王 靜，羅燕杰，遆羽靜，李海燕，肖 可，李慶衛(wèi)

(北京林業(yè)大學園林學院，北京 100083)

【研究意義】蠟梅(Chimonanthuspraecox)是我國重要的冬春香花樹種，栽培歷史悠久，具有較高的應用價值[1]。根據(jù)第二次全國土壤普查統(tǒng)計，我國鹽堿土覆蓋面積約為5.2億667 m2，主要分布在華北平原、東北平原、西北內(nèi)陸地區(qū)及濱海地區(qū)[2]。為了推動蠟梅在鹽堿地區(qū)的規(guī)?；a(chǎn)，開展蠟梅耐鹽堿生理機制方面的研究具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】研究表明，土壤的鹽堿化會使植物受害，影響其生長發(fā)育[3-5]。朱世楊等[6]以花椰菜為試材，研究發(fā)現(xiàn)高鹽高堿脅迫對其發(fā)育有顯著抑制作用。Srivashtav V[7]對黃櫨的耐鹽性研究發(fā)現(xiàn)，隨鹽濃度增加，可溶性糖含量和可溶性蛋白含量等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)呈上升趨勢。邵金彩等[8]研究發(fā)現(xiàn)蠟梅幼苗的生長量和成活率隨單鹽NaCl濃度增加呈下降趨勢?！颈狙芯壳腥朦c】目前對蠟梅的耐鹽性研究主要以單鹽NaCl脅迫為主，復合鹽堿對蠟梅的脅迫機制尚未有研究，因此模擬土壤鹽堿復合脅迫環(huán)境進行蠟梅耐鹽堿性研究十分必要?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究通過綜合評價蠟梅的耐鹽堿性，以期篩選出脅迫的臨界濃度和可用于耐鹽堿性評價的鑒定指標，為科學評價蠟梅的耐鹽堿機制提供理論基礎(chǔ)，為推動蠟梅在鹽堿地的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以兩年生‘小磬口’蠟梅幼苗為試材。采用盆栽方法，將長勢相對一致的35株幼苗定植于上部30 cm、下部20 cm、高30 cm的塑料花盆，(盆中基質(zhì)為草炭土、珍珠巖、洗凈河沙體積比2∶1∶1，重8 kg)內(nèi)，花盆底布置托盤，置于北京林業(yè)大學梅菊園苗圃中進行統(tǒng)一管理。

1.2 試驗設(shè)計

當試驗苗進入旺盛生長期時，開始對蠟梅進行脅迫處理。共設(shè)置7個處理，土壤鹽分梯度分別為0.0 %(pH 6.91，對照組)、0.2 %、0.4 %、0.6 %、0.8 %、1.0 %、1.2 %，對照組澆灌營養(yǎng)液，處理組澆灌營養(yǎng)液+混合鹽堿溶液(NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3按照1∶10∶10∶1混合，pH 8.78)，每個處理組5株。其中高鹽分梯度處理按照每天0.2 %的頻率遞增，待全部處理達到設(shè)定的濃度后，開始計算脅迫時間，于脅迫的0、10、20、30、40 d時，在植株中上部四面均勻采取葉片進行各項指標的測定。

1.3 試驗指標及測定方法

1.3.1 鹽害指數(shù)與生長指標測定方法 鹽害指數(shù)的觀察和計算參照胡曉立等[9]對鹽害的分級標準。葉長、葉寬及新梢生長量分別在鹽堿脅迫試驗前和試驗末期，在植株中上部四面均勻選取10枚成熟葉片進行測量。

1.3.2 生理指標測定方法 電解質(zhì)外滲率采用相對電導率法測定[10]。葉片組織含水量的測定方法參照高俊鳳[11]的烘干法。丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、游離脯氨酸(Pro)的測定方法分別參照李合生[12]的巴比妥酸法、NBT法、愈創(chuàng)木酚法、考馬斯亮藍G-250染色法、蒽酮比色法、酸性茚三酮比色法。

1.4 試驗數(shù)據(jù)處理及分析

采用Excel2012、SPSS22.0等統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析、主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿脅迫對蠟梅葉片表觀性狀的影響

脅迫結(jié)束40 d時，葉片的鹽害指數(shù)和鹽害率表現(xiàn)為隨鹽濃度增加逐漸上升(圖1)。鹽濃度為0.2 %～0.4 %時，蠟梅鹽害指數(shù)在35 %～55 %，鹽害率為80 %；當鹽濃度大于0.6 %時，蠟梅表觀受害較嚴重，鹽害率均達到100 %(表1)。綜合表1中的鹽害指數(shù)和鹽害率，根據(jù)Logistic回歸方程y=53.571x+31.667(回歸系數(shù)b=53.571)得出鹽害指數(shù)為50 %時的土壤鹽濃度為0.340 %。

表1 鹽堿脅迫下蠟梅鹽害指數(shù)和鹽害率變化

圖1 鹽堿脅迫下蠟梅表型性狀變化Fig.1 Phenotypic traits change of Ch. praecox under saline-alkali stress

2.2 鹽堿脅迫對蠟梅生長特性的影響

脅迫結(jié)束40 d時，隨鹽濃度增加，蠟梅葉長、葉寬及新梢生長量均呈下降趨勢(表2)。其中0.2 %處理下，蠟梅的葉長、葉寬、新梢生長量與CK差異不顯著(P>0.05)，蠟梅的各生長量均在1.2 %處理時下降至最低值，相對于CK分別下降了94.00 %、91.12 %、76.76 %，差異顯著(P<0.05)。

表2 鹽堿脅迫對蠟梅生長特性的影響

2.3 鹽堿脅迫對蠟梅生理特性的影響

隨鹽濃度增加和脅迫時間延長，各處理組蠟梅葉片組織含水量整體呈下降趨勢(表3)，鹽濃度為0.2 %時，各階段葉片組織含水量與CK差異不顯著(P>0.05)；脅迫40 d時，鹽濃度為0.4 %～1.2 %時，葉片組織含水量顯著下降至最低值(P<0.05)，與CK相比下降了30.31 %、33.99 %、40.32 %、44.74 %和69.83 %。各處理組蠟梅葉片相對電導率整體呈上升趨勢(表3)，脅迫10 d，鹽濃度為0.2 %～0.6 %時，相對電導率與CK差異不顯著(P>0.05)，0.8 %～1.2 %處理下顯著高于CK(P<0.05)；脅迫40 d時，1.2 %處理下相對電導率均上升至最大值，相對于CK上升了58.00 %。各處理組MDA含量整體呈上升趨勢(表3)，脅迫10 d，鹽濃度為0.4 %～1.2 %時，MDA含量顯著上升(P<0.05)。隨脅迫時間延長，在40 d時，MDA含量達到最大值，顯著高于CK(P<0.05)。各處理組SOD活性呈先上升后下降趨勢(表3)，脅迫20 d，鹽濃度為1.0 %時，SOD值達到最大值，與CK差異顯著(P<0.05)；其他濃度鹽堿脅迫處理下，SOD活性均在30 d時上升到最大值，相對于CK分別上升了60.00 %、66.00 %、55.00 %、43.00 %和37.00 %，其中鹽濃度為0.4 %時上升幅度最大。

表3 鹽堿脅迫對蠟梅各生理指標的影響

續(xù)表3 Continued table 3

隨鹽濃度增加和脅迫時間延長，POD活性整體呈先升高后降低趨勢(表4)，各鹽濃度處理下，POD活性均在20 d時達到最大值；0.2 %～0.6 %和1.0 %處理下POD活性與CK差異顯著(P<0.05)，相對于CK分別上升了29.00 %、42.00 %、33.00 %和18.00 %，其中在0.4 %處理下POD活性上升幅度最大。各處理組Pro含量呈上升趨勢(表4)，各處理組均在1.2 %濃度下上升至最大值，差異顯著(P<0.05)，脅迫40 d時，各濃度處理下Pro含量相對于CK分別顯著上升了86.00 %、89.00 %、90.00 %、91.00 %、92.00 %和94.00 %。各處理組SP含量整體呈先急劇上升后下降至接近CK再急劇上升趨勢(表4)，脅迫10 d時各濃度處理下SP含量急劇上升，20 d時SP含量降低至與CK組接近，隨后各濃度處理組SP含量再次逐漸上升，與CK差異顯著(P<0.05)，40 d時0.8 %～1.2 %處理下SP含量上升幅度最大，相對于CK顯著上升了55.36 %、59.07 %和65.73 %。各處理組SS含量整體呈上升趨勢(表4)，脅迫10 d時，鹽濃度0.2 %～0.4 %處理下，SS含量與CK差異不顯著(P>0.05)，而0.6 %～1.2 %處理下，SS含量顯著上升(P<0.05)。40 d時，各濃度處理組的SS含量均上升至最大值，相對于CK分別顯著上升了20.35 %、21.46 %、32.40 %、36.94 %、37.54 %和42.72 %。

表4 鹽堿脅迫對蠟梅各生理指標的影響

2.4 蠟梅耐鹽堿性綜合分析

2.4.1 各指標相關(guān)性分析 對鹽堿脅迫下蠟梅各項指標進行相關(guān)性分析，由表5可知，葉長生長量與葉寬生長量呈顯著正相關(guān)，與MDA含量呈顯著負相關(guān)；新梢生長量與相對電導率、MDA含量呈顯著負相關(guān)，與SP呈顯著正相關(guān)；相對電導率與SP、Pro呈顯著負相關(guān)，與MDA呈顯著正相關(guān)；SS與SP、Pro呈顯著正相關(guān)。

2.4.2 主成分分析 對每個指標的耐鹽堿系數(shù)進行主成分分析，由表6可知，前3個綜合指標的貢獻率分別為81.937 %、8.84 %和6.643 %，其累積貢獻率達到了97.428 %。主成分1中除葉片組織含水量、SOD、POD和SS外，其余指標絕對值均在0.9以上，主成分1主要反映了各指標與耐鹽堿能力的關(guān)系。主成分2中和主成分3中SOD負載權(quán)數(shù)較高，主要反映了酶活性與蠟梅耐鹽堿能力的關(guān)系。

3 討 論

植物受到鹽害脅迫通常表現(xiàn)為：葉片的干枯、失綠和落葉，生長受到抑制等現(xiàn)象[13-14]，這些表觀性狀的變化是植物耐鹽堿性最為直觀的反映。本研究中0.6 %處理下，蠟梅鹽害率已經(jīng)達到100 %，同時隨著鹽濃度的上升各生長量顯著下降，說明較高鹽濃度嚴重影響蠟梅的生長發(fā)育。本研究中，0.2 %處理下各階段葉片組織含水量與CK差異不顯著(P>0.05),表明在較低濃度鹽堿脅迫下，蠟梅能維持正常生長所需水分。隨鹽濃度增加葉片含水量下降幅度逐漸增大，細胞發(fā)生嚴重失水，已經(jīng)無法滿足蠟梅正常生長所需，這與李長有[15]對堿地夫的研究結(jié)果類似。細胞失水，從葉片形態(tài)特征來看發(fā)生萎焉、枯落等現(xiàn)象。

逆境脅迫下，植物的細胞膜最先受到傷害，電解質(zhì)滲透率可以反應細胞膜受損程度，其含量越高，植物受害程度越大[16]。本研究中，20 d時0.2 %處理下相對電導率與CK差異不顯著(P>0.05)，細胞電解質(zhì)外滲較少，表明低鹽濃度脅迫時間較短的情況下蠟梅葉片細胞膜尚未受到傷害。隨著脅迫濃度增大和時間的延長，電解質(zhì)滲透率急劇上升，說明蠟梅葉片細膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性已經(jīng)受到破壞，電解質(zhì)外滲量較大，引起電導率的上升。細胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是植物正常進行光合作用的保障。因此，鹽堿復合脅迫下，電解質(zhì)滲透率的大小可以作為判斷蠟梅耐鹽堿能力的重要指標，這與相關(guān)性研究結(jié)果一致[17]。MDA含量是植物細胞膜脂氧化降解的產(chǎn)物，也可以通過其含量反映膜受損的程度[18]。本研究中，各處理組較短時間內(nèi)MDA含量變化不顯著(P>0.05)，隨著時間的延長，各處理組均顯著高于CK，表明鹽堿脅迫下，較短時間內(nèi)蠟梅葉片細胞膜未發(fā)生氧化降解。隨著鹽濃度的增大，MDA含量顯著上升，說明高鹽濃度脅迫使蠟梅膜脂過氧化程度加劇，細胞膜受損，蠟梅受害加重，該結(jié)果與黃春燕[19]對甜菜的研究結(jié)論相似。鹽堿脅迫下，植物體內(nèi)抗氧化酶(SOD、POD)具有清除大量活性氧自由基的能力，能維持細胞膜穩(wěn)定，保障植物進行正常的生長和代謝活動[20]。本研究中，隨鹽濃度增加和脅迫時間延長，SOD、POD活性表現(xiàn)出先上升后下降趨勢。這與王琪[21]對芍藥耐鹽堿的研究結(jié)果類似。鹽濃度為0.4 %時，SOD、POD活性在各階段均取得最大值，說明在鹽濃度小于0.4 %時，蠟梅可以通過增加體內(nèi)SOD、POD的活性，使細胞內(nèi)活性氧清除能力得以增強，對鹽堿脅迫導致的膜損傷進行有效修復，維持細胞膜的穩(wěn)定性，適應鹽堿脅迫。但隨著鹽濃度增大，細胞內(nèi)的活性氧的積累水平超出蠟梅自身的調(diào)控能力，導致歧化反應除氧機制被嚴重抑制，SOD、POD活性下降，蠟梅體內(nèi)正常的代謝平衡被打破。

滲透調(diào)節(jié)作用是植物抵御逆境的重要生理機制，鹽堿脅迫下，植物通過積累Pro、SP、SS等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，提高細胞內(nèi)溶質(zhì)濃度，調(diào)節(jié)細胞滲透平衡增加自身的耐鹽堿性，從而緩解鹽害[22]。本研究中，隨鹽濃度增加和脅迫時間延長，各處理組Pro、SS含量呈上升趨勢，該結(jié)果與李玉梅[23]對牛疊肚研究結(jié)論相似。其中脅迫40 d時，1.2 %處理Pro相對于CK上升的含量(94.00 %)明顯高于SS(42.72 %)，說明蠟梅在鹽堿脅迫下，主要通過積累Pro的含量來調(diào)節(jié)細胞滲透平衡。各處理組在脅迫初期SP含量均急劇上升而后回落至與CK接近再次顯著上升，猜測是蠟梅產(chǎn)生的應激反應，引起初期SP含量的上升。脅迫40 d時，1.2 %處理下SP含量相對于CK上升了65.73 %，積累量較大，說明SP也是蠟梅調(diào)節(jié)細胞滲透平衡的重要物質(zhì)，與相關(guān)研究結(jié)果類似[24]。

4 結(jié) 論

在鹽堿脅迫響應研究中，隨鹽濃度增大和脅迫時間延長，蠟梅鹽害指數(shù)、鹽害率、相對電導率、SP、Pro、MDA和SS含量呈上升趨勢；蠟梅葉長、葉寬及新梢生長量、葉片組織含水量呈下降趨勢；SOD活性和POD活性呈先上升后下降趨勢。蠟梅可以通過增強體內(nèi)酶的活性和積累大量滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來適應低濃度的鹽堿脅迫，當鹽濃度超過蠟梅的耐受能力，細胞膜、酶系統(tǒng)和滲透調(diào)節(jié)系統(tǒng)會受到破壞。‘小磬口’蠟梅的耐鹽閾值為0.340 %，表明蠟梅具有一定的耐鹽堿能力，同時篩選出葉長生長量、葉寬生長量、新梢生長量、相對電導率、MDA、Pro及SP作為評價蠟梅耐鹽堿性的主要指標。