NaCl脅迫下木芙蓉幼苗葉片的抗氧化特性

趙兵+張凡+薛春榮

摘要：本研究以木芙蓉（Hibiscus mutabilis L.）品種牡丹粉和醉芙蓉的幼苗為試驗材料，通過盆栽控鹽的方法，研究NaCl脅迫對兩品種幼苗葉片相對含水量及SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性的影響，分析其耐鹽性及生理機制。結果表明：在鹽脅迫下，醉芙蓉幼苗葉片保水能力較牡丹粉強，平均抗氧化酶活性高于牡丹粉，為木芙蓉耐鹽性鑒定和園林栽培木芙蓉品種的選擇提供了可靠的理論基礎和依據。

關鍵詞：木芙蓉；耐鹽性；相對含水量；抗氧化酶活性

中圖分類號：S685.01 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2016）11-0057-04

Abstract Using seedlings of Hibiscus mutabilis L. cv. Zuifurong and Mudanfen as experimental materials， the salt tolerance and physiological mechanism were analyzed through measuring the leaf relative water content and antioxidant enzyme activities， such as SOD， POD and CAT， under NaCl stress with pot culture method. The results showed that under salt stress conditions， the seedling leaves of Zuifurong had higher water retaining capacity and average antioxidant enzyme activities than those of Mudanfen. This research provided reliable theoretical bases for salt resistance identification and selection of Hibiscus mutabilis L. cultivars in garden cultivation.

Keywords Hibiscus mutabilis L.； Salt tolerance； Relative water content； Antioxidant enzyme activities

木芙蓉（Hibiscus mutabilis L.）為錦葵科木槿屬落葉灌木或小喬木，高2～5 m，晚秋開花，花大色美。木芙蓉不僅具有觀賞價值高、繁殖容易、管護粗放和凈化大氣等優良特性[1]，還因其含有豐富的黃酮苷、金絲桃甙、菊糖甙、酚類、還原糖等成分，具有很高的藥用和食用價值[1-3]。目前，我國土壤鹽漬化相對較多，面積達到了500×104 hm2，主要分布在山東、河北、遼寧等省和江蘇北部的海濱沖積平原等地區[4]。過多的鹽分對植物生長發育有很大影響，不僅會使植物的生長受到抑制，植株矮小，葉面積變色、變小，嚴重時植株死亡[5]，還會影響到植物的細胞顯微結構、細胞膜透性及生理生化代謝。唐學璽等[6]發現，鹽脅迫下小麥膜透性增大，細胞的丙二醛（MDA）和微粒體膜的磷脂含量分別呈上升和下降趨勢，推測NaCl對膜的傷害很可能是由膜脂過氧化和脫脂化作用共同引起的。大量實驗證明，提高植物體內的抗氧化酶活性及增強抗氧化代謝水平是提高植物耐鹽性的有效途徑。

目前有關木芙蓉耐鹽性，特別是耐鹽生理機制方面的研究報道還較少。現代遺傳學家和植物生理學家逐步達成共識，即植物對鹽脅迫的反應機制和抗鹽機理的深入研究是指導通過生物工程方法或其它措施改造植物，提高植物抗鹽能力的前提[7]。因此，本試驗以木芙蓉品種牡丹粉和醉芙蓉的幼苗為研究對象，通過測定分析NaCl脅迫下其葉片相對含水量和抗氧化酶活性變化，比較了兩品種的耐鹽能力，探討了其耐鹽的生理機制，以期為木芙蓉的耐鹽性鑒定和園林栽培提供理論基礎和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及處理

木芙蓉品種為牡丹粉和醉芙蓉。選取長勢一致、均勻的木芙蓉幼苗于春季栽于裝有相同重量基質土的花盆中，底部通氣，置于培養室中于12 000 lx、25℃下培養。每10 d澆一次水，移栽30 d后于2015年6月8日進行鹽脅迫處理，每盆每隔一天澆150 mL 含200 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland溶液。分別采集處理0（CK）、1、3、8、13、18 d的幼苗第4片功能葉作為試驗材料，3次重復。

1.2 葉片相對含水量的測定

剪下葉片后立刻稱鮮重，然后置于燒杯中，暗中放置24 h后稱飽和重，之后于鼓風烘箱中80℃恒溫烘干48 h，稱干重，計算相對含水量（RWC），重復3次，取其平均值。

葉片相對含水量：RWC（%）=（鮮重-干重）/（飽和重-干重）×100 。

1.3 抗氧化酶活性的測定

1.3.1 酶液提取 酶提取液為 50 mmol·L-1磷酸緩沖液[pH 7.0，含 1% （W/V） PVP、0.1 mmol·L-1 EDTA-Na2和 0.05% （W/V） Triton X-100]。取0.5 g幼苗葉片（去葉脈），加入2 mL酶提取液冰浴研磨成勻漿，加提取液至終體積為10 mL。4℃、12 000×g 離心15 min，取上清液待測。

1.3.2 SOD活性測定 采用氮藍四唑（NBT）法[8]測定。將加有1.5 mL酶液的試管置于光照培養箱中，于4 000 lx、25℃下反應20 min，以不照光的對照管調零，測定560 nm下的吸光度值，以抑制NBT光化還原的50%為一個酶活單位，SOD活性單位為U·g-1FW。

1.3.3 POD活性測定 采用愈創木酚法[9]測定，酶液中加入H2O2啟動反應，以每分鐘吸光度值變化0.01為1個酶活性單位，POD活性以U·g-1FW表示。

1.3.4 CAT活性測定 參照Aebi[10]的方法測定。取2.9 mL反應液加入0.1 mL酶液，以PBS為對照調零，測定240 nm吸光度值在40 s內的變化。以每分鐘吸光度值減少0.01為1個酶活性單位，CAT活性以U·g-1FW表示。

1.3.5 APX活性測定 參照Nakano等[11]的方法測定APX的活性，以1 min內A290變化0.01為一個酶活性單位，APX活性以U·g-1FW表示。

2 結果與分析

2.1 NaCl脅迫對幼苗葉片相對含水量的影響

NaCl脅迫下，牡丹粉和醉芙蓉幼苗葉片的相對含水量均下降（圖1）。脅迫處理0 d時，牡丹粉和醉芙蓉幼苗葉片中的相對含水量分別為94.53%、96.41%，處理18 d后分別下降到46.66%、52.57%。處理前期，兩品種間差異較小，處理18 d時醉芙蓉的葉片相對含水量明顯高于牡丹粉。

2.2 NaCl脅迫對幼苗葉片抗氧化酶活性的影響

2.2.1 NaCl脅迫對幼苗葉片SOD活性的影響 隨著NaCl脅迫時間的延長，牡丹粉和醉芙蓉幼苗葉片SOD活性均表現為先升高后降低的變化趨勢，處理8 d時活性最高（圖2A）。兩品種間，醉芙蓉葉片的SOD活性高于牡丹粉。

2.2.2 NaCl脅迫對幼苗葉片POD活性的影響 牡丹粉和醉芙蓉葉片中的POD活性在NaCl脅迫下的變化趨勢與SOD活性相似，均呈先升高后降低的變化趨勢，處理13 d時活性達到最高，至處理18 d時POD活性大幅下降，降幅分別為20.74%、26.23%（圖2B）。兩品種間，除處理3 d時牡丹粉的POD活性略高于醉芙蓉外，其它處理均為醉芙蓉的POD活性高。

2.2.3 NaCl脅迫對幼苗葉片CAT活性的影響 牡丹粉和醉芙蓉幼苗葉片CAT活性隨處理時間的延長均呈先升高后降低的變化趨勢，處理13 d時最高（圖2C）。兩品種間，醉芙蓉的CAT活性大于牡丹粉。

2.2.4 NaCl脅迫對幼苗葉片APX活性的影響 兩品種的APX活性均隨NaCl處理時間的延長呈先升高后降低的趨勢，但達到峰值的時間不同，牡丹粉在處理13 d時達到峰值，而醉芙蓉在處理8 d達到峰值（圖2D）。兩品種間，除處理18 d時牡丹粉的APX活性高于醉芙蓉外，其它處理均低于醉芙蓉。

3 討論與結論

鹽脅迫會破壞植物對水分的吸收及植物葉片的保水能力，相對含水量是反映植物葉片保水能力的重要指標。無論耐鹽性強的植物還是鹽敏感型植物，在鹽脅迫下葉片的相對含水量均會下降，且耐鹽性強的植物葉片含水量下降的速率小于耐鹽性弱的植物。本研究結果表明：在鹽脅迫下，牡丹粉和醉芙蓉幼苗葉片的相對含水量均有所下降，醉芙蓉葉片中的相對含水量高于牡丹粉，但差異不明顯。醉芙蓉葉片相對含水量的下降速率低于牡丹粉，說明在鹽脅迫下醉芙蓉葉片的保水能力強于牡丹粉。

鹽脅迫下，植物體產生H2O2等過氧化性物質，對植物造成傷害[12]。在鹽脅迫下，SOD、POD等抗氧化酶活性增強，且耐鹽品種的POD活性比鹽敏感品種高 [13-15]。本研究結果表明：抗氧化酶活性在鹽脅迫條件下初期呈增強趨勢，隨著鹽脅迫時間的延長，抗氧化酶活性降低，這與Raza等[14]和魏國強等[16]的研究結果相一致。但兩品種抗氧化酶對鹽脅迫的響應程度有所差異。醉芙蓉幼苗葉片中的SOD和APX均是在鹽處理8 d時達到最大值，且均高于牡丹粉。牡丹粉和醉芙蓉幼苗葉片中CAT和POD活性均為鹽處理13 d時達到最大，且均為醉芙蓉高于牡丹粉。但是，在長時間的鹽脅迫下各種抗氧化酶活性的降幅在兩個品種間沒有較明顯差異。通過木芙蓉耐鹽性的研究試驗，掌握不同品種的耐鹽強度差異，可為城市綠化和園林景觀設計中木芙蓉品種的選擇提供科學的理論依據。

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