， ， 海燕， ， 鳳蘭

(山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 山西 臨汾 041000)

鹽堿土在陸地生態(tài)系統(tǒng)上分布廣泛，全世界鹽漬土面積約10億hm2，中國土地鹽漬化大約占全球鹽漬土面積的1/10[1]，土壤鹽堿化已經(jīng)成為影響植物生長及產(chǎn)量的重要因子之一[2]。小油菜(BrassiacampestrisL.)是十字花科蕓薹屬的一二年生草本植物，含有豐富的礦物質(zhì)和維生素，在我國廣泛栽培。環(huán)境污染和多年來粗放型栽培，導(dǎo)致土壤鹽漬化程度越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了小油菜的產(chǎn)量。

水楊酸(salicylic acid，簡稱SA)即鄰羥基苯甲酸，是植物莽草酸代謝途徑中的一種酚類衍生物，不僅參與植物細(xì)胞信號傳導(dǎo)，還可作為激活植物抗性反應(yīng)的信號分子，調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)，提高植物抗性[3]。目前，已有關(guān)于外源 SA 處理能夠增強(qiáng)小麥、黃瓜、大麥等對低溫、高溫、滲透脅迫和重金屬離子的耐受性的研究報道[4]，然而關(guān)于外源 SA處理對不同濃度鹽脅迫下小油菜根系生理特性影響的報道較少。本試驗以小油菜為試驗材料，通過探討外源SA浸種對鹽脅迫下小油菜幼苗根系滲透性物質(zhì)及根系活力的影響，以期為生產(chǎn)中合理應(yīng)用水楊酸提高小油菜產(chǎn)量提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為五月慢小油菜幼苗。

1.2 試驗方法

試驗在山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實驗室完成。分別設(shè)計0.25，0.5，1.0，2.0，4.0，8.0 mmol/L等6個SA浸種濃度，分別記為SA 0.25、SA 0.5、SA 1.0、SA 2.0、SA 4.0、SA 8.0，以清水浸種為對照(SA 0)。選取顆粒飽滿、沒有破損、大小一致的種子，先用0.1% KMnO4溶液消毒10 min，再用清水沖洗干凈，陰干后均分為7份，用不同SA處理浸種10 h后，將種子播種于裝有洗凈河沙的72孔穴盤中。在幼苗生長期間定時澆1/2 Hoagland完全營養(yǎng)液，待幼苗生長至2葉1心時，用含有不同濃度NaCl的1/2 Hoagland完全營養(yǎng)液澆灌基質(zhì)作為鹽脅迫處理，其中設(shè)50，100，150 mmol/L 等3個NaCl濃度，并以營養(yǎng)液為對照。試驗共設(shè)28個處理，每個處理均重復(fù)6次。待幼苗長到4葉1心時，分別對油菜幼苗根系進(jìn)行生理指標(biāo)的測定。

1.3 測定方法

1) 根系活力的測定：TTC法[5]。

2) 根系Pro含量的測定：印三酮顯色法[5]。

3) 根系MDA含量的測定：硫代巴比妥酸法[6]。

4) 根系可溶性糖的測定：苯酚法[7]。

1.4 分析方法

試驗數(shù)據(jù)用Excel軟件和SAS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，并對結(jié)果采用新復(fù)極差進(jìn)行多重比較，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源SA浸種對鹽脅迫下小油菜幼苗根系滲透性物質(zhì)的影響

2.1.1 外源SA浸種對鹽脅迫下小油菜幼苗根系脯氨酸(Pro)含量的影響

脯氨酸(Pro)是植物鹽脅迫下一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可以作為鹽脅迫的敏感性指標(biāo)[8]。

注：同一系列中同一字母代表處理間差異不顯著，不同字母代表處理間差異達(dá)到極顯著，大寫字母表示p<0.01。下同。圖1 外源SA浸種對不同濃度鹽脅迫下小油菜幼苗根系Pro含量的影響

由圖1可知，清水浸種處理(SA 0)時，小油菜根系Pro含量隨著鹽濃度增加先增后降，且各處理間差異顯著(p<0.01)。與無鹽脅迫相比，50 mmol/LNaCl處理的Pro含量增長了48.30%，而100 mmol/L和150 mmol/L NaCl處理的Pro含量分別降低了24.50%和73.60%。

無鹽脅迫時，SA 2.0處理的小油菜根系Pro含量與SA 0處理相比差異不顯著；與SA 0相比，0.25～1.0 mmol/L的SA浸種能使小油菜根系Pro含量明顯增加，但是先增大后又減小，增幅分別為20.70%、69.60%、39.90%(p<0.01)；4.0，8.0 mmol/L的SA浸種能使小油菜根系Pro含量顯著降低，降低幅度分別為20.80%、25.00%(p<0.01)。說明低濃度的SA浸種促進(jìn)根系Pro含量，而高濃度抑制。SA浸種濃度為0.5 mmol/L時，增幅最大。

在50～100 mmol/L NaCl范圍內(nèi)，SA 0.5處理對根系Pro含量增加幅度最大，150 mmol/L NaCl時，SA 1.0處理對根系Pro含量增加幅度最大；在最適SA浸種濃度下，與對照相比，隨鹽濃度增大，根系Pro含量分別增加了69.58%、39.54%、44.92%、66.67%(p<0.01)。

結(jié)果表明，低濃度SA浸種促進(jìn)根系Pro含量，高濃度抑制。本實驗中，0.5 mmol/L為SA浸種的最適濃度。在最適SA浸種濃度下，對150 mmol/L的NaCl脅迫的緩解作用最大。

2.1.2 外源SA浸種對鹽脅迫下小油菜幼苗根系可溶性糖含量的影響

可溶性糖可作為滲透調(diào)節(jié)劑，又可作為碳架和能量來源[9]。

由圖2可知，清水浸種處理(SA 0)時，小油菜根系可溶性糖含量隨著鹽濃度增加而降低，而且各處理間差異極顯著(p<0.01)。與無鹽脅迫相比，降低幅度分別為9.00%、20.10%、38.80%。

圖2 外源SA浸種對不同濃度鹽脅迫下小油菜幼苗根系可溶性糖含量的影響

無鹽脅迫時，經(jīng)過SA浸種的所有濃度都明顯能使根系中可溶性糖含量增加，增幅呈先增大后減小的趨勢，增幅分別為42.30%、162.90%、138.80%、54.00%、32.80%、12.90%(p<0.01)。本試驗中0.5 mmol/L的SA浸種濃度增幅最大。

對于不同鹽濃度，SA 0.5處理增加根系可溶性糖含量幅度最大，增幅隨鹽濃度增大而增大。SA 0.5處理與清水浸種相比能明顯增加可溶性糖含量，隨鹽濃度增大其增幅分別為162.90%、94.78%、99.68%、132.06%(p<0.01)。

結(jié)果表明，所有SA浸種濃度都促進(jìn)根系可溶性糖含量增加。本試驗中，0.5 mmol/L為SA浸種的最適濃度。在最適濃度下，對150 mmol/L NaCl脅迫的緩解作用最大。

2.2 外源SA浸種對鹽脅迫下小油菜幼苗根系MDA含量的影響

不良壞境會影響植物細(xì)胞膜系統(tǒng)發(fā)生膜質(zhì)過氧化反應(yīng)，丙二醛(MDA)是細(xì)胞膜不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化作用的終產(chǎn)物，實際操作中可以根據(jù)其含量的多少來判斷細(xì)胞膜質(zhì)損傷程度，在鹽脅迫下，MDA可以作為耐鹽性的生理指標(biāo)，植物根系MDA含量越高，說明植物根系受傷程度越大[10]。

由圖3可知，清水浸種處理(SA 0)時，隨著鹽濃度逐漸增大，小油菜根系MDA含量逐漸增加，且各處理間差異極顯著(p<0.01)。與無脅迫相比，其增幅分別為41.40%、72.70%、107.50%。

無鹽脅迫時，SA 0.25和SA 2.0處理的小油菜根系MDA含量與SA 0處理相比差異不顯著；0.5，1.0 mmol/L的SA浸種能明顯使小油菜根系MDA含量降低，降低幅度分別為29.60%、52.20%(p<0.01)；4.0，8.0 mmol/L的SA浸種能明顯增加小油菜根系MDA含量，增加的幅度分別為44.70%、23.00%(p<0.01)。說明低濃度SA浸種抑制MDA含量，高濃度促進(jìn)，在本實驗中1.0 mmol/L的SA浸種濃度降低幅度最大。

圖3 外源SA浸種對不同濃度鹽脅迫下小油菜幼苗根系MDA含量的影響

對于不同鹽濃度，SA 1.0處理降低根系MDA含量幅度最大，但其降低幅度隨鹽濃度的增大而降低。SA 1.0處理與清水浸種相比，隨鹽濃度增大顯著降低了52.16%、41.11%、37.76%、35.17%(p<0.01)。

結(jié)果表明，低濃度SA浸種抑制根系MDA含量，高濃度促進(jìn)。本試驗中，1.0 mmol/L為SA浸種的最適濃度。在最適SA浸種濃度下，對50 mmol/L的NaCl脅迫緩解作用最大。

2.3 外源SA浸種對鹽脅迫下小油菜幼苗根系活力的影響

根系生長受抑制是鹽脅迫下植物最早和最明顯的癥狀，而根系活力是判斷植物對逆境適應(yīng)能力的優(yōu)良指標(biāo)[11]。

圖4 外源SA浸種對不同濃度鹽脅迫下小油菜根系活力的影響

由圖4可知，清水浸種處理(SA 0)時，小油菜根系活力隨著鹽濃度增加先增后降，且各處理間差異顯著(p<0.01)。與無鹽脅迫相比，50 mmol/L NaCl處理的根系活力增長了24.60%，而100 mmol/L和150 mmol/L NaCl處理的根系活力分別降低了12.00%和48.50%。

無鹽脅迫時，SA 2.0處理的小油菜根系活力與SA 0處理相比差異不顯著；0.25～1.0 mmol/L的SA浸種能明顯使小油菜根系活力增加，增加幅度分別為33.30%、97.40%、773.50%(p<0.01)；4.0，8.0 mmol/L的SA浸種能明顯降低小油菜根系活力，降低幅度分別為38.00%、49.80%(p<0.01)，說明低濃度SA浸種促進(jìn)根系活力，高濃度則抑制，本試驗中1.0 mmol/L的SA浸種增加幅度最大。

對于不同鹽濃度，SA 1.0處理增加根系活力幅度最大，增幅隨鹽濃度增加先增大后減小,在50 mmol/L NaCl脅迫下增幅最大。SA 1.0處理與清水浸種相比明顯增加了根系活力，隨鹽濃度增大，其增幅依次為774.18%、1 058.05%、92.52%、191.10%(p<0.01)。

由此表明，低濃度SA浸種促進(jìn)根系活力，高濃度抑制。本試驗中，1.0 mmol/L為SA浸種的最適濃度。在最適SA浸種下，對50 mmol/L的NaCl脅迫的緩解作用最大。

3 結(jié)論與討論

鹽脅迫下，脯氨酸(Pro)可作為細(xì)胞有效的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，具有保護(hù)酶和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的功能[12]?？扇苄蕴且部梢宰鳛橐环N滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。脂質(zhì)氧化終產(chǎn)物丙二醛(MDA)影響植物細(xì)胞呼吸鏈復(fù)合物結(jié)構(gòu)及代謝過程中關(guān)鍵酶活性，是膜脂過氧化重要產(chǎn)物之一，它的產(chǎn)生還能加劇膜的損傷?？梢酝ㄟ^根系活力大小直接判斷根系生長狀況。

本研究結(jié)果表明，隨鹽脅迫濃度增大，根系Pro含量呈先上升后下降趨勢。根系可溶性糖含量隨鹽脅迫濃度增大呈下降趨勢，這與陳少良等[13]的研究結(jié)果相同，與劉愛榮等[14]的研究結(jié)果不同。根系活力隨鹽脅迫濃度增大呈現(xiàn)先上升后下降，這與王素平[15]、苗海霞[16]的研究結(jié)果一致。根系MDA含量隨鹽脅迫濃度增大而增大，這與梅燚等[17]的研究相同，與范瑞蘋等[18]的研究不同。這些差異可能是由于植物不同耐鹽性引起的，有待進(jìn)一步研究。隨SA浸種濃度增大，Pro含量、可溶性糖含量與根系活力呈先上升后下降趨勢，而MDA含量呈下降—上升—下降趨勢。這與劉杰等[19]的研究結(jié)果相同，與穆瑞霞等[20]的研究結(jié)果不同。這可能是SA對于不同的植物影響不同而導(dǎo)致的，有待進(jìn)一步探究。本試驗中，0.5～1.0 mmol/L的SA浸種處理與清水浸種相比，提高了Pro含量、可溶性糖含量和根系活力，降低MDA含量，由此可見，SA浸種對鹽脅迫下小油菜根系具有一定的緩解作用，且浸種濃度為0.5，1.0 mmol/L效果最好。這與王玉萍等[21]的研究結(jié)果大致相同，與劉維寶等[22]的研究結(jié)果不同，這是否由于鹽脅迫下不同植物的耐鹽性和外源SA的緩解效應(yīng)存在差異引起的，有待進(jìn)一步探究。

參考文獻(xiàn):

[1]張金林,李慧茹,郭姝媛,等.高等植物適應(yīng)鹽逆境研究進(jìn)展[J].草業(yè)學(xué)報,2015,24(12):220-236.

[2]趙可夫.植物對鹽漬逆境的適應(yīng)[J].生物學(xué)通報,2002,37(6):7-10.

[3]周萬海,師尚禮,寇江濤.外源水楊酸對苜蓿幼苗鹽脅迫的緩解效應(yīng)[J].草業(yè)學(xué)報,2012,21(3):171-176.

[4]何俊瑜,任艷芳.水楊酸對鹽脅迫下葉用萵苣幼苗生長抑制的緩解效應(yīng)[J].中國蔬菜,2010(8):30-35.

[5]杜娟,孫艷香.氨基酸對鹽脅迫下棉花幼苗生長及丙二醛和過氧化酶的影響[J].種子,2015,34(2):8-12.

[6]張志良.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社,1992:88-154.

[7]高俊鳳.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社,2006:68-77.

[8]張志良.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)(第二版)[M].北京：高等教育出版社,1990:154-155,259-260.

[9]楊升,劉濤,張華新,等.鹽脅迫下沙棗幼苗的生長表現(xiàn)和生理特性[J].福建林學(xué)院學(xué)報,2012,34(1):64-70.

[10]武香,倪建偉,張華新,等.鹽脅迫下不同鹽生植物滲透調(diào)節(jié)的生理響應(yīng)[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2012,40(8):29-33.

[11]蔣雪梅,戚文華,肖娟,等.鹽脅迫下外源脯氨酸對銀杏雌雄幼苗生理生化特性的影響[J].植物生理學(xué)報,2013,49(6):579-585.

[12]周萬海,馮瑞章,師尚禮,等.NO對鹽脅迫下苜蓿根系生長抑制及氧化損傷的緩解效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報,2015,35(11):3 606-3 614.

[13]陳少良,李金克,畢望富,等.鹽脅迫條件下楊樹鹽分與甜菜堿及糖類物質(zhì)變化[J].植物學(xué)通報,2001,18(5):587-596.

[14]劉愛榮,張遠(yuǎn)兵,鐘澤華,等.鹽脅迫對彩葉草生長和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累的影響[J].草業(yè)學(xué)報,2013,22(2):211-218.

[15]王素平,郭世榮,李璟,等.鹽脅迫對黃瓜幼苗根系生長和水分利用的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2006,17(10):1 883-1 888.

[16]苗海霞,孫明高,夏陽,等.鹽脅迫對苦楝根系活力的影響[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,36(1):9-12.

[17]梅燚,祖艷俠,吳永成,等.蘿卜幼苗在鹽脅迫下的生理響應(yīng)研究[J].草業(yè)學(xué)報,2012,21(1):112-117.

[18]范瑞蘋,周琴,周波,等.鹽脅迫對高羊茅生長及抗氧化系統(tǒng)的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2015,31(10):49-53.

[19]劉杰,楊絮茹,周蘊薇,等.水楊酸浸種對黑麥種子萌發(fā)及幼苗抗旱性的影響[J].草業(yè)科學(xué),2011,28(4):582-585.

[20]穆瑞霞,阮云飛,王吉慶,等.不同濃度水楊酸浸種對大蔥種子萌發(fā)及生理特性的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2008,24(6):370-373.

[21]王玉萍,董雯,張鑫,等.水楊酸對鹽脅迫花椰菜種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響[J].草業(yè)學(xué)報,2012,21(1):213-219.

[22]劉維寶,陳新紅,周羽,等.外源水楊酸對NaCl脅迫下黃瓜種子萌發(fā)和幼苗根系生長的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2013,29(34):166-170.