外源激素對(duì)鹽脅迫下煙草幼苗生理抗性的影響

李武琴 曾乙心 陳光勇 丁金玲 馬園正 李建林 蘭建強(qiáng)

摘要：用不同濃度的α-NAA、GA3、ABA 噴施處理100 mmol/L NaCl 脅迫下的煙草幼苗，測(cè)定煙草幼苗丙二醛含量和超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶活性等指標(biāo)，探究外源激素對(duì)鹽脅迫下煙草幼苗生理特性的影響。結(jié)果表明：100 mmol/L NaCl脅迫下，煙草幼苗MDA含量和SOD、POD、PPO活性升高；噴施外源激素α-NAA、GA3、ABA可以降低NaCl脅迫下煙草幼苗MDA含量和SOD、POD、PPO活性，減輕NaCl對(duì)煙苗葉片膜脂過(guò)氧化的程度，增強(qiáng)煙苗對(duì)鹽脅迫的抗性。因此，外源激素α-NAA、GA3、ABA可緩解NaCl對(duì)煙草幼苗脅迫，其中噴施ABA及50 mg/L α-NAA、GA3緩解效果較好。

關(guān)鍵詞：煙草；鹽脅迫；外源激素；生理抗性

中圖分類號(hào)：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2018）09-0036-04

Abstract Tobacco seedlings under salt stress were treated by spraying different concentrations of α-NAA， GA3 and ABA， and then the malondialdehyde （MDA） content， and the activity of superoxide dismutase （SOD）， peroxidase （POD） and polyphenol oxidase （PPO） of tobacco seedlings were measured to study the influence of exogenous hormones on tobacco seedlings physiological characteristics under salt stress. The results showed that MDA content， and SOD， PPO and POD activities of tobacco seedlings increased under 100 mmol/L NaCl stress. Spraying exogenous hormone such as such as α-NAA， GA3 and ABA could reduce the MDA content， and SOD， POD and PPO activities of tobacco seedlings under NaCl stress and reduced the degree of NaCl to the membrane lipid peroxidation of tobacco leaves， it could also enhance the resistance to salt stress. Therefore， exogenous hormones including α-NAA， GA3 and ABA could alleviate NaCl stress on tobacco seedlings， among which exogenous ABA and 50 mg/L α-NAA and GA3 had the better effect on remission effect.

Keywords Tobacco； Salt stress； Exogenous hormones； Physiological resistance

鹽脅迫對(duì)植物的危害主要是滲透脅迫、離子毒害、離子不平衡以及營(yíng)養(yǎng)缺乏[1，2]。一方面土壤中可溶性鹽增加導(dǎo)致土壤溶液滲透壓增高、水勢(shì)降低，植物從土壤中吸收水分困難、出現(xiàn)生理性干旱；此外，一些鹽分離子對(duì)植物具有直接毒害作用[3]。另一方面，溶液中過(guò)量的鹽離子會(huì)阻礙植物對(duì)以 K+ 為主的一些必需礦質(zhì)元素的吸收，造成營(yíng)養(yǎng)離子虧缺，同時(shí)植物細(xì)胞中過(guò)量的 Cl- 和 Na+ 也會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)酶的活性，細(xì)胞的代謝和生理功能受到不同程度的破壞[4]。高鹽脅迫通常導(dǎo)致植物生長(zhǎng)發(fā)育周期縮短，生物量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量下降，是制約植物生長(zhǎng)和發(fā)育的主要因素之一 [1]。

煙草是一種對(duì)氯離子較為敏感的作物，其生長(zhǎng)發(fā)育要求土壤氯離子含量低于0.6%，因此，土壤鹽漬化對(duì)煙草生產(chǎn)具有較大的限制作用。李莉等[5]研究表明，NaCl濃度達(dá)到100 mmoL/L時(shí)，煙草幼苗生長(zhǎng)及生理特性明顯受到脅迫。外源添加GA3、NAA、6-BA、ABA等激素具有緩解北美海蓬子、野生大豆、苦瓜幼苗或番茄等鹽害作用[6-9]。但有關(guān)外源激素誘導(dǎo)煙草抵御高鹽脅迫的研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)以煙草云煙 97為材料，研究施加不同濃度的α-NAA、GA3、ABA外源激素對(duì) NaCl 脅迫下煙草幼苗抗氧化酶活性和抗氧化物質(zhì)含量的影響，以期為外源激素誘導(dǎo)提高煙草抵御鹽脅迫提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試煙草品種為云煙97，由云南省曲靖市會(huì)澤縣娜姑煙站提供。煙草育苗采用常規(guī)漂浮育苗法于2017年6—8月在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室內(nèi)進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

挑選長(zhǎng)勢(shì)基本均勻一致、四葉一心的煙苗，洗凈根系泥土，移植到盛有Hoagland營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶（50.24 cm2×15 cm）中預(yù)培養(yǎng)5天后，進(jìn)行鹽脅迫處理，即在Hoagland營(yíng)養(yǎng)液中加入濃度為100 mmol/L NaCl。脅迫處理后3、6天分別噴施α-NAA、GA3、ABA。其中α-NAA濃度設(shè)置為N1：25 mg/L；N2：50 mg/L；N3：100 mg/L。GA3濃度設(shè)置為G1：25 mg/L；G2：50 mg/L；G3：100 mg/L。ABA濃度設(shè)置為：A1：10 mg/L；A2：25 mg/L；A3：50 mg/L。噴施程度以葉面均勻布滿霧狀水滴為宜。試驗(yàn)共設(shè)2個(gè)對(duì)照，Hoagland營(yíng)養(yǎng)液純培養(yǎng)為CK，Hoagland營(yíng)養(yǎng)液中添加100 mmol/L NaCl為CK1。每個(gè)處理重復(fù)3次。每5天更換一次營(yíng)養(yǎng)液。此外，培養(yǎng)瓶每天用氧泵供氧2 h。外源激素處理10天后同時(shí)取樣測(cè)定生理指標(biāo)。

1.3 生理指標(biāo)測(cè)定

丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定[10]。超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）活性測(cè)定參考高俊鳳等[11]的方法，略有改動(dòng)；多酚氧化酶（PPO）活性參考楊朝柱等[12]的方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均取平均值，差異顯著性分析置信區(qū)間 P<0.05。統(tǒng)計(jì)分析及作圖軟件分別使用SPSS 20.0和 Excel 2010。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源激素對(duì)鹽脅迫下煙草幼苗丙二醛含量的影響

從圖1可以看出，煙草幼苗受到100 mmol/L NaCl脅迫后，MDA含量顯著高于CK。外源噴施α-NAA、GA3、ABA后，NaCl脅迫下煙苗MDA含量均低于CK1而高于CK。隨著外源施加α-NAA、GA3濃度的升高，煙草幼苗MDA含量呈先降低后升高的變化趨勢(shì)；隨著外源施加ABA濃度的升高，煙草幼苗MDA含量呈逐漸增加的趨勢(shì)。其中，N2、G2、G3、A1處理MDA含量與CK1在0.05水平上存在顯著差異，與CK差異不顯著。以上說(shuō)明，在一定的鹽脅迫條件下，煙草幼苗植株自身有一定的抗鹽害能力和一定的膜脂過(guò)氧化調(diào)節(jié)能力；噴施外源激素α-NAA、GA3、ABA可降低鹽脅迫對(duì)煙苗的膜脂過(guò)氧化程度，維持膜的穩(wěn)定性。

2.2 外源激素對(duì)鹽脅迫下煙草幼苗SOD活性的影響

SOD催化O·-2歧化反應(yīng)生成O2和H2O2，其活性被認(rèn)為是抗逆境的重要指標(biāo)。從圖2可以看出，煙草幼苗受到NaCl 脅迫后，SOD活性顯著升高。噴施不同濃度的α-NAA、GA3后，煙苗葉片SOD活性呈先降低后升高的變化趨勢(shì)，其中， N1、N3處理SOD活性較CK1分別升高54.85、9.57 U/gFW，但差異不顯著，N2、G2處理SOD活性與CK1差異顯著；噴施外源激素ABA對(duì)單鹽脅迫下煙草幼苗SOD活性的影響則表現(xiàn)為：在一定范圍內(nèi)，隨著ABA濃度的增大SOD活性逐漸升高，且A1、A2、A3處理SOD活性與CK1存在顯著性差異，而與CK差異不顯著。從以上結(jié)果可以看出，噴施外源激素ABA及50 mg/L的α-NAA、GA3對(duì)鹽脅迫的緩解效果較好。

2.3 外源激素對(duì)鹽脅迫下煙草幼苗POD活性的影響

從圖3可知，NaCl脅迫使煙草幼苗 POD活性處于較高水平，施加外源激素α-NAA、GA3、ABA后POD活性降低，其中，A1、A2與CK1差異顯著，與CK沒(méi)有顯著性差異。隨著α-NAA、GA3濃度的增大，煙苗POD活性呈降低趨勢(shì)，且各處理與CK1差異不顯著。

2.4 外源激素對(duì)鹽脅迫下煙草幼苗PPO活性的影響

由圖4可知，100 mmoL/L NaCl脅迫使煙草幼苗PPO活性較CK顯著升高。噴施外源激素α-NAA、ABA、GA3不同程度地降低受脅迫煙苗PPO活性。隨著α-NAA濃度的增大，NaCl脅迫條件下煙草幼苗PPO活性呈降低趨勢(shì)，處理N1、N2、N3 的PPO活性較CK1降低15.86%、24.55%、31.51%，且與CK差異不顯著；煙草幼苗PPO活性隨GA3濃度的增大先降低后增加，其中處理G2的PPO活性與CK1差異顯著；隨著ABA濃度的增大，PPO活性呈逐漸上升趨勢(shì)。

3 討論與結(jié)論

鹽脅迫是個(gè)復(fù)雜的非生物脅迫，涉及到鹽離子傷害和水分脅迫引起滲透物質(zhì)的參與，鹽脅迫下植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生膜脂過(guò)氧化作用，導(dǎo)致質(zhì)膜的透性增大[16]。本研究表明，NaCl濃度為100 mmoL/L時(shí)，煙草幼苗生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制，外源激素α-NAA、GA3及ABA處理對(duì)這種抑制具有緩解作用。

植物組織遭受逆境危害后，膜脂過(guò)氧化加劇[2，13]。MDA是膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物之一，且MDA 的積累也會(huì)對(duì)機(jī)體細(xì)胞產(chǎn)生毒害，使膜結(jié)構(gòu)和功能受到破壞[13]。細(xì)胞內(nèi)MDA含量和質(zhì)膜透性可反映膜脂過(guò)氧化損傷程度和膜系統(tǒng)的完整性。研究結(jié)果顯示，50 mg/L的α-NAA、GA3對(duì)降低鹽脅迫下煙苗葉片MDA含量效果最好，表明適宜濃度α-NAA、GA3能降低鹽脅迫導(dǎo)致的煙草幼苗過(guò)氧化程度。這與趙許朋等[6]施加ABA降低鹽脅迫下番茄幼苗MDA含量的結(jié)果相似。

SOD、POD、CAT和PPO是生物膜保護(hù)酶系統(tǒng)的重要成員。它們協(xié)同作用，防御活性氧或其它過(guò)氧自由基對(duì)膜系統(tǒng)的傷害，抑制膜脂過(guò)氧化減輕鹽脅迫等逆境對(duì)細(xì)胞的傷害。其中，SOD能催化體內(nèi)的歧化反應(yīng)，使超氧自由基轉(zhuǎn)化為O2和H2O2，而CAT和POD則清除SOD分解產(chǎn)生的H2O2，使其分解成沒(méi)有毒害的H2O和O2[4]。本研究表明，施用外源激素α-NAA、GA3、ABA能降低鹽脅迫下煙草幼苗SOD、POD活性。說(shuō)明外施激素α-NAA、GA3、ABA能有效緩解鹽脅迫對(duì)SOD、POD活性的抑制作用，減少了活性氧物質(zhì)含量，從而降低植物細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化作用對(duì)膜脂的傷害程度，維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。其中ABA處理，除50 mg/L處理的POD活性與CK差異顯著外，其它處理的SOD、POD活性與CK相比沒(méi)有顯著性差異，緩解效果最好。

PPO是酚類物質(zhì)氧化主要的酶，在植物體內(nèi)能夠把酚類物質(zhì)氧化成醌類[14]。本研究結(jié)果表明，煙草幼苗受到鹽脅迫后PPO活性升高，施加外源激素α-NAA、GA3、ABA不同程度地降低了PPO活性，可減輕鹽脅迫引起的膜脂過(guò)氧化對(duì)膜的傷害。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 張清莉，劉再?gòu)?qiáng)，鐘玉德，等. BABA誘導(dǎo)煙草抵御高鹽脅迫的初步研究[J]. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2015，21（3）：72-81.

[2] 劉家棟，翟興禮，王東平. 植物抗鹽機(jī)理的研究[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2001，21（1）：26-29.

[3] 曾強(qiáng).外源化學(xué)物質(zhì)對(duì)鹽脅迫下煙草生長(zhǎng)發(fā)育的影響研究[D]. 長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[4] 華春，周泉澄，王小平，等. 外源GA3對(duì)鹽脅迫下北美海蓬子種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 南京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，30（1）：82-87.

[5] 李莉，韋翔華，王華芳. 鹽脅迫對(duì)煙草幼苗生理活性的影響[J]. 種子，2007，26（5）：79-83.

[6] 趙許朋，楊立，楊雙燕，等. ABA對(duì)鹽脅迫下番茄幼苗生理特性的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（27）：14833-14835.

[7] 李彩霞，鄭冬梅，林碧英，等. 鹽脅迫下外源激素對(duì)苦瓜幼苗抗逆性的影響[J]. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2017，13（3）：171-176.

[8] 奚廣生，王艷玲. 外源激素對(duì)野生大豆耐鹽性的影響[J]. 大豆科學(xué)，2007，26（6）：972-974.

[9] 姚秋菊，張曉偉，趙小忠，等. 硅對(duì)鹽脅迫下不同基因型黃瓜幼苗生長(zhǎng)和生理代謝的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，37（1）：79-83.

[10] 郝再彬，蒼晶，徐仲. 植物生理實(shí)驗(yàn)[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.

[11] 高俊鳳，孫群. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

[12] 楊朝柱，馬傳喜，司紅起，等. 小麥籽粒多酚氧化酶活性檢測(cè)方法的研究[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)，2003，23（1）：37-40.

[13] Ashraf M A，Ashraf M，Ali Q. Response of two genetically diverse wheat cultivars to salt stress at different growth stages：leaf lipid peroxidation and phenolic contents[J]. Pak. J. Bot.，2010，42（1）：559-565.

[14] 國(guó)春暉，沙偉，李孝凱. 3種蘚類植物旱后復(fù)水過(guò)程中生理特性的初探[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：329-332.

[15] 胡慶輝. 鹽與干旱脅迫誘導(dǎo)烤煙葉片細(xì)胞程序性死亡及多酚含量變化的研究[D]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2012.

[16] 胡慶輝，王程棟，王樹(shù)聲，等. NaCl 脅迫下鮮煙葉中多酚物質(zhì)含量及PAL和PPO活性變化[J]. 中國(guó)煙草科學(xué)，2013，34（1）：51-55. 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2018，50（9）：40～43