的研究較廣泛，結果表明AsA具有可增強油菜幼苗的耐鹽性[6]，緩解O3對水稻的脅迫作用[7]，減弱強光引起的姜葉片光抑制作用[8]等。本實驗以煙農19和長5222為材料，研究鹽脅迫條件下AsA對它們的緩解作用，為發現新的抗鹽方法提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

取粒大飽滿的煙農19和長5222小麥種子各800粒，用0.1%氯化汞浸泡小麥種子30 min；無菌水反復沖洗至少3次；最后用適量室溫的無菌水浸泡小麥種子約24 h。水培法種植小麥[1]，溫度25℃，光照40 W，濕度35.5%RH，每天更換無菌水。待小麥生長芽長2 cm左右后對其進行三種處理：Hoagland營養液作為對照（T0）；100 mmol/L氯化鈉+Hoagland營養液（T1）；100 mmol/L氯化鈉+1.5 mmol/L AsA[1]+Hoagland營養液（T2）。待生長到第16天測量、取樣。

1.2 測定方法

選取第16天的幼苗測量根長、苗長。隨機選取30株幼苗，沖洗干凈，剪碎葉片和根部，混勻，硫代巴比妥酸發測定MDA含量[9]，H2O2含量用硫酸太絡合比色法測定[10]，POD活性采用愈創木酚法測定[11]、CAT的活性按照Chance[12]的方法測量。

1.3 數據分析

實驗數據處理采用Excel 2010、Origin8.5軟件進行統計分析及數據處理。

2 結果與分析

2.1 AsA對鹽脅迫下小麥幼苗生長的影響

對兩個品種的小麥進行鹽脅迫處理，16天后測量它們的株高和根長，取平均值進行比較。由圖1、圖2可知，鹽脅迫下煙農19和長5222的生長均受到抑制，兩品種根長的抑制效果明顯，長5222株高對鹽脅迫不敏感。加入AsA后，兩個品種的株高有不同程度恢復，而根長則比對照（T0）長勢更好，根長更長。說明一定濃度的AsA可以提高小麥抵抗鹽脅迫的能力，并且可促進根的生長。

圖1 AsA對鹽脅迫下小麥幼苗株高的影響Fig.1 Effect of AsA on height of plants under salt stress

圖2 AsA對鹽脅迫下小麥幼苗根長的影響Fig.2 Effect of AsA on longth of roots under salt stress

2.2 AsA對鹽脅迫下不同小麥幼苗MDA含量的影響

MDA對細胞有毒性，能夠引起細胞膜功能紊亂，干擾正常的生理代謝[13]。設定T0處理煙農19的MDA平均含量為100%，將兩種小麥MDA相對含量進行比較分析。由圖3可知，T1處理條件下兩種小麥幼苗的MDA相對含量與T0處理相比均顯著增加；外施AsA作用下（T2處理），MDA的相對含量均顯著降低，說明外施AsA可以緩解鹽脅迫下MDA對膜的細胞毒害作用，并且對兩種小麥幼苗的影響趨勢一致。

圖3 AsA對鹽脅迫下小麥幼苗MDA含量的 影響Fig.3 Effect of AsA on MDA content in wheat seedlings under salt

2.3 AsA對鹽脅迫下不同小麥幼苗H2O2含量的影響

H2O2是植物體內主要的活性氧，它可以反映逆境脅迫下氧化損傷的程度。設定T0處理的煙農19 H2O2平均含量為100%，其余數據都是相對于它的百分數。由圖4可知，T1處理的煙農19和長5222，它們的H2O2含量增幅基本一致；T2處理煙農19 H2O2含量比T1處理含量減少了23.57%，長5222降低了25.68%。圖4表明，AsA可以減輕鹽脅迫下小麥幼苗的過氧化損傷，并且對兩個小麥品種的緩解效應差異不大。研究還發現，兩個品種小麥正常生長情況下H2O2含量有顯著差異，說明兩品種對H2O2的清除能力存在顯著差異。

圖4 AsA對鹽脅迫下小麥幼苗H2O2相對含量的影響Fig.4 Effect of AsA on H2O2 relative content in wheat seedlings under salt stress

2.4 AsA對鹽脅迫下不同小麥幼苗POD活性的影響

POD是清除H2O2的重要的保護酶，它可以減輕H2O2對植物的毒害作用。設定煙農19 T0處理的POD平均值為100%，比較兩種小麥POD的相對活性。由圖5可知，T1處理后，煙農19 POD相對含量下降至35.33%，長5222下降至30.85%；AsA作用下煙農19的POD相對含量增加至95.76%，長5222增加至66.79%。以上結果說明NaCl處理后小麥幼苗的POD活性明顯下降，降低了小麥幼苗清除H2O2含量的能力，導致其受到過氧化損傷，其中煙農19的POD活性變化比長5222更大；AsA作用下POD活性明顯提高，可以減輕植物的過氧化損傷。

圖5 AsA對鹽脅迫下小麥幼苗POD相對活性的影響Fig.5 Effect of AsA on POD relative activity in wheat seedlings under salt

2.5 AsA對鹽脅迫下不同小麥幼苗的CAT活性的影響

CAT是廣泛存在于需氧動植物及微生物細胞中的一種氧化還原酶[14]，它可以分解過氧化物，在生物體內主要清除H2O2[15]。比較兩種供試小麥的CAT酶活性，以相對活性進行比較。文章設定T0處理煙農19的CAT平均酶活值為100%。由圖6可知，NaCl脅迫下兩種小麥的CAT活性顯著下降，煙農19下降趨勢更顯著；AsA作用下煙農19增加到84.45%，長5222增加到122.97%。實驗表明鹽脅迫減弱CAT活性；外施AsA處理CAT活性升高，活性氧代謝能力增強，AsA對鹽脅迫下煙農19和長5222緩解作用的差異不明顯。

圖6 AsA對鹽脅迫下小麥幼苗CAT相對活性的影響Fig.6 Effect of AsA on CAT relative activity in wheat seedlings under salt

3 結論與討論

植物在鹽脅迫下，過多活性氧積累導致其生理生化性質的改變。MDA、H2O2含量反映了氧化損傷的強弱，抗氧化酶（SOD、POD、CAT）主要清除過多的活性氧。研究結果顯示：鹽脅迫后小麥幼苗長勢緩慢，MDA、H2O2含量增加，POD、CAT活性下降，外源AsA作用下小麥幼苗得到緩解；本實驗得到的結果與常云霞等[1]的文章中涉及的部分基本一致。

實驗表明AsA作用下小麥幼苗的各生理指標得到緩解，且AsA對煙農19的保護效應更明顯。因此，抗壞血酸可能參與活性氧的代謝，減少活性氧對小麥幼苗的傷害，能對植物起到一定的保護作用。實驗中測得小麥幼苗的苗高和根長在鹽脅迫下被抑制，在AsA的作用下小麥幼苗的苗高和根長明顯被促進，這說明AsA存在可能在根的生長中起到較大的促進作用，抑或AsA促進了植物在逆境下的代償性生長。本實驗僅從小麥幼苗生長及生理指標方面進行研究，而對于鹽脅迫和緩解鹽脅迫是一個復雜的系統工作，這其中具體的生理生化機制還需進一步的實驗和探索。

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