鹽脅迫對(duì)溪蓀葉片生長(zhǎng)及生理特性的影響

戴勝玥 梁英輝 穆丹 岳俊麗 魯佳 蘇鵬 白海琳

摘 要：為探明溪蓀（Iris sanguinea）對(duì)于鹽脅迫的耐受能力，該試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)鹽度水平處理幼苗，采用盆栽法研究不同濃度NaCl脅迫對(duì)于溪蓀的外部表現(xiàn)形態(tài)以及生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明：隨著鹽脅迫濃度的增加和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，溪蓀葉片出現(xiàn)了不同程度的受害癥狀，且葉綠素含量和相對(duì)含水量總體呈下降趨勢(shì)，相對(duì)電導(dǎo)率、游離脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量以及超氧化物歧化酶活性總體呈上升趨勢(shì)；由外部表現(xiàn)形態(tài)以及生理指標(biāo)分析可知，溪蓀對(duì)于0.6%的NaCl脅迫表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗性。

關(guān)鍵詞：溪蓀；鹽脅迫；生長(zhǎng)；生理指標(biāo)

中圖分類號(hào) S682.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）07-0013-4

Effect of Salt Stress on the Leaves Growth and Physiological Characteristics of Iris sanguinea

Dai Shengyue et al.

（Jiamusi Univercity，Jiamusi 154007， China）

Abstract：In order to explore the salt stress tolerance of Iris sanguinea， six salinity levels were set up for seedling treatment. The potted experiment was conducted to study effects on the external expression morphology and physiological indexes of Iris sanguinea， which were treated with different concentrations of sodium chloride stress. The results showed that there were different degrees of victimization symptoms in the leaves. The chlorophyll content and relative water content were decreasing. Relative conductivity， free proline content， soluble protein content， malondialdehyde content and superoxide dismutase activity were generally in the trend of increasing. According to the analysis of external manifestations and physiological indexes， Iris sanguinea showed strong resistance to the 0.6% sodium chloride stress.

Key words：Iris sanguinea；Sodium chloride stress；Growth；Physiological index

土地鹽化已成為世界性的環(huán)境問(wèn)題之一，中國(guó)鹽漬土分布廣泛，北方的土地鹽化尤為嚴(yán)重，如何改良鹽漬土壤成為了當(dāng)務(wù)之急[1-2]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者有關(guān)鹽脅迫對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育、生理生化指標(biāo)的研究較多，如水稻、高粱、紅小豆等農(nóng)作物的耐鹽性研究[3-5]。耐鹽性強(qiáng)的地被植物對(duì)于改善和美化鹽堿化土壤意義重大，但對(duì)于耐鹽能力強(qiáng)的觀賞植物的研究仍有待加強(qiáng)。

鳶尾屬地被植物花大色艷，觀賞價(jià)值高，抗性強(qiáng)[6-7]。本研究以鳶尾屬植物溪蓀（Iris sanguinea）為試驗(yàn)材料，應(yīng)用不同濃度的NaCl進(jìn)行脅迫處理，力求探討鹽脅迫下溪蓀的生長(zhǎng)、生理指標(biāo)的變化以及抗鹽能力，為其改良鹽漬土壤、營(yíng)造景觀提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 供試材料溪蓀取自哈爾濱市郊苗圃，每3芽栽植于上口直徑18cm、底部直徑13cm、高12cm的瓦盆內(nèi)，置于室內(nèi)植物培養(yǎng)室培養(yǎng)。所用盆土含有機(jī)質(zhì)26.01g/kg，全氮1286.5g/kg，全磷1.28g/kg，速效鉀278.69g/kg，速效磷12.59g/kg，pH值6.7。

1.2 處理方法 供試材料成活、定根、恢復(fù)生長(zhǎng)后，挑選生長(zhǎng)一致的幼苗，進(jìn)行NaCl脅迫處理，設(shè)置6個(gè)處理濃度，分別為0（CK）、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%（NaCl質(zhì)量所占烘干土質(zhì)量百分比），每個(gè)處理3次重復(fù)。根據(jù)土壤干濕程度，進(jìn)行常規(guī)管理。為了防止鹽分損失，盆下放置托盤(pán)以存儲(chǔ)滲出的處理液。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 NaCl處理植株的形態(tài)變化采用觀察記錄的方法。葉綠素含量采用分光光度法測(cè)定；質(zhì)膜的相對(duì)透性采用電導(dǎo)法測(cè)定；葉片相對(duì)含水量測(cè)定采用烘干法；游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測(cè)定；可溶性蛋白測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法；丙二醛含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸（TBA）法；超氧化物歧化酶SOD測(cè)定采用氮藍(lán)四唑法進(jìn)行測(cè)定。每個(gè)指標(biāo)做2～4次，每次平行做3次重復(fù)。采樣時(shí)間為上午8：00—9：00，從植株上剪取成熟葉片中上部位進(jìn)行生理生化指標(biāo)的測(cè)定，且每株選取相同部位。采樣后，迅速處理并帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)。采用SPSS和Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度鹽脅迫對(duì)于溪蓀外部表現(xiàn)形態(tài)的影響 不同濃度的鹽脅迫對(duì)溪蓀造成了一定的影響（見(jiàn)表1）。溪蓀在0.2%、0.4%和0.6%的低鹽脅迫下生長(zhǎng)旺盛，與對(duì)照相比沒(méi)有顯現(xiàn)出明顯的受害癥狀。在0.8%的鹽脅迫下，第5天顯現(xiàn)出輕微的受害癥狀，第15天時(shí)6%的植株葉尖變黃，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)受害癥狀不斷加重。在1.0%的鹽脅迫下，第5天時(shí)20%的植株葉尖發(fā)黃失綠，且受害癥狀逐日加重，至第30d時(shí)45%的植株枯黃萎蔫，全部植株葉片發(fā)黃，失去觀賞價(jià)值。

表1 鹽脅迫下溪蓀的外部表現(xiàn)形態(tài)

[鹽含量

（%） 脅迫天數(shù) 5d 10d 15d 20d 25d 30d 0 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 0.2 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 0.4 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 0.6 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛 0.8 生長(zhǎng)旺盛 生長(zhǎng)旺盛，0.6%葉尖略有發(fā)黃 6%植株葉尖發(fā)黃 20%的植株葉片

1/2以上

發(fā)黃 22%的植株葉片

發(fā)黃 32%的植株葉片

枯黃 1.0 20%的植株葉尖發(fā)黃失綠 27%的植株葉尖

發(fā)黃 29%的植株葉片上部發(fā)黃 31%的植株葉片

發(fā)黃 37%植株葉片枯黃，24%葉尖1/2以上發(fā)黃 45%植株枯黃萎蔫，全部植株葉片上部發(fā)黃 ]

2.2 不同濃度鹽脅迫對(duì)于溪蓀葉片葉綠素含量的影響 由圖1可知，隨著鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)和脅迫濃度的加大，葉綠素含量總體呈下降趨勢(shì)。在0.2%、0.4%和0.6%鹽脅迫濃度下，葉綠素含量與對(duì)照（CK）相比無(wú)明顯變化。在0.8%和1.0%鹽脅迫濃度下，葉綠素含量分別比對(duì)照（CK）減少22.50%和26.70%。葉綠素含量在1.0%鹽脅迫30d時(shí)，達(dá)最低值。溪蓀各脅迫處理水平的葉片葉綠素含量差異顯著（P<0.05），說(shuō)明鹽脅迫對(duì)于溪蓀合成代謝影響較大。

[NaCl脅迫時(shí)間（d）][葉綠素含量（mg/g）]

圖1 NaCl脅迫對(duì)溪蓀葉片葉綠素含量的影響

2.3 不同濃度鹽脅迫對(duì)于溪蓀葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響 由圖2可知，隨著鹽脅迫強(qiáng)度的增大和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，溪蓀葉片相對(duì)電導(dǎo)率總體呈上升趨勢(shì)。與對(duì)照相比，0.2%、0.4%和0.6%的鹽脅迫濃度下，溪蓀相對(duì)電導(dǎo)率變化不大；在0.8%和1.0%的鹽脅迫濃度下處理15d以上，溪蓀的相對(duì)電導(dǎo)率的增幅增大。處理30d時(shí)，0.4%鹽脅迫濃度下，溪蓀相對(duì)電導(dǎo)率與對(duì)照相比增加10.82%；在0.8%鹽脅迫濃度下，溪蓀相對(duì)電導(dǎo)率比對(duì)照增加48.71%，電導(dǎo)率的升高幅度較大。

[NaCl脅迫時(shí)間（d）][相對(duì)電導(dǎo)率（%）]

圖2 NaCl脅迫對(duì)溪蓀葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響

2.4 不同濃度鹽脅迫對(duì)于溪蓀葉片相對(duì)含水量的影響 葉片中的相對(duì)含水量隨著鹽堿脅迫的增大而逐漸減小。在0.2%、0.4%和0.8%鹽脅迫濃度下，相對(duì)含水量緩慢下降；當(dāng)鹽脅迫濃度達(dá)0.8%、1.0%時(shí)，相對(duì)水含量的快速下降且降幅增大。與對(duì)照相比，在0.8%鹽脅迫濃度處理30d溪蓀葉片相對(duì)含水量減少了25.93%，而1.0%鹽脅迫處理30d與對(duì)照相比減少了74.07%。由圖3可知，處理30d時(shí)，0.8%與1.0%鹽脅迫處理下的葉片相對(duì)含水量差異顯著（P<0.05）。

[NaCl脅迫時(shí)間（d）][相對(duì)水含量（%）]

圖3 NACl脅迫對(duì)溪蓀葉片相對(duì)含水量的影響

2.5 不同濃度鹽脅迫對(duì)于溪蓀葉片游離脯氨酸含量的影響 由圖4可知，溪蓀葉片游離脯氨酸含量隨脅迫強(qiáng)度的增大和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)總體呈上升趨勢(shì)。在0.2%鹽脅迫處理濃度下，溪蓀葉片游離脯氨酸含量與對(duì)照相比差異不大，0.8%、1.0%鹽脅迫處理濃度下的游離脯氨酸含量與對(duì)照相比差異顯著（P<0.05）。鹽脅迫處理30d，0.8%、1.0%鹽脅迫處理水平的游離脯氨酸含量分別是對(duì)照的1.58倍和2倍。溪蓀游離脯氨酸含量的增加是其抵抗鹽脅迫的一種保護(hù)措施。

[NaCl脅迫時(shí)間（d）][游離脯氨酸含量

（μg/g）]

圖4 NACl脅迫對(duì)溪蓀葉片游離脯氨酸的影響

2.6 不同濃度鹽脅迫對(duì)于溪蓀葉片可溶性蛋白含量的影響 隨著鹽脅迫強(qiáng)度的增大，溪蓀葉片的可溶性蛋白含量總體呈上升趨勢(shì)。在0.6%鹽脅迫濃度下，可溶性蛋白含量略有下降，但與對(duì)照無(wú)明顯差異。0.8%和1.0%鹽脅迫濃度下，可溶性蛋白含量與對(duì)照相比差異顯著（P<0.05）。鹽脅迫30d時(shí)，溪蓀的可溶性蛋白含量與處理25d相比有所下降（圖5）。鹽脅迫下可溶性蛋白含量的增加，能夠增強(qiáng)葉細(xì)胞的保水能力，從而抵抗不同濃度的鹽脅迫。

[NaCl脅迫時(shí)間（d）][可溶性蛋白含量

（mg/g）]

圖5 NACl脅迫對(duì)溪蓀葉片中可溶性蛋白的影響

2.7 不同濃度鹽脅迫對(duì)于溪蓀葉片丙二醛含量的影響 由圖6可知，隨著鹽脅迫濃度的增大和處理時(shí)間的延長(zhǎng)，溪蓀葉片中的丙二醛含量逐漸增加。處理5d、10d、15d時(shí)，低鹽處理下丙二醛含量與對(duì)照相比差異不明顯，溪蓀能夠較快適應(yīng)鹽脅迫，提升自身抗鹽能力。處理30d時(shí)，1.0%鹽脅迫濃度下丙二醛含量達(dá)最大值，丙二醛含量的上升幅度也不斷增大，說(shuō)明高鹽脅迫對(duì)于溪蓀的傷害增大。

[NaCl脅迫時(shí)間（d）][丙二醛MAD含量

（[μmd/g]）]

圖6 NACl脅迫對(duì)溪蓀葉片丙二醛含量的影響

2.8 不同濃度鹽脅迫對(duì)于溪蓀葉片超氧化物歧化酶的影響 由圖7可知，溪蓀葉片超氧化物歧化酶活性隨脅迫濃度的增加呈上升趨勢(shì)。處理5d、10d、15d時(shí)，0.2%、0.4%和0.6%鹽濃度下超氧化物歧化酶活性與對(duì)照相比差異不大。0.8%和1.0%鹽濃度處理下，超氧化物歧化酶活性與對(duì)照相比差異顯著（P<0.05）。處理20d時(shí)，1.0%鹽處理水平下超氧化物歧化酶活性達(dá)最大值。超氧化物歧化酶活性的增加有利于溪蓀清除鹽脅迫導(dǎo)致的自由基積累，保護(hù)自身的細(xì)胞膜系統(tǒng)；但伴隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，超氧化物歧化酶活性降低，自由基的清除能力下降，植物的代謝平衡終被打破。

[NaCl脅迫時(shí)間（d）][超氧化物歧化量（U/g）]

圖7 NACl脅迫對(duì)溪蓀葉片中超氧化物氣化酶的影響

3 結(jié)論與討論

隨著鹽脅迫濃度的增加和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，溪蓀葉片存在不同程度的受害癥狀，且葉綠素含量和相對(duì)含水量總體呈下降趨勢(shì)，相對(duì)電導(dǎo)率、游離脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量以及超氧化物歧化酶活性總體呈上升趨勢(shì)。溪蓀對(duì)于低鹽（0.2%、0.4%）脅迫和中鹽（0.6%）脅迫表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗性，但在高鹽（0.8%、1.0%）脅迫下，受害癥狀隨著鹽脅迫濃度的增加和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)不斷加劇。

葉片是植物進(jìn)行光合作用產(chǎn)生所需能量的重要器官，同時(shí)也是植物應(yīng)對(duì)環(huán)境變化最重要和最敏感的器官之一[8]。溪蓀植物的葉肉細(xì)胞較為發(fā)達(dá)，有利于進(jìn)行光合作用、呼吸作用，從而減弱了鹽脅迫對(duì)于溪蓀植物的傷害。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在0.8%鹽脅迫濃度下15d，溪蓀的形態(tài)、生理指標(biāo)與對(duì)照相比產(chǎn)生明顯變化，說(shuō)明高濃度鹽脅迫對(duì)溪蓀產(chǎn)生了影響。同時(shí)，溪蓀植物的葉片通氣組織發(fā)達(dá)，可以加快代謝活動(dòng)進(jìn)而緩解鹽脅迫帶來(lái)的傷害。

葉綠體是植物進(jìn)行光合作用最重要的細(xì)胞器，葉綠素含量與光合速率及有機(jī)物的積累關(guān)系密切[9]。低鹽（0.2%、0.4%）脅迫下，溪蓀形態(tài)和生理指標(biāo)的變化較為穩(wěn)定，在中鹽（0.6%）脅迫下，葉片葉綠素含量略有下降趨勢(shì)，但后期降幅趨于穩(wěn)定，表明溪蓀逐漸適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境，具有較強(qiáng)的抗鹽性。正常情況下，細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)具有選擇透性。原生質(zhì)體受到傷害時(shí)，透性增大使電解質(zhì)外滲，當(dāng)植物受到鹽脅迫時(shí)隨著鹽脅迫程度的增強(qiáng)，細(xì)胞浸提液的電導(dǎo)率增大，反之減小。溪蓀在低鹽和中鹽脅迫下沒(méi)有明顯受害癥狀，但在高鹽（0.8%、1.0%）脅迫下30d，相對(duì)電導(dǎo)率與對(duì)照差異顯著，說(shuō)明溪蓀在低鹽和中鹽脅迫下具有較高的抗鹽性。一般來(lái)說(shuō)，植物相對(duì)含水量變化較大，則耐鹽性相對(duì)較弱，反之較強(qiáng)。溪蓀在高鹽（0.8%、1.0%）脅迫下表現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，表明溪蓀在低鹽、中鹽脅迫下耐鹽能力較強(qiáng)。游離脯氨酸可以起到滲透調(diào)節(jié)和保護(hù)的作用，并且對(duì)提高植物的鹽脅迫耐受性具有重要作用[10]。有學(xué)者認(rèn)為，脯氨酸含量的升高是鹽脅迫下對(duì)植物傷害的結(jié)果[11]。本研究結(jié)果顯示，鹽脅迫下，脯氨酸含量明顯增加，是溪蓀抗鹽性的一種生理機(jī)制。丙二醛是膜質(zhì)過(guò)氧化的最終產(chǎn)物，丙二醛含量的升高主要由于活性氧的增加引起[11]。鹽脅迫下，溪蓀葉片的活性氧增加，加劇細(xì)胞膜質(zhì)的過(guò)氧化，從而使丙二醛含量升高。

自由基清除劑超氧化物歧化酶是鹽脅迫環(huán)境下的逆境蛋白。鹽脅迫下，超氧化物歧化酶的增加，有利于清除溪蓀鹽脅迫導(dǎo)致的自由基積累，保護(hù)細(xì)胞膜系統(tǒng)。可溶性蛋白是植物重要的能量?jī)?chǔ)存物質(zhì)，同時(shí)也是參與植物新陳代謝的重要底物[12]。隨著鹽脅迫強(qiáng)度的增大，溪蓀葉片的可溶性蛋白含量總體呈上升趨勢(shì)。鹽脅迫下可溶性蛋白含量的增加，能夠增強(qiáng)溪蓀葉細(xì)胞的保水能力，從而抵抗鹽脅迫。

參考文獻(xiàn)

[1]Jian kang Zhu.Plant salt tolerance[J].Trends in Plant Sience， 2001（6）：66-71.

[2]段才緒.射干幼苗對(duì)鹽堿脅迫的響應(yīng)機(jī)制以及外源物質(zhì)硝普鈉（SNP）、亞精胺（Spd）對(duì)其傷害緩解作用的研究[D].重慶：西南大學(xué)，2014.

[3]徐晨，凌風(fēng)樓，徐克章，等.鹽脅迫對(duì)不同水稻品種光合特性和生理生化特性的影響[J].中國(guó)水稻科學(xué)，2013（3）：280-286.

[4]周福平，柳青山，張一中，等.高粱幼苗耐鹽指標(biāo)篩選及耐鹽性評(píng)價(jià)[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（9）：1076-1079，1083.

[5]張軍，劉英，楊生鵬，等.商洛主栽小麥品種苗期的耐鹽性評(píng)價(jià)[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2017，43（8）：1076-1079，1083.

[6]穆丹，梁英輝，紀(jì)艷.馬藺的花部構(gòu)造及開(kāi)花授粉生物學(xué)特性[J].北方園藝，2012（13）：96-98.

[7]穆丹，王玲，卓麗環(huán).長(zhǎng)白鳶尾開(kāi)花的生物學(xué)特性及花粉生活力[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，34（4）：57-58.

[8]白文波，李品芳，李保國(guó).NaCl和NaHCO3脅迫下馬藺生長(zhǎng)與光合特性的反應(yīng)[J].土壤學(xué)報(bào)，2008（2）：328-335.

[9]張英.馬藺耐鹽性的研究[J].青海畜牧獸醫(yī)雜志，2010，40（2）：20-21.

[10]張?zhí)焓猓瑓墙ɑ郏蹩尚模?Na2CO3脅迫對(duì)馬藺幼苗生長(zhǎng)量及生理特性的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，40（7）：45-48.

[11]許玉鳳，王雷，王文元，等.馬藺（Iris lactea var.chinensis）抗鹽生理特性的研究[J].植物研究，2009，29（5）：549-552.

[12]原海燕，張永俠，馬晶晶，等.NaCl脅迫對(duì)喜鹽鳶尾和馬藺部分生理代謝的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（11）：212-215.

（責(zé)編：張宏民）