鹽脅迫對榆樹生長及抗氧化酶活性的影響

程麗芬

(山西省林業科學研究院，山西 太原 030012)

由于干旱缺水、風蝕沙化、水土流失等原因，土壤鹽漬化越來越嚴重。應縣地處山西省大同盆地，是雁北地區鹽堿較嚴重的地區，鹽堿地嚴重影響了植物的生存和繁殖，阻礙了當地農業的發展。選擇合適的樹種進行造林綠化，可以改善其生態環境。

20世紀80年代，學者們開始研究鹽脅迫下植物的抗氧化防御系統。楊帆等研究了構樹抗氧化酶系統在不同濃度鹽脅迫下的響應，發現其POD的含量在脅迫前期明顯升高，SOD和CAT含量在脅迫中后期由下降變為上升；陳濤等研究發現紅麻幼苗在鹽脅迫下SOD和POD含量增加不明顯，甚至有降低，而CAT含量則增加較為明顯；周希琴等研究鹽脅迫下木麻黃幼苗，發現SOD含量下降，CAT，POD含量升高。目前，已證實植物體內抗氧化酶含量及其代謝水平與植物耐鹽性有一定的相關性。榆樹(UlmuspumilaL.)是山西省的鄉土樹種，分布范圍廣，適應性強。筆者測定了鹽堿地上榆樹的地徑、樹高以及葉片內SOD，POD和CAT的含量，以期為鹽堿地造林樹種的選擇提供一定的理論依據。

1 試驗地概況

試驗地位于山西省應縣，112°58′～113°28′E，39°20′～39°42′N，海拔1 000 m～2 300 m，地勢南高北低。屬溫帶大陸性氣候，年平均氣溫3 ℃～8 ℃，最高年均溫14.4 ℃，最低年均溫-10.8 ℃.年均降水量360.9 mm，無霜期122 d～179 d.土壤透氣性好、疏松易耕，但結構差、鹽漬化嚴重、腐殖質層薄。有林地面積3.93×104hm2，森林覆蓋率23.05%，主栽樹種有毛白楊(Populustomentosa)、刺槐(RobiniapseudoacaciaL.)、樟子松(Pinussylvestrisvar.mongholicaLitv.)、云杉(PiceaasperataMast.)等。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

供試材料為3年生榆樹，采用隨機區組試驗，每一小區種植榆樹15株，重復3次。

2.2 采樣與測定

于2014年3月20日至10月20日，在各小區隨機選取1株榆樹(所選樣株長勢基本一致，每次取樣都在此株上進行)，測量其樹高和地徑，在上、中、下部隨機采摘3片葉子，編號并裝袋，帶回實驗室進行SOD，POD，CAT酶活性測定。每個測定指標重復3次，取其平均值進行分析。其中，SOD酶的測定采用傳統的NBT還原法，POD的測定采用愈創木酚法，CAT的測定采用紫外吸收法。

2.3 數據處理

采用Excel 2003進行數據處理。

3 結果與分析

3.1 榆樹生長指標的測定

生長指標主要測定所選榆樹的地徑和樹高，測定結果見表1.

表1 榆樹生長指標的測定

由表1看出，在鹽堿地榆樹可以正常生長，說明榆樹的耐鹽性較強。但生長較慢，說明鹽脅迫會抑制榆樹的正常生長。

3.2 榆樹葉抗氧化酶活性測定

2014年生長期內，不同時期榆樹葉片中SOD，POD，CAT酶活性的測定結果見表2.

表2 榆樹葉抗氧化酶活性測定結果

3.2.1 不同時期榆樹葉SOD酶活性的差異

植物體內廣泛存在著抗氧化酶，如，超氧化物歧化酶(SOD)。許多研究表明，SOD酶是細胞膜系統免受傷害的防護酶，與植物的抗逆性成正相關，并且SOD的活性大小與植物的耐鹽性有較高的相關性。從表2可以看出，3月份至10月份受鹽脅迫影響，榆樹葉片中SOD酶活性先上升，7月份達最高186.562 U/g；后漸漸下降，10月份又有所上升。這可能是因為7月份榆樹進入生長旺盛期，SOD酶活性上升，可以提高其耐鹽性，而10月份SOD酶活性上升可以提高其抗寒性。因此，鹽脅迫下，榆樹葉片中SOD酶活性的上升，可以使植物具有較強的耐鹽性和抗逆性。

3.2.2 不同時期榆樹葉POD酶活性的差異

過氧化物酶(POD)可以清除榆樹體內的丙二醛，減輕植物在逆境下受到的危害。但是在鹽脅迫下，POD活性的變化規律目前還沒有定論。有相關文獻表明，耐鹽品種比鹽敏感品種有較高的POD活性。從表2可以看出，3月份至10月份榆樹葉片中POD酶活性，隨著榆樹的生長略有升高，變化規律不明顯。

3.2.3 不同時期榆樹葉CAT酶活性的差異

在鹽脅迫的情況下，植物體內會積累較多的活性氧，達到一定程度會使植物無法進行正常的新陳代謝。3月份至10月份受鹽脅迫影響，榆樹葉片中過氧化氫酶(CAT)活性先上升，7月份達最高53.350 mg/g，后逐漸下降。葉片中CAT酶活性變化與SOD酶活性變化相似。這是可能是由于SOD可以把活性氧轉化為H2O2，CAT是清除H2O2的主要酶類，能夠催化H2O2的分解，減少H2O2的含量，同時使SOD酶活性升高。

4 結論與討論

通過研究鹽脅迫對榆樹生長的影響，發現榆樹耐鹽性較強，在鹽堿地可正常生長，但生長較慢。

正常情況下，植物通過體內的活性氧清除系統，包括過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)等來減輕和修復活性氧所帶來的傷害。當植物遭受逆境脅迫時，活性氧的產生和清除系統之間的平衡被打破，進而影響植物正常的生長代謝。通過對鹽脅迫下榆樹葉片中酶活性的測定可以發現，3種酶可以提高榆樹的耐鹽性和抗逆性。

植物在遭受逆境時體內抗氧化酶活性的變化具有一定復雜性，由于筆者研究時間較短以及其它一些因素的影響，研究的不夠深入、細致。因此，有關鹽脅迫下榆樹抗氧化酶的問題還需要進一步的研究，才能得到更加完善的結論。