甘露醇和山梨醇對蕎麥幼苗耐鹽性的效應

楊洪兵++楊世平

摘要：以鹽敏感蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench）品種為試驗材料，通過對NaCl脅迫下添加不同濃度甘露醇和山梨醇研究其對蕎麥耐鹽性的效應。結果表明，適當濃度的甘露醇和山梨醇處理可顯著增加鹽脅迫下蕎麥幼苗根系活力，顯著降低蕎麥葉片丙二醛（MDA）含量，顯著增加蕎麥葉片過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性，且甘露醇處理的效果優于山梨醇處理。說明適當濃度的甘露醇和山梨醇處理能顯著提高蕎麥幼苗的耐鹽性，甘露醇和山梨醇處理的最適濃度分別為0.8和0.6 mmol/L。

關鍵詞：蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench）；NaCl脅迫；甘露醇；山梨醇；耐鹽性

中圖分類號：Q945.78；S517 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）02-0274-03

Effects of Mannitol and Sorbitol on Salt Tolerance of Buckwheat Seedlings

YANG Hong-bing1，YANG Shi-ping2

（1. College of Life Sciences， Qingdao Agricultural University/Key Lab. of Plant Biotechnology in Universities of Shandong， Qingdao 266109， Shandong， China； 2. College of Business， Yantai Campus of China Agricultural University， Yantai 264670， Shandong， China）

Abstract： Salt-sensitive buckwheat （Fagopyrum esculentum Moench） variety was used as experimental material. The effects of mannitol and sorbitol on salt tolerance of buckwheat were studied through adding different concentrations of mannitol and sorbitol under NaCl stress. The results showed that the appropriate concentrations of mannitol and sorbitol treatment could obviously increase the roots vigor of buckwheat seedlings and obviously decrease the malondialdehyde（MDA） content of buckwheat leaves under NaCl stress， which could obviously increase the peroxidase（POD） and catalase（CAT） activity of buckwheat leaves. The effect of mannitol treatment was better than that of sorbitol treatment. It is indicated that the appropriate concentrations of mannitol and sorbitol treatment could obviously increase the salt tolerance of buckwheat seedlings， and the optimal concentrations of mannitol and sorbitol treatment were 0.8 mmol/L and 0.6 mmol/L， respectively.

Key words： buckwheat （Fagopyrum esculentum Moench）； NaCl stress； mannitol； sorbitol； salt tolerance

土壤鹽漬化是限制中國農業生產的重要因素之一，中國的鹽漬化土壤約占耕地面積的20%[1]。通過對作物耐鹽機理的研究發現，利用化學調控也是提高作物耐鹽性的有效途徑[2]。若能通過外源物質提高普通作物特別是鹽敏感作物的耐鹽性，將節省很多人力物力。研究表明，硅離子、脂肪酸和甜菜堿等外源物質能不同程度地提高植物的耐鹽性[3-5]。甘露醇是一種重要的滲透調節物質，可作為一種廉價的自由基清除劑[6]。研究發現，外源甘露醇可提高黑豆幼苗的抗旱性[7]，并能緩解高溫脅迫對仙客來的傷害作用[8]。蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench）是蓼科蕎麥屬一年生栽培植物，具有良好的營養價值和保健功效[9]。蕎麥適應性廣[10]，在含鹽量0.1%的土壤中可正常生長[11]。本試驗以鹽敏感蕎麥品種為材料，探討NaCl脅迫下不同濃度甘露醇和山梨醇處理對蕎麥根系活力、葉片丙二醛（MDA）含量、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性的效應，為提高蕎麥耐鹽性提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料培養與處理

以篩選出的鹽敏感蕎麥品種TQ-0808為試驗材料[12]，選用子粒飽滿的蕎麥種子，1 g/L高錳酸鉀消毒10 min，蒸餾水中通氣吸漲5 h，于26 ℃培養箱中培養，種子發芽后移至小塑料盆，Hoagland營養液培養，自然光照，晝夜溫度分別為26和16 ℃，相對濕度60%左右，常規管理。幼苗長至二葉一心時開始處理，Ⅰ為對照（CK），Ⅱ為100 mmol/L NaCl脅迫，Ⅲ-Ⅶ是在100 mmol/L NaCl脅迫下分別添加不同用量的甘露醇或山梨醇（終濃度分別為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mmol/L）處理，處理3 d后取蕎麥根系及第二個葉片測定相關指標。每個處理設3次重復。

1.2 測定指標及方法

蕎麥根系活力采用趙會杰[13]的甲烯藍吸附法測定；蕎麥葉片MDA含量采用林植芳等[14]的方法測定；蕎麥葉片POD和CAT活性采用何冰等[15]的方法測定。各指標均為鮮重測定值。

2 結果與分析

2.1 甘露醇和山梨醇對NaCl脅迫下蕎麥根系活力的效應

從圖1可以看出，NaCl脅迫下蕎麥根系活力比對照顯著降低，與NaCl脅迫相比，不同濃度甘露醇和山梨醇處理使蕎麥根系活力顯著或極顯著增加，其中0.8 mmol/L甘露醇處理蕎麥根系活力增加幅度最大，與NaCl脅迫相比增加了84.31%；0.6、0.8 mmol/L山梨醇處理蕎麥根系活力增加幅度較大，與NaCl脅迫相比增加了57.10%和52.71%。甘露醇與山梨醇相比，甘露醇處理蕎麥根系活力增加幅度相對較大。

2.2 甘露醇和山梨醇對NaCl脅迫下蕎麥葉片MDA含量的效應

由圖2可知，NaCl脅迫下蕎麥葉片MDA含量比對照顯著增加，與NaCl脅迫相比，不同濃度甘露醇使蕎麥葉片MDA含量顯著或極顯著降低，其中0.8 mmol/L甘露醇處理蕎麥葉片MDA含量降低幅度最大，與NaCl脅迫相比降低了47.86%；除0.2 mmol/L山梨醇處理外，其他濃度山梨醇處理均使蕎麥葉片MDA含量顯著降低，0.6 mmol/L山梨醇處理蕎麥葉片MDA含量降低幅度最大，與NaCl脅迫相比降低了39.37%。

2.3 甘露醇和山梨醇對NaCl脅迫下蕎麥葉片POD活性的效應

由圖3可見，NaCl脅迫使蕎麥葉片POD活性比對照顯著降低，與NaCl脅迫相比，不同濃度甘露醇處理使蕎麥葉片POD活性顯著或極顯著增加，0.6、0.8 mmol/L甘露醇處理蕎麥葉片POD活性增加幅度較大，與NaCl脅迫相比增加了83.48%和86.92%，與對照相當；除0.2 mmol/L山梨醇處理外，其他濃度山梨醇處理也使蕎麥葉片POD活性顯著或極顯著增加，0.6 mmol/L山梨醇處理蕎麥葉片POD活性增加幅度最大，與NaCl脅迫相比增加了77.45%，已接近對照水平。

2.4 甘露醇和山梨醇對NaCl脅迫下蕎麥葉片CAT活性的效應

由圖4可知，NaCl脅迫下蕎麥葉片CAT活性比對照顯著降低，與NaCl脅迫相比，不同濃度甘露醇和山梨醇處理使蕎麥葉片CAT活性顯著或極顯著增加，其中0.8 mmol/L甘露醇處理蕎麥葉片CAT活性增加幅度最大，與NaCl脅迫相比增加了173.38%，已顯著高于對照水平；0.6、0.8 mmol/L山梨醇處理蕎麥葉片CAT活性增加幅度較大，與NaCl脅迫相比增加了129.66%和123.57%，已達到對照水平。

3 討論

根系活力是較客觀地反映根系生命活動的一項生理指標。中等土壤水分脅迫下小麥根系活力在一定時間內保持持續增加趨勢[16]；鹽脅迫下黃瓜根系活力有先增后降的特點[17]。本試驗中適當濃度的甘露醇和山梨醇處理均可顯著增加鹽脅迫下蕎麥幼苗根系活力，甘露醇處理使蕎麥根系活力增加的效果更為明顯。MDA是膜脂過氧化的主要產物，且累積的MDA會進一步傷害質膜結構和功能，MDA含量可作為膜脂過氧化程度及質膜傷害程度的生理指標[18]。適當濃度的甘露醇和山梨醇處理可顯著降低蕎麥葉片MDA含量，對鹽脅迫造成的質膜傷害具有明顯的緩解效應。POD和CAT是植物體內清除過氧化物的主要酶類[15]，NaCl脅迫下毛豆葉片CAT活性顯著下降，而葉片POD活性有一個先升后降的過程[19]；朱曉軍等[20]研究表明，適當濃度的外源鈣能有效提高鹽脅迫下水稻幼苗葉片POD和CAT活性，并維持在較高水平上。本研究結果表明，適當濃度的甘露醇和山梨醇處理可顯著增加鹽脅迫下蕎麥葉片POD和CAT活性，特別是適當濃度的甘露醇處理可使蕎麥葉片POD活性增加至對照水平，使蕎麥葉片CAT活性增加幅度更大，已顯著高于對照。

總之，通過適當濃度的甘露醇和山梨醇處理可顯著降低鹽脅迫下蕎麥葉片MDA含量，顯著增加蕎麥幼苗根系活力、葉片POD和CAT活性，顯著提高蕎麥幼苗的耐鹽性，甘露醇和山梨醇處理的最適濃度分別為0.8和0.6 mmol/L，且甘露醇處理的效果優于山梨醇處理。

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（責任編輯 呂海霞）

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（責任編輯 呂海霞）