水楊酸對鹽脅迫下琉璃苣幼苗抑制的緩解作用

鄭天翔 王婷 陳葉

摘 要：以琉璃苣（Borage Officinalis）幼苗為實驗材料，在基質培養條件下，研究鹽脅迫對琉璃苣幼苗生長的影響以及水楊酸對鹽害的緩解作用。結果表明：水楊酸能夠有效提高鹽脅迫下琉璃苣幼苗葉片內葉綠素含量、增加幼苗生物量積累、幼苗體內游離脯氨酸（Pro）含量和過氧化物酶（POD）活性，抑制膜脂過氧化產物丙二醛（MDA）的積累及降低相對電解質滲透率。可見，水楊酸能在一定程度上緩解NaCl脅迫對琉璃苣幼苗生長的抑制作用，提高琉璃苣幼苗的抗鹽性。

關鍵詞：琉璃苣；水楊酸；鹽分脅迫；緩解作用；幼苗

土壤鹽漬化是當今世界耕地所面臨的四大生態環境問題（干旱缺水、水土流失、風蝕沙化和土壤鹽堿化）之一。中國是世界鹽堿地大國之一，鹽堿地面積約1億公頃，約占世界鹽堿地總面積的1/10。農業是一個國家的基礎，它將影響著整個國家的經濟狀況和社會穩定，因此，加強土地資源保護是我國可持續發展的基礎，而土地資源保護的重中之重則是土地質量的保證，鹽漬化便是影響土地質量的主要原因。因此，開發和利用鹽堿地資源是進一步挖掘農業發展潛力、解決人口壓力和環境惡化問題的重要出路，其中選用和推廣耐鹽植物是改良和利用大面積鹽堿土壤最經濟、快捷的措施之一。

琉璃苣（Borago officinalis）又名黃瓜草、紫花草，是紫草科一年生草本植物，原產于小亞細亞和地中海沿岸。琉璃苣葉片含多種氨基酸、維生素和糖類；種子含有大量不飽和脂肪酸，全株汁液具有黃瓜清香氣味；還可用作蔬菜、調味品、觀賞花卉；琉璃苣可以藥用，用于治療抑郁癥、風濕、月經不調和濕疹等，并有美容作用。現代研究表明，琉璃苣油有高含量的γ-亞麻酸，可用作月見草代用品，有防治心血管疾病，防治糖尿病、癌癥，抗衰老、增強免疫、抗菌消炎等多種藥理作用和保健功能。

水楊酸（SA）屬苯丙氨酸代謝途徑產物，屬于肉桂酸的衍生物，被認為是一種內源信號物質和新型的植物激素，可誘導植物產生抗性，影響根部對離子的吸收和運輸，調控細胞的生長和死亡。研究發現，SA能誘導植物產生抗熱性、耐寒性和抗旱性。目前未發現SA在調控植物生長發育方面的副作用，因其具有高效、低成本、無毒、無殘留等特點，使得其在生產應用中展示出廣闊的前景。近年來人們對SA在提高大豆、水稻、豌豆、黃瓜、小麥等抗鹽能力方面進行了研究，但在琉璃苣上未見相關報道。因此，為了解SA在琉璃苣抗鹽性中的作用，本研究就SA對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗生長的作用進行了初步研究，為進一步利用化學誘抗劑緩解鹽分障礙提供理論和技術依據，并為鹽堿地上進行琉璃苣生產提供有益的借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

供試琉璃苣品種為張掖市民樂縣琉璃苣種植基地提供。

1.2 方法

1.2.1 幼苗的培養 選取籽粒大且飽滿的琉璃苣種子，用2%的H2O2表面消毒15分鐘，用去離子水反復沖洗，然后在25℃溫箱中催芽，挑選出發芽一致的種子，將發芽的種子栽植在培養基質中。

1.2.2 幼苗處理 待幼苗長至2葉1心期時處理幼苗，每12小時用處理溶液處理1次。實驗設置對照（CK，1/2Hoagland營養液）、NaCl處理（NaCl，用1/2Hoagland營養液配制的100毫摩爾/升NaCl）和復合處理（NaCl+SA，用1/2Hoagland營養液配制的100毫摩爾/升NaCl配制的0.2毫摩爾/升SA）3組處理。實驗重復3次。

1.2.3 幼苗生理指標的測定 待處理第2天、第4天、第6天時進行幼苗生理指標的測定，待第8天時進行生物量的測定。采用乙醇與丙酮浸提法測定幼苗葉片光合色素含量；采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定幼苗丙二醛（MDA）含量；采用愈創木酚法測過氧化物酶（POD）活性；采用磺基水楊酸浸提法測定幼苗游離脯氨酸含量；以電導法測定相對電解質滲透率。

1.3 數據分析

實驗數據均采用3次重復的平均值，用Microsoft Office Excel 2003軟件整理數據，用SPSS 20.0對不同處理間及不同脅迫時間的數據進行One-Way ANOVA分析，用Microsoft Office Excel 2003軟件繪圖。差異顯著性水平設置為α=0.05。

2 結果與分析

2.1 外源水楊酸對鹽脅迫下琉璃苣幼苗生物量的影響

由表1可知，與CK相比，NaCl脅迫處理幼苗的側根數、根長、莖長分別顯著降低23.18%、15.52%、11.89%；而NaCl+SA處理幼苗的側根數、根長、莖長分別降低11.86%、9.04%、11.18%。表明NaCl脅迫能抑制琉璃苣幼苗根、莖的生長以及側根的形成，其中對側根數的影響比根長和莖長的影響更大，而外源SA能在一定程度上增加根長、莖長和側根數目。

與CK相比，NaCl脅迫處理幼苗的地上部分鮮重和干重分別顯著降低37.68%、33.55%，而NaCl+SA處理幼苗的地上部分鮮重和干重分別降低19.05%、17.95%；與CK相比，NaCl脅迫處理幼苗的地下部分鮮重和干重分別顯著降低31.88%、 38.46%，而NaCl+SA處理地下部分鮮重和干重分別降低27.51%、25.27%。說明，NaCl脅迫顯著抑制琉璃苣幼苗干物質的積累，且對地上部分的抑制作用明顯大于對地下部分的抑制作用，而外源SA處理能夠明顯降低這種抑制作用，且對地下部分鹽害的緩解效應大于對地上部分鹽害的緩解效應。

2.2 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中丙二醛（MDA）含量的影響

MDA的量與細胞膜系統的傷害程度密切相關。由圖2可以看出，在處理2天時，NaCl處理的MDA含量比CK顯著增加77.63%，而NaCl+SA處理的MDA含量比CK增加29.05%；在處理4天時，NaCl處理的MDA含量比CK顯著增加82.61%，而NaCl+SA處理的MDA含量比CK增加47.12%；處理6天時，NaCl處理的MDA含量比CK顯著增加95.26%，而NaCl+SA處理的MDA含量比CK增加50.37%。由此可知，CK在整個處理過程中MDA含量變化不大，NaCl處理使琉璃苣幼苗葉片中MDA含量明顯增加，而NaCl+SA處理能抑制由NaCl脅迫造成的琉璃苣幼苗葉片中MDA含量增加。說明SA能有效降低鹽脅迫對琉璃苣幼苗細胞膜脂的過氧化程度，從而減輕鹽脅迫的傷害。

2.3 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶是細胞中重要的保護酶。由圖3可以看出，在處理2天時，NaCl處理的過氧化物酶活性比CK顯著降低24.54%，而NaCl+SA處理的過氧化物酶活性比CK降低9.34%；在處理4天時，NaCl處理的過氧化物酶活性比CK顯著降低33.82%，而NaCl+SA處理的過氧化物酶活性比CK降低28.13%；處理6天時，NaCl處理的過氧化物酶活性比CK顯著降低41.70%，而NaCl+SA處理的過氧化物酶活性比CK顯著降低30.05%；CK在整個處理過程中過氧化物酶活性變化不大，NaCl處理使琉璃苣幼苗葉片中過氧化物酶活性降低，NaCl+SA處理能促進由NaCl脅迫造成的保護酶活性升高。說明外源SA能提高NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中過氧化物酶活性，消除因鹽害而導致的抗氧化酶活性的破壞，增強鹽脅迫下琉璃苣幼苗清除自由基和抗氧化的能力，幫助機體維持一定的代謝水平。

2.4 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中游離脯氨酸含量的影響

脯氨酸作為抗鹽性指標，在一定程度上可以反映植物材料的耐鹽性。由圖4可以看出，處理2、4、6天時，NaCl處理的游離脯氨酸含量比CK降低顯著20.82%、31.23%和43.21%，而NaCl+SA處理的游離脯氨酸含量比CK降低7.22%、27.15%和31.18%。CK在整個處理過程中游離脯氨酸含量變化不大，NaCl脅迫處理使琉璃苣幼苗葉片中游離脯氨酸含量降低，NaCl+SA處理能促進由NaCl脅迫造成的游離脯氨酸含量升高。說明SA能增加植物的耐脅迫能力和延緩脅迫危害的加劇。

2.5 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中相對電解質滲透率的影響

由圖5可以看出，在處理2天時，NaCl處理的相對電解質滲透率比CK顯著升高46.88%，而NaCl+SA處理的相對電解質滲透率比CK顯著升高37.50%；處理4天時，NaCl處理的相對電解質滲透率比CK顯著升高66.67%，而NaCl+SA處理的相對電解質滲透率比CK顯著升高39.39%；處理6天時，NaCl處理的相對電解質滲透率比CK顯著升高91.18%，而NaCl+SA處理的相對電解質滲透率比CK升高73.53%。CK在整個處理過程中相對電解質滲透率變化不大，NaCl脅迫處理使琉璃苣幼苗葉片中相對電解質滲透率升高，NaCl+SA處理能促進由NaCl脅迫造成的相對電解質滲透率降低。說明SA能夠降低鹽分脅迫對細胞質膜透性的傷害，緩解鹽害。

2.6 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中葉綠素a含量的影響

NaCl能造成葉綠體的類囊體膨大，增強葉綠素酶活性，加速葉綠素分解。由圖6可以看出，在處理2天時，NaCl處理的葉綠素a含量比CK降低10.39%，而NaCl+SA處理的葉綠素a含量比CK降低7.56%；處理4天時，NaCl處理的葉綠素a含量比CK顯著降低24.54%，而NaCl+SA處理的葉綠素a含量比CK降低13.35%；處理6天時，NaCl處理的葉綠素a含量比CK顯著降低31.07%，而NaCl+SA處理的葉綠素a含量比CK降低12.34%。CK在整個處理過程中葉綠素a含量逐漸升高，NaCl脅迫處理使琉璃苣幼苗葉片中葉綠素a含量變化不大，NaCl+SA處理能促進由NaCl脅迫造成的葉綠素a含量升高。說明SA在鹽脅迫下能增加葉片中葉綠素a含量，從而緩解了鹽脅迫對幼苗的傷害。

2.7 外源水楊酸對NaCl脅迫下琉璃苣幼苗葉片中葉綠素b含量的影響

由圖7可以看出，在處理2、4、6天時，NaCl處理的葉綠素b含量比CK分別顯著降低31.95%、16.94%和24.34%，而NaCl+SA處理的葉綠素b含量比CK分別降低14.19%、12.53%和8.46%。CK在整個處理過程中葉綠素b含量升高，NaCl脅迫處理使琉璃苣幼苗葉片中葉綠素b含量變化不大，NaCl+SA處理能促進由NaCl脅迫造成的葉綠素b含量升高。說明SA在鹽脅迫下能增加琉璃苣幼苗葉片中葉綠素b含量，有效地緩解鹽脅迫對琉璃苣幼苗葉片葉綠素合成的抑制作用。

3 討論與結論

植物幼苗生長時期是其生命周期中的關鍵時期，直接影響作物的生長和經濟效益。實驗結果表明，琉璃苣幼苗在NaCl脅迫條件下，幼苗生物量降低，葉片中葉綠素含量、脯氨酸（pro）含量、過氧化物酶（POD）活性降低，丙二醛（MDA）含量、相對電解質滲透率升高；而NaCl+SA處理能增加幼苗生物量，促進葉片中葉綠素含量、脯氨酸（pro）含量升高，過氧化物酶（POD）活性增加，而丙二醛（MDA）含量、相對電解質滲透率會降低。說明SA可以在一定程度上緩解NaCl脅迫對琉璃苣幼苗生長的抑制，提高幼苗抗鹽性。

水楊酸能夠誘導植物產生抗鹽性，并且對農副產品品質無不良影響，符合綠色、生態農業的發展趨勢。因此研究SA在琉璃苣幼苗抗鹽性方面的作用機理，提高鹽漬化土壤上琉璃苣作物的產量和品質等方面具有重要的理論和實踐意義。

（責任編輯 馬迎杰）