NaCl脅迫對藜麥幼苗生長和生理指標的影響

朱玉雪，馬建蓉，郭曉農,2*

（1.西北民族大學生命科學與工程學院，甘肅 蘭州 730030；2.西北民族大學生物醫學研究中心中國-馬來西亞國家聯合實驗室，甘肅 蘭州 730030）

藜麥（Willd.）屬莧科藜屬植物，原產于南美洲安第斯高原。藜麥蛋白質、淀粉及脂肪等物質含量豐富，且含有比例均衡的必需氨基酸、多種維生素、礦物質，具有較高的營養價值。藜麥是聯合國國際糧農組織（FA O）確認的唯一一種能滿足人體基本營養需求的單體植物，具有“超級谷物”的美譽。

土壤鹽堿化會抑制農作物生長，降低農作物生物量、產量及土壤經濟價值，嚴重阻礙農業的可持續發展。藜麥對土壤貧瘠、鹽漬、干旱和霜凍等逆境均有較好的耐受性，因此已被廣泛引進到世界其他地區。早在1987年，我國就開始了藜麥的引種栽培試驗，目前在甘肅、青海、陜西、浙江等地均有種植。藜麥在我國的研究起步較晚，目前國內學者對藜麥的研究主要集中在其營養價值、化學成分以及栽培技術與引種試種等方面，對鹽脅迫下藜麥的生長發育和生理特性的影響以及耐鹽機制研究較少。因此，本試驗以不同濃度NaCl溶液（0、50、100、150、200、250和300 mmol/L）處理藜麥幼苗，通過比較不同NaCl處理濃度和時間下藜麥的株高、生物量、葉綠素含量和類黃酮含量，探究NaCl濃度差異及處理時間對藜麥生長的影響，為進一步研究藜麥耐鹽機制提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種為隴藜1號，購自甘肅省農業科學院。

1.2 試驗方法

挑選飽滿、大小一致且無病蟲害的藜麥種子，經0.5%高錳酸鉀處理后，置于雙層濾紙的培養皿中，避光發芽48 h后，挑選發芽一致的種子移入裝有滅菌蛭石的穴盤中（21 cm×21 cm）。待幼苗培養至6～8葉時進行定苗，每盤留苗25株，進行NaCl脅迫處理（簡稱鹽脅迫處理），試驗共設7個NaCl濃度梯度（0、50、100、150、200、250和300 mm ol/L），每個處理6個重復。不同濃度NaCl處理6、12、24、48、72、96 h后測定藜麥株高、干鮮質量、葉綠素和類黃酮指標。

1.3 測定指標

1.3.1 生長指標。隨機選取藜麥幼苗植株，分為地上、地下2部分。用直尺測量藜麥幼苗的株高，使用分析天平稱量地上部分鮮質量、地下部分鮮質量，將稱量后的樣品裝入紙袋放入80℃烘箱中烘至恒質量，取出測定其干質量。每個處理取樣6株，取其平均值。

1.3.2 生理指標。本試驗幼苗葉綠素指標和類黃酮指標均使用法國D u al ex植物氮平衡指數測量儀測定。

1.4 數據分析

采用Excel2010進行試驗數據的收集整理，采用Graph Pad Prism8制圖，使用SPSS21.0進行單因素方差分析（one-way ANOVA），以Duncan多重比較方法等進行差異顯著性分析（α=0.05）。結果以“平均值±標準誤”表示，各項指標重復測定6次。

2 結果與分析

2.1 NaCl脅迫對藜麥株高的影響

由表1可知，NaCl處理6 h后，藜麥株高隨NaCl濃度升高呈先升后降再升的趨勢，在150 mm ol/LNaCl濃度下達到最大值，同對照相比升高13.86%；處理24 h后，藜麥株高隨NaCl濃度增加呈先升后降再升的趨勢，當NaCl濃度達到100 mm ol/L時出現最大值，與對照相比增加7.71%；NaCl濃度達到最大時（300 mm ol/L），72、96 h處理下的藜麥株高均出現最小值，同對照相比，降幅分別為27.26%、30.28%；72、96 h處理下，250和300 mm ol/LNaCl濃度梯度處理下變化差異具統計學意義（＜0.05）。處理12 h后，藜麥株高在100 mm ol/L處出現最大值。處理48和96 h后，藜麥株高在50 mm ol/L處出現最大值。

表1 不同濃度NaCl處理對藜麥幼苗株高的影響cm

2.2 NaCl脅迫對藜麥生物量的影響

由表2可知，NaCl處理6 h后，藜麥地上部鮮質量呈先升后降再升的趨勢，且在150 mm ol/LNaCl處理下達到最大值。處理12 h后，地上部鮮質量和根部鮮質量在100 mm ol/LNaCl濃度出現最大值，與對照相比分別增加2.70%和2.78%。NaCl處理24 h后，地上部鮮質量在100 mm ol/LNaCl濃度處出現最大值，根部干質量與對照相比隨NaCl濃度升高整體呈下降的趨勢。處理72 h后，藜麥地上部鮮質量在50 mm ol/LNaCl濃度下出現最大值，同對照相比上升13.22%，地上部干質量隨NaCl濃度升高呈先降后升的趨勢，且在150 mm ol/LNaCl濃度下出現最小值。NaCl處理96 h后地上部干鮮質量與根部干鮮質量變化趨勢與72 h基本一致。

表2 不同濃度NaCl處理對藜麥幼苗生物量的影響 g

2.3 NaCl脅迫對藜麥葉綠素含量的影響

由圖1可知，NaCl處理6 h后，藜麥葉綠素含量隨NaCl濃度升高呈先升后降再升的趨勢，在50 mm ol/LNaCl濃度下達到最大值。藜麥葉綠素含量在NaCl處理12 h后呈下降趨勢，在250 mm ol/LNaCl濃度下出現最小值；處理24 h后，在100 mm ol/LNaCl濃度下出現最大值，與對照相比增加1.6%，且在300 mm ol/LNaCl濃度下恢復到與對照相近的水平。處理48 h后，葉綠素含量在100 mm ol/LNaCl濃度出現最大值，與對照相比增加4.6%。處理時間增加到72 h，葉綠素含量最大值出現在0 mm ol/LNaCl濃度處理；處理96 h，最大值出現在100 mm ol/LNaCl濃度處理。處理72 h后，相對于250 mm ol/LNaCl濃度，300 mm ol/LNaCl濃度處理下藜麥葉綠素含量顯著增加。

圖1 鹽脅迫對藜麥幼苗葉片葉綠素含量的影響

2.4 NaCl脅迫對藜麥類黃酮含量的影響

由圖2可知，NaCl處理6 h后，藜麥類黃酮含量隨NaCl濃度的增加呈先降后升再降的趨勢，在250 mm ol/LNaCl濃度下出現最小值，與對照相比下降46.35%。處理12h后，同樣在250 mm ol/LNaCl濃度下類黃酮含量出現最小值，與對照相比降幅為52.59%。處理24 h后藜麥類黃酮含量在250 mm ol/LNaCl濃度下仍有最小值，但在100 mm ol/LNaCl濃度下出現最大值。處理48h后在250mm ol/LNaCl濃度下類黃酮含量出現最小值，300 mm ol/LNaCl濃度相對250 mm ol/LNaCl濃度藜麥類黃酮含量增加27.91%。處理72和96 h，類黃酮含量皆在50 mm ol/LNaCl濃度出現最大值，在300 mm ol/LNaCl濃度出現最小值，與對照相比降幅分別為30.23%和40.25%。相同NaCl濃度下，藜麥類黃酮含量隨處理時間增加呈上升趨勢。

圖2 鹽脅迫對藜麥幼苗葉片類黃酮含量的影響

3 討論

鹽脅迫對植物個體形態發育具有顯著影響，不同濃度鹽脅迫及不同脅迫時間對植物最普遍和最顯著的效應就是對生長的抑制。研究通過測定株高、生物量等指標來反映藜麥受鹽脅迫情況，結果表明低鹽脅迫及短時間鹽處理能促進藜麥生長，在50～150 mm ol/LNaCl濃度、6～48 h處理范圍內藜麥株高和生長量與對照相比皆有明顯增長；而高鹽脅迫及長時間鹽處理則會抑制藜麥的生長，200～300 mm ol/LNaCl濃度、72～96 h處理范圍內，藜麥株高和生長量下降趨勢明顯，與李勝強等對2種潤楠屬植物耐鹽性的研究結果基本一致。

鹽脅迫下植物葉片的葉綠素含量是衡量植物耐鹽性的重要生理指標之一。作為光合作用的主要色素，其含量高低直接反映植物光合作用的強弱。鹽脅迫會破壞植物葉片內葉綠體，導致葉綠素合成受到抑制或加快葉綠素的分解。研究表明，藜麥葉綠素含量隨鹽處理濃度和時間的增加呈先升后降趨勢，在100 mm ol/LNaCl濃度處理下出現最大值，與尹寶絲對黑枸杞葉綠素含量的研究結果一致，說明在低鹽脅迫下，藜麥能夠促進葉片葉綠素的合成來增強葉片光合作用以適應鹽脅迫。另外，NaCl處理72、96h后，藜麥葉綠素含量在300mm ol/LNaCl濃度下恢復到與對照相近水平，說明隨NaCl濃度和處理時間的增加，藜麥仍具有調節葉綠素含量抵御高鹽脅迫的能力。但NaCl濃度超過100 mm ol/L后葉片葉綠素含量皆呈下降趨勢，說明高鹽濃度破壞葉綠素合成系統的同時也提高了葉綠素酶活性，促進葉綠素的分解，導致葉綠素含量下降。

類黃酮是植物體內一種重要的次生代謝物質，具有抗氧化和自由基清除能力，且廣泛參與調控植物生長發育以及抗逆的各種生物學過程。研究表明，隨NaCl濃度升高藜麥類黃酮含量呈先升后降趨勢，在100 mm ol/LNaCl濃度下有最大值，與徐寧燾研究結果一致。且隨處理時間增加，不同NaCl濃度下類黃酮含量皆呈上升趨勢，說明適當的鹽濃度和處理時間會促進類黃酮物質在植物體內的積累，增強其抗氧化能力。這在朱娟娟等的研究中同樣有所展現，鹽脅迫引起枸杞幼苗自由基和HO含量的增加，植株為了緩解活性氧對自身的傷害，其葉片中類黃酮含量隨之增加。

4 結論

鹽脅迫下藜麥株高和生物量呈先升后降趨勢，低鹽脅迫及短時間鹽處理能促進藜麥的生長，在50～150 mm ol/LNaCl濃度、6～48 h處理下藜麥株高和生物量有升高趨勢；高鹽脅迫及長時間鹽處理則會抑制藜麥的生長，200～300 mm ol/LNaCl濃度、72～96 h處理下，藜麥株高和生物量下降趨勢明顯。藜麥葉片葉綠素和類黃酮含量隨鹽濃度升高呈先升后降趨勢，在100 mm ol/LNaCl濃度下有最大值，說明適當的鹽濃度和處理時間會促進葉綠素和類黃酮在植物體內的積累，增強其抗氧化能力，但具體機制有待進一步研究。