木槿屬外來種質Hibiscus‘moygrande’對NaCl脅迫的生理響應

李辛晨

摘 要：H.‘moy grande（H. grandiflours×H. moscheutos）為美國鄉土種H. grandiflours和芙蓉葵（H. moscheutos）的雜交品種，在美國東部海岸生長適應性良好。該研究采用盆栽試驗，比較了不同質量分數NaCl脅迫下，新引進木槿屬植物Hibiscus ‘moy grande的SOD酶活性、細胞膜透性、可溶性糖含量以及根、莖、葉K+、Na+ 濃度等生理指標的變化。結果表明：NaCl脅迫對Hibiscus ‘moy grande生理指標的影響達顯著水平。

關鍵詞：木槿；NaCl脅迫；外來種質；生理相應

中圖分類號 X173 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2019）07-0017-03

近年來，錦葵科（Malvaceae）木槿屬（Hibiscus）植物的研究和開發應用日益受到人們的重視，栽培應用的實踐表明，該屬植物多數種類對于干旱、瘠薄、鹽堿等不良土壤條件表現出較好的適應性，是一類極具開發潛力、抗逆性強的植物類群[1]。本研究通過盆栽試驗，測定了NaCl脅迫下外來木槿屬種質H.‘moy grande的SOD酶活性、細胞膜透性、可溶性糖含量以及根、莖、葉K+、Na+濃度等生理指標的變化，分析了不同質量分數脅迫對H.‘moy grande生長的影響，為該屬植物在濱海鹽堿地造林的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料 選取Hibiscus‘moy grande粗細發育比較一致的當年生枝條，進行扦插繁殖育苗。H.‘moy grande（H. grandiflours×H. moscheutos）為美國鄉土種H. grandiflours和芙蓉葵（H. moscheutos）的雜交品種，在美國東部海岸生長適應性良好，灌木狀，高可達3～4m，花期7—8月，花紅色至粉紅色，花朵巨大，直徑20cm以上。引種栽培后，其在南京及江蘇沿海種植能夠開花結實，適應性良好[2]。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗設計 試驗采用盆栽法在溫室中進行，3月下旬植株發芽萌動后，選取生長勢比較一致的材料，稱取等質量培養基質7kg每盆，測定基質含水率，定植于規格為35cm×20cm的塑料花盆中，并置于試驗溫室內進行緩苗，試驗溫室采用自然光照及自然溫度條件，水分管理一致。培養基質為泥炭、珍珠巖、園土按3∶1∶6的質量比例混合均勻。5月下旬植株恢復生長后，根據盆栽基質的質量設置0、2、4、6、8、10g·kg-1 6個NaCl脅迫處理水平，每處理5次重復，每個重復1盆，每種材料共計30盆。完全隨機區組排列采用結合平衡水分蒸發逐次加入NaCl（分析純）溶液的加鹽方式[2]。為避免盆內鹽分和水分流失，每個盆下放置托盤，鹽脅迫期間定期定量澆水，將澆水時流出的溶液重新倒回盆內。定期清洗托盤內滲出的鹽分和基質，倒回原盆中，鹽脅迫時間50d。

1.2.2 生理指標測定 各生理指標葉片相對電導率（組織液外滲電導法）[3]、葉片游離脯氨酸含量（茚三酮比色法）[3]、抗氧化酶活性（氮藍四唑光化還原法）[3]、丙二醛含量（硫代巴比妥酸法）[3]的測定參見上海植物生理所《現代植物生理學試驗指南》[3]。葉綠素含量（乙醇丙酮混合液提取法）[4]、葉片可溶性糖含量（蒽酮比色法）[4]測定方法參見李合生等主編《植物生理生化實驗原理和技術》[4]。

1.2.3 Na+和K+含量測定 將稱完干質量的植物材料用粉碎機（FW80天津市泰斯特儀器有限公司）分根、莖、葉粉碎，過孔徑0.5mm篩稱取干樣0.3g，用1mol·l-1 HCl一次浸提后，置于振蕩機（HY-2，常州國華電器有限公司）上振搖1.5h，過濾，采用火焰光度法[4]測定植物體根、莖、葉內的Na+和K+含量，并計算出K+/Na+比值。

1.3 數據分析 應用方差分析軟件SPSS 16.0和Excel 2003軟件進行數據處理，采用新復極差法（Duncan法）進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 葉片相對電導率、丙二醛含量及超氧化物歧化酶活性變化 在鹽脅迫條件下，植物細胞質膜受到鹽離子脅迫的影響而產生脅變，導致質膜受傷，細胞電導質外滲。通常葉片電導率的大小被作為反映細胞質膜透性變化的指標。NaCl脅迫對試驗材料葉片相對電導率的影響見圖1。由圖1可知，H.‘moy grande葉片相對電導率隨鹽脅迫濃度的升高呈上升趨勢，6g·kg-1處理水平時指標值顯著升高至對照的188.24%，隨著鹽濃度的進一步提高，指標值急劇升高，10g·kg-1處理水平時指標值顯著升高至對照的459.66%。

丙二醛是細胞膜脂過氧化的產物，其含量的變化間接反映了膜的受損狀況[5]。圖2反應了供試材料丙二醛含量的變化情況，鹽分脅迫條件下H.‘moy grande丙二醛含量顯著升高，高濃度鹽脅迫時，指標值變化趨于平緩。2g·kg-1處理水平時，指標值顯著升高至對照的137.88%，中、高濃度鹽脅迫下指標值變化不大，維持在與2g·kg-1處理水平時的相當水平上。

超氧化物歧化酶（SOD）是植物體內酶促抗氧化保護系統的重要活性物質，對清除逆境脅迫下植物體內產生的活性氧（AOS）具有重要作用，對維持細胞膜的完整性和保證細胞的正常代謝活動都具有重要意義[6]。SOD酶活性測定結果見圖3，由圖3可知，指標值表現為先升高后下降的趨勢。2g·kg-1鹽處理水平時指標值略有升高，增幅為對照的2.06%，6g·kg-1處理水平時SOD酶活性維持了與2g·kg-1鹽脅迫下的相當水平，8g·kg-1鹽處理水平時指標值開始顯著下降，部分植株開始死亡。方差分析結果表明，NaCl脅迫對H.‘moy grande的SOD酶活性影響顯著。

2.2 滲透調節性物質脯氨酸及可溶性糖含量變化 滲透調節機制是植物抗鹽的重要機理[3]，可溶性糖及脯氨酸是目前研究較多的2類有機滲透調節劑物質[6]。葉片可溶性糖含量測定結果見圖4。由圖4可知，低濃度鹽脅迫下H.‘moy grande指標值有所升高，2g·kg-1鹽處理水平時其葉片可溶性糖含量與對照無顯著變化，4g·kg-1處理水平時H.‘moy grande指標值顯著升高至對照的115.25%，并達到最大值，隨著鹽脅迫濃度的提高指標值呈下降趨勢，10g·kg-1處理水時指標值下降至對照的87.89%。

H.‘moy grande脯氨酸含量變化情況與葉片可溶性糖含量不同，測定結果表明（見圖5）：2g·kg-1處理水平時，指標值與對照無顯著變化，4g·kg-1鹽濃度時均顯著下降至對照的66.67%。隨著鹽濃度的提高，指標值變化趨于平緩，到10g·kg-1鹽處理水平時，H.‘moy grande指標值下降至對照的77.27%。

2.3 根、莖、葉不同器官K+、Na+含量及K+/Na+的變化 NaCl脅迫下H.‘moy grande根系對K+、Na+的吸收，以及莖、葉中K+、Na+含量變化趨勢大致相同，如表1所示。試驗材料根系中的K+含量均隨鹽脅迫濃度的提高逐漸降低，莖中的K+含量表現為先升高后降低的趨勢，K+在葉片中的含量隨鹽脅迫濃度的提高而顯著升高。根、莖、葉中的Na+含量均隨鹽脅迫濃度的提高而升高。

3 結論與討論

NaCl脅迫對H.‘moy grande材料在SOD酶活性、細胞膜透性、可溶性糖含量以及根、莖、葉K+、Na+濃度等生理指標變化的影響均達到顯著水平。

當鹽脅迫水平上升時，H.‘moy grande的電導率指標值隨著鹽濃度的提高而急劇升高，10g·kg-1處理水平時指標值達到對照的459.66%。在中、高濃度鹽脅迫下，丙二醛含量指標值變化不大，維持在與2g·kg-1處理水平時的相當水平上。SOD酶活性指標值表現為先升高后下降的趨勢，在2g·kg-1鹽處理水平時指標值略有升高，增幅為對照的2.06%，6g·kg-1處理水平時SOD酶活性維持了與2g·kg-1鹽脅迫下的相當水平，8g·kg-1鹽處理水平時指標值開始顯著下降。

H.‘moy grande中的可溶性糖及脯氨酸指標值在低濃度鹽脅迫下有所升高，2g·kg-1鹽處理水平時，其葉片可溶性糖含量與對照無顯著變化，4g·kg-1之后隨著鹽脅迫濃度的進一步提高指標值呈下降趨勢，10g·kg-1處理水時指標值下降較為明顯。

在NaCl脅迫下，H.‘moy grande根系對K+、Na+的吸收，以及莖、葉中K+、Na+含量變化趨勢大致相同，根系中K+含量隨鹽脅迫濃度的提高逐漸降低，莖中的K+含量表現為先升高后降低，葉片中的K+含量隨鹽脅迫濃度的提高而顯著升高。根、莖、葉中的Na+含量均隨鹽脅迫濃度的提高而升高。

通過廣泛引進、選育優良適生耐鹽植物資源，并配套與當地濱海氣候、土壤條件特點相適應的綠化造林技術，是促進沿海灘涂資源的開發利用的重要技術環節。上述指標的變化證明H.‘moy grande對于NaCl脅迫具有一定的抗性，對于沿海以及其他土壤鹽分以氯化鹽為主、土壤含鹽量在4～6g/kg以下的地區具有一定的應用價值。

參考文獻

[1]李秀芬，朱建軍，張德順.木槿屬樹種應用與研究現狀分析[J].上海農業學報，2006，22（2）：108-110.

[2]蘆治國，周冬琴，魏秀君，等.NaCl脅迫對嫁接木槿生長的影響[J].江蘇農業科學，2010（3）：241-243，247.

[3]中國科學院上海植物生理研究所，上海市植物生理學會會.現代植物生理學實驗指南[M].北京：科學出版社，1999.

[4]李合生.植物生理生化實驗原理和技術[M].1版.北京：高等教育出版社，2000.

[5]李彥，張英鵬，孫明，等.鹽分脅迫對植物的影響及植物耐鹽機理研究進展[J].中國農學通報，2008，24（1）：258-265.

[6]郭艷茹，詹亞光.植物耐鹽性生理生化指標的綜合評價[J].黑龍江農業科學，2006（1）：66-70. （責編：張宏民）