硝普鈉和Zn2+對(duì)鹽脅迫下棉花幼苗生長(zhǎng)的影響

代海芳++陳彪++段易伶++王春麗

摘要：為了研究外源NO供體硝普鈉（SNP）和Zn2+復(fù)配浸種對(duì)鹽脅迫下棉花（Gossypium spp.）幼苗生長(zhǎng)的影響，以魯21為材料，考察了不同濃度的SNP和Zn2+復(fù)配浸種后對(duì)鹽脅迫下棉花種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及幼苗葉片各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，SNP和Zn2+復(fù)配浸種能顯著提高鹽脅迫條件下棉花種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)，提高棉花幼苗根系活力、POD活性、SOD活性、葉綠素及脯氨酸含量，并能顯著降低幼苗葉片的相對(duì)電導(dǎo)率及MDA含量，其中以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復(fù)配浸種的效果最好。

關(guān)鍵詞：SNP；鹽脅迫；Zn2+；棉花（Gossypium spp.）；幼苗生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S562；Q945.78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）09-1620-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.09.006

Effects of SNP and Zn2+ on the Growth of Cotton Seedling under Salt Stress Conditions

DAI Hai-fang， CHEN Biao， DUAN Yi-ling， WANG Chun-li

（Department of Life Science and Technology， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract：To research the effects of soaking seeds using compound of SNP（NO donor） and Zn2+ on the cotton（Gossypium spp.） seedling growth under salt stress，taking Lu 21 as materials，the effects of compound of SNP and Zn2+ on germination rate， germination potential，seedling leaf conductivity，root activity，POD activity，SOD activity，chlorophyll content，proline content and MDA content of cotton under salt stress were studied. The results showed that，under salt stress conditions，SNP and Zn2+ compounds could significantly improve the germination rate，germination potential，root activity，POD activity，SOD activity，chlorophyll and proline content of cotton seed，and reduce the conductivity and MDA content of seedling leaves. The compounds of 0.10 mmol/L SNP and 20 mg/L Zn2+ had the best effect.

Key words： SNP； salt stress； Zn2+； cotton（Gossypium spp.）； seedling growth

一氧化氮（NO）是廣泛存在于植物組織中重要的氧化還原信號(hào)分子、易擴(kuò)散的活性分子。它可以提高植物在逆境條件下的適應(yīng)性，誘導(dǎo)種子萌發(fā)，影響植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高幼苗的生活能力。NO廣泛參與植物各種逆境脅迫的調(diào)節(jié)，如鹽脅迫、干旱脅迫等。這些調(diào)節(jié)效應(yīng)與細(xì)胞的生理?xiàng)l件和NO濃度密切相關(guān)[1，2]。低濃度下可以誘導(dǎo)種子萌發(fā)、根系伸長(zhǎng)，高濃度下表現(xiàn)抑制作用。近年來，NO在植物抗逆反應(yīng)中的研究頗受關(guān)注，特別是緩解干旱、鹽漬化、高溫等非生物脅迫的研究。研究表明，NO供體硝普鈉（SNP）浸種能夠緩解鹽脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)的抑制作用[3]。

鋅是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量元素，在植物有機(jī)酸代謝、生長(zhǎng)素及葉綠素的形成、酶促反應(yīng)、氮素代謝中有著重要作用。低濃度鋅對(duì)小麥生長(zhǎng)起促進(jìn)作用，但鋅濃度達(dá)300～500 mg/g時(shí)，對(duì)小麥有明顯的抑制作用[4]。一定濃度的鋅對(duì)甜菜種子發(fā)芽有促進(jìn)作用，高濃度則抑制種子的發(fā)芽[5]。10 μg/mL的外源鋅浸種有利于大豆芽對(duì)鋅的積累[6]。

雖然關(guān)于SNP和鋅對(duì)提高植物的抗逆性已做了大量研究，但尚無關(guān)于二者復(fù)配在植物抗逆性方面的使用。本試驗(yàn)初步探討二者對(duì)鹽脅迫條件下棉花（Gossypium spp.）幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為提高棉花鹽堿地種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試驗(yàn)用的棉花品種魯21由河南科技學(xué)院遺傳育種實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

采用發(fā)芽盒模擬鹽脅迫（0.3%NaCl溶液）培養(yǎng)法。

試驗(yàn)采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。SNP為A因素，設(shè)3個(gè)不同濃度，分別為0.05 mmol/L（A1）、0.10 mmol/L（A2）、0.20 mmol/L（A3）；Zn2+為B因素，設(shè)3個(gè)不同濃度，分別為10 mg/L（B1）、20 mg/L（B2）、 30 mg/L（B3）。以去離子水浸種后種于模擬鹽脅迫的沙土中的棉花幼苗為對(duì)照（CK），2個(gè)因素，3個(gè)水平，共10個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。

稱取適量的棉花品種，經(jīng)過濃硫酸脫絨，10%的雙氧水消毒20 min后，用不同濃度的SNP和Zn2+混合溶液浸泡24 h后，將種子種植于發(fā)芽盒（12 cm×20 cm×5 cm）中，每盒60粒，最后再覆蓋一層沙土，噴施補(bǔ)水（濕潤(rùn)即可），蓋上蓋子，置于培養(yǎng)室內(nèi)，在光照30 ℃、黑暗26 ℃，12 h光照條件下培養(yǎng)。每天記錄發(fā)芽數(shù)，定時(shí)補(bǔ)水，并記錄補(bǔ)水量和棉花每天的生長(zhǎng)狀況，第四天測(cè)定發(fā)芽勢(shì)，第七天測(cè)定發(fā)芽率，在種子萌發(fā)12 d后測(cè)定幼苗的丙二醛、葉綠素、脯氨酸、根系活力、SOD活性、POD活性、相對(duì)電導(dǎo)率等相關(guān)生理指標(biāo)。

1.3 相關(guān)指標(biāo)測(cè)定方法

發(fā)芽率=（發(fā)芽終期全部正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試驗(yàn)種子總數(shù)）×100%；發(fā)芽勢(shì)=發(fā)芽高峰期發(fā)芽的種子數(shù)/供試驗(yàn)種子數(shù)×100%；相對(duì)電導(dǎo)率用電導(dǎo)率儀測(cè)量[7]；過氧化物酶（POD）活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚比色法[7]；根系活力測(cè)定采用TTC法[7]；脯氨酸含量測(cè)定采用酸性茚三酮顯色法[7]；丙二醛含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸比色法[7]；葉綠素含量測(cè)定采用乙醇丙酮浸提法[8]；超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑還原法[7]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS Statistics 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 SNP和Zn2+對(duì)鹽脅迫下棉花種子發(fā)芽的影響

SNP和Zn2+對(duì)鹽脅迫下棉花種子萌發(fā)的影響見表1。由表1可知，與對(duì)照組相比，SNP和Zn2+復(fù)配處理明顯提高鹽脅迫條件下棉花幼苗的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。其中，0.10 mmol/L SNP和20或30 mg/L Zn2+復(fù)配處理后的發(fā)芽率最高，兩者顯著高于對(duì)照；0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復(fù)配處理后的發(fā)芽勢(shì)最高，但各處理間差異不顯著。

2.2 SNP和Zn2+對(duì)鹽脅迫下棉花幼苗各生理生化指標(biāo)的影響

由表2可知，SNP和Zn2+復(fù)配處理對(duì)鹽脅迫下棉花幼苗保護(hù)性酶活性的影響顯著，與對(duì)照相比，SNP和Zn2+復(fù)配處理能明顯提高鹽脅迫條件下棉花幼苗的SOD和POD的活性。其中，以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復(fù)配處理后的SOD活性最高，其次是0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+復(fù)配處理，兩者之間差異不顯著；0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復(fù)配處理后的POD活性最高，其次是0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+復(fù)配處理，二者之間差異不顯著。由表2還可以看出，與對(duì)照相比，SNP和Zn2+復(fù)配處理明顯提高了鹽脅迫條件下棉花幼苗的葉綠素含量、根系活力和脯氨酸含量。3個(gè)指標(biāo)均以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復(fù)配處理后的值最高，其次是0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+復(fù)配處理，二者均顯著高于對(duì)照。

SNP和Zn2+對(duì)鹽脅迫下棉花幼苗膜透性的影響明顯，與對(duì)照相比，SNP和Zn2+復(fù)配處理明顯降低鹽脅迫條件下棉花幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量。相對(duì)電導(dǎo)率以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復(fù)配處理后最小，與其他處理間差異顯著；丙二醛含量以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+、0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+復(fù)配處理最低。

3 結(jié)論

已有研究表明，NO參與鹽脅迫條件下植物中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，提高植株的抗氧化系統(tǒng)活性，調(diào)節(jié)植物離子平衡，從而提高植物的抗鹽性[8]。Ruan等[9]的研究表明，用NO供體處理小麥，可以誘導(dǎo)鹽脅迫條件下SOD、CAT活性的增強(qiáng)，減少O2·-和H2O2的積累，緩解滲透脅迫引起氧化損傷。樊懷福等[10]研究發(fā)現(xiàn)0.1 mmol/L的外源NO供體SNP能明顯提高NaCl脅迫下黃瓜幼苗葉片可溶性蛋白質(zhì)的積累，提高幼苗根系抗氧化酶活性，降低鹽脅迫造成的根系膜脂過氧化作用，提高黃瓜幼苗的耐鹽性。鋅可以增強(qiáng)植物在逆境下細(xì)胞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而增強(qiáng)植物對(duì)逆境的抵抗力。張玉瓊等[11]研究表明，施用鋅肥可明顯減輕淹水玉米澇害。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度的SNP和Zn2+復(fù)配均可影響鹽脅迫下棉花種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，提高棉花幼苗的SOD、POD活性以及葉綠素含量、根系活力與脯氨酸含量，同時(shí)降低葉片的相對(duì)電導(dǎo)率及丙二醛含量，特別是0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+的復(fù)配處理，其效果最佳。

參考文獻(xiàn)：

[1] ZHAO L Q，ZHANG F，GUO J K，et al. Nitric oxide functions as a signal in salt resistance in the calluses from two ecotypes of reed[J].Plant Physiology，2004，134（2）：849-857.

[2] MATA C G，LAMATTINA L. Nitric oxide induces stomatal closure and enhances the adaptive plant responses against drought stress[J].Plant Physiology，2001，126（3）：1196-1204.

[3] 段 培，丁 烽，王 芳，等.一氧化氮供體硝普鈉浸種緩解鹽脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)的抑制作用[J].植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào)，2007，33（3）：244-250.

[4] LI C X，L U X Y，SHAO Y，et al. Effects of As-Zn combined pollution on growth and physiological and biochemical reactions of wheat seedling[J].Journal of Agro-Environmental Science， 25（1）：43-48.

[5] 張福順，徐艷麗，劉乃新，等.甜菜中過量鋅元素對(duì)其它金屬元素吸收的影響[J].中國(guó)甜菜糖業(yè)，2013（2）：32-33.

[6] 徐 娜，鄒 濤，龐錦偉，等.外源鋅浸種對(duì)大豆種子萌發(fā)、大豆芽生長(zhǎng)及鋅積累的影響[J].大豆科學(xué)，2012，31（6）：932-936.

[7] 張志良，瞿偉菁.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].第三版.北京：高等教育出社，2009.

[8] 韓 燕，佘小平.環(huán)境脅迫下一氧化氮在植物中的作用[J].陜西師范大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)報(bào)，2006，23（3）：114-118.

[9] RUAN H H，SHEN W B，YE M B. Protective effects of nitric oxide on salt stress-induced oxidative damage to Wheat（Triticum aestivum L.） leaves[J].Chin Sci Bull，2002，47（8）：677-681.

[10] 樊懷福，郭世榮，杜長(zhǎng)霞.外源NO對(duì)NaCl脅迫下黃瓜幼苗氮化合物和硝酸還原酶活性的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)，2006，26（10）：2063-2068.

[11] 張玉瓊，張鶴英.鋅營(yíng)養(yǎng)對(duì)淹水玉米抗性的影響[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，1999，5（3）：19-21.