NaCl脅迫對二、四倍體菘藍(lán)幼苗生理特性的影響

李立軍

一、材料與方法

1.材料

經(jīng)染色體計(jì)數(shù)鑒定為二倍體與四倍體的菘藍(lán)無性系組培苗。

2.菘藍(lán)組培苗的培養(yǎng)

取已經(jīng)染色體鑒定確定為二倍體與四倍體的菘藍(lán)無性系組培苗，接種于生根培養(yǎng)基中。培養(yǎng)基成分為：1/2MS+NAA0.2mg/L+IBA0.2mg/L，并附加不同濃度的NaCl作為處理。NaCl濃度梯度為0、2、4、6、8、10g/L。每處理接種 6 瓶，每瓶 3 棵，重復(fù)3次。組培苗于溫度25±0.2℃，光照強(qiáng)度1500～2500Lx條件下進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為溫度（25±0.2）℃，光照強(qiáng)度2500lx。

3.試驗(yàn)方法

（1）二倍體菘藍(lán)和四倍體菘藍(lán)的外部形態(tài)特征觀察

對脅迫后的二倍體菘藍(lán)和四倍體菘藍(lán)進(jìn)行生長和植株形態(tài)的觀察。

（2）二倍體菘藍(lán)和四倍體菘藍(lán)葉綠素含量的測定

采用浸提法測定不同倍性菘藍(lán)葉綠素的含量，重復(fù)3次。

（3）電導(dǎo)率的測定

使用電導(dǎo)率儀進(jìn)行測定。相對電導(dǎo)率（L）=S1/S2;S1—初電導(dǎo)率;S2—終電導(dǎo)率。

（4）游離脯氨酸含量的測定

采用茚三酮比色法進(jìn)行測定。

脯氨酸含量計(jì)算：

從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查詢出測定液中脯氨酸濃度，按下式計(jì)算樣品中脯氨酸含量的百分?jǐn)?shù)。

脯氨酸[ug·g-1（干或鮮重）]=（C·V）·（a·W）-1

式中：C—提取液中脯氨酸濃度（ug），由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得;

V—提取液總體積（ml）;

a—測定時(shí)所吸取的體積（ml）;

W—樣品重（g）;

（5）可溶性糖含量的測定

采用蒽酮比色法進(jìn)行測定。

（6）植株相對含水量（RWC） 的測定--干鮮重稱量法

相對含水量采用烘干稱重法測定：取鮮葉稱重，然后在105℃下烘30min殺青后在80℃烘干到恒重。 RWC%=（鮮重-干重）/鮮重×100%

二、結(jié)論

1.NaCl脅迫對二、四倍體菘藍(lán)生長及植株形態(tài)的影響

二倍體與四倍體菘藍(lán)接種于含不同濃度的培養(yǎng)基中，觀察NaCl脅迫對其生長及植株形態(tài)的影響。結(jié)果表明：二倍體與四倍體植株在脅迫下NaCl均表現(xiàn)為植株矮小瘦弱、分蘗很少、葉片狹窄、葉色黃綠、葉梢呈紫紅色、基部黃葉多且隨著時(shí)間的延長葉片失水萎蔫。當(dāng)NaCl濃度高于6g/L時(shí)，植株受抑制更為嚴(yán)重，表現(xiàn)為葉片卷曲枯萎，嚴(yán)重時(shí)植株全部死亡。此外二倍體與四倍體植株葉片顏色不同，二倍體葉片呈白色，而四倍體植株的葉色為淡黃色。

從植株生根狀況看：NaCl濃度為0～4g/L時(shí)，l隨著鹽濃度的增加，二倍體和四倍體植株生根率、生根數(shù)均明顯降低。從根形態(tài)看，四倍體根較二倍體根粗壯。當(dāng)NaCl濃度高于4g/L時(shí)，二、四倍體均不生根。

1.NaCl脅迫對脯氨酸的影響

在鹽脅迫條件下，植物體內(nèi)蛋白質(zhì)合成受到抑制，而分解被促進(jìn)，結(jié)果使氨基酸含量上升，其中最突出的就是脯氨酸含量的上升。脯氨酸在抗逆中有兩個(gè)作用：一是作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，用來保持原生質(zhì)體與環(huán)境的滲透平衡。脯氨酸與蛋白質(zhì)相互作用能增加蛋白質(zhì)的可溶性，增強(qiáng)蛋白質(zhì)的水合作用，從而降低細(xì)胞內(nèi)的水勢，提高作物的吸水能力，二是保持膜結(jié)構(gòu)的完整性。另外，它還是植物去除鹽脅迫恢復(fù)正常過程中有效的氮源、碳源和還原劑。因而脯氨酸是植物在鹽分脅迫下有效的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)， 增加植物細(xì)胞中脯氨酸的含量可提高其耐鹽能力。本試驗(yàn)中，二倍體與四倍體菘藍(lán)再NaCl脅迫下，脯氨酸含量均升高，與前人研究結(jié)果一致。此外四倍體菘藍(lán)的脯氨酸含量升高幅度高于二倍體，表明四倍體植株抗逆性優(yōu)于二倍體，四倍體菘藍(lán)能在高鹽情況下更能生長。

2.NaCl脅迫對電導(dǎo)率的影響

由于高濃度的鹽分降低了土壤水勢，使植物不能吸水， 甚至體內(nèi)水分外滲，因此植物遭受鹽脅迫時(shí)通常表現(xiàn)為生理干旱。最普遍的現(xiàn)象就是細(xì)胞脫水，脫水破壞了原生質(zhì)膜脂類雙分子層的排列，膜脂分子結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂，膜因而收縮出現(xiàn)空隙和龜裂，引起膜透性增加，大量的無機(jī)離子和氨基酸、可溶性糖等小分子被動(dòng)向組織外滲漏。另外，當(dāng)植物受到脅迫時(shí)，細(xì)胞內(nèi)活性氧累積過多，導(dǎo)致膜脂過氧化，產(chǎn)生過多的膜脂過氧化產(chǎn)物，導(dǎo)致膜的完整性被破壞，膜內(nèi)水溶性物質(zhì)外滲。電導(dǎo)率的大小能直接反映質(zhì)膜受傷害的程度：數(shù)值越大，質(zhì)膜受到的傷害也越大。所以測定菘藍(lán)幼苗在不同濃度NaCl脅迫過程中葉片相對電導(dǎo)率的變化，可以間接了解細(xì)胞膜受到破壞的程度，也是反映幼苗受鹽脅迫傷害程度的一個(gè)很好指標(biāo)。由本試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著NaCl 脅迫濃度的增大，菘藍(lán)幼苗葉片的相對電導(dǎo)率逐漸升高，表明NaCl 脅迫下二倍體與四倍體菘藍(lán)均受到不同程度的傷害，但在同一處理四倍體菘藍(lán)與二倍體菘藍(lán)植株比較，四倍體菘藍(lán)的電導(dǎo)率值較小，說明其細(xì)胞膜受損傷較小，膜內(nèi)水溶性物質(zhì)外滲較少。

3.NaCl脅迫對可溶性糖的影響

可溶性糖是很多非鹽生植物的主要滲透調(diào)節(jié)劑，也是合成別的有機(jī)溶質(zhì)的碳架保護(hù)和能量來源，對細(xì)胞膜和原生質(zhì)膠體也有穩(wěn)定作用，還可在細(xì)胞內(nèi)無機(jī)離子濃度高時(shí)起保護(hù)作用。隨著鹽濃度的提高，植株體內(nèi)的可溶性糖含量提高。四倍體可溶性糖含量上升幅度大于二倍體，反映了四倍體更能承受鹽害。

4.NaCl脅迫對葉綠素的影響

細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)作用是有一定限度的，當(dāng)鹽離子濃度過高，細(xì)胞極度失水，細(xì)胞膜受到損傷，細(xì)胞產(chǎn)生膜泄露現(xiàn)象，離子和可溶性有機(jī)物質(zhì)失去平衡，葉綠素分解，因此葉綠素含量明顯降低，此時(shí)滲透調(diào)節(jié)能力不能阻擋生理上的惡化過程。本試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這一結(jié)論，隨濃度增大鹽溶液，菘藍(lán)苗葉綠素含量降低。隨著鹽害逐漸加劇，植物光合作用能力降低，葉綠素含量逐漸減少。這應(yīng)與鹽脅迫下，植株的光合作用以及離子吸收等有關(guān)，也與葉綠體適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境的生理變化有關(guān)。葉綠素含量的大小并不能直接反映植物抗鹽性大小，但能表示植物在鹽漬條件下光合作用的強(qiáng)弱，可與其他指標(biāo)綜合分析，作為植物抗鹽性判斷的參考指標(biāo)。本試驗(yàn)中二倍體菘藍(lán)葉綠素含量的下降趨勢高于四倍體，說明其耐鹽害性低于四倍體。