金銀花幼苗對鹽脅迫的生理響應

孟衡玲+張薇+盧丙越+何芳芳+魯海菊

摘要：以金花3號金銀花為材料，分別采用不同濃度NaCl鹽溶液處理，分析金花3號金銀花在不同鹽濃度脅迫下丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）5個生理指標含量的變化，探討其耐鹽性。結果表明，隨土壤鹽分的積累及脅迫時間的延續，金花3號金銀花不同程度地表現出鹽害現象，對鹽的最大忍受度為土壤含鹽量為12.48 g/kg;在鹽脅迫8 d后，在部分處理下SOD和POD含量出現不同程度的升高，丙二醛含量出現下降;Pro在鹽脅迫前4 d迅速升高后下降，在部分處理下可溶性糖含量先降后升。

關鍵詞：金銀花;鹽脅迫;生理指標;丙二醛;超氧化物歧化酶;過氧化物酶;脯氨酸

中圖分類號： S567.7+90.1 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）04-0247-03

收稿日期：2014-05-15

基金項目：云南省應用基礎研究面上項目（編號：2012FB174）;云南省應用基礎研究計劃青年項目（編號：2013FD048）。

作者簡介：孟衡玲（1981—），女，云南宣威人，博士，講師，從事藥用植物資源開發與利用研究。E-mail：menghengl@163.com。

通信作者：魯海菊，博士，副教授，從事藥用植物與微生物學研究。E-mail：lhj_biology2@126.com。

全球鹽堿地面積已達9.5×108 hm2，我國鹽堿地總面積約1億hm2[1]。土壤鹽漬化嚴重影響植物的生長和產量，已成為威脅世界農業發展的主要因素之一。金銀花（Lonicera japonica Thunb）別稱忍冬、雙花、銀花，在醫藥、農業、飲料食品、日用化工、園藝、旅游產業等方面都有廣泛應用。我國金銀花資源豐富，在各個省份均有分布，適應性很強，有“澇死莊稼旱死草，凍死石榴曬傷瓜，不會影響金銀花”的農諺。目前，關于金銀花化學成分、藥理作用、生物學特性及栽培繁殖技術等各方面的研究較多，但關于金銀花在鹽脅迫下的生長和生理特性研究鮮有報道。本試驗以金銀花扦插苗為材料，設置5個濃度梯度的NaCl溶液進行處理，研究金銀花幼苗對鹽脅迫的生理響應，以期為探究金銀花的耐鹽機制、篩選金銀花抗性品種、合理開發利用鹽堿地、實現金銀花的大面積種植奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與處理方法

選用1年生金花3號金銀花枝條，于2013年6月15日扦插于紅河學院溫室內，2013年11月20日移栽到上端口徑38 cm、下端口徑20 cm、高28 cm的花盆中，每個花盆裝入75 kg園土和腐殖土（按2 ∶ 1比例混合），每盆栽5株，共25盆;移栽后保持通風透光、室內溫度不高于30 ℃，移栽后1個月進行鹽脅迫處理，設置0（CK）、0.1、0.2、0.4、0.6 mol/L 5個鹽濃度梯度，每個水平處理5株苗，重復5次。按照設計的鹽溶液濃度，每盆澆入NaCl溶液1 L，每4 d澆1次，為防止盆內鹽分和水分流失，每個花盆下墊底盤，將澆水時流出的溶液重新倒回花盆;每次鹽溶液處理后的次日，采集金銀花幼苗4～7節位的成熟葉片迅速裝入塑料袋，密封送入實驗室待測。

1.2 調查內容與測定指標

1.2.1 外部形態特征的觀察 觀察記錄金銀花幼苗在各個鹽處理濃度、不同處理時間的外部形態特征，并根據鹽脅迫為害程度的輕重分為5個級別：0級：無鹽脅迫為害癥狀;1級：有少部分葉尖、葉緣和葉脈變黃;2級：約有1/2的葉尖、葉緣焦枯;3級：大部分葉片有葉尖、葉緣焦枯和落葉現象;4級：枝枯、葉落直至死亡[2]。

1.2.2 生理指標的測定 丙二醛（MDA）采用硫代巴比妥酸（TBA）顯色法[3]測定;脯氨酸、可溶性糖含量、過氧化物酶（POD）活性分別采用茚三酮顯色法、硫酸蒽酮法、愈創木酚法測定[4];超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）光化還原法[5]測定。

1.3 統計分析方法

采用Excel 2007對數據進行整理與制圖，采用SPSS 13.0進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 NaCl脅迫對金銀花幼苗外部形態特征的影響

金花3號金銀花經鹽脅迫處理，幼苗生長緩慢，葉片擴展速度下降，葉片皺縮。由表1可見，隨著鹽脅迫濃度的增加，金銀花受鹽脅迫為害的程度逐漸增大;同一鹽濃度脅迫時間越長，金銀花受傷害的程度也越嚴重;當脅迫1個月時，0.4 mol/L 鹽脅迫為害等級為3級，葉緣焦枯，有落葉現象，0.6 mol/L 鹽脅迫為害等級為4級，出現植株死亡。綜合比較可知，金花3號最大耐鹽程度為土壤含鹽量12.48 g/kg。

2.2 NaCl脅迫對金銀花幼苗丙二醛（MDA）含量的影響

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化作用的產物之一[3]，通常作為脂質過氧化指標，用于表征細胞膜過氧化程度和植物對逆境反應的強弱[6]。由圖1、表2可見，各鹽濃度處理的金銀花幼苗葉片丙二醛含量整體呈現先下降后升高再下降的趨勢;脅迫8 d時，對照葉片的丙二醛含量最低，0.6 mol/L NaCl處

表1 不同濃度鹽脅迫對金銀花幼苗的為害等級

NaCl濃度

（mol/L） 土壤含鹽

量（g/kg）

鹽脅迫后不同時間的為害等級

1 d 4 d 8 d 12 d 30 d

0 0 0 0 0 0 0

0.1 3.12 0 0 0 1 1

0.2 6.24 0 0 1 2 2

0.4 12.48 0 1 2 2 3

0.6 18.72 0 1 2 3 4endprint

理的葉片丙二醛含量最高，各處理組間差異均達到顯著（P<0.05）。

2.3 NaCl脅迫對金銀花幼苗脯氨酸（Pro）含量的影響

由圖2、表2可見，各濃度處理的金銀花葉片脯氨酸含量在前4 d內呈急劇上升態勢，到處理4 d時均達到最大值，且0.6 mol/L濃度處理的脯氨酸含量最高，達到58.8 μg/g，是處理1 d對應濃度的5.50倍;鹽脅迫4 d時，各處理與對照間均存在顯著性差異（P<0.05）。

2.4 NaCl脅迫對金銀花幼苗可溶性糖含量的影響

由圖3可見，隨著鹽脅迫時間的延長及土壤中鹽含量的增加，各鹽濃度處理的金銀花幼苗葉片可溶性糖含量在一定時間內呈先降低后升高的變化趨勢;處理8 d時，各鹽脅迫處理的金銀花幼苗可溶性糖含量降到了最低點，隨后各脅迫鹽濃度下的可溶性糖含量升高，0.6 mol/L鹽濃度下的糖含量最高。

2.5 NaCl脅迫對金銀花幼苗超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

由圖4、表2可見，金銀花鹽脅迫處理從開始到處理8 d，SOD活性基本趨于水平狀態，且活性很低;脅迫8 d后，除對照和0.1 mol/L鹽濃度處理沒有明顯變化以外，其余3個脅迫濃度下的SOD活性迅速升高，且SOD活性隨鹽脅迫濃度的降低而降低。方差分析表明，脅迫前8 d SOD活性沒有明顯變化，各處理組間無顯著性差異，脅迫 12 d 時，0.6、0.4、

表2 不同濃度鹽脅迫下對銀花各生理指標變化的方差分析

NaCl濃度

（mol/L）

鹽脅迫后不同時間的丙二醛含量（μmol/g）

1 d 4 d 8 d 12 d

0 16.5±1.4b 6.6±0.7a 14.8±0.0d 15.2±0.4b

0.1 15.9±1.3b 6.8±0.7a 14.8±0.2d 20.3±0.9a

0.2 12.8±1.0c 4.8±0.9b 15.7±0.2c 15.3±0.4b

0.4 11.1±1.2d 5.4±0.1b 18.7±0.2b 13.6±0.3bc

0.6 18.8±1.8a 6.6±0.3a 21.2±0.1a 14.0±0.7bc

NaCl濃度

（mol/L）

鹽脅迫后不同時間的脯氨酸含量（μmol/g）

1 d 4 d 8 d 12 d

0 29.5±2.6a 28.6±1.6d 27.1±0.9a 23.0±1.2a

0.1 12.2±0.1b 40.1±0.5c 17.4±0.9b 16.4±0.6b

0.2 29.1±2.1a 42.7±0.1b 25.4±1.5a 12.9±0.3c

0.4 9.7±0.9b 44.6±1.8b 19.4±0.3b 10.9±0.2d

0.6 9.7±0.7b 58.8±0.9a 28.0±2.9a 6.3±0.3d

NaCl濃度

（mol/L）

鹽脅迫后不同時間的可溶性糖含量（mg/g）

1 d 4 d 8 d 12 d

0 20.6±0.2c 17.8±0.1d 20.6±0.1b 23.9±0.1d

0.1 20.8±0.4c 22.8±0.1c 17.8±0.0c 27.8±0.0b

0.2 24.7±0.1b 25.7±0.1b 18.7±0.0c 22.8±0.0e

0.4 31.7±0.4a 16.2±0.2e 20.3±0.2b 24.4±0.2c

0.6 16.1±0.1d 27.8±0.1a 26.9±0.1a 31.0±0.3a

NaCl濃度

（mol/L）

鹽脅迫后不同時間的SOD活性（U/g）

1 d 4 d 8 d 12 d

0 1 282±25bc 1 076±9.8a 1 051±19a 1 410±29e

0.1 1 435±10b 974±41b 864±9c 2 051±39d

0.2 1 051±35c 794±34c 897±48b 8 820±51c

0.4 1 717±57a 333±49d 615±69e 9 512±38b

0.6 615±42d 625±69c 666±76d 16 282±650a

NaCl濃度

（mol/L）

鹽脅迫后不同時間的POD活性（U/g）

1 d 4 d 8 d 12 d

0 377.6±86.3b 455.2±44.5d 621.9±49.3ab 845.6±31.3b

0.1 393.3±81.2b 685.0±37.7a 422.8±15.4b 648.1±39.2b

0.2 478.8±82.5a 622.8±29.9b 643.7±37.2ab 373.0±38.3d

0.4 484.0±33.4a 645.2±13.3ab 594.9±94.7ab 867.2±20.7a

0.6 476.7±50.9a 513.7±50.0c 691.3±37.5a 828.7±32.0c

注：同類指標內同列數據后標有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

02 mol/L NaCl脅迫的SOD活性迅速上升，除對照外，各處理間達到顯著性差異。endprint

2.6 NaCl脅迫對金銀花幼苗過氧化物酶（POD）活性的影響

由圖5、表2可見，隨著0.6 mol/L NaCl脅迫時間的延

長，金銀花幼苗葉片過氧化物酶（POD）活性呈上升趨勢;鹽脅迫前4 d內，各處理的POD活性均呈增加趨勢;鹽脅迫8 d時，0.6 mol/L NaCl處理的POD活性最高;鹽脅迫12 d時，04 mol/L NaCl處理的POD活性最高;脅迫8 d以后，除 0.2 mol/L 鹽濃度處理下的POD活性有所下降，其他各濃度處理下的POD活性均呈繼續上升的態勢，且均達到各自的峰值（除0.1 mol/L處理）。

3 討論

3.1 鹽脅迫對金銀花幼苗體內滲透調節物質的影響

在鹽脅迫下，由于外界滲透勢較低，鹽分對植物細胞會產生滲透脅迫[7]，為保持胞內水分，維持細胞的正常生理代謝，植物體內會產生一些滲透保護物質如可溶性糖、脯氨酸、甜菜堿等[8]。脯氨酸是植物在鹽脅迫下的主要滲透調節物質之一，它可以保護細胞膜系統，維持胞內酶的結構，本研究中，脅 迫初期各鹽濃度處理下的金銀花幼苗葉片脯氨酸含量均迅速增加，到脅迫4 d時達到峰值，且脯氨酸積累量與鹽濃度成正比，這與鮑雅靜等對樹型金銀花[9]以及劉奕琳等對10個墨西哥柏種源幼苗[10]的研究結果一致?？扇苄蕴且彩且环N主要的滲透調節物質，在本研究中，隨著鹽脅迫時間的延長，各鹽濃度處理下的金銀花幼苗葉片可溶性糖含量在一定時間內呈先低后高的變化趨勢，0.6 mol/L鹽濃度處理下的金銀花幼苗葉片可溶性糖含量變化最為明顯，耐鹽植物的可溶性糖含量高于不耐鹽的植物[11]。張美云等認為，干旱脅迫的強度和時間對滲透物質的變化有較大的影響，在一定的限度內，脯氨酸的積累比可溶性糖要早，停止積累的時間也早于可溶性糖，游離脯氨酸和可溶性糖具有相互補償的作用[12]。本研究結果也表明，脯氨酸于脅迫前期積累，且積累量與鹽濃度呈正相關;在脅迫后期脯氨酸含量迅速降低，而可溶性糖含量積累，因此本研究也認為，脯氨酸積累與可溶性糖積累間存在著相互補償的作用。

3.2 鹽脅迫對金銀花幼苗體內抗氧化酶類活性及氧化產物的影響

在正常生長條件下，植物細胞內活性氧的形成和清除之間保持著一種動態平衡，不會對植物產生危害。當植物遭受鹽脅迫時，這種活性氧產生與清除之間的動態平衡被破壞，自由基積累，造成膜脂的過氧化和脫脂作用，引起植物氧化損傷[7]?？剐詮姷闹参?SOD等保護酶能維持較高活性，防止了活性氧積累，因此保護酶的活性水平與抗旱性密切相關[13-15]。當植物受到鹽脅迫時，其體內超氧陰離子水平提高，在自由基逐步積累誘導下SOD活性增強，加快了對超氧自由基的清除。在本試驗中，不同濃度鹽處理下的金銀花幼苗葉片SOD活性在前8 d變幅很小，8 d后SOD活性迅速增加，其增加幅度與鹽濃度相關;此時POD活性也迅速增加，丙二醛含量迅速減少，本研究認為丙二醛含量的降低主要是與SOD、POD 的活性升高相關，即脅迫后期活性氧的積累誘導了抗氧化物酶活性的升高，從而降低膜脂的過氧化程度[11]。

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