楊若鵬， 李爺福， 李 杰

(1.紅河學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南蒙自 661199； 2.云南省高校農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高效栽培與安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南蒙自 661199)

番茄(LycopersiconesculentumMill)是茄科番茄屬一年生或多年生草本植物，株高0.6～2.0 m。番茄的起源中心是南美洲的安第斯山地帶，目前在全球普遍種植，而且種植面積逐年增加。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄(LycopersiconesculentumMill)品種為福寶、東方紅，購(gòu)買于云南省紅河州蒙自市種子咨詢服務(wù)部，蛭石由紅河學(xué)院校內(nèi)實(shí)習(xí)基地提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 種子消毒 用10%次氯酸鈉溶液在大燒杯中浸泡挑選出的飽滿番茄種子進(jìn)行消毒，消毒后用自來(lái)水沖洗3遍。

1.2.2 種子引發(fā) 在開始試驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)，以確定引發(fā)各物質(zhì)的比例，按體積比(蛭石 ∶蒸餾水 ∶種子=1.5 ∶1 ∶1)拌勻后于15 ℃、無(wú)光照條件下引發(fā)1 d，記作T處理，沒(méi)有引發(fā)的番茄種子作為對(duì)照(CK)。

1.2.3 回干 蛭石引發(fā)處理之后用相應(yīng)的細(xì)篩將種子篩出，在鼓風(fēng)干燥箱中，于(25±2)℃干燥至未引發(fā)時(shí)種子中的含水量。

1.2.4 種子發(fā)芽及鹽脅迫設(shè)計(jì) 將引發(fā)、未引發(fā)的種子在光照培養(yǎng)箱內(nèi)發(fā)芽，恒定溫度設(shè)為26 ℃，每天光—暗周期為 12 h—12 h，光照度為4 000 lx。將引發(fā)的種子(T)和未引發(fā)的種子(CK)在加有雙層濾紙消毒的培養(yǎng)皿(直徑120 mm)內(nèi)發(fā)芽，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)設(shè)150粒種子，分別用0、100、200 mmol/ L NaCl溶液保持發(fā)芽盒內(nèi)濕度恒定。待90%以上種子露白后移栽至裝有復(fù)合基質(zhì)的穴盤內(nèi)，復(fù)合基質(zhì)由草炭、蛭石、珍珠巖按體積比3 ∶1 ∶1組成。在江河學(xué)院溫室大棚內(nèi)栽培，每次澆水時(shí)用相應(yīng)濃度的NaCl溶液進(jìn)行脅迫處理。

1.3 指標(biāo)測(cè)定與方法

本試驗(yàn)中的相應(yīng)計(jì)算公式如下：

發(fā)芽率=第7天供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(shì)=第2天供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt(Gt指在td的發(fā)芽數(shù)，Dt指發(fā)芽時(shí)間)。

SOD活性的測(cè)定用氮藍(lán)四唑(NBT)法，以抑制NBT光化還原的50%為1個(gè)酶活單位(U)[13]；POD活性的測(cè)定用愈創(chuàng)木法，以1 min內(nèi)D470 nm變化0.01為1個(gè)過(guò)氧化物酶活性單位(U)[13]；植物體內(nèi)游離脯氨酸的含量用磺基水楊酸法測(cè)定[13]；用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量[13]；用考馬斯亮藍(lán) G-250 法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量[13]；CAT活性用紫外-可見分光光度法測(cè)定，以1 min內(nèi)D240 nm減少0.1的酶量為1個(gè)酶活單位(U)[14]；用硫代巴比妥酸(TBA)法測(cè)定丙二醛含量[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行方差分析，并對(duì)平均數(shù)進(jìn)行Duncan’s多重比較.

2 結(jié)果與分析

2.1 番茄種子萌發(fā)特性的變化

由表1可知，引發(fā)處理的番茄種子和未引發(fā)處理的番茄種子的各項(xiàng)指標(biāo)均隨著NaCl濃度的升高而顯著降低，說(shuō)明番茄種子的萌發(fā)在受到NaCl脅迫后受阻，而且隨著脅迫濃度的升高，迫害更加明顯。但是經(jīng)蛭石引發(fā)處理的番茄種子的各指標(biāo)與未引發(fā)處理(CK)相比有顯著提高，表明在一定程度上引發(fā)后緩解了NaCl的脅迫。福寶番茄的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等高于東方紅番茄，但差異不明顯。所以可以看出，通過(guò)蛭石引發(fā)處理可以顯著改善番茄種子在鹽堿脅迫逆境中的生長(zhǎng)狀況，提高其發(fā)芽率及出苗速度。

表1 蛭石引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下番茄種子萌發(fā)特性的影響

注：T為蛭石引發(fā)種子處理，CK為非蛭石引發(fā)處理；同一品種不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異達(dá)5%水平。下表同。

2.2 番茄幼苗生長(zhǎng)情況的變化

由表2可知，隨著NaCl濃度的增加，番茄幼苗長(zhǎng)勢(shì)均逐漸減弱，其各項(xiàng)指標(biāo)都有顯著的降低，尤其在NaCl濃度為200 mmol/L時(shí)，幼苗的生長(zhǎng)基本被抑制。但是經(jīng)過(guò)蛭石引發(fā)后的番茄幼苗根系長(zhǎng)、株高、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量等大都顯著高于未引發(fā)的。但在200 mmol/L NaCl濃度處理下，兩者的根長(zhǎng)、幼苗鮮質(zhì)量、干質(zhì)量無(wú)顯著差異。以上結(jié)果表明，通過(guò)蛭石引發(fā)處理可以從一定程度上改善番茄幼苗應(yīng)對(duì)不良環(huán)境的能力，可以顯著提升番茄幼苗對(duì)NaCl脅迫的抵抗能力。

2.3 番茄幼苗保護(hù)性酶活性的變化

由表3可知，在沒(méi)有NaCl脅迫時(shí)，蛭石引發(fā)處理和未引發(fā)處理的CAT活性和丙二醛含量無(wú)顯著差異。隨著NaCl濃度升高，兩者的CAT活性和MDA含量均隨之升高(在0～100 mmol/L NaCl濃度范圍內(nèi))，但是引發(fā)處理的CAT活性和MDA含量均顯著低于未處理的CAT活性和MDA含量。產(chǎn)生CAT的速率及MDA含量可以體現(xiàn)植物體在受到逆境脅迫時(shí)膜脂的過(guò)氧化程度。上述結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)蛭石引發(fā)后可以有效地緩解番茄幼苗膜脂化的程度，有效抵制了NaCl脅迫對(duì)細(xì)胞膜的傷害，提升了番茄種子的耐鹽性。

由表3還可以看出，番茄幼苗葉片中的超氧化物歧化酶活性均隨NaCl脅迫濃度的增大而顯著提升，當(dāng)NaCl濃度達(dá)到200 mmol/L時(shí)又降低，在NaCl濃度為100 mmol/L時(shí)，活性達(dá)到最大值。在0～200 mmol/L NaCl濃度下，引發(fā)處理的番茄幼苗葉片SOD活性均顯著高于相應(yīng)對(duì)照。隨著NaCl濃度的增加，引發(fā)處理和未引發(fā)處理番茄葉片POD活性均逐漸增大，幼苗葉片POD活性在200 mmol/L NaCl處理后開始降低，在0～200 mmol/L NaCl濃度下，引發(fā)處理的葉片POD活性均顯著高于相應(yīng)對(duì)照。結(jié)果表明，通過(guò)引發(fā)處理可以顯著提高番茄幼苗各保護(hù)酶的活性，使其在受鹽堿的脅迫時(shí)能更好地消除對(duì)自身不利的因素，從而體現(xiàn)出較強(qiáng)長(zhǎng)勢(shì)。

表2 蛭石引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下番茄幼苗生長(zhǎng)的影響

表3 蛭石引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下番茄幼苗保護(hù)性酶活性的影響

注：SOD、POD活性與MDA含量均是對(duì)于鮮質(zhì)量而言的。

2.4 番茄幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化

由表4可知，在沒(méi)有NaCl脅迫時(shí)，番茄幼苗葉片中的游離脯氨酸含量及可溶性糖含量無(wú)顯著差異，而番茄幼苗葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量在經(jīng)蛭石引發(fā)處理后有顯著提高。游離脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白質(zhì)3種滲透調(diào)節(jié)物的含量在NaCl濃度增大時(shí)都顯著升高(僅NaCl濃度為100 mmol/L時(shí)游離脯氨酸含量升高不顯著)。當(dāng)NaCl濃度在 200 mmol/L 時(shí)可溶性蛋白質(zhì)含量又顯著低于100 mmol/L NaCl處理，且蛭石引發(fā)處理過(guò)的番茄幼苗葉片中3種滲透調(diào)節(jié)物含量均顯著高于相應(yīng)未引發(fā)的。由上述結(jié)果可得出，經(jīng)過(guò)蛭石引發(fā)能夠顯著提高番茄幼苗葉片內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，使得細(xì)胞內(nèi)形成較低的水勢(shì)，提高幼苗細(xì)胞在高濃度的鹽堿環(huán)境中的吸水能力，有效地維持細(xì)胞內(nèi)水分平衡，減輕了鹽害，從而提高了耐鹽性。

表4 蛭石引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下番茄幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

注：游離脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)均為鮮質(zhì)量含量。

3 討論

3.1 蛭石引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下番茄種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)的抑制，是由土壤中水勢(shì)降低造成的[15]。鹽脅迫下，如果種子外界水分濃度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致吸水困難，細(xì)胞膜透性增大，細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)外滲而阻礙了種子的萌發(fā)[16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)蛭石引發(fā)可以提高番茄種子在NaCl脅迫下的發(fā)芽能力和幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)。本試驗(yàn)中番茄的4個(gè)萌發(fā)特性及4個(gè)幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)都隨著NaCl濃度的升高而顯著降低，而蛭石引發(fā)處理后各指標(biāo)均有顯著提高。因此可以看出，引發(fā)可以大大提高NaCl脅迫下番茄種子的出苗率，可以有效緩解NaCl脅迫對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，從而提高種子的出苗率[17-18]。

3.2 蛭石引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下番茄種子幼苗保護(hù)酶活性的影響

植物在受到外界鹽脅迫等逆境時(shí)，其體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生活性氧簇(ROS)，使得膜脂過(guò)氧化作用在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生，而作為植物體細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的主要產(chǎn)物MDA，在植物體受到外界鹽堿等逆境時(shí)，其含量會(huì)升高，而作為清除細(xì)胞內(nèi)ROS的保護(hù)酶，SOD、POD、CAT活性也會(huì)隨著ROS的增加而升高。在本試驗(yàn)中，與非鹽脅迫相比，100 mmol/L NaCl下番茄葉片中的SOD、POD和CAT活性升高，但是經(jīng)過(guò)蛭石引發(fā)處理后，MDA含量升高程度有所減緩，主要可能是蛭石引發(fā)處理后提高了番茄幼苗葉片細(xì)胞膜的穩(wěn)定性和完整性，從而減少了MDA的產(chǎn)生。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到200 mmol/L時(shí)，番茄葉片中的SOD、POD、CAT活性又有所下降，可能是由于高濃度的鹽環(huán)境抑制了番茄的生長(zhǎng)，這與張士功等研究水楊酸對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中鹽害的緩解作用相一致[19]。

3.3 蛭石引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下番茄種子幼苗滲透調(diào)節(jié)作用的影響

當(dāng)植物體生長(zhǎng)在鹽堿等逆境中時(shí)，植物體根系周圍土壤內(nèi)會(huì)形成高濃度的環(huán)境，所以導(dǎo)致外界滲透勢(shì)降低，造成植物體吸水困難的生理現(xiàn)象。此時(shí)植物自身的滲透調(diào)節(jié)尤為重要，而作為滲透調(diào)節(jié)指標(biāo)的可溶性蛋白質(zhì)、游離脯氨酸和可溶性糖就起著重要作用[22-23]。有關(guān)研究表明，鹽脅迫下有關(guān)外源多胺能通過(guò)抑制淀粉酶和蛋白酶的活性，提高可溶性糖和蛋白質(zhì)的量，從而影響生長(zhǎng)[24]?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量的提高增加了細(xì)胞功能性蛋白的含量和滲透勢(shì)，有利于提高植物的抗逆性[10]。在本試驗(yàn)中，番茄幼苗葉片中的滲透調(diào)節(jié)物含量在NaCl濃度增加時(shí)顯著升高，而蛭石引發(fā)處理過(guò)后也顯著提高了滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量。其結(jié)果與前人的研究結(jié)果一致，可溶性糖等作為細(xì)胞調(diào)節(jié)物質(zhì)和細(xì)胞的滲透勢(shì)密切相關(guān)，可溶性糖含量提高，增加了細(xì)胞的滲透勢(shì)，提高了植物的抗逆性[25]。經(jīng)引發(fā)的番茄幼苗葉片中的可溶性蛋白質(zhì)、游離脯氨酸和可溶性糖含量與未處理番茄幼苗葉片相比均有顯著提高，尤其在100 mmol/L NaCl脅迫時(shí)最顯著，表明蛭石引發(fā)提高了NaCl脅迫下番茄幼苗的滲透調(diào)節(jié)作用，使番茄幼苗更正常地生長(zhǎng)。

4 結(jié)論

綜上所述，2個(gè)品種番茄種子在受到NaCl脅迫時(shí)，萌發(fā)特性、保護(hù)酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量通過(guò)蛭石引發(fā)處理時(shí)均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，使得植株生長(zhǎng)更具耐鹽性，說(shuō)明蛭石引發(fā)顯著增強(qiáng)了番茄種子及幼苗對(duì)鹽環(huán)境的抗性。蛭石引發(fā)顯著提高CAT、SOD、POD保護(hù)酶活性與可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、游離脯氨酸含量，而MDA含量顯著降低可維持細(xì)胞的穩(wěn)定性，提高番茄種子的萌發(fā)率及促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)。2個(gè)不同品種間的相同處理間表現(xiàn)也存在一定的差異性，從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，福寶品種的耐鹽性比東方紅強(qiáng)，且效果在100 mmol/L NaCl模擬脅迫時(shí)最明顯。因此可以得出，在鹽堿地區(qū)2個(gè)品種的選擇上，推薦種植福寶。

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