唐茜　張妍　鄧美伶　王佳麗　李強

關(guān)鍵詞：柱果鐵線蓮：N-乙酰半胱氨酸：鹽脅迫：種子萌發(fā)：幼苗生長：滲透調(diào)節(jié)：氧化損傷

中圖分類號：S682.390.1 文獻標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2023） 03-0042-09

土壤鹽堿化是環(huán)境惡化的一個重要方面，鹽堿土壤不僅會使植物生長受到抑制，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致植株死亡。植物的種子萌發(fā)期和幼苗期是對土壤鹽分濃度最敏感的階段，如果此階段遭遇鹽脅迫，則會嚴(yán)重影響植物整個生長周期。鹽堿土壤對植物的危害主要包括離子毒害、滲透脅迫、氧化應(yīng)激損傷等。提高植物的耐鹽堿能力可以較好地利用鹽堿地，還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。因此，近年來眾多學(xué)者開展了高耐鹽植物品種選育和改良、提升高經(jīng)濟價值植物的耐鹽堿能力等研究。

柱果鐵線蓮（Clematis uncinata Champ.）屬于毛茛科（Ranunculaceae）鐵線蓮屬（Clematis）多年生草質(zhì)藤本植物，全國各地均有分布，主要分布于東北、西部地區(qū)及浙江。因其生長形態(tài)獨特和獨樹一幟的開花特性，廣泛用于城市園林植物造景，具有很高的觀賞價值，又因其根莖富含三萜糖苷等活性成分，還是一味傳統(tǒng)的中藥材。研究表明，鐵線蓮屬植物具有廣泛適應(yīng)性，耐熱、耐寒、耐干旱、耐弱光等。然而，王凱、李洪瑤等研究發(fā)現(xiàn)，鐵線蓮屬植物的耐鹽堿性差異較大，低濃度鹽脅迫初期有一定抗性，但脅迫時間較長時鐵線蓮均難以正常生長。因此，解決鹽堿脅迫下柱果鐵線蓮種子萌發(fā)和幼苗生長困難等問題，有助于鹽堿地上推廣種植柱果鐵線蓮，開發(fā)利用鹽堿地。

目前主要通過種子處理、補充外源物質(zhì)和培育耐鹽堿品種等方法來提高植物適應(yīng)鹽堿土壤的能力。其中，補充外源物質(zhì)由于成本較低且時效快成為提高植物耐鹽堿研究的重點，較多的研究表明，外源物質(zhì)可以提高植物細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)能力和抗氧化酶活性，從而緩解鹽脅迫對植物的傷害，提高植物的耐鹽性。N-乙酰半胱氨酸（N-ace-tylcysteine，NAC）是半胱氨酸的N-乙酰衍生物，是一種強抗氧化劑，不僅抑制植物體內(nèi)活性氧的生成，同時還能清除過多的自由基，調(diào)節(jié)細(xì)胞的新陳代謝，提高細(xì)胞活性，另外它還是植物體內(nèi)內(nèi)源性抗氧化劑谷胱甘肽的前體物質(zhì)。Colak等研究發(fā)現(xiàn)，補充外源NAC可以通過誘導(dǎo)小麥根系酚酸的合成和提高抗氧化酶活性來緩解重金屬的脅迫作用；Picchi等研究發(fā)現(xiàn)，NAC能提高小麥葉片中抗氧化酶水平，尤其是抗壞血酸含量，從而緩解臭氧引起的氧化損傷；董倩研究發(fā)現(xiàn)，補充外源NAC可以提高水稻葉片中抗氧化酶活性和相關(guān)基因的表達，緩解低溫對水稻的刺激作用，從而增強水稻的耐寒性。這些研究結(jié)果表明，NAC可誘導(dǎo)植物體產(chǎn)生抵抗非生物環(huán)境脅迫的能力。而關(guān)于NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮種子萌發(fā)和幼苗生長影響的研究還鮮有報道，且其具體的作用機制還不清晰。因此，本試驗采用浸種和幼苗脅迫方式，研究分析NAC對一定濃度NaCl脅迫下柱果鐵線蓮種子萌發(fā)和幼苗生長的促進作用，解析NAC對柱果鐵線蓮緩解鹽脅迫的作用機制，為今后鹽堿地上柱果鐵線蓮高效種植推廣提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1試驗材料及試劑

供試N-乙酰半胱氨酸（NAC）購自上海麥克林生化科技有限公司（純度≥99%，貨號C11182663）。柱果鐵線蓮種子由西南大學(xué)園藝園林學(xué)院提供。超氧化物歧化酶（SOD）試劑盒、過氧化氫酶（CAT）試劑盒、過氧化物酶（POD）試劑盒、過氧化氫（H₂O₂）測試盒、可溶性糖（solublesugar）試劑盒、脯氨酸（Pro）試劑盒、總蛋白定量測定試劑盒（BCA法）均購自南京建成生物工程研究所。丙二醛（MDA）試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司。

1.2試驗設(shè)計

試驗于2021年2—9月在西南大學(xué)園林園藝學(xué)院進行。在前期試驗結(jié)果（100 mmol/L NaCl脅迫下柱果鐵線蓮種子萌發(fā)受到明顯抑制）的基礎(chǔ)上，參考李洪瑤等的方法，本試驗選擇NaCl脅迫濃度為100 mmol/L，NAC濃度為1mmol/L。試驗設(shè)置4個處理，即對照（T0）：無菌蒸餾水；鹽脅迫處理（T1）：100 mmol/L NaCl溶液；NAC處理（T2）：1 mmol/L NAC溶液；NAC+NaCl處理（T3）：100mmol/L NaCl+1 mmol/L NAC。

1.3種子萌發(fā)試驗

選取飽滿成熟的柱果鐵線蓮種子，在直徑20cm培養(yǎng)皿中用0.2%高錳酸鉀消毒5 min，用無菌蒸餾水沖洗3遍，再將種子放置在恒溫培養(yǎng)箱中，28℃條件下無菌蒸餾水浸泡48 h，之后取出用無菌濾紙吸干。然后，將種子分成4份，按照1.2試驗設(shè)計進行4個處理（T0～T3），即用對應(yīng)的溶液浸泡2h，再用無菌水沖洗3遍控干，放置在鋪有2層濾紙的育苗盤（長32 cm，寬25.5 cm，高6.7cm）中萌發(fā)。濾紙上提前加對應(yīng)的處理溶液5mL。每個育苗盤放置50粒種子，每處理3個重復(fù)。然后，將育苗盤移至南方山地園藝學(xué)教育部重點實驗室的人工氣候室中進行萌發(fā)試驗，條件為晝／夜溫度28℃/25℃、光照／黑暗時間14 h/10h、光照強度5000 lx和空氣濕度65%～75%。每天上午10：00開始觀察種子萌發(fā)情況。育苗盤中的濾紙每隔2d更換1次，以確保處理溶液濃度一致。

1.4幼苗脅迫生長試驗

按照1.3中方法進行種子萌發(fā)，待其根系長至3～4 cm時，選取長勢一致的種苗移栽至花盆，用土蓋住根部，露出種仁?；ㄅ枰?guī)格：口徑12.30cm，底徑9.60 cm，高13.20 cm，容量1.50 L。每盆裝入相同重量的配土（泥炭：珍珠巖= 1：1）。每盆移栽3株，每處理15盆，重復(fù)3次。待幼苗全部移栽成活且第一片真葉全部展開后開始實施處理，每盆澆灌對應(yīng)處理的溶液50 mL，避免溶液接觸葉片。為保證每盆土壤鹽濃度不變和土壤水分正常，每隔2d測量一次土壤含水量，根據(jù)土壤含水量定期噴施無菌蒸餾水。

1.5測定指標(biāo)與方法

1.5.1種子萌發(fā)指標(biāo)測定 每天觀察種子萌發(fā)情況，并及時清除霉變種子。種子發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)為胚根長度大于種子長度的50%。第30天統(tǒng)計種子發(fā)芽勢（GP），第50天統(tǒng)計種子發(fā)芽率（GR）。

GP=30 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)／種子總數(shù)×100%；

GR=50 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)／種子總數(shù)×100%；

種子發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt）。其中，Gt為第t天發(fā)芽種子數(shù)，Dt為對應(yīng)Gt的發(fā)芽天數(shù)。

種子活力指數(shù)（VI）=SxGI。式中S為種子胚苗的鮮重（g）。

1.5.2幼苗脅迫生長試驗指標(biāo)測定 實施處理后第10、20、30天每個處理分別隨機選取5盆進行試驗。用游標(biāo)卡尺測量幼苗株高、莖粗。采集幼苗并按地上部、地下部分開，洗凈后置于烘箱中45℃烘至恒重，用分析天平分別稱取兩者干重。

將幼苗新鮮根部清洗干凈后再用無菌濾紙擦干，使用根系分析儀（型號GXY-A，杭州托普儀器有限公司）進行根長、根表面積、根體積分析；再分別稱取各處理根樣0.50 g，加入預(yù)冷PBS溶液5mL，研磨至勻漿，在4℃下5000r/min離心5min，吸取上清液-80℃保存，用于相關(guān)指標(biāo)測定。其中，SOD、CAT、POD活性和MDA、H₂O₂、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量測定嚴(yán)格按照試劑盒說明書操作。根系活力參照白寶璋等的氯化三苯基四氮唑法（TTC）測定。

幼苗根系洗凈后在烘箱中110℃殺青30min，再60℃烘干至恒重，研磨成粉末，委托西南大學(xué)分析測試中心采用火焰光度計法測定Na⁺、K⁺、Ca²⁺含。

1.6數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2010進行試驗數(shù)據(jù)整理，用SPSS 22.0軟件和GraphPad Prism 8.0進行數(shù)據(jù)分析和作圖。

2結(jié)果與分析

2.1 NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮種子萌發(fā)的影響

由表1可以看出，與對照（T0）相比，鹽脅迫處理（T1）種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均顯著下降，分別降低64. 10%、50.01%、64.98%和82.71%，可見鹽脅迫嚴(yán)重影響柱果鐵線蓮種子萌發(fā)。與T0相比，NAC處理（T2）種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢無顯著差異，而發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)則顯著提高，顯示NAC在一定程度上可激活柱果鐵線蓮種子萌發(fā)。與T1相比，NAC+NaCl處理（T3）種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均顯著提高，分別提高137.09%、76.25%、100.53%、409.89%；與TO相比，T3處理各種子萌發(fā)指標(biāo)均顯著下降。

綜上表明，鹽脅迫顯著影響柱果鐵線蓮種子萌發(fā)，添加外源NAC可以顯著緩解鹽脅迫，顯著提高種子各萌發(fā)指標(biāo)，但難以恢復(fù)到對照水平。

2.2 NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系生長的影響

鹽脅迫處理30d時柱果鐵線蓮幼苗根系生長狀況見表2?？梢钥闯?，與T0相比，T1處理幼苗的相對根長、相對根表面積、相對根體積和根系活力均顯著下降，分別降72.0%、64.0%、68.0%和28.85%，表明鹽脅迫下根系生長受到顯著抑制。與T0相比，T2處理幼苗的相對根長、相對根表面積、相對根體積和根系活力均得到顯著提高，可知NAC一定程度上能激活根系活力，提升根系生長能力。與T1相比.T3處理幼苗的相對根長、相對根表面積、相對根體積和根系活力均顯著提高，分別高出142.86%、63.89%、106.25%和45.95%，然而T3處理幼苗的根系生長狀況難以恢復(fù)到對照水平。表明，添加外源NAC可以緩解NaCl對柱果鐵線蓮幼苗根系的脅迫作用。

2.3 NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗植株生長的影響

鹽脅迫處理30 d時柱果鐵線蓮幼苗生長狀況見表3。與T0相比，T1處理幼苗株高、莖粗、單株地上部干重、單株地下部干重均顯著下降，降幅分別為37.63%、34.66%、32.07%和32.36%。與T0相比，T2處理幼苗各生長指標(biāo)值均顯著增大，可見，NAC對柱果鐵線蓮幼苗具有一定的促生作用。與T0相比，T3處理幼苗株高、莖粗、地上部干重顯著下降，而地下部干重則差異不顯著；與T1相比，T3處理幼苗株高、莖粗、地上部干重、地下部干重顯著增大，分別增32.99%、49.77%、36.52%、45.66%。

綜上表明，NAC可以促進柱果鐵線蓮幼苗植株生長，還能緩解鹽脅迫對其生長的抑制作用。同時，從植株葉片生長情況（表3）可以看出，鹽脅迫導(dǎo)致葉片發(fā)黃，嚴(yán)重時植株死亡，而添加外源NAC可以減輕葉片變黃程度，提高植株鹽脅迫抗逆能力。

2.4 NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響結(jié)果見圖1。可知，隨著生長進程，對照（T0）和NAC（T2）處理幼苗根系脯氨酸和可溶性糖含量變化不顯著，可溶性蛋白含量則出現(xiàn)先增加后降低趨勢，第10天與第30天時可溶性蛋白含量差異不顯著；T1、T3處理幼苗根系脯氨酸、可溶性糖含量均是先增加后降低，可溶性蛋白含量則是第10天最高，之后逐漸下降，第30天時最低。

與T0相比，T1、T2、T3處理幼苗根系脯氨酸含量均顯著增加，其中Tl顯著高于T0、T2和T3。與TO相比，除第10天外，T1、T3處理根系可溶性糖含量均顯著增加；與T1相比，T3處理根系可溶性糖含量顯著降低。鹽脅迫第10天時，與T0相比，T1、T3處理可溶性蛋白含量顯著增加，T3顯著高于T1;第20、30天時T1處理可溶性蛋白含量均顯著低于其它處理，T3處理可溶性蛋白含量則顯著高于其它處理。

綜上可見，鹽脅迫對幼苗根系滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響很大，而添加外源NAC可以有效緩解鹽脅迫作用。

2.5 NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系滲透調(diào)節(jié)離子含量的影響

從表4中可以看出，非鹽脅迫下，第10、20、30天T0、T2處理幼苗根系Na⁺、K⁺、Ca²⁺含量和K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺值均變化較小，相互間不存在顯著差異。鹽脅迫下，T1、T3處理幼苗根系Na+、K⁺、Ca²⁺含量隨著鹽脅迫時間延長均發(fā)生明顯變化，其中Na+含量均逐漸升高；K⁺、Ca²⁺含量及K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺值T1處理逐漸降低，T3處理逐漸升高。

與T0相比，第10、20、30天T1處理幼苗根系Na⁺含量顯著升高，分別高出10.65、17.33、24.12倍；K⁺含量顯著降低，分別降40.61%、47.25%和55.11%；Ca²⁺含量顯著降低，分別降40.61%、53.96%、61.60%。與Tl相比，第10、20、30天T3處理幼苗根系Na+含量顯著降低，分別降21.38%、52.24%、61.41%；K+含量顯著升高，分別高21.41%、55.60%、92.48%；Ca²⁺含量顯著升高，分別高13.17%、71.10%、132.80%；K⁺/Na⁺值顯著升高，分別高55.24%、225.46%、394. 60%；Ca²⁺/Na⁺值顯著升高，分別高46. 43%、257.70%、512.50%。

綜上表明，鹽脅迫使柱果鐵線蓮幼苗根系參與滲透調(diào)節(jié)的Na⁺含量顯著升高，K⁺、Ca²⁺含量顯著降低，從而使根系細(xì)胞的滲透勢降低、脅迫加重，給幼苗根系帶來離子毒害，使植株無法正常生長；添加外源NAC后，根系細(xì)胞滲透勢得到提高，從而提升了幼苗鹽脅迫下的滲透調(diào)節(jié)能力，緩解細(xì)胞離子失衡現(xiàn)象，減輕根系的離子脅迫。

2.6 NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系MDA和H₂O₂含量的影響

鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系MDA和H₂O₂含量的變化見圖2?？芍诜躯}脅迫下，T0和T2處理幼苗根系MDA、H₂O₂含量一直維持在一個較低水平，隨著培養(yǎng)時間延長，均出現(xiàn)先升高后降低趨勢；鹽脅迫下，隨著處理時間延長，T1處理幼苗根系MDA、H₂O₂均逐漸升高，而T3則先升高后降低。

與T0相比，鹽脅迫第10、20、30天T1處理幼苗MDA含量顯著增多，分別增加120.55%、112.56%、236.63%；H202含量也顯著增多，分別增加94.38%、84.21%和182.31%。與T1相比，鹽脅迫第10、20、30天T3處理幼苗MDA含量顯著降低，分別減少29.16%、23.05%、56.52%；H₂O₂含量也顯著降低，分別減少22.83%、19.14%、49.64%。

綜上表明，鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量MDA和H₂O₂，添加外源NAC可在一定程度上緩解幼苗的鹽脅迫，減輕細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化。

2.7 NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系抗氧化酶活性的影響

柱果鐵線蓮幼苗根系抗氧化酶活性變化見圖3?？梢钥闯觯诜躯}脅迫下，隨生育進程，T0、T2處理幼苗根系SOD活性先升高后降低，CAT活性則呈小幅逐漸升高趨勢，POD活性則維持在一個較低水平。第10、20、30天，T0、T2處理幼苗根系SOD、CAT、POD活性變化均無顯著差異，可見，添加外源NAC對幼苗根系不存在脅迫作用。

鹽脅迫初期，與T0處理相比.T1、T3處理幼苗根系SOD、CAT、POD活性顯著升高；隨著鹽脅迫時間延長，T1、T3處理SOD活性均先升高后降低.CAT活性均逐漸上升，而POD活性兩處理變化趨勢不同，Tl逐漸下降，T3則先升高后降低。與T1相比，第10、20、30天T3處理幼苗根系SOD活性分別提高3.63%、7.31%、83.02%，后兩者達顯著水平；CAT活性分別提高21. 53%、29.39%、23.56%，均差異顯著；POD活性分別提高1.94%、46.92%、56.70%，后兩者達顯著水平。

綜上表明，鹽脅迫使柱果鐵線蓮幼苗根系抗氧化酶活性發(fā)生顯著變化，添加外源NAC可以進一步提高SOD、CAT、POD活性，有助于清除細(xì)胞內(nèi)過多的ROS，緩解根系細(xì)胞質(zhì)膜的氧化損傷，維持其正常生長發(fā)育。

3討論

3.1 NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

種子萌發(fā)是植物整個生長周期中的起始階段，此階段最易遭受外界環(huán)境的非生物脅迫。種子萌發(fā)活性的強弱在一定程度上影響著植株的后續(xù)生長。植物遭受最廣泛的非生物脅迫即鹽堿脅迫，它嚴(yán)重影響種子萌發(fā)和植株生長發(fā)育。董飛等研究不同濃度鹽脅迫對菊科植物種子萌發(fā)的影響時發(fā)現(xiàn)，隨著鹽脅迫濃度增大，種子萌發(fā)指數(shù)顯著降低，胚芽、胚根生長均呈現(xiàn)下降趨勢：Wu等研究指出，鹽脅迫顯著降低番茄產(chǎn)量和品質(zhì)；Jalili等發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫顯著提高紫花苜蓿體內(nèi)的氧化應(yīng)激損傷，造成植株死亡。本研究結(jié)果表明，柱果鐵線蓮在100 mmol/L NaCl脅迫下，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均顯著降低，另外幼苗根系生長也受到顯著抑制，同時還顯著降低株高、莖粗、地上部干重和地下部干重，可見，鹽脅迫不僅對柱果鐵線蓮種子萌發(fā)還對幼苗生長產(chǎn)生嚴(yán)重的毒害作用。這一研究結(jié)果與張鳳娥、王凱、李洪瑤等的研究結(jié)果相似。造成這一毒害作用的原因主要是鹽分改變土壤含水比、形成滲透脅迫，使種子和根系難以在環(huán)境中吸收到足夠水分，導(dǎo)致體內(nèi)物質(zhì)合成受阻，從而影響種子萌發(fā)和幼苗正常生長。

N-乙酰半胱氨酸（NAC）屬于小分子物質(zhì)，不需要主動運輸即可直接進入細(xì)胞，在植物體內(nèi)不僅可以作為合成谷胱甘肽酶（GSH）的前體物質(zhì)，其本身還是一種非酶抗氧化物質(zhì)，具有緩解植物非生物脅迫作用。本研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下外源添加1mmol/L NAC溶液時，柱果鐵線蓮種子各萌發(fā)指標(biāo)均得到顯著提高，另外發(fā)現(xiàn)NAC不僅促進幼苗根系生長、提高根系活力，還進一步促進植株生長和生物量積累。表明，添加一定濃度的外源NAC能夠緩解NaCl對柱果鐵線蓮種子和幼苗的脅迫作用，提高其對非生物脅迫的抵抗能力。

3.2 NAC對鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

鹽堿、重金屬、高低溫等非生物脅迫嚴(yán)重影響植物生長、果實品質(zhì)，為緩解環(huán)境的脅迫作用，植物體內(nèi)形成了一套復(fù)雜的防御機制。滲透調(diào)節(jié)是植物應(yīng)對逆境脅迫的主要作用機制之一，脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖是植物體內(nèi)主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。脯氨酸在植物體內(nèi)處于游離狀態(tài)，在受到脅迫時會大量積累，調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透勢，另外其本身還是關(guān)鍵的抗氧化物質(zhì)?？扇苄蕴窃谥参矬w內(nèi)不僅是合成有機化合物的原料，在細(xì)胞受到逆境脅迫時還能提高自身含量來保護細(xì)胞內(nèi)的酶活性，從而起到緩解逆境脅迫的作用。本研究結(jié)果顯示，非鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系脯氨酸、可溶性糖含量均處于較低水平，但鹽脅迫下其根系脯氨酸、可溶性糖含量顯著上升，且隨著脅迫時間延長其含量均先升高后降低，總體一直處于較高水平；添加外源NAC后幼苗根系脯氨酸、可溶性糖含量顯著低于單獨鹽脅迫處理，且隨著時間延長，脯氨酸、可溶性糖含量均呈現(xiàn)先升高后降低趨勢。表明，鹽處理對柱果鐵線蓮幼苗產(chǎn)生顯著的脅迫作用，幼苗體內(nèi)通過積累脯氨酸、可溶性糖含量來緩解這種脅迫作用，而添加NAC則緩解鹽對幼苗的脅迫作用，脯氨酸、可溶性糖含量顯著低于單獨鹽處理，但仍顯著高于對照。

此外，可溶性蛋白在植物受到逆境脅迫時同樣起著重要作用，其不僅是植物所需的營養(yǎng)物質(zhì)，在逆境脅迫下還對生物膜和碳物質(zhì)起保護作用。本研究結(jié)果顯示，鹽脅迫第10天，與對照相比，鹽處理（T1）及其添加外源NAC處理（T3）可溶性蛋白含量顯著增加，且T3顯著高于T1;第20、30天T1處理可溶性蛋白含量均顯著低于其它處理，T3處理可溶性蛋白含量則顯著高于其它處理。說明添加外源NAC可以有效提高幼苗根系可溶性蛋白含量，進而提高自身的滲透調(diào)節(jié)能力、緩解鹽脅迫。

植物的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)還包括體內(nèi)的無機離子，如Na⁺、K⁺、Ca²⁺等，鹽脅迫下根系會吸收較多的Na+，使細(xì)胞內(nèi)Na+水平顯著升高，K⁺含量則顯著降低，另外細(xì)胞內(nèi)大量的Na⁺會與Ca²⁺發(fā)生交換，使Ca²⁺含量降低，細(xì)胞內(nèi)的離子平衡被嚴(yán)重打破，使得植物對外界礦質(zhì)離子的吸收受阻，影響植物的新陳代謝。本研究結(jié)果顯示，鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系Na⁺含量顯著升高，相應(yīng)的K⁺、Ca²⁺含量和K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺值顯著降低，根系離子平衡被嚴(yán)重破壞，脅迫加劇，且隨著脅迫時間延長，這種脅迫程度愈發(fā)嚴(yán)重：鹽脅迫下添加外源NAC，根系Na⁺含量顯著降低，K⁺、Ca²⁺含量和K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺值顯著升高，說明添加NAC促進根系對K⁺、Ca²⁺的選擇運輸，提高細(xì)胞的滲透勢，從而改善根系的離子平衡。這可能是因為NAC具有促進根系生長和提高根系活力的能力，使得根系離子的滲透調(diào)節(jié)能力得到加強，從而提高柱果鐵線蓮幼苗抗鹽脅迫的能力。

3.3 NAC緩解鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系氧化損傷的作用

鹽脅迫下，植物根系細(xì)胞會大量積累MDA，導(dǎo)致膜脂過氧化，且當(dāng)MDA積累到一定程度時會進一步使細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生大量活性氧（ ROS），影響植株正常生長發(fā)育，而H₂O₂是典型的ROS之一，因此，通過檢測植株根系細(xì)胞內(nèi)MDA和H₂O₂含量可以反映植株的逆境脅迫能力。本研究結(jié)果顯示，鹽脅迫下柱果鐵線蓮幼苗根系MDA、H₂O₂含量顯著升高，且隨著脅迫時間延長，兩者含量隨之顯著增多，這與劉曉涵等的研究結(jié)果類似：與鹽脅迫處理相比，鹽脅迫下添加NAC處理幼苗根系MDA和H₂O₂含量均顯著降低，且均隨處理時間延長而先升高后降低，說明NAC在一定程度上能提高植物的抗鹽脅迫能力，能緩解NaCl對柱果鐵線蓮幼苗產(chǎn)生的氧化損傷。

植物在非生物脅迫下已經(jīng)形成由SOD、CAT、POD等組成的氧化應(yīng)激體系，它可以有效清除植物體內(nèi)過多的ROS和自由基，使植物對環(huán)境脅迫產(chǎn)生一定的抗性。謝文輝等研究發(fā)現(xiàn)葛藤幼苗在鹽脅迫下顯著提高葉片內(nèi)抗氧化酶活性：Sarwar等研究發(fā)現(xiàn)，辣椒幼苗在鹽脅迫初期體內(nèi)抗氧化酶活性會顯著升高，脅迫時間延長時抗氧化酶活性呈現(xiàn)下降趨勢。本研究結(jié)果同樣顯示，柱果鐵線蓮幼苗鹽脅迫初期根系抗氧化酶活性會顯著升高，隨著脅迫時間延長SOD活性會先升高后逐漸下降，CAT活性則逐漸升高，POD活性則逐漸降低：鹽脅迫同時添加外源NAC后，根系SOD、CAT、POD活性會進一步提高，均高于鹽脅迫處理。這一研究結(jié)果與Colak、Picchi、董倩等的研究結(jié)果相似。表明，逆境脅迫下添加外源NAC能夠激活柱果鐵線蓮幼苗體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)，SOD、CAT、POD活性顯著升高，從而清除體內(nèi)積累的H₂O₂，緩解鹽脅迫造成的氧化損傷，達到促進植株健康生長的目的。

4結(jié)論

本研究結(jié)果表明，添加外源NAC能夠有效緩解NaCl對柱果鐵線蓮種子和幼苗的脅迫作用，促進植株生長。其具體的作用機制主要通過兩個方面來實現(xiàn)：一是NAC提高根系滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、K₊、Ca₂₊含量，提高細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力，維持穩(wěn)定的滲透壓和離子平衡，從而提高根系對鹽脅迫的抗性：二是NAC激活植物體內(nèi)抗氧化酶防御系統(tǒng)，使SOD、CAT、POD活性顯著升高，清除體內(nèi)產(chǎn)生的大量ROS，緩解細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化作用，維持柱果鐵線蓮細(xì)胞質(zhì)膜的穩(wěn)定性、完整性。綜之，在100 mmol/LNaCl脅迫下添加1mmol/L NAC，可以顯著緩解鹽脅迫對柱果鐵線蓮種子和幼苗的毒害作用。這種緩解作用在蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)方面的機制還有待進一步研究。