CaCl2對鹽脅迫下大豆幼苗滲透調節物質含量的影響

楊艷波，劉若岑，崔 欣，張 元，庫孜拉·俄斯別克，武 燕

(大慶師范學院,黑龍江大慶 163712)

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CaCl2對鹽脅迫下大豆幼苗滲透調節物質含量的影響

楊艷波，劉若岑，崔 欣，張 元，庫孜拉·俄斯別克，武 燕*

(大慶師范學院,黑龍江大慶 163712)

[目的]為土壤鹽漬化地區的大豆種植提供合理化建議，提高大豆產量。[方法]采用盆栽法培養大豆，分析10、15和20 mmol/L外源CaCl2對150 mmol/L NaCl脅迫下大豆幼苗滲透調節物質含量的影響。[結果]三葉期大豆幼苗施加150 mmol/L NaCl脅迫后，可溶性糖和可溶性蛋白的含量與空白對照組相比均顯著升高(P<0.05)，而脯氨酸含量顯著下降(P<0.05);噴施10 mmol/L CaCl2處理組與鹽對照組相比，可溶性糖和脯氨酸含量顯著升高(P<0.05)，可溶性蛋白含量顯著下降(P<0.05);噴施15 mmol/L CaCl2處理組與鹽對照組相比，3種滲透調節物質含量均升高，其中可溶性糖、脯氨酸含量升高顯著(P<0.05)，可溶性蛋白含量升高不顯著(P>0.05)；噴施20 mmol/L CaCl2處理組與鹽對照組相比，可溶性糖、可溶性蛋白含量降低，但未達到顯著水平(P>0.05)，而脯氨酸含量顯著升高(P<0.05)。[結論]綜合分析外源CaCl2對鹽脅迫下大豆幼苗滲透調節物質含量的影響表明，15 mmol/L CaCl2的緩解效果最好。

大豆;鹽脅迫;CaCl2;滲透調節物質

鹽脅迫是指植物生長在高鹽度生境而受到的高滲透勢的影響。鹽脅迫主要通過滲透脅迫作用使植物細胞質膜的結構和功能受到傷害[1]，鹽脅迫條件下，植物發生細胞脫水、膜系統受損、蛋白質合成速率下降、儲存蛋白質水解等一系列不良生理生化反應[2]，鹽脅迫是抑制植物生長、降低農作物產量的主要環境因素之一[3]。

鈣(Ca)是植物必需的營養元素，其在提高植物的抗逆性方面也有十分重要作用，有很多研究表明外源鈣能緩解逆境脅迫(如干旱、鹽等)對植物細胞膜的傷害[3]，從而提高植物細胞的抗逆能力，但是有關外源CaCl2對大豆滲透調節物質影響的研究還比較少。該研究以大豆為供試材料，分析不同濃度的CaCl2對150 mmol/L NaCl脅迫下三葉期大豆幼苗滲透調節物質含量的影響。

1　材料與方法

1.1材料培養及處理選取黑農48號大豆為試驗材料，將大豆用清水浸泡12 h后用2%雙氧水浸種消毒5 min，用清水沖洗3～5遍后放入鋪有脫脂棉的培養皿中萌發，待大豆芽長達1～2 cm時，將大豆種子栽種到裝有土壤(pH=7.6)的紙杯中，然后放入光照培養箱中培養，定期澆水培養。待幼苗生長到三葉期時，將長勢相近的大豆平均分成5組，選擇1組作為空白對照組(處理①)，定期澆水，3 d后測量其滲透調節物質含量,另外4組每天噴施150 mmol/L NaCl溶液，連續處理3 d，選取其中1組作為鹽脅迫對照組(處理②)，測量其滲透調節物質含量，其余3組在鹽脅迫處理3 d以后，分別噴灑10、15、20 mmol/L CaCl2溶液，記為處理③～⑤，連續處理3 d后測量其滲透調節物質含量。

1.2測定方法采用蒽酮比色法測定大豆三葉期幼苗中可溶性糖的含量；采用考馬斯亮蘭法測定大豆三葉期幼苗中可溶性蛋白的含量；采用茚三酮法測定大豆三葉期幼苗中脯氨酸的含量[4]。

1.3數據處理數據應用Excel 2007軟件進行公式計算和圖表制作，用SPSS19.0進行方差分析和差異顯著性檢驗。

2　結果與分析

2.1不同濃度CaCl2對鹽脅迫下大豆可溶性糖含量的影響由圖1可知，對大豆三葉期幼苗噴施150 mmol/L NaCl處理，與空白對照組相比可溶性糖含量增加了15.85%，差異顯著(P<0.05)；用10、15、20 mmol/L CaCl2溶液分別處理鹽脅迫的大豆幼苗后，與鹽對照組相比，10 mmol/L CaCl2和15 mmol/L CaCl2處理的可溶性糖含量分別升高了8.59%和16.15%(P<0.05)，而20 mmol/L CaCl2處理組與鹽對照組相比差異不顯著(P>0.05)；3種濃度的CaCl2溶液處理鹽脅迫的大豆幼苗后，其可溶性糖含量均高于空白對照組，并且差異顯著(P<0.05)。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。Note: Different lowercases stand for significant difference(P<0.05).圖1　不同濃度CaCl2對鹽脅迫下大豆可溶性糖含量的影響Fig.1Effects of different concentrations of CaCl2 on soluble sugar content in soybean under salt stress

2.2不同濃度CaCl2對鹽脅迫下大豆可溶性蛋白含量的影響由圖2可知，空白對照組的可溶性蛋白含量約為6.80 mg/g；150 mmol/L NaCl脅迫處理大豆三葉期幼苗后，與空白對照組相比，可溶性蛋白含量增加了48.16%，差異顯著(P<0.05)；用10、15、20 mmol/L CaCl2溶液分別處理鹽脅迫的大豆幼苗，10 mmol/L CaCl2處理組與鹽對照組相比其可溶性蛋白含量降低了49.79%，二者差異顯著(P<0.05)，而15 mmol/L CaCl2處理組與20 mmol/L CaCl2處理組的可溶性蛋白含量分別為13.51 mg/g和10.51 mg/g。統計學分析顯示，與鹽對照組相比，差異均不顯著(P>0.05)，10 mmol/L CaCl2處理組可溶性蛋白含量略低于空白對照組，差異不顯著(P>0.05)，15、20 mmol/L CaCl2處理組可溶性蛋白含量均高于空白對照組，其中15 mmol/L CaCl2處理組與空白對照組差異顯著(P<0.05)。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。Note: Different lowercases stand for significant difference(P<0.05).圖2　不同濃度CaCl2對鹽脅迫下大豆可溶性蛋白含量的影響Fig.2　Effects of different concentrations of CaCl2 on soluble protein content in soybean under salt stress

2.3不同濃度CaCl2對鹽脅迫下大豆脯氨酸含量的影響由圖3可知，空白對照組的脯氨酸含量約為256.18 μg/g；用150 mmol/L NaCl處理大豆三葉期幼苗后，與空白對照組相比，脯氨酸含量增加了91.26%，差異顯著(P<0.05)；用10、15、20 mmol/L CaCl2處理鹽脅迫的大豆幼苗后，與鹽對照組相比，脯氨酸含量分別提高了85.12%、93.25%、94.52%，且差異均顯著(P<0.05)；10 mmol/L CaCl2處理組的脯氨酸含量顯著低于空白對照組的脯氨酸含量(P<0.05)，15、20 mmol/L CaCl2處理組脯氨酸含量均顯著高于空白對照組(P<0.05)。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。Note: Different lowercases stand for significant difference(P<0.05).圖3　不同濃度CaCl2對鹽脅迫下大豆脯氨酸含量的影響Fig.3　Effects of different concentrations of CaCl2 on proline content in soybean under salt stress

3　結論與討論

該研究結果表明，在給三葉期大豆幼苗施加150 mmol/L NaCl脅迫后，可溶性糖和可溶性蛋白的含量與空白對照組相比均顯著升高，而脯氨酸含量顯著下降。這在一定程度上說明150 mmol/L NaCl脅迫促進了可溶性糖和可溶性蛋白在體內的合成，以此來緩解鹽脅迫，而150 mmol/L NaCl脅迫在一定程度上抑制了脯氨酸的合成。

用3種不同濃度CaCl2溶液處理鹽脅迫的大豆幼苗后，得到結論如下：①可溶性糖含量測定結果表明，10 mmol/L和15 mmol/L CaCl2處理組的可溶性糖含量均高于鹽對照組的可溶性糖含量，差異顯著(P<0.05)，起到了很好的緩解效果，并且15 mmol/L CaCl2處理組的緩解效果最好，這與胡遠富等[5]對可溶性糖含量測定的結果一致；用20 mmol/L CaCl2溶液處理大豆幼苗后，其可溶性糖含量略低于鹽對照組，未達到差異顯著水平(P>0.05)，這說明20 mmol/L CaCl2溶液沒有起到緩解效果。②可溶性蛋白的測定結果表明，15 mmol/L CaCl2處理后，其含量升高，說明起到了一定的緩解作用，但是效果不顯著(P>0.05)；10 mmol/L和20 mmol/L CaCl2處理沒有起到緩解效果(P>0.05)，可能是因為大豆幼苗對于這2種濃度的溶液反應不敏感或是不在其調控范圍之內。③脯氨酸含量測定結果表明,CaCl2處理組的脯氨酸含量均顯著高于鹽對照組(P<0.05)，即均起到緩解作用，并且脯氨酸含量與CaCl2濃度呈正相關，20 mmol/L CaCl2處理組緩解效果最好，這與王增進等[6]所得到的結論一致。綜合分析外源CaCl2對鹽脅迫下大豆幼苗滲透調節物質含量的影響表明，15 mmol/L CaCl2的緩解效果最好。

[1]覃杰明,何含杰,張黨權，等.6-BA和GA3對鹽脅迫下紅桿鐵皮石斛幼苗生理生化影響[J].亞熱帶植物科學,2016,45(1):27-31.

[2]嚴蓓,孫錦,郭世榮,等.鈣對鹽脅迫下黃瓜幼苗生長及可溶性蛋白質表達的影響[J].江蘇農業學報,2012,28(4):841-845.

[3]周雙云,蔣晶,高龍燕,等.不同濃度CaCl2對鹽脅迫下巴西蕉幼苗生理的影響[J].應用與環境生物學報,2014,20(3):449-454.

[4]張志良,翟偉菁.植物生理學實驗指導[M].北京：高等教育出版社，2003:127-128,159-160,258-259.

[5]胡遠富,王澤奇,施君信,等.氯化鈣對大豆生長發育及抗逆性的促進效應研究[J].黑龍江八一農墾大學學報,2007,19(3):39-42.

[6]王增進,張玉先.大豆鹽脅迫研究進展[J].黑龍江八一農墾大學學報,2005,17(6):26-29.

Effects of CaCl2on the Content of Osmotic Adjustment Substances in Soybean Seedlings under Salt Stress

YANG Yan-bo,LIU Ruo-cen,CUI Xin,WU Yan*et al

(Daqing Normal University,Daqing,Heilongjiang 163712)

[Objective]The aim was to provide rationalization proposals for soybean planting in soil salinization area,and increase soybean yield.[Method]By using pot cultured soybean,effects of 10,15 and 20 mmol/L exogenous CaCl2on osmotic adjustment substances in soybean seedlings under NaCl 150mmol/L stress were studied.[Result]Applying 150 mmol/L NaCl on soybean seedling in three leaf stage,the content of soluble sugar and soluble protein were significantly higher than (P<0.05) that in the blank control group,and the proline content was decreased significantly (P<0.05);spraying 10 mmol/L CaCl2treatment group was compared with the salt control group,the contents of proline and soluble sugar were increased significantly (P<0.05),soluble protein was significantly decreased (P<0.05);spraying 15 mmol/L CaCl2treatment group was compared with salt control group,the content of osmotic substances were increased,the soluble sugar,proline content were increased significantly (P<0.05),soluble protein was not significant(P>0.05);spraying 20 mmol/L CaCl2treatment group was compared with the salt control group,soluble sugar,soluble protein content were decreased,but did not reach significant level (P>0.05),and the proline content was increased significantly (P<0.05).[Conclusion]The effect of exogenous CaCl2on the content of osmotic adjustment substances of soybean seedlings under salt stress showed that 15 mmol/L CaCl2had the best effect.

Soybean;Salt stress;Calcium chloride;Osmotic adjustment substance

楊艷波(1992- )，男，內蒙古呼倫貝爾人，本科生，專業：生物技術。*通訊作者，講師，碩士，從事植物生理生態研究。

2016-07-11

S 501;S 565.1

A

0517-6611(2016)25-033-02