NaCl脅迫下文冠果幼苗葉片保護酶活性研究

管穎

(遼寧省國有建平縣青松嶺林場，遼寧 朝陽 122429)

文冠果是我國特有的珍稀木本油料植物，屬于無患子科、文冠果屬。文冠果對寒冷、貧瘠、干旱等逆境表現出較強的抵抗能力，具有結實早、產量高、結果期長、含油量高、價值高等特點[1，2]。文冠果在我國主要集中分布在北方地區。近些年來隨著文冠果作為生物質能源樹種的廣泛種植，其開發利用價值受到了人們的廣泛關注，關于文冠果植株的研究逐漸增多。我國學者在文冠果的遺傳變異、雄性不育、落花落果等方面開展了一系列的研究，但有關其幼苗期耐鹽性的研究相對不多。 董立軍[3]的研究表明，文冠果幼苗在鹽脅迫下生長性狀、體內養分代謝、生理代謝3個層面都產生了不同程度的影響，表現出一定的耐鹽抗性；張曉燕等[4]的研究表明，在一定鹽脅迫范圍內，文冠果可以適當緩解鹽脅迫造成的體內滲透壓變化，表現出一定的耐鹽性。土壤鹽脅迫處理可以誘導植株產生活性氧自由基，傷害植物細胞膜，植物體自身所有的抗氧化系統可以有效緩解這種危害，其中3種關鍵性的保護酶是POD、SOD、CAT[5，6]。本試驗以1年生的文冠果幼苗作為供試材料，研究其在不同濃度的鹽脅迫下葉片中保護酶(POD、SOD、CAT)活性的變化情況，以了解文冠果在我國北方地區表現出來的抗鹽堿能力、準確把握其種植區域。

1 研究方法

1.1 試驗地概況

安排在朝陽市建平縣青松嶺林場苗圃內進行盆栽試驗。試驗地氣候為北溫帶大陸性季風氣候，四季分明，雨熱同季，有充足的光照條件，日溫差大，降水少(年降水量平均500 mm左右)，蒸發量大于降水量，年均溫6 ℃左右，年日照時數平均為2 900 h左右。

1.2 試驗材料

試驗所需要的種子于2015年秋季采集于朝陽市建平縣青松嶺華龍山文冠果樹上，采集時選擇種皮光滑、大小一致、飽滿無病蟲害發生的種子儲存備用。

1.3 試驗設計

試驗設4個NaCl濃度處理，即0(CK)、0.3%、0.6%、0.9%，均用蒸餾水配制。每個濃度處理安排25盆文冠果盆栽苗作為重復。分別按照試驗各處理設計的NaCl濃度對盆栽文冠果澆灌NaCl鹽水1 500 mL·株-1。每隔1周澆灌1次。

1.4 試驗方法

采集回來的種子置于地下室內濕沙儲藏。2016年春季播種育苗，2017年6月選擇生長一年、長勢健壯一致(單株鮮重差異在60 mg范圍內)、未發生病蟲害的幼苗移栽到塑料盆內(深40 cm，上、下口徑分別為40、25 cm)，每盆栽植2株。盆栽土用腐殖土、草炭土、園土按照3∶1∶1的比例混合均勻配制而成，烘干至恒重后轉入塑料盆內，每盆裝土2.5 kg。塑料盆內的水分采用稱重加水法控制在接近田間持水量的飽和狀態。

1.5 測試的指標及方法

連續澆鹽水4次保證各處理文冠果幼苗鹽脅迫處理28 d，分別在0、7、14、21、28d 取各處理下文冠果幼苗的葉片，采用愈創木酚染色法[7]分別測定其中的POD、SOD、CAT 酶的活性，重復3次取樣測量取平均值。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫處理對文冠果幼苗葉片中POD酶活性的影響

不同濃度鹽脅迫處理對文冠果幼苗葉片中POD酶活性的影響結果見圖1。根據圖1可知，隨著鹽脅迫時間的逐漸延長，各濃度處理的文冠果葉片POD酶活性均表現出增高的趨勢。0.3%、0.6%、0.9%濃度處理下的POD酶活性均明顯比對照組的高。0.6%濃度處理下在第7 d時的POD酶活性與對照處理組沒有明顯差異，之后酶活性與對照組差異逐漸增大。鹽脅迫處理28 d后，0.3%、0.6%、0.9%濃度的鹽脅迫處理分別比對照處理的增加308.24%、285.85%、272.83%。0.6%、0.9%濃度的鹽脅迫處理在14 d后酶活增幅變大，21 d后增幅有所降低，趨于平穩。由此可以看出文冠果具有一定的抵御高濃度的鹽脅迫能力。

圖1 不同鹽脅迫文冠果葉片中POD酶活性

2.2 鹽脅迫處理對文冠果幼苗葉片中SOD酶活性的影響

不同濃度鹽脅迫處理對文冠果幼苗葉片中SOD酶活性的影響結果見圖2。根據圖2可知，對照組在各時期的SOD酶活性差異不大，在820～830 U·g-1·min-1區間，而其他處理組的SOD酶活性顯著高于對照組處理。0.3%鹽脅迫處理下7 d左右時酶活性最高，達到了878 U·g-1·min-1，之后酶活性逐漸下降，最后趨于平穩。0.6%鹽脅迫處理的SOD酶活性處于上升的趨勢。隨著時間的延長酶活性逐漸增加，在21 d左右時達到最高，為897 U·g-1·min-1，之后有稍微下降的趨勢。由此可知在一定濃度的鹽脅迫下，文冠果葉片內的酶活性可以發揮出一定的抵御氧自由基傷害的作用。

圖2 不同鹽脅迫文冠果葉片中SOD酶活性

2.3 鹽脅迫處理對文冠果幼苗葉片中CAT酶活性的影響

不同濃度鹽脅迫處理對文冠果幼苗葉片中CAT酶活性的影響結果見圖3。根據圖3可知，各處理隨著鹽脅迫時間的延長，對照處理的CAT的酶活性維持在基本一致的水平，約300 U·g-1·min-1，其他3個鹽脅迫處理的CAT酶活性逐漸降低，14～21 d時降幅最大，21～28 d降幅減緩，傾向于穩定，28 d時0.3%、0.6%、0.9%的鹽脅迫處理酶活性分別比對照處理的酶活性降低42.86%、45.18%、56.81%。表明了在鹽脅迫一段時間后CAT的酶活性受到較大程度的限制。

圖3 不同鹽脅迫文冠果葉片中CAT酶活性

3 結論

植物體內的保護酶在其生長發育中的作用非常重要，尤其在鹽堿等逆境條件下[7,8]。試驗結果表明，在鹽脅迫下，文冠果幼苗葉片中的POD、SOD、CAT的活性變化明顯，其中POD、SOD變化整體表現為升高的趨勢，鹽脅迫達到一定時間后有少許下降或者保持穩定；CAT的活性整體表現為隨著鹽脅迫時間的延長而逐漸下降，分析其原因可能是較長時間的鹽脅迫超出了葉片自身調節體內活性氧自由基的能力，植物細胞膜有了一定程度的破壞。3種保護酶在升高或者降低的協同機制下將鹽脅迫等逆境情況下文冠果體內的氧自由基的危害降低在一個較低的水平上，提高其抗鹽性。