褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗耐鹽適應性的影響

楊曉玲 郭彥東

（1淮海工學院海洋學院，江蘇連云港 222005；2Purdue University，West Lafayette 47906）

褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗耐鹽適應性的影響

楊曉玲1郭彥東2

（1淮海工學院海洋學院，江蘇連云港 222005；2Purdue University，West Lafayette 47906）

采用水培的方式研究了褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗遭受鹽脅迫的緩解作用。結果表明，在3～12 g·L-1的氯化鈉脅迫下，加入0.5 g·L-1褐藻酸鈉后，白蘿卜幼苗的存活率提高41.1 %，根數增加34.9 %，單株質量增加34.7 %，超氧化物歧化酶（SOD）活性增強35.4 %。褐藻酸鈉可提高白蘿卜幼苗的耐鹽適應性，緩解氯化鈉脅迫造成的傷害。

白蘿卜；褐藻酸鈉；耐鹽；適應性

土壤鹽分過多對植物產生脅迫作用，在重鹽堿區可導致植物死亡，如何讓植物適應鹽漬環境已成為一個重要的研究課題。傳統農業力求改變鹽漬環境，常用水洗鹽、客土替換等治理技術，以求降低土壤含鹽量，使之適合植物生長。這種治理技術需耗費大量的資金和水資源，且收效甚微（楊小玲 等，2008）。近年來對鹽堿地的改良利用已逐漸轉向生物學措施。對于多基因控制的植物耐鹽數量性狀，由于不知道多少基因參與耐鹽性狀調控，并且存在轉基因技術局限性、基因沉默和基因產物能否滿足供應等問題，使通過基因工程方法培育耐鹽植物品種難以成功（馬進等，2009）。目前，在鹽堿土壤上通過農業生物技術培育有經濟價值的鹽生植物和耐鹽植物取得了很大的進展和成就（盧樹昌和蘇衛國，2004；程鈺宏 等，2008；張玲菊 等，2008）。為了提高植物對鹽漬環境的適應性，本試驗在氯化鈉脅迫的培養溶液中添加褐藻酸鈉，研究褐藻酸鈉在白蘿卜（Raphanus sativus L.）幼苗耐鹽適應性中的作用，以便探討植物適應鹽漬環境的新條件。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

白蘿卜品種春早生，種子購于本地市場，試驗于2010年4～5月在淮海工學院海洋學院進行。

1.2 試驗方法

1.2.1 MS培養液的配制 參照鄒琦（2000）的MS培養基配方，在蒸餾水中加入:KNO31.9 g·L-1；KH2PO4170 mg·L-1；NH4NO31.65 g·L-1；MgSO4·7H2O370 mg·L-1；CaCl2·2H2O440 mg·L-1；Na2-EDTA37.3 mg·L-1；FeSO4·7H2O27.8 mg·L-1；H3BO36.2 mg·L-1；MnSO4·4H2O22.3 mg·L-1；ZnSO4·7H2O8.6 mg·L-1；CuSO4·5H2O25 μg·L-1；Na2MoO4·2H2O250 μg·L-1；KI830 μg·L-1；CoCl2·6H2O25 μg·L-1。調pH為7.0，作為本試驗的MS培養液。

1.2.2 試驗處理 精選白蘿卜種子300粒埋入沙土中萌發，待其長出兩片子葉時，選取長勢一致的白蘿卜幼苗，用蒸餾水沖洗干凈幼苗的根部，栽于含有不同濃度褐藻酸鈉（天津市福晨化學試劑廠，藥用級）和氯化鈉的MS培養液中，置于智能光照培養箱（ZGX—300C型）中培養，每天調換位置以及補水，保持白蘿卜幼苗生長條件的恒定與一致。設褐藻酸鈉濃度為0、0.5、1.0 g·L-1，氯化鈉濃度為3、6、9、12 g·L-1，共計12種組合，每一組合栽白蘿卜幼苗20株，分裝在4個培養杯中培養。15 d后測定幼苗存活率、根數、單株鮮質量及超氧化物歧化酶（SOD）的活性。

存活率:存活率=存活植株數/處理植株總數×100 %

單株鮮質量:用吸水紙吸干白蘿卜幼苗根上所攜帶的水分，用電子天平稱量每株幼苗的質量。

根數:統計每株白蘿卜幼苗的總根數（包括主根和長度在3 mm以上的各級側根條數），然后計算植株根數的平均值。

SOD活性采用鄰苯三酚自氧化法進行測定（張中林 等，2009）。

2 結果與分析

2.1 褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗存活率的影響

由圖1可以看出，隨著MS培養液中氯化鈉濃度的升高，白蘿卜幼苗的存活率呈現下降的趨勢，但加入褐藻酸鈉后，幼苗存活率提高。在不同濃度氯化鈉下，褐藻酸鈉對提高白蘿卜幼苗存活率的作用濃度從大到小依次:0.5 g·L-1＞1.0 g·L-1＞0 g·L-1（對照）。在添加0.5 g·L-1的褐藻酸鈉條件下，不同濃度氯化鈉中白蘿卜幼苗的存活率平均比對照增加41.1 %。說明0.5 g·L-1的褐藻酸鈉可以有效緩解鹽脅迫對白蘿卜幼苗造成的傷害，提高白蘿卜幼苗在鹽脅迫下的生存能力，即提高白蘿卜幼苗的耐鹽性。

2.2 褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗根數和單株鮮質量的影響

由圖2、3可知，白蘿卜幼苗根數和單株鮮質量的變化趨勢與存活率的變化趨勢一致。即隨著 MS培養液中氯化鈉濃度的升高，白蘿卜幼苗的根數和單株鮮質量呈現下降趨勢，加入褐藻酸鈉后，白蘿卜幼苗的根數和單株鮮質量都明顯提高。在不同濃度氯化鈉下，褐藻酸鈉對提高白蘿卜幼苗根數和單株鮮質量的作用濃度從大到小依次為:0.5 g·L-1＞1.0 g·L-1＞0 g·L-1（對照）。在加入0.5 g·L-1的褐藻酸鈉條件下，不同濃度氯化鈉中白蘿卜幼苗的根數平均比對照增加34.9 %，單株鮮質量平均比對照增加34.7 %。說明0.5 g·L-1的褐藻酸鈉可以有效減輕鹽脅迫的傷害，保障白蘿卜幼苗在鹽脅迫下的生長。

圖1 褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗存活率的影響

圖2 褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗根數的影響

2.3 褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗SOD活性的影響

由圖4可見，隨著MS培養液中氯化鈉濃度的升高，白蘿卜幼苗的SOD活性不斷增加，呈現上升的趨勢。加入褐藻酸鈉后，白蘿卜幼苗的 SOD活性進一步提高。在不同濃度氯化鈉下，褐藻酸鈉對提高白蘿卜幼苗SOD活性的濃度從大到小依次:0.5 g·L-1＞1.0 g·L-1＞0 g·L-1（對照）。在加入0.5 g·L-1的褐藻酸鈉條件下，不同濃度氯化鈉中白蘿卜幼苗的 SOD活性平均比對照增加35.4 %。說明0.5 g·L-1的褐藻酸鈉可以提高白蘿卜幼苗在鹽脅迫下的存活率，保障白蘿卜幼苗在鹽脅迫下的生長，其重要原因之一是SOD活性的提高，因為SOD活性的提高可有效清除逆境條件下氧自由基，從而提高白蘿卜幼苗的耐鹽性。

圖3 褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗單株鮮質量的影響

圖4 褐藻酸鈉對白蘿卜幼苗SOD活性的影響

3 結論與討論

鹽脅迫通過滲透脅迫、離子傷害等過程損傷植物，最普遍和最顯著的效應就是抑制生長，造成植物發育遲緩，抑制植物組織和器官的生長和分化（王新偉，1998）。褐藻酸鈉是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取的一種多糖碳水化合物，是由1，4聚-β-D-甘露糖酸和α-L-古羅糖醛酸組成的一種線型聚合物。它易溶于水，容易被植物細胞吸收，使細胞原生質粘度增大、彈性增強、細胞液濃度增大、水分的吸收能力和保水能力提高，并保持水解酶、蛋白酶和脂酶的穩定，從而使質膜結構免受破壞，植物的抗逆性增強（孫錦 等，2005）。本試驗中，在不同濃度的氯化鈉脅迫下，加入0.5 g·L-1褐藻酸鈉可有效緩解鹽脅迫對白蘿卜幼苗造成的傷害，保障白蘿卜幼苗在鹽脅迫下的生長，使白蘿卜幼苗的存活率提高41.1 %，根數增加34.9 %，單株鮮質量增加34.7 %。表明褐藻酸鈉提高了白蘿卜幼苗的耐鹽適應性。由于本試驗的目的是尋找緩解蔬菜作物耐鹽的新途徑，重點在于提高植物耐鹽適應性，因此只設計了在不同鹽濃度下的試驗內容，未涉及褐藻酸鈉對無鹽栽培的白蘿卜幼苗生長有無促進作用。

白蘿卜幼苗耐鹽適應性提高的另一原因是褐藻酸鈉提高了其在逆境下的SOD活性。植物細胞中存在著活性氧的產生和清除兩個過程。逆境脅迫一方面會促進活性氧產生增加，破壞活性氧的代謝平衡，從而引發膜脂質過氧化作用，破壞膜結構，影響膜功能（Alscherr et al.，1997）。另一方面會誘導有關的保護酶如SOD、POD、CAT等活性升高，清除產生的活性氧。植物體內的氧保護酶SOD、POD和CAT中，SOD構成了對抗活性氧的第一道防線（郭啟芳 等，2004），SOD活性的變化是逆境條件下植物耐鹽適應性的最重要體現。在鹽脅迫下，加入0.5 g·L-1褐藻酸鈉可以使白蘿卜幼苗的SOD活性增強35.4 %，說明褐藻酸鈉增強了白蘿卜幼苗的耐鹽適應性。但對于SOD活性增強時，POD、CAT活性所發生的相應變化有待進一步研究。

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Effect of Sodium Alginate on Raphanus sativus L. Seedlings in Adaptation to Salt-tolerance

YANG Xiao-ling1, GUO Yan-dong2
（1School of Marine Science and Technology of Huaihai Institute of Technology, Lianyungang222005, Jiangsu, China;2Purdue University, West Lafayette47906, USA）

The effect of sodium alginate on Raphanus sativus L. seedlings in adaptation to salttolerance was studied by water culture. The results showed that after culture solution seedlings of Raphanus sativus L. were dealt with NaCl concentration at3-12 g·L-1, adding sodium alginate concentration at0.5 g·L-1, the seedlings survival rate was increased by41.1 %, the number of root was increased by34.9 %, the single plant seedlings weight was increased by34.7 %, and the SOD activity was increased by35.4 %. All these indicated that sodium alginate can increase salt-tolerance adaptability of Raphanus sativus L. seedlings, and relief the harm brought about by NaCl stress.

Raphanus sativus L.; Sodium alginate; Salt-tolerance; Adaptability

S631.1

A

1000-6346（2011）02-0081-04

2010-08-19；接受日期:2010-11-25

淮海工學院自然科學基金（Z2007036）

楊曉玲，女，碩士，教授，專業方向:植物資源，E-mail:gjyao6688@yahoo.com.cn