鹽堿脅迫下閩楠和楠木的抗性生理研究

朱麗　馬銳　吳勇明　成紅波　李成鳳　丁植磊　費永俊

摘 要： 采用閩楠和楠木兩個物種作為試驗材料，配制4種不同濃度的鹽堿溶液：200，100，50，0（對照）mmol·L-1，模擬重度鹽堿、中度鹽堿、輕度鹽堿。研究在不同鹽堿脅迫條件下閩楠和楠木生理生化指標的動態變化。試驗>結果表明：楠木的最高耐鹽濃度是100 mmol·L-1，閩楠的最高耐鹽濃度是200 mmol·L-1，可見閩楠相比于楠木具有較好的耐鹽堿適應能力。

關鍵詞： 鹽堿脅迫 ；閩楠；楠木；生理特性

中圖分類號：S792.24 文獻標識碼：A 文章編號：1004-3020（2015）05-0014-04

目前，植物在鹽堿脅迫下適應性研究主要集中在大田作物、蔬菜作物上，對楠木的研究較少，而楠木是我國瀕危或漸危的傳統珍貴樹種，據《中國樹木志》（第1卷1982） 記載，楠木屬約有94 種，分布于亞洲及熱帶美洲。我國約有34種3變種，產長江流域及以南地區，主產西南和華南，以云南、四川、湖北、貴州、廣西、廣東最多。多為珍貴用材樹種[1]。歷史上，楠、樟、梓、稠被人們稱為四大名木，而楠木被冠以其首，足見人們對楠木的喜愛。根據《中國植物紅皮書—稀有瀕危植物名錄》（第1冊）[2]和1990年國務院批準公布的《國家重點保護野生植物名錄》（第1批）[3]，楠屬的楠木Phoebe zhennan、閩楠P.Boumei、浙江楠P.Chekiangensis、滇楠P.nanmu等均為漸危種，為國家Ⅱ級保護植物；然而多年來，研究者對這一珍貴樹種的資源培育和開發利用卻十分薄弱[4-5]。

土壤鹽漬化是當今世界旱地農業面臨的重要生態環境問題之一，已成為阻礙作物高產的一個主要因素[6-7]。世界有10%以上的陸地面積受鹽漬化的影響，中國的鹽漬化和次生鹽漬化土地有4 000萬hm2以上。因此，研究閩楠和楠木在鹽漬化土壤上的生理反應，對生產栽培耐鹽堿育種具有重要的生態和經濟意義。并且楠木在園林上的應用愈來愈廣泛，開展楠木鹽堿脅迫的研究不僅具有理論意義，而且將篩選出的楠木在鹽堿地加以推廣，對于充分利用我國現有的漸危資源，加快發展林業經濟，增加城市景觀的豐富度，都具有十分重要的實踐意義和價值。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

閩楠、楠木取材于長江大學園藝園林學院教學科研實習基地，選擇生長一致的2 a生幼苗為供試材料。2013年11月取生長狀況良好、一致的幼苗進行移栽，放置于長江大學園藝園林學院盆景園溫室內。脅迫處理于2014年5月進行。

1.2 試驗材料的處理

本試驗用硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鈉（組成比例為05∶025∶025），配制4種不同濃度的鹽堿溶液：200，100，50，0（對照）mmol·L-1，模擬高度鹽堿、中度鹽堿、低度鹽堿。每個物種設置4個處理，每個處理10株，3次重復，分別于脅迫后1周取樣測定各項指標。

1.3 主要試驗儀器

可見光分光光度計（756P）、移液槍、水浴鍋、離心機、熒光燈等。

1.4 試驗方法

（1）MDA（丙二醛）含量的測定：采用硫代巴比妥酸法[8-9]。稱取葉片研磨成勻漿，離心，試驗組加067%硫代巴比妥酸（TAB），沸水浴30 min，冷卻后離心，取上清液于450，532，600 nm測定吸光值。

（2）POD（過氧化物酶）活性測定：采用愈創木酚法[10]。稱取葉片加入少量液氮，研磨成粉末，勻漿離心，上清液即為粗酶液。反應體系包括：磷酸緩沖液，H2O2，愈創木酚和酶液。在470 nm波長下比色，每隔1 min記錄1次吸光度，共測5次，以每分鐘內變化10為1個酶活性單位。

（3）SOD（超氧化物歧化酶）活性測定：采用氮藍四唑（NBT）法[9]。稱取葉片于研缽中，加入少量石英粉，研磨成粉末，勻漿離心，上清液即為粗酶液。反應液中分別含有磷酸緩沖液（pH78），核黃素，130 mmol·L-1甲硫氨酸，100 mmol·L-1EDTA ，750 mmol·L-1NBT ，酶液以及025 mL蒸餾水，各管于光照培養箱中照光，溫度為25 ℃，反應10 min，要求各管受光情況一致。黑暗終止反應，立即在560 nm下測定各管的吸光度。

（4）CAT（過氧化氫酶）活性測定：采用紫外吸收法測定[11-17]。

取葉片，加入磷酸緩沖液于冰浴中研磨，離心，取上清液定容，適當稀釋后用于酶活性測定。測定240 nm波長處的A240降低速度。將每分鐘A240減少001定義為1個酶活性單位。

1.5 數據的統計分析

試驗數據采用EXCEL2003、DPS 等軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同鹽堿脅迫對閩楠和楠木MDA含量的影響

植物在逆境條件下，往往發生膜脂過氧化作用，丙二醛（MDA）是其產物之一，通常利用它作為脂質過氧化指標，表示細胞膜脂過氧化程度和植物對逆境條件反應的強弱。由圖1可以看出：在不同濃度下，閩楠的MDA含量呈上升的趨勢，200時達到最大，楠木呈先上升后下降的趨勢，在100時達到最大。高濃度時，閩楠的膜脂過氧化程度加大，MDA含量增加。楠木的MDA含量下降且低于閩楠，說明閩楠對高鹽堿濃度的耐受能力較強。

2.2 不同鹽堿脅迫對閩楠和楠木POD活性的影響

過氧化物酶是植物體內一種抗氧化酶，主要負責清除SOD前期對自由基歧化反應的產物H2O2，將H2O2催化為H2O，降低細胞膜的過氧化程度，減少多樣自由基的產生，從而大大提高植物耐鹽性。由圖2可見，閩楠和楠木的POD活性均呈上升的趨勢，在200時達到最大，但閩楠始終高于楠木可見閩楠的抗鹽堿性強于楠木。

2.3 不同鹽堿脅迫對閩楠和楠木SOD活性的影響

SOD是植物活性氧代謝的關鍵酶，能催化體內的歧化反應，SOD在逆境適應中起著非常重要的作用。由圖2可以看出在不同濃度下，閩楠的SOD活性呈先下降后上升再下降的趨勢，而且在中度鹽堿時陡然上升。楠木的SOD活性呈先上升后下降的趨勢且楠木的活性高于閩楠。

2.4 不同鹽堿脅迫對閩楠和楠木CAT活性的影響

過氧化氫酶普遍存在于植物的所有組織中，其活性與植物的代謝強度及抗寒、抗病能力有一定的關系，故常加以測定。由圖2可以看出在不同鹽堿濃度下，閩楠和楠木的CAT活性基本都呈上升的趨勢。閩楠的CAT活性增加幅度高于楠木，且各濃度CAT活性值也均高于楠木。

2.5 相同鹽堿脅迫下閩楠和楠木各項生理指標的綜合分析

本研究表明，在低鹽堿脅迫下，楠木的SOD比閩楠的活性高，MDA含量也沒有明顯升高，說明SOD及時的清除了植物體內的氧自由基，維持細胞內氧代謝的平衡。隨濃度的增加，植物正常氧代謝受到干擾，活性氧產生加快，SOD活性下降，表明其清除氧自由基的能力下降。在低中度鹽堿脅迫時，閩楠和楠木葉片中的SOD、POD和CAT活性有不同程度的升高， 增強了清除細胞內活性氧的能力， 對膜系統起到了一定的保護作用。綜合各項指標分析得出，楠木的最高耐鹽濃度是100 mmol·L-1，閩楠的最高耐鹽濃度是200 mmol·L-1，可見閩楠相比于楠木具有較好的耐鹽堿適應能力。

3 結論

（1） 各種逆境脅迫引起傷害的最直接的作用部位是細胞質膜，而MDA作為膜脂過氧化產物可使膜中酶蛋白發生交聯并失活，進一步損傷細胞膜的結構和功能[18-22]。 本研究中，鹽堿脅迫使楠木MDA含量升高，兩個物種升高的幅度存在一定的差異。閩楠對高鹽堿濃度的耐受能力較強。

（2）逆境會誘發植物體內保護酶系統加速清除活性氧的進程，SOD、POD 和 CAT 是主要的抗氧化酶，可清除植株體內有害的活性氧而保護植物膜系統。本研究中，低中度鹽堿脅迫下，楠木POD活性和CAT活性均升高，從而增強了細胞內活性氧的清除能力，對膜系統起到了一定的保護作用，體現了楠木植物自主減輕細胞傷害的適應性反應。但SOD活性降低，這可能是鹽堿脅迫下SOD為清除多余活性氧自由基而過量消耗，再加上自由基積累對SOD酶蛋白的破壞雙重作用的結果。綜合分析，楠木的最高耐鹽濃度是100 mmol·L-1，閩楠的最高耐鹽濃度是200 mmol·L-1，可見楠木的抗鹽堿能力低于閩楠。

參 考 文 獻

[1]李冬林，金雅琴，向其柏.我國楠木屬植物資源的地理分布、研究現狀和開發利用前景[J].福建林業科技，2004，8（3）：0105.