NaCl脅迫對芹菜幼苗生理生化特性的影響

高 玲

(青島農業大學生命科學學院，山東青島 266109)

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NaCl脅迫對芹菜幼苗生理生化特性的影響

高 玲

(青島農業大學生命科學學院，山東青島 266109)

[目的]探究鹽脅迫對芹菜幼苗生理生化特性的影響。[方法]用不同濃度(0、50、100、150 mmol/L)的NaCl溶液模擬鹽脅迫，研究其對盆栽芹菜幼苗生理生化特性的影響。[結果]NaCl脅迫下過氧化氫酶活性、丙二醛含量均呈現隨著鹽濃度、處理天數的增加而升高的趨勢；過氧化物酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量的變化則是在一定的鹽濃度范圍內隨著處理天數的增加而升高，但當鹽濃度超過一定的閾值后則表現為隨著處理天數的增加先升高后降低的趨勢；葉綠素含量的變化則是隨著鹽濃度和處理天數的增加而下降。[結論]試驗結果為我國鹽堿地地區芹菜種植提供了理論依據。

芹菜幼苗；NaCl脅迫；生理生化特性

目前，我國不同程度鹽漬化土壤面積約為1億hm2，約占全國可耕種土地面積的25%。在蔬菜種植中，土壤鹽堿化會導致蔬菜不出苗、出苗延遲、產量及品質下降等情況的發生[1]。芹菜含有豐富的營養物質，可作為食物和藥物。目前，關于鹽脅迫對芹菜生理生化特性影響的研究少有報道。鑒于此，筆者選用盆栽的芹菜作為研究對象，探究了不同鹽濃度對芹菜幼苗生理生化指標的影響，以期為我國鹽堿地地區芹菜種植提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗材料為4葉1心的芹菜幼苗，其養分由蛭石、草炭和雞糞按照36∶12∶1的比例混合配制的培養基提供[2]。

1.2 試驗方法 選擇長勢均一的幼苗，移植至27 cm×20 cm的塑料盆中，每盆8棵，移植后緩苗14 d。用不同濃度(0、50、100、150 mmol/L)的NaCl溶液澆灌，每處理3次重復，處理前取樣測定1次，然后每隔2 d測定1次。

1.3 測定指標 包括葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量、丙二醛(MDA)含量、過氧化物酶(POD)活性和過氧化氫酶(CAT)活性[3]。

2 結果與分析

2.1 NaCl脅迫對POD活性的影響 由圖1可知，POD活性在一定鹽濃度范圍內隨著處理天數的增加而升高，當鹽濃度高于150 mmol/L時POD活性初期升高，隨后降低，在處理后第6天出現最低活性(150 mmol/L NaCl處理)和最高活性(100 mmol/L NaCl處理)。這可能是由于在低鹽條件下植物為維持自身正常生長而出現的一種“自衛”現象。而當鹽濃度高于一定的值之后，由于鹽濃度過高而永久性損害了植物細胞，從而導致POD合成受阻，活性下降。

圖1 NaCl脅迫對POD活性的影響Fig.1 Effect of NaCl stress on POD activity

2.2 NaCl脅迫對CAT活性的影響 由圖2可知，CAT活性在處理范圍內隨著鹽濃度、處理時間的增加呈上升趨勢，在150 mmol/L NaCl處理條件下升高速度最快，在第6天達到最高。

圖2 NaCl脅迫對CAT活性的影響Fig.2 Effect of NaCl stress on CAT activity

2.3 NaCl脅迫對MDA含量的影響 MDA是細胞膜脂過氧化的最終產物之一，在特定的情況下可以作為測定細胞膜脂過氧化情況以及植物在逆境條件下反應強弱的一項指標。由圖3可知，MDA含量隨著鹽濃度和處理天數的增加而增加；在最高的鹽濃度條件下MDA含量升高最快。這可能是由于在鹽脅迫下植物細胞膜氧化加快，從而導致植物中MDA含量增加。

圖3 NaCl脅迫對MDA含量的影響Fig.3 Effect of NaCl stress on MDA activity

2.4 NaCl脅迫對葉綠素含量的影響 植物葉片中的葉綠素含量與植物的光合速率和營養狀況密切相關。在鹽脅迫的環境中生長的植物，其葉綠體結構會遭到破壞，可直接影響植物的光合作用。由圖4可知，在選定的鹽濃度范圍內隨著濃度和處理天數的增加，葉綠素含量呈下降趨勢，且在最高濃度NaCl處理條件下下降速度最快。這可能是由于鹽脅迫影響了植物本身的生理代謝和葉綠素的合成機制，從而使葉綠素含量表現出下降趨勢。

圖4 NaCl脅迫對葉綠素含量的影響Fig.4 Effect of NaCl stress on chlorophyll content

2.5 NaCl脅迫對可溶性糖含量的影響 由圖5可知，在一定的鹽濃度范圍內隨著鹽濃度和處理天數的增加，可溶性糖含量表現出增加趨勢。這與可溶性糖可以調控細胞的滲透勢進而適應環境有關。

圖5 NaCl脅迫對可溶性糖含量的影響Fig.5 Effect of NaCl on soluble sugar content

2.6 NaCl脅迫對可溶性蛋白質含量的影響 由圖6可知，在一定的范圍內隨著鹽濃度和處理天數的增加，可溶性蛋白質含量呈上升趨勢，當鹽濃度超過一定范圍后，隨著處理天數的增加，可溶性蛋白質含量呈先升高后降低的趨勢。升高是基于逆境脅迫下植物自身為了適應環境做出的應急反應。

圖6 NaCl脅迫對可溶性蛋白質含量的影響Fig.6 Effect of NaCl on stress soluble protein content

3 結論與討論

植物在高于正常鹽濃度的環境中生長時，大多數植物的生理生化指標都會表現出不同程度的抑制現象[4-5]。 許多研究表明，鹽的濃度是影響植物生長的主要環境因素之一[6]，如白菜[7]、番茄[8]、辣椒[9]等材料在不同濃度鹽處理下，其生長有明顯變化。

POD的主要作用是去除胞漿中過量的H2O2。該試驗結果表明，芹菜在一定濃度鹽環境中生長時，POD的活性隨著處理天數的增加而升高，而當鹽濃度高于一個閾值之后初期升高，隨后又會出現降低趨勢，說明在一定的鹽濃度范圍內POD的清除活性氧能力增強，但超過一定的鹽濃度后，清除能力降低。CAT活性在處理鹽濃度范圍內也是隨著鹽濃度的升高、處理天數的增加而呈上升趨勢，CAT的清除能力一直在增強說明CAT適應鹽脅迫的能力強于POD。MDA是膜脂過氧化的終產物之一，在一定條件下可以作為測定細胞膜脂過氧化程度以及植物在逆境環境下生長狀況的一項生理指標[9]。該研究表明，在處理鹽濃度范圍內MDA的含量隨著鹽濃度的升高和處理天數的增加而增加，說明隨著處理鹽濃度的增加和處理天數的延長細胞膜脂的過氧化程度也越嚴重，植物遭受的傷害也加強。隨著處理鹽濃度的增加和處理天數的延長，葉綠素的含量表現出下降趨勢，說明在處理鹽濃度范圍內，植物的生理機制受到了一定程度的破壞，從而影響了葉綠素的合成。可溶性糖在植物中起調控植物細胞滲透勢的作用，當芹菜生長在超過正常鹽度的環境中時，可以通過改變自身細胞內可溶性糖含量來維持自身的正常生理狀況，該試驗結果也證明了這點。隨著鹽濃度的升高以及處理天數的延長，可溶性蛋白質含量也在上升，但當鹽濃度超過一定的范圍后隨著處理天數的延長，可溶性蛋白質含量先升高后下降，說明在一定的處理鹽濃度范圍內，芹菜可以通過增加自身可溶性蛋白質含量來改變細胞滲透勢和促進功能蛋白的合成，進而有助于植物細胞維持自身的生理代謝。

綜上所述，在低鹽處理條件下，芹菜幼苗會表現出一定的抗性以適應不利因素的影響，而當鹽濃度過高時則會對植物造成不可逆的損害。植物耐鹽性的機制相對復雜，芹菜的耐鹽性機理還有待于進一步研究。

[1] 任艷芳，何俊瑜，何師加．鹽脅迫對萵苣種子萌發和幼苗生長的影響[J]．北方園藝，2008(8)：35-36．

[2] 陳寶悅，曹玲，王艷芳，等.NaCl脅迫對芹菜生長、生理生化特性及品質的影響[J].華北農學報，2014,29(S1)：218-222.

[3] 王學奎．植物生理生化實驗原理和技術[M]．2版．北京:科學出版社，2006:167-173．

[4] MUNNS R．Physiological processes limiting plsnt growth in saline soils:Some dogmas and hypotheses[J].Plant,cell and environment,1993,16(1):15-24.

[5] CHERIAN S,REDDY M P,PANDYA J B.Studies on salt tolerance inAvicenniamarina(Forstk.)Vierh.:Effect of NaCl salinity on growth,ion accumulation and enzyme activity[J].Indian J Plant Physio,1999,4:266-270.

[6] ALLAKHVERDIEV S I,SAKAMOTO A,NISHIYAMA Y,et al.Ionic and osmotic effects of NaCl-induced inactivation of photosystems Ⅰ and Ⅱ inSynechococcussp.[J].Plant physi ology,2000,123(3):1047-1056.

[7] 張樹清，張夫道，劉秀梅，等．NaCl對大白菜種子萌發和幼苗生長的影響[J]．植物營養與肥料學報，2006，12(1)：138-141．

[8] 李偉，姜晶，李天來．不同濃度NaCl處理對番茄果實生長、產量和品質的影響[J]．沈陽農業大學學報，2006，37(3)：502-504．

[9] 宋旭麗，侯喜林，胡春梅，等．NaCl脅迫對超大甜椒種子萌發及幼苗生長的影響[J]．西北植物學報，2011，31(3)：569-575．

Effects of NaCl Stress on Physiological and Biochemical Characteristics of Celery Seedlings

GAO Ling

(College of Life Science, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109)

[Objective] The aim was to explore effects of NaCl stress on physiological and biochemical characteristics of celery seedlings. [Method] The effects of salt stress on physiological and biochemical characteristics of celery seedlings under different concentrations of NaCl at 0, 50, 100 and 150 mmol/L. [Result] The CAT activity and content of MDA increased with the increase of NaCl concentration and treating days. The POD activity, content of soluble protein and soluble sugar increased with the increase of treating days within certain NaCl concentration, while they increased firstly but declined later under higher NaCl concentration. The content of chlorophyll declined with the increase of NaCl concentration and treating days. [Conclusion] The results provide theoretical basis for celery planting of saline-alkali land in China.

Celery seedlings；NaCl stress；Physiological and biochemical characteristics

山東省青島市民生科技計劃項目(14-2-3-43-nsh)。

高玲(1967- )，女，山東博興人，副教授，博士，碩士生導師，從事酶學、蛋白質研究。

2016-10-12

S 601

A

0517-6611(2016)32-0006-03