鹽脅迫對景天三七保護酶系統MDAPro及可溶性糖的影響

田曉艷 劉延吉 張 蕾等

摘要：為研究景天三七幼苗耐鹽機制，用不同濃度NaCl溶液50、100、200、400mmol／L處理景天三七幼苗，第0、3、7、15、30d取樣，分別測定鮮重、SOD、POD、CAT、MDA、Pro、可溶性糖含量。結果鹽脅迫下，景天三七幼苗50mmol／L處理平均日增重，比對照顯著增加4.8％；100mmol／L處理與對照相比差異不顯著；200mmol／L處理比對照顯著降低了16.17％；400mmoI／L處理，植株死亡。MDA、SOD、POD、CAT、Pro、可溶性糖含量均隨鹽濃度增加而增加，并且在處理第30d時，各項指標均趨于穩定。并且說明景天三七最大耐鹽濃度為200mmol／L，而且在50mmol／L低鹽處理下，鮮重比對照增加了2.7％，低鹽脅迫激活了植物的某些生理機制，以利植物生長。

關鍵詞：景天三七；鹽脅迫；MDA；保護酶系統；Pro；可溶性糖

中圖分類號：Q949.751.1

文獻標識碼：A

文章編號：1009-5500(2009)06-0011-04

景天屬植物(Sedum)為多年生肉質草本植物，分布廣泛，有8個亞屬400余種，我國有150種。株型直立的景天科植物，株叢較矮且緊湊，葉多肉質，質感好，花小，密集，鮮艷，花期長，整株植物綠色期長，是集觀葉、觀莖、觀花為一體的優良宿根花卉。具有很高的觀賞價值，且抗寒性強，能在華北地區露地越冬，適應性強，對土壤要求不嚴，耐旱，同時也是改良土壤、保持水土的重要植物。

土壤鹽漬化對農業的影響是一個全球性的問題，全球20％的耕地和近半數的灌溉土都受到不同程度的鹽害威脅。我國鹽堿地面積約4000萬hm²，僅海岸帶、灘涂就達667萬hm²，且有逐年增大的趨勢。篩選具有高耐鹽特性的景天新品種，對鹽堿地綠化和擴大景天生產都有重要意義。

近年來，對景天的品種分類、生長和生態習性、引種育種以及栽培方面已開展了研究，但有關景天抗逆生理的研究報道較少。以NaCl溶液作為鹽脅迫溶液，以景天三七(Sedun aixoon)為試材，探討其耐鹽機理，以期為景天的耐鹽性選育提供理論依據。

1材料和方法

1.1材料來源與處理

景天三七購自遼寧省鞍山市臺安縣楊樹苗圃。

試驗采用沙培法，將景天三七幼苗種植于盛有細沙的花盆中培養，每天澆1／2 Hoagland營養液，光周期16／8h，相對濕度70％，培養2周后，選取長勢一致的幼苗進行鹽脅迫處理，分別用50、100、200、400mmol／L的NaCl鹽溶液處理(以1／2 Hoagland營養液配制)，設3次重復，每隔2d添加處理液100mL，處理第O、3、7、15、30d取樣，從植株上剪取相同部位的葉片進行各項指標測定。

1.2測定方法

鮮重測定：隨機取3株幼苗，洗凈根部，稱重后取平均值，得單株鮮重。SOD、POD、CAT、MDA、Pro、可溶性糖含量測定參照文獻[4]的方法，數據采用SPSS統計軟件分析。

2結果與分析

2.1鹽脅迫對景天三七幼苗鮮重的影響

50mmol／L鹽處理下，幼苗鮮重平均日增量為1.0089g，CK平均日增量為0.9625g，增加了4.8％，可能是低鹽處理激活了逆境條件下某些生理指標以增強抗逆性；100mmol／L鹽處理下，鮮重平均日增量為0.9606g，與CK相比，差異不顯著；200 mmol／I，鹽處理下，鮮重日增量為0.8068g，與CK相比，降低了16.17％，差異顯著，此濃度應該是植物最高鹽耐受濃度。400mmol／I，鹽處理下，30d后植株死亡(表1)。

2.2鹽脅迫對景天三七幼苗MDA含量的影響

MDA是膜脂過氧化的指示化合物。鹽脅迫下MDA含量隨鹽濃度的增加而顯著增加，CK的MDA增加量為0，各處理MDA平均日增量分別為0.0161、0.0204、0.0297、0.0825nmol／(gFW·min)，說明鹽濃度越高，對細胞膜傷害越大；并且在400 mmol／L鹽處理下，30d后。植株死亡(表2)。

2.3鹽脅迫對景天三七幼苗SOD活性的影響

SOD是保護植物細胞免受自由基傷害的第1道防線，它是防御活性氧的關鍵酶。由表3可見，幼苗SOD活性隨鹽濃度的增加而顯著升高，CK的SOD增加量為O，各鹽處理下，SOD平均日增量分別為0.9347、1.0483、1.222、1.7333 U／(gFw·rain)，說明鹽濃度越高，為避免細胞膜傷害，植株產生更多的SOD保護植物細胞膜。另外，第7d起，100～400mmol／L鹽處理下，SOD活性都有下降趨勢，可能是高濃度鹽對植株產生了離子毒害，置換了SOD酶活性中心的金屬離子所致。

2.4鹽脅迫對景天三七幼苗CAT活性的影響

CAT是保護植物細胞免受自由基傷害的第2道防線，鹽脅迫下，CAT活性隨著NaCI濃度的增加而顯著升高，清除細胞質中H₂O₂，以提高植株耐鹽性；CK的CAT增加量為O，各鹽處理下，CAT平均日增量分別為0.0048、0.0124、0.0170U／(gFW·min)(表4)。說明鹽濃度越高，細胞質中產生的有害H₂O₂越多，誘導產生的CAT活性越高，以提高耐鹽性。

2.5鹽脅迫對景天三七幼苗POD活性的影晌

POD是保護植物細胞免受自由基傷害的第3道防線，鹽脅迫下POD活性隨著NaCI濃度的增加而顯著升高(表5)，說明鹽濃度越高，植株產生更多的POD清除鹽脅迫下產生的大量過氧化物，從而提高植株耐鹽性；CK的POD增加量為0，各鹽處理下，POD總增量分別為0.0025、0.0226、0.0438、0.1085 mmol／L，POD的增長趨勢與CAT增長趨勢一致。

2.6鹽脅迫對景天三七幼苗Pro含量的影響

鹽脅迫下，Rro作為增加滲透調節能力的小分子化合物，其含量隨著NaCl濃度的增加而極顯著升高，從而提高植株耐鹽性(表6)。CK的平均日增長量為0.2541，各鹽處理下，Pro的平均日增長量分別為1.0632、10.9497、14.0605、16.1207／μg／g。說明鹽濃度越高，大量的蛋白質或水解為小分子氨基酸或大量氨基酸無法合成植物生長需要的蛋白質，以抵抗鹽脅迫帶來的傷害。

2.7鹽脅迫對景天三七幼苗可溶性糖含量的影響

可溶性糖是植物在鹽分脅迫下的一種重要的滲透調節物質。CK可溶性糖含量處于緩慢遞增狀態，平均日增長量為0.0192％。而鹽脅迫條件下，可溶性糖平均日增長量分別為0.0344％、0.0635％、0.0690％、0.1080％。大量的可溶性糖用來抵御鹽脅迫帶來的低水勢，從而降低了纖維素等物質的合成，阻礙了植株的正常生長發育(表7)。

3討論與結論

逆境脅迫下，幼苗鮮重直接反應植物的抗逆性能。鮮重正常增加，說明植物不受逆境限制。鹽脅迫下，植物因鹽害而使細胞膜受到損傷，產生MDA。MDA是膜受傷害程度的一個指標，膜受傷害又產生大量自由基；SOD是保護植物細胞免受自由基傷害的第一道防線。POD、CAT是繼SOD之后相繼激活的保護酶，進一步清除過氧化物和H₂O₂。同時，Pro、可溶性糖含量的增加，增加的植物的滲透調節能力，以降低鹽害。實驗表明，景天三七的耐鹽機制與前人對植物耐鹽機制的研究相一致。進一步從理論上揭示了景天三七的耐鹽機理。為其綠化鹽堿地提供理論依據。

景天三七最大耐鹽濃度為200mmol／L，并且50mmol／L低鹽處理，其鮮重比對照增加了2.7％，低鹽脅迫激活了植物的某些生理機制，利于植物的生長。