碳酸氫鹽處理下桑樹(shù)和構(gòu)樹(shù)的生長(zhǎng)、光合和抗逆性差異

李仕洪， 姚 凱， 劉映良， 吳沿友

( 1. 貴州師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 貴陽(yáng) 550025； 2. 中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 貴陽(yáng) 550081 )

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料培養(yǎng)

本實(shí)驗(yàn)采取從種子萌發(fā)開(kāi)始的材料培養(yǎng)方式。本實(shí)驗(yàn)的構(gòu)樹(shù)種子收集于貴州省貴陽(yáng)市中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所老所園區(qū)；桑樹(shù)種子收集于貴州省貴陽(yáng)市貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。選取籽粒飽滿(mǎn)的種子，置于盛有一定體積的珍珠巖的育苗盒中，種子上覆蓋一薄層的珍珠巖，育苗盤(pán)的盛水盒中注入一定量的蒸餾水，以不浸泡種子為宜。培養(yǎng)室溫度為25 ℃，濕度為50%～60%，光照時(shí)間為12 h。約12 d時(shí)，種子開(kāi)始萌發(fā)。待幼苗出現(xiàn)4片葉片時(shí)，選取生長(zhǎng)均一、茁壯的幼苗移植到12孔育苗盒中。每個(gè)育苗盒栽培2株幼苗，保持適當(dāng)間距，確保幼苗生長(zhǎng)至適宜實(shí)驗(yàn)要求的過(guò)程中，互不干擾，移苗后，將種植有植株的育苗盒置于人工氣候室內(nèi)，設(shè)置光周期為12 h，光合有效輻射(PPFD)為300 μmol·m·s，日間氣溫保持為25 ℃，夜間氣溫保持為20 ℃，相對(duì)濕度為55%～65%。桑樹(shù)和構(gòu)樹(shù)幼苗均采用水培方式進(jìn)行培養(yǎng)，以1/2濃度的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液為植物幼苗提供營(yíng)養(yǎng)和水分。

1.2 碳酸氫鹽脅迫處理

1.3 植株生長(zhǎng)參數(shù)測(cè)定

為了測(cè)量碳酸氫鹽作用下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)生長(zhǎng)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化，本研究采取測(cè)量植株地上部分的各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)分析、評(píng)估植物的生長(zhǎng)情況。該測(cè)量過(guò)程應(yīng)盡量避免影響植物的正常生長(zhǎng)。碳酸氫鹽處理后，分別于第0、第2、第4、第6、第8、第10、第12天對(duì)植株的生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)選取株高(H)、基徑(D)、葉片數(shù)(N)和大于等于80 mm葉片寬度的葉片數(shù)(N)作為判斷植物生長(zhǎng)情況的各項(xiàng)指標(biāo)。

1.4 植株葉片光合參數(shù)測(cè)定

進(jìn)行碳酸氫鹽脅迫處理后，分別于第0、第2、第4、第6、第8天對(duì)植株的光合參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定時(shí)間固定于下午的14:00—16:00，避開(kāi)植物可能產(chǎn)生午休現(xiàn)象的時(shí)間。使用進(jìn)口LI-6400XT便攜式光合測(cè)量系統(tǒng)(LI-COR，Lincoln，NE，USA)對(duì)植株葉片的凈光合速率()、氣孔導(dǎo)度()、二氧化碳濃度()和蒸騰速率()進(jìn)行測(cè)定。氣孔限制值()由公式=1-(為空氣中CO濃度)計(jì)算得出(Farquhar & Sharkey, 1982；韓瑞宏等，2007) 。

1.5 植株葉片抗氧化酶活性測(cè)定

酶液的提取參照彭方仁等(2007)的方法；超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定參照Z(yǔ)hang等(2000)的方法；過(guò)氧化物酶(POD)活性測(cè)定參照Z(yǔ)hang等(2000)的方法；過(guò)氧化氫酶(CAT)活性測(cè)定參照Aebi(1984)的方法。

1.6 植株葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量測(cè)定

脯氨酸含量測(cè)定參照Lei等(2007)的方法；可溶性糖含量測(cè)定參照鄒琦(2003)的方法。

1.7 硫代巴比妥酸反應(yīng)物(TBARS)測(cè)定

參照Heath和Packer(1968)的方法。

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

文中數(shù)據(jù)采用軟件Microsoft Excel 2019進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理，用軟件IBM SPSS Statistics 20.0進(jìn)行雙因素方差分析檢驗(yàn)不同樹(shù)種和不同NaHCO濃度對(duì)植株的生長(zhǎng)情況、光合能力、抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和細(xì)胞膜系統(tǒng)損傷情況等影響的顯著性，用獨(dú)立樣本檢驗(yàn)不同樹(shù)種之間的生長(zhǎng)情況、光合能力、抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和細(xì)胞膜系統(tǒng)損傷情況等影響的顯著性，測(cè)定不同處理方式間在0.05 水平上的顯著差異，運(yùn)用軟件Origin 2019b 32Bit繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

處理對(duì)構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

表處理8 d后桑樹(shù)和構(gòu)樹(shù)的生長(zhǎng)指標(biāo)Table 1 Growth indices of Morus alba and Broussonetia papyrifera after treatments for eight days

處理對(duì)構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)光合特征的影響

表處理8 d后桑樹(shù)和構(gòu)樹(shù)的光合參數(shù)Table 2 Photosynthetic parameters of Morus alba and Broussonetia papyrifera after treatments for eight days

處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)的抗氧化酶活性

不同小寫(xiě)字母表示同一樹(shù)種不同濃度處理差異顯著(P<0.05)；不同大寫(xiě)字母表示不同樹(shù)種同一濃度處理差異顯著(P<0.05)。數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。下同。Different lowercase letters indicate those treatments of the same tree species with different concentrations of The same below. 圖 1 在對(duì)照和處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)葉片SOD活性的變化Fig. 1 Changes of SOD activities in Broussonetia papyrifera and Morus alba leaves under 15 mmol·L-1 30 mmol·L-1 control treatments

此外,不得不提的是,香港投融資中心由資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)向資本運(yùn)營(yíng)和資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)相結(jié)合,是西王集團(tuán)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要組成部分。這種轉(zhuǎn)型，某種程度上說(shuō)，與新生代的知識(shí)結(jié)構(gòu)、成長(zhǎng)經(jīng)歷、個(gè)人喜好高度關(guān)聯(lián)。他們不愿再重復(fù)父輩的老路，在產(chǎn)業(yè)風(fēng)口之下，開(kāi)始新的“玩法”，進(jìn)入新的市場(chǎng)。

圖 2 在對(duì)照和30 mmol·L-1 處理下，構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)葉片POD活性的變化Fig. 2 Changes of POD activities in Broussonetia papyrifera and Morus alba leaves under 15 mmol·L-1 30 mmol·L-1 and control treatments

圖 3 在對(duì)照和30 mmol·L-1 處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)葉片CAT活性的變化Fig. 3 Changes of CAT activities in Broussonetia papyrifera and Morus alba leaves under 15 mmol·L-1 30 mmol·L-1 control treatments

處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量

圖 4 在對(duì)照和30 mmol·L-1 處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)葉片脯氨酸含量的變化Fig. 4 Changes of proline contents in Broussonetia papyrifera and Morus alba leaves under 15 mmol·L-1 30 mmol·L-1 control treatments

圖 5 在對(duì)照和處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)葉片可溶性糖含量的變化Fig. 5 Changes of soluble sugar contents in Broussonetia papyrifera and Morus alba leaves under 15 mmol·L-1 30 mmol·L-1 and control treatments

處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)的細(xì)胞損傷情況

圖 6 在對(duì)照和處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)葉片TBARS含量的變化Fig. 6 Changes of TBARS contents in Broussonetia papyrifera and Morus alba leaves under 15 mmol·L-1 30 mmol·L-1 and control treatments

3 討論與結(jié)論

處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)幼苗生長(zhǎng)的變化

處理對(duì)構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)光合特征的變化

處理下構(gòu)樹(shù)和桑樹(shù)的抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及細(xì)胞損傷情況的變化

在鹽堿脅迫下，植物的抗氧化酶保護(hù)與滲透調(diào)節(jié)作用同時(shí)存在并相互協(xié)作(袁澤斌等，2020)。堿脅迫增加了高pH的影響，抑制了植物細(xì)胞對(duì)離子的吸收并破壞離子平衡(Guo et al., 2010；Javid et al., 2012；Lin et al., 2012)，使植物體內(nèi)產(chǎn)生活性氧簇(ROS)，造成一定程度的氧化傷害(劉建新等，2008)。SOD、CAT、POD等抗氧化酶作為植物耐NaHCO的生化選擇指標(biāo)(Ahmad et al., 2014)，能夠有效還原和清除植物體內(nèi)的損傷膜系統(tǒng)共同抵制活性氧對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害(陳展宇等，2017；陳展宇等，2019)。可溶性糖和脯氨酸作為研究抗鹽堿性指標(biāo)之一，在鹽堿脅迫下可以引起滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累，從而維持細(xì)胞內(nèi)的滲透平衡，增強(qiáng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性(Smirnoff & Cumbes, 1989；Bohnert & Jensen, 1996；張麗，2010)。