鹽脅迫下小白菜生長指標及葉綠素熒光特性的研究

陳小溪　歐陽璟

【摘 要】以不結球白菜即小白菜為材料設置50（T1）、100（T2）、150（T3）和200mmol·L-1（T4）NaCl溶液4個鹽梯度，以蒸餾水為對照（CK），研究NaCl脅迫對小白菜葉綠素熒光特性的動態影響及對小白菜葉綠素含量和一些生長指標的影響。結果表明：（1）隨著脅迫時間的延長，各梯度鹽處理下最大光化學效率（Fv/Fm）、光合電子傳遞速率（ETR）、最大量子產額（Yield）、光化學猝滅系數（qP）下降，非光化學猝滅系數（qN）上升。鹽脅迫導致光合作用下降是損傷了PSⅡ反應中心，引起光能原初捕捉能力和光能同化率減弱，增加通過熱輻射消耗的光能比例，導致小白菜光合作用能力減弱。（2）50、200 mmol·L-1的NaCl處理顯著降低了小白菜葉片的葉綠素含量。（3）在低鹽脅迫（50 mmol·L-1NaCl）條件下小白菜的株高、鮮重、干重、植株含水量、根長均顯著增加，隨著鹽脅迫濃度的提高，其株高、鮮重、干重、植株含水量、根長逐漸下降。

【關鍵詞】小白菜;鹽脅迫;葉綠素熒光;葉綠素含量;生長指標

一、材料與方法

1.試驗材料

供試材料為小白菜，別稱為小白菜、青菜、油菜、雞毛菜，拉丁名是Brassica rapa L.Chinensis Group，是十字花科蕓薹屬白菜種小白菜亞種的植物。供試種子為溫州市三多種業有限公司提供的“江南速生一號”，試驗于西南大學29教。

2.試驗處理

2014年3月21日將小白菜種子直播于高9cm、直徑10cm的塑料花盆中。于4月3日留苗，選取長勢旺盛并長勢一致的小白菜幼苗，每盆5顆，共10盆。當小白菜長到兩葉一心時（4月5日）分別用0（CK）、50（T1）、100（T2）、150（T3）和200（T4）mmol·L-1的NaCl溶液噴灑小白菜幼苗至溶液流出花盆小孔，每個處理10個平行。培養期間每1～2天于20：00左右澆1次水，以保持土壤濕度約為80%，保持盆內土壤鹽分含量。鹽脅迫后每隔3天測定一次葉綠素熒光參數，共測定4次，每次測定為同一植株的同一葉片。鹽脅迫13天后測定葉片葉綠素含量，每個處理設3個重復。鹽脅迫14天后測定小白菜根長、株高、鮮重、干重、植株含水量，每個處理設5個重復。

3.葉綠素含量的測定

方法參照[1，2，3]，4月18日取與測定熒光參數相同位置和成熟程度相同的葉片0.5g，剪碎，倒入研缽中，加少量CaCO3和蒸餾水，研磨成糊狀勻漿，用蒸餾水定容至25ml，取2.5ml勻漿液，放入試管中，加10ml丙酮，提取30min，用離心機4000r/min離心5min，取上清液3ml，用島津UV-2550紫外分光光度計測A645，A663。按下式計算提取液中葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量（Ca、Cb、C mg·L-1）和葉綠素a/b，再換算為葉片中葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量的含量（mg·g-1）。

Ca=12.71A663-2.59A645

Cb=22.88A645-4.67A663

C=Ca+Cb=8.04A633+20.29A645

4.葉綠素光合熒光參數的測定

利用PAM-2100熒光儀預先編好的測定程序Run 3進行，每次測定于19：00～22：00進行。待測葉片選擇長勢一致，健壯功能葉，遮光處理2h后，用葉綠素熒光參數儀測定初始熒光（Fo）、PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）、電子傳遞效率（ETR）、光化學猝滅系數（qP）、非光化學猝滅系數（qN）、光合電子產額（Yield）。

5.小白菜根長、株高、鮮重、干重、植株含水量的測定

株高、根長用直尺（精確度：1 mm）測定。鮮重用電子天平（精確度0.000 1 g）稱量。在80℃下烘24小時后用1/10萬電子天平（METTLER TOLEDO，瑞士）稱量。植株含水量=鮮重-干重/鮮重×100%。

6.數據分析與處理

所獲數據均采用用SPSS13.0軟件進行數據處理和統計分析，應用Excel軟件進行繪圖。

二、結果與分析

1.不同濃度NaCl對小白菜葉片葉綠素熒光特性的影響

在葉片PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）隨著脅迫時間的變化曲線中，各個處理與對照組的變化趨勢相同，都是隨著脅迫時間的增加PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）先增加后減少。第9天、第12天葉片PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）均小于對照組，而第12天100 mmol·L-1的NaCl處理與對照之間組差異顯著（P<0.05）。說明鹽脅迫對小白菜葉片的PSⅡ最大光化學效率產生了抑制，且100 mmol·L-1的NaCl處理脅迫12天顯著抑制。各個處理的葉片初始熒光（Fo）與對照間均沒有顯著性差異（P>0.05）。說明鹽脅迫對小白菜的PSⅡ反應中心處于完全開放時的熒光產量沒有顯著影響。

在非光化學猝滅系數（qN）隨脅迫時間的變化曲線中，50、100、150 mmol·L-1的處理與對照組的變化趨勢大體一致，先增加后下降，且在第9天到第12天顯著下降（P<0.05），200 mmol·L-1NaCl處理的非光化學猝滅系數（qN）在第6天增加之后呈下降趨勢。只有在第6天200 mmol·L-1的NaCl處理與對照組之間差異顯著（P<0.05），而第9天和第12天，各個處理的非光化學猝滅系數（qN）均小于對照組。說明在脅迫持續的一定時間內，小白菜可以增加對脅迫的適應，但隨著脅迫時間延長，這種適應逐漸減弱。在光化學猝滅系數（qP）隨脅迫時間的變化曲線中，50、100、200 mmol·L-1的處理光化學猝滅系數（qP）隨脅迫時間的增加而下降，150 mmol·L-1處理光化學猝滅系數（qP）隨脅迫時間的變化是先增加再降低。在第9天和第12天時各個處理的光化學猝滅系數（qP）均小于對照組。但是各個處理與對照之間沒有顯著性差異（P>0.05），不過可以看出，第12天時各個處理與對照的差異要比第9天明顯。說明鹽脅迫可以降低小白菜葉片光化學猝滅系數（qP），但是這種影響在鹽脅迫12天之內并不顯著。

各個處理的葉片電子傳遞效率（ETR）隨脅迫時間的延長總體呈下降趨勢。在第9天和第12天各個處理的電子傳遞效率（ETR）均小于對照組，并且在第12天100 mmol·L-1的NaCl脅迫處理與對照組之間差異顯著（P<0.05）。鹽脅迫會降低小白菜的葉片電子傳遞效率（ETR），且用100 mmol·L-1的NaCl脅迫12天會顯著降低。各個處理的葉片光合電子產額（Yield）隨脅迫時間的變化趨勢與對照組大體一致，在脅迫9天之內，葉片光合電子產額（Yield）變化不大，而在脅迫第9天到12天之間迅速下降。并且100 mmol·L-1的處理下降最快，下降了8.86%。脅迫第9天和第12天，各個處理的光合電子產額均小于對照組。且脅迫后的第9天100、200 mmol·L-1的處理與對照相比具有顯著性差異（P<0.05），脅迫后的第12天100 mmol·L-1的處理與對照相比差異顯著（P<0.05），說明鹽脅迫會降低小白菜光合電子產額，但是這種影響要在脅迫持續9天才開始體現出來，并且100 mmol·L-1的處理在第9天和第12天可以顯著降低小白菜的光合電子產額。

2.不同濃度NaCl對小白菜葉片葉綠素含量的影響

鹽脅迫下小白菜葉片中葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素的含量和葉綠素a/b均低于對照組，且被50 mmol·L-1的NaCl處理的小白菜葉片葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素的含量和葉綠素a/b皆是最低。同時50、200 mmol·L-1的NaCl處理葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素的含量和葉綠素a/b均與對照差異顯著（P<0.05）。說明NaCI脅迫處理對光合色素合成產生有一定的影響，且50、200 mmol·L-1的NaCl處理影響顯著。