鹽堿脅迫對橡膠草芽苗生理生化指標的影響

肖 宇，王曉飛，孫 力

(黑龍江省科學院大慶分院，黑龍江 大慶 163319)

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鹽堿脅迫對橡膠草芽苗生理生化指標的影響

肖 宇，王曉飛，孫 力

(黑龍江省科學院大慶分院，黑龍江 大慶 163319)

以盆栽橡膠草為試驗材料，研究了輕度、中度和重度鹽堿脅迫下其葉片部分生理生化指標的變化，探討橡膠草植株的耐鹽堿能力。

橡膠草；鹽堿脅迫；生理生化指標

我國土地資源緊缺，只能利用邊際土地發(fā)展橡膠草，嚴重制約了橡膠草的產(chǎn)業(yè)化，黑龍江省土地總面積47.3萬hm2，占全國土地總面積的4.9%[1]，具備規(guī)模種植的前提條件，但是目前黑龍江省面積比較大的土地資源是鹽堿地，西部的松嫩平原是世界三大蘇打鹽堿土集中分布區(qū)之一，鹽堿土面積已近66.7萬hm2，其中含鹽量超過1%的鹽土和鹽堿土超過10萬hm2，土壤以堿化草甸土為主，pH值一般大于8。鹽堿地的不斷擴張嚴重地破壞著當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，也是長期困擾農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的主要問題[2]。我省大面積的鹽堿地沒有得到很好的開發(fā)利用，所以研究橡膠草在鹽堿地栽植成為橡膠草大面積推廣的重要前提。

1 材料和方法

1.1 材料及處理

實驗采用隨機區(qū)組設計，兩種鹽各設6個濃度梯度，Na2CO3的濃度設為：0、5、15、25、35、45 (mol/L)，pH值分別為6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5；NaHCO3的濃度設為：0、20、40、50、60、80 (mol/L)。對照(CK)均為蒸餾水，pH值為7.0。Na2CO3編號為m1、m2、m3、m4、m5；NaHCO3編號為n1、n2、n3、n4、n5。將50粒橡膠草種子置于培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，進行3次重復。

1.2 測定項目及方法

通過日常記錄，統(tǒng)計培養(yǎng)皿中的橡膠草種子的發(fā)芽數(shù)、測定下胚軸的長度及一級側(cè)根數(shù)，并測定橡膠草的膜的透性、丙二醛含量。

A．橡膠草種子發(fā)芽率的計算。發(fā)芽率(%)：Gr=n/N× 100%，n-發(fā)芽數(shù)，N-種子總數(shù)。發(fā)芽勢(%)：第9d的橡膠草種子發(fā)芽數(shù)占種子總數(shù)的百分比。主根長度：游標卡尺。

B．橡膠草幼苗生理生化指標的測定。丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法[3]，相對膜透性測定采用電導法[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿脅迫對橡膠草種子發(fā)芽的影響

由表1可知，兩種鹽堿脅迫下，橡膠草種子發(fā)芽都受到影響，都有不同程度的降低，但與對照相比其差異不明顯。在Na2CO3和NaHCO3較低濃度時，ml、n1、n2的發(fā)芽勢有所升高，但是隨著鹽堿處理濃度的不斷升高，發(fā)芽勢又受到了明顯抑制。

2.2 鹽堿脅迫對橡膠草芽苗鹽害癥狀及芽苗生長的影響

2.2.1 鹽堿脅迫下橡膠草芽苗的鹽害癥狀

橡膠草種子各處理第3d開始發(fā)芽，但對照種子發(fā)芽數(shù)要比鹽堿處理的多，第5d和第6d達到發(fā)芽高峰 (從發(fā)芽第5d開始計算種子發(fā)芽勢，到第10d時計算種子發(fā)芽率)。發(fā)芽第8d時，對照ck處理的子葉全部展開，Na2CO3處理中 m1、m2處理子葉剛開始展開，NaHCO3處理中n1、n2、n3、n4的子葉也開始展開，而m3處理中只有部分子葉展開，m4、m5和n5的處理則未展開子葉。

表1 鹽堿脅迫對橡膠草種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢的影響

Tab.1InfluenceofvariousconcentrationsofsaltandalkalistressonGerminationrate(Gr)ofTKS

處理發(fā)芽率%發(fā)芽勢%CK99.33aA51.33bBm199.00abA57.00aAm298.00abcA50.00bBCm397.00bcAB46.00cCDm497.33cAB34.00dDm595.33Db29.33EeCK98.33aA52.33cBn197.00aAB58.33aAn298.00abABC54.00bBn396.33abABC35.33dBCn497.33bcBC29.00dcn591.33cC18.00eD

注：小寫字母為5%顯著水平，大寫字母為1%極顯著水平。

ck、m1、m2和nl最早出現(xiàn)主根。在發(fā)芽第10d時，ck、ml、m2、m3、nl、n2、n3處理出現(xiàn)側(cè)根，而m4、m5、n4、n5只出現(xiàn)白芽。

2.2.2 鹽堿脅迫對橡膠草芽苗生長的影響

表2是橡膠草發(fā)芽第13d測得，從表中可以看出，兩種鹽堿脅迫下，橡膠草芽苗受到了嚴重抑制。隨著鹽濃度的增加，下胚軸和主根長急劇縮短，甚至高濃度的沒有發(fā)根，子葉展開數(shù)也急劇降低。Na2CO3處理相應的側(cè)根和側(cè)根分級也下降。NaHCO3低濃度的處理促進了側(cè)根的產(chǎn)生和分級，高濃度則有嚴重抑制。

表2 鹽堿脅迫對橡膠草芽苗生長的影響

Tab.2InfluenceofvariousconcentrationsofsaltandalkalistressonbudtimeofgrowthofTKS

處理下胚軸長度(cm)主根長(cm)側(cè)根數(shù)(個)子葉展開數(shù)%CK2.12.66100m11.71.22100m21.512100m30.9無280m40.5無無無m50.5死亡無無無n13.54.25.5100n21.91.65100n31.31.1250n40.8死亡無無40n50.4無無無

2.2.3 鹽堿脅迫對橡膠草芽苗膜的透性的影響

生物膜的透性對逆境的反應比較敏感，植物質(zhì)膜在受到逆境脅迫時就會發(fā)生變化，表現(xiàn)為功能受損或結(jié)構(gòu)被破壞、透性增大等，細胞中各種水溶性物質(zhì)將有不同程度的外滲，因此可采用相對電導率的變化來表示質(zhì)膜透性的變化[5]。

圖1 鹽堿脅迫對橡膠草幼苗膜的透性的影響(A、B)

如圖1所示，兩種鹽堿脅迫處理下，橡膠草幼苗膜的透性隨著鹽堿濃度的上升，膜的透性隨之變大。圖1A所示，Na2CO3脅迫處理下，從低濃度到高濃度分別比對照提高了24.85%、62.73%、107.11%、160.03%、227.18%。NaHCO3脅迫下，從低濃度到高濃度分別比對照提高了13.10%、44.89%、88.52%、150.29%、198.16%。從實驗結(jié)果來看，Na2CO3脅迫處理增幅更大，膜受傷程度更大。

2.2.4 鹽堿脅迫對橡膠草芽苗丙二醛(MDA)含量的影響

堿脅迫對細胞造成的傷害之一是對細胞膜結(jié)構(gòu)的傷害，丙二醛(MDA)是膜脂過氧化作用的產(chǎn)物之一，由膜脂過氧化作用產(chǎn)生的MDA含量可作為植物受害強弱的指標之一。

圖2 鹽堿脅迫對橡膠草幼苗丙二醛含量的影響(A、B)

由圖2可以看出，兩種鹽堿脅迫處理下，丙二醛含量隨著鹽堿處理濃度的增加而增加。在Na2CO3脅迫處理下，從低濃度到高濃度分別比對照增加了1.23、1.51、1.77、2.29、2.78倍。在NaHCO3脅迫處理下，從低濃度到高濃度分別比對照增加了1.07、1.18、1.49、1.88、2.24倍。

3 討論

3.1 鹽堿脅迫與橡膠草種子萌發(fā)的影響

種子在萌發(fā)期對環(huán)境十分敏感，更易受到鹽堿脅迫環(huán)境壓力的傷害[6]。早在1952年，Ayers指出，鹽分脅迫抑制種子的萌發(fā)，主要表現(xiàn)在降低種子萌發(fā)率和延長種子萌發(fā)時間兩個方面。

本研究結(jié)果表明，兩種鹽堿脅迫處理下，橡膠草種子完成萌發(fā)所需的時間較對照延遲了2～3d。脅迫處理下種子的發(fā)芽勢大大降低，同時橡膠草幼苗的下胚軸長度、主根側(cè)根的長度和數(shù)目以及子葉展開數(shù)，都隨著鹽堿處理濃度的增大而表現(xiàn)出不同程度的變化，有的幼苗甚至出現(xiàn)了牙尖變黑、腐爛。兩種脅迫下，Na2CO3脅迫對發(fā)芽勢、發(fā)芽率的影響都低于NaHCO3脅迫。對幼苗的下胚軸長度、主根長度和側(cè)根的分級數(shù)，Na2CO3脅迫的影響都高于NaHCO3脅迫。

3.2 鹽堿脅迫與膜的透性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)

3.2.1 鹽堿脅迫與膜的透性

鹽堿脅迫對植物葉片細胞膜透性有較明顯的影響，其變化也是反映植物受到外界脅迫后受傷程度的一個脅變指標。試驗結(jié)果表明，兩種鹽堿脅迫處理下，橡膠草芽苗葉片的細胞膜透性隨著鹽堿濃度的上升而隨之變大。而且脅迫時間越長，質(zhì)膜受損傷的程度越大。

3.2.2 鹽堿脅迫與丙二醛的積累

鹽堿脅迫對細胞造成的傷害之一是對細胞膜結(jié)構(gòu)的傷害，MDA是質(zhì)膜過氧化的產(chǎn)物，是植物受害程度的指標之一，MDA產(chǎn)生的越多說明植物質(zhì)膜受到的傷害越嚴重。

本試驗中在鹽堿脅迫條件下，丙二醛的含量隨處理濃度的增加而增加，當鹽堿濃度達到一定程度時，丙二醛含量急劇增加，隨著脅迫時間越長，丙二醛的含量也越來越多。橡膠草植株的膜脂過氧化程度逐漸增加，植株本身的傷害也越來越重。

[1] 楊月紅，孫莊艷．植物的鹽害和抗鹽性 [J]．生物學教學，2002，27(11)：1-2.

[2] QADIR M，GHAFOORA，MURTAZA G．Amelioration strategies for saline soils[J]．Land Degradation and Development，2000，11(6)：501-521．

[3] 秦耀宗．酒精工藝學[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社，1998．

[4] 張曉陽．國際燃料乙醇工業(yè)發(fā)展概況[J]．玉米科學，2003，(專刊)：88-91．

[5] 侯福林．植物生理實驗教程[M]．北京：科學出版社，2004．

[6] 吳麗君，李志輝，位嬌. NaCl脅迫對番茄種子萌發(fā)的影響[J]．中國種業(yè)， 2009，(11)：44-46.

Effect of saline alkali stress on physiological and biochemical indexes of Rubber Seedlings sprout

XIAO Yu, WANG Xiao-fei, SUN Li

(Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences, Daqing 163319, China)

The changes of physiological and biochemical indexes of the leaves under mild, moderate and severe saline alkali stress were studied with pot koksaphyz as test material.

Koksaphyz; Saline alkali stress; Physiological and biochemical indexes

2016-09-18

肖宇(1984-)，女，碩士，助理研究員。

S662.5

A

1674-8646(2016)20-0004-03