外源脫落酸對大慶地區鹽脅迫下甜瓜幼苗生理指標的影響

李 響，王興柱，聶 鑫，聶海洋，付興隆，張 萌，楊 磊，靳亞忠

（1.黑龍江八一農墾大學農學院 黑龍江大慶 163319；2.黑龍江省農業科學院大慶分院 黑龍江大慶 163316；3.大慶市銀浪牧場黑龍江大慶 163411；4.友誼農場 黑龍江雙鴨山 155800；5.大慶油田有限責任公司礦區服務事業部園林綠化公司花卉公司 黑龍江大慶 163453；6.大慶油田第四采油廠生產準備大隊準備七隊 黑龍江大慶 163511）

外源脫落酸對大慶地區鹽脅迫下甜瓜幼苗生理指標的影響

李 響1，王興柱2，聶 鑫1，聶海洋3，付興隆4，張 萌5，楊 磊6，靳亞忠1

（1.黑龍江八一農墾大學農學院 黑龍江大慶 163319；2.黑龍江省農業科學院大慶分院 黑龍江大慶 163316；3.大慶市銀浪牧場黑龍江大慶 163411；4.友誼農場 黑龍江雙鴨山 155800；5.大慶油田有限責任公司礦區服務事業部園林綠化公司花卉公司 黑龍江大慶 163453；6.大慶油田第四采油廠生產準備大隊準備七隊 黑龍江大慶 163511）

通過模擬大慶地區土壤鹽脅迫環境，研究了不同濃度脫落酸對該環境下甜瓜幼苗生理指標的影響。結果表明，鹽脅迫下甜瓜幼苗葉綠素a、b含量以及a/b值、脯氨酸含量、可溶性糖含量、根系活力降低，丙二醛含量升高；鹽脅迫下，加入外源脫落酸可調節甜瓜幼苗的生長，1×10-7mol·L-1和1×10-6mol·L-1脫落酸處理能改善甜瓜各種生理指標，而高濃度外源脫落酸則增加了脅迫傷害程度。說明一定濃度范圍的外源脫落酸能提高甜瓜耐鹽性，緩解了大慶土壤鹽脅迫環境對甜瓜幼苗的傷害。

甜瓜；幼苗；脫落酸；鹽脅迫；大慶地區

果蔬生產受氣候、土壤的影響最為直接，是對種植條件及環境因素最為敏感且依賴的產業。隨著我國設施栽培技術迅速發展，果蔬生產期得到延長，由于種植過程中肥料使用不合理、耕作方式不當、地域環境不良等原因，作物不得不在逆境條件下生長[1]。而坐落于黑龍江西部、松嫩平原中部的大慶市，屬中生代沉陷地帶，地表積水且坡降小，排水不暢，地下水儲量大，鹽分易積累。大慶市耕地面積45.7萬hm2，重度鹽堿化土地面積仍以每年1.4%的速度擴展，鹽堿化程度仍在不斷加劇，有1/3的鹽堿化草地堿斑大面積連片，不能利用而淪為丟棄之地，嚴重制約大慶農業的發展[2]。而提高作物抗逆性，保證果蔬安全生產是當下急需解決的問題。目前提高作物耐鹽性的重要途徑之一，就是利用外源激素調控，提高作物的逆境生長能力[3]。脫落酸（abscisic acid，ABA）是植物中普遍存在的內源激素，具有調節植物生長、抑制種子萌發及促進衰老的作用，在植物高鹽、低溫、干旱等逆境脅迫下起著重要的抗逆、調控作用[4]。脫落酸對作物鹽脅迫下的抗逆性的影響及其在農業生產中的應用得到了研究者們的關注[5]。我國學者針對脫落酸在黃瓜[6]、番茄[7]、辣椒[8]等作物上的抗逆性研究方面都有相關報道，而針對脫落酸處理鹽脅迫下甜瓜幼苗抗逆性的相關研究報道較少。筆者以薄皮甜瓜幼苗為研究對象，研究外源脫落酸在模擬大慶地區鹽漬化土壤環境下對薄皮甜瓜幼苗生理指標的影響，探索外源脫落酸調控薄皮甜瓜幼苗耐鹽的生理機制，為脫落酸在大慶地區薄皮甜瓜耐鹽栽培中的應用提供理論依據。

1 材料及方法

1.1 材料

以黑龍江省農業科學院大慶分院培育的‘龍慶三號’甜瓜為供試材料，選取同一年份、籽粒飽滿、大小一致的種子進行試驗；模擬大慶地區初夏高溫、干旱、鹽漬化程度高的條件，將NaCl與Na2SO4按質量比3∶2配置20 g·L-1的復鹽溶液作為鹽脅迫溶液[9]。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗于2015年在黑龍江八一農墾農學院試驗室內進行，4月1日將種子浸種后放在催芽箱內，2 d后把出芽的種子播種到塑料營養缽中，以 V蛭石∶V珍珠巖=3∶1的混合基質為栽培基質，放置于育苗溫室中進行培養。待幼苗3葉1心時進行根部澆灌處理。試驗設5組處理，CK：蒸餾水處理；處理 A：蒸餾水+20 g·L-1復鹽溶液；處理B：蒸餾水+20 g·L-1復鹽溶液+1×10-7mol·L-1脫落酸；處理 C：蒸餾水+20 g·L-1復鹽溶液+1×10-6mol·L-1脫落酸；處理D：蒸餾水+20 g·L-1復鹽溶液+1×10-5mol·L-1脫落酸。采取隨機區組設計，每組處理20株，設3次重復，一次每株澆灌50 mL。之后每隔5 d處理1次，處理15 d后進行相關生理指標的測定。

1.2.2 測定項目及方法 葉綠素含量采用丙酮乙醇混合液比色法測定[10]，電導率采用DDS-11A型電導儀測定[11]，脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定[11]，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法測定[12]，過氧化物酶活性采用愈創木酚法測定[12]，可溶性糖含量采用蒽酮法測定[13]，根系活力采用TTC法測定[14]。

2 結果與分析

2.1 不同處理對甜瓜幼苗葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響

由表1可知，所有處理中甜瓜幼苗葉片的葉綠素a含量均顯著低于CK，葉綠素b含量顯著高于CK，a/b值均顯著低于CK；處理A的葉綠素a含量顯著低于CK，而葉綠素b含量顯著高于CK，說明大慶地區土壤鹽環境抑制了甜瓜幼苗葉片葉綠素a的合成積累、促進了葉綠素b的合成積累，但是采用脫落酸處理甜瓜幼苗，可以緩解大慶地區土壤鹽環境對甜瓜幼苗葉綠素a的破壞作用并降低葉綠素b的合成積累，其中處理B的葉綠素a含量顯著高于其他濃度脫落酸處理，而葉綠素b含量顯著低于其他濃度脫落酸處理。此外，葉綠素a/b的值和類胡蘿卜素含量也呈現出與葉綠素a相同的變化趨勢，而各處理與CK相比，葉綠素a+b的總量與CK之間差異不顯著，類胡蘿卜素含量除處理B與CK組無明顯差異外，其余處理都顯著低于CK。

表1 甜瓜幼苗葉片內葉綠素含量 （mg·g-1）

2.2 不同處理對甜瓜幼苗葉片相對電導率的影響

由表2可知，處理A甜瓜幼苗葉片的相對電導率增大，顯著大于CK。使用脫落酸處理后，不同濃度的脫落酸對葉片中相對電導率均有調節作用，處理B和處理C甜瓜葉片相對電導率顯著低于處理A，而處理D甜瓜葉片相對電導率與處理A之間無顯著差異。

表2 甜瓜幼苗抗性指標

2.3 不同處理對甜瓜幼苗葉片脯氨酸含量和丙二醛含量的影響

由表2可知，各處理甜瓜葉片中的脯氨酸含量顯著高于CK。處理A甜瓜幼苗葉片脯氨酸含量顯著增加，比CK高出39.72%。采用脫落酸處理后各處理甜瓜葉片中的脯氨酸含量顯著高于處理A。與CK相比，處理A甜瓜幼苗葉片的丙二醛含量顯著高于對照，而采用脫落酸處理后，甜瓜幼苗葉片的丙二醛含量都顯著低于處理A，但顯著高于CK。

2.4 不同處理對甜瓜幼苗葉片可溶性糖含量的影響

圖1表明，各甜瓜幼苗葉片的可溶性糖含量均顯著高于對照；采用脫落酸處理后的甜瓜幼苗葉片內可溶性糖含量差異顯著，1×10-7mol·L-1脫落酸處理（處理B）的甜瓜葉片可溶性糖含量顯著低于處理A，而1×10-6mol·L-1（處理C）脫落酸處理的甜瓜葉片可溶性糖含量與處理A之間無顯著差異，但顯著高于處理B；1×10-5mol·L-1（處理D）脫落酸處理的甜瓜葉片內可溶性糖含量最高。

圖1 不同處理對甜瓜幼苗葉片可溶性糖含量的影響

2.5 不同處理對甜瓜幼苗葉片根系活力的影響

由圖2可知，在鹽脅迫條件下，甜瓜根系活力顯著低于對照。采用不同濃度的脫落酸處理后，隨著脫落酸濃度的增加，各處理甜瓜根系活力逐漸升高，且各脫落酸處理之間存在顯著差異，但明顯低于CK。說明使用脫落酸處理甜瓜幼苗可一定程度緩解土壤鹽脅迫對其根系的傷害。

圖2 甜瓜幼苗根系活力

3 討論與結論

有研究表明，在鹽脅迫下葉綠素a/b值降低，植物葉片的光合作用也明顯減弱。脫落酸能調節植物的耐鹽性，在大豆研究中發現，10 μmol·L-1的脫落酸能夠提高光和系統II的光能轉化效率以及Rubisco含量，進而提高大豆的耐鹽性[15]；在番茄研究中發現，1.5 mg·L-1的脫落酸能促進一定濃度NaCl脅迫下番茄種子的萌發，降低發芽種子中丙二醛的含量[7]；在辣椒中，脫落酸能夠通過調節辣椒體內抗氧化酶活性以及谷胱甘肽等抗逆物質的合成，增強辣椒耐鹽性，但是脫落酸各處理之間存在差異[8]。本試驗結果表明，模擬大慶地區土壤鹽環境栽培的甜瓜葉片中葉綠素a含量以及葉綠素a/b值降低，葉綠素b含量升高，并且甜瓜幼苗葉片中相對電導率、丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量增加，根系活力降低；但是，在甜瓜幼苗處于鹽脅迫環境時，加入一定濃度的脫落酸進行處理，發現1×10-7mol·L-1脫落酸處理下，甜瓜幼苗葉片的葉綠素a含量以及葉綠素a/b值升高，葉綠素b含量降低，葉片中相對電導率、丙二醛和可溶性糖含量降低，根系活力升高，但并沒有達到CK的值。隨著脫落酸濃度的升高，可溶性糖含量升高，脯氨酸含量降低，因此推測，高濃度的脫落酸與土壤中的鹽導致甜瓜幼苗受到雙重鹽脅迫，而在番茄的研究中也發現同樣現象[7]。脫落酸既可以通過調節植物體能抗逆代謝產物的生成和抗氧化酶系統酶活性的變化，進而調節植物的耐鹽性，其內在原因可能是脫落酸通過結合植物體內脫酸酸受體蛋白[16]，觸發植物體內Ca2+信號轉移途徑[17]，導致植物體自身產生抗逆物質，激發了免疫系統，從而增強了耐鹽性，但是其中內在的調控機制還需從分子生物學方向進一步研究。

綜上所述，濃度為 1×10-7～1×10-6mol·L-1的脫落酸對增強大慶地區土壤鹽環境栽培的甜瓜幼苗的耐鹽性具有一定作用，可改善鹽脅迫下甜瓜幼苗生長。在大慶地區甜瓜生產中，可選用一定濃度的脫落酸處理來增強甜瓜幼苗對土壤環境中鹽脅迫的適應性，緩解鹽害。

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Effects of exogenous abscisic on physiological indexes of melon seedling under salt stress in Daqing

LI Xiang1,WANG Xingzhu2,NIE Xin1,NIE Haiyang3,FU Xinglong4,ZHANG Meng5,YANG Lei6,JIN Yazhong1
（1.College of Agronomy,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319,Heilongjiang,China;2.Daqing Branches of Heilongjiang Academy of Agrichltural Sciences,Daqing 163316,Heilongjiang,China;3.Daqing Yinlang Ranch,Daqing 163411,Heilongjiang,China;4.Youyi Farm,Shuangyashan 155800,Heilongjiang,China;5.Flower Company of the Mining Services Group Landscaping Company,Daqing Oilfield Company Limited,Daqing 163453,Heilongjiang,China;6.The Seventh Team of Production Preparations for the Brigade,Petrochina Daqing Oilfield No.4 Oil Production Plant,Daqing 163511,Heilongjiang,China）

By simulating salt stress of soil environment in Daqing region,the effects of different concentrations of abscisic acid on physiological indexes of melon seedlings under salt stress was studied.The results showed that the content of chlorophyll a,chlorophyll b,proline,soluble sugar and root vitality of melon seedlings decreased,while the content of malondialdehyde increased.The physiological properties of melon could be regulated by exogenous abscisic acid.The abscisic acid concentration of 1×10-7mol·L-1and 1×10-6mol·L-1could improve the physiological indexes of melon seedlings,while higher concentration could inhibit.In conclution,a certain concentration range of abscisic acid can improve the salt resistance of melon and reduce the harm of salt stress on seedlings in Daqing region.

Melon;Seedling;Abscisic acid;Salt stress;Daqing region

2016-08-15；

2016-11-29

李 響，男，在讀碩士研究生，研究方向為設施果蔬栽培與配套技術。E-mail：6880506@163.com

靳亞忠，男，博士，研究方向為園藝植物營養生理。E-mail：277168601@qq.com