姜黃素對鹽脅迫條件下濱藜生長發(fā)育的影響簡報

王光野 崔月 曲紅巖 蔡立格 鄒熙瑩 楊玉輝 丁亦男 趙晶華 魏健

（1.長春師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 吉林長春 130032 2.哈爾濱師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150025 3.吉林省通化市通鋼一中 吉林 通化 134003 4.吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué) 吉林 長春 130021）

濱藜（Atriplex patens）是藜科濱藜屬植物，是干旱、半干旱地區(qū)的典型植物，具有耐旱、耐鹽等特性[1]。土壤中的鹽分含量是影響植物生長和作物產(chǎn)量的重要生態(tài)環(huán)境因子，對花卉和一般作物而言，高鹽脅迫會產(chǎn)生抑制作物生長，降低作物光合作用，增加其能耗；破壞作物離子穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致礦物營養(yǎng)物質(zhì)缺乏；植株體內(nèi)自由基大量產(chǎn)生，脂質(zhì)過氧化傷害；干擾作物氮素代謝等不良影響[2-3]。逆境環(huán)境中，農(nóng)作物植株體為適應(yīng)不良環(huán)境將會被迫發(fā)生一系列自我保護(hù)性的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致植物葉綠素降解、光合作用減弱、蛋白質(zhì)和核酸的含量降低、植物內(nèi)源激素及活性氧的平衡失調(diào)等[4]。因此，如何提高解決花卉及一般農(nóng)作物等經(jīng)濟(jì)之物的耐鹽性，成了當(dāng)務(wù)之急。姜黃素是一種天然的抗氧化劑，是一種植物源性的雙阿魏酰甲烷化合物，也是草本植物姜黃的一種主要活性成分[5]。姜黃素是一種天然的鏈斷式抗氧化劑，具有多種生物學(xué)功能[6]。Tuba 等[7]通過體外試驗(yàn)研究顯示，姜黃素作為一種脂溶性的抗氧化劑，具極強(qiáng)的自由基清除活性，可有效清除超氧陰離子過氧化氫等活性氧自由基。近年來，研究鹽脅迫條件下植物對高鹽反應(yīng)相關(guān)的文章有很多[8-10]，但在鹽脅迫條件下姜黃素對植物生長發(fā)育的影響研究較少。本文旨在探究鹽脅迫的基礎(chǔ)上姜黃素及其不同濃度對植物耐鹽能力的影響。

本試驗(yàn)理論上能對抗鹽脅迫對植物產(chǎn)生的氧化脅迫。實(shí)驗(yàn)旨在通過觀察姜黃素對濱藜生長發(fā)育指標(biāo)的影響，來探討抗氧化劑對提高植物耐鹽能力的影響，以及了解濱藜耐鹽實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)。為鹽堿地上花卉、中藥材、農(nóng)作物、牧草等的生產(chǎn)提供一種新的利用思路。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為低溫貯藏的濱藜種子。

1.2 方法

種子采用土培法放入一個光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)，分五個處理，分別為空白對照組、鹽脅迫組，添加姜黃素的低中高三個濃度（姜黃素按照土壤持水量配制100μmol/L、300μmol/L、900μmol/L）的鹽脅迫處理組，每組三個重復(fù)。按3.2%Na2SO4、4.8%Na2CO3、6.6%NaCl、85.4%NaHCO3的占比來配制質(zhì)量比0.8%的混合鹽溶液。培養(yǎng)三周后進(jìn)行同步處理，之后培養(yǎng)兩周測試。測試指標(biāo)為葉鮮干重、根莖長、第三對葉的長寬、葉片總量及使用便攜式葉綠素儀測試第三對葉的葉綠素含量。具體如下：

1.2.1 處理貯藏的濱藜種子并培養(yǎng)

選取貯存的、飽滿度相似種子剝?nèi)ネ馄ぃ粝缕溆行Р糠帧?zhǔn)備15 個大小一致的花盆并編號1～15，按照含水量相同的原則裝入相同干重的土壤。播種按照每盆等量均勻分布的原則播種，光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天澆20mL 水，培養(yǎng)3 周。最后每盆定苗15株生長發(fā)育相近的幼苗。

1.2.2 對濱藜幼苗進(jìn)行鹽脅迫

使用上述混合鹽溶液進(jìn)行脅迫處理。選1～3 號花盆作空白對照組即組1，繼續(xù)加水培養(yǎng)。向其余花盆加入等量的配置好的混合鹽溶液（一次性加入）。每天加水，光照培養(yǎng)兩周。

1.2.3 不同濃度姜黃素與混合鹽脅迫

使用上述按照土壤持水量配制的姜黃素溶液進(jìn)行處理。姜黃素處理組選4～6 號花盆作鹽脅迫照組即組2，向7～9 號、10～12號、13～15 號分別加入等量的100μmol/L、300μmol/L、900μmol/L姜黃素溶液培養(yǎng)，記為組3、4、5，即鹽脅迫下的低、中、高姜黃素處理組。每天向各組別加水，光照培養(yǎng)兩周。

1.2.4 對濱藜植株主要指標(biāo)進(jìn)行測定

從一開始的鹽處理到加入姜黃素，每兩周在各盆選取1～2株濱藜，加入姜黃素后則每周，測定并記錄其葉鮮干重、根莖長、第三對葉的長寬。在加入鹽培養(yǎng)的兩周后，在此基礎(chǔ)上，記錄其葉片總量及第三對葉的葉綠素含量。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法

用Excel2003 以及SPSS 對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，除第三對葉葉綠素含量和葉干重較空白組有提升外，其余均有所降低。鹽脅迫下植株的莖高較空白對照組低，在鹽脅迫下加入姜黃素可使鹽脅迫傷害作用降低，且按照100、300、900μmol/L 的濃度作用增強(qiáng)。姜黃素對鹽脅迫下濱藜主根長的影響鹽脅迫使植物的主根增長，而加入姜黃素后主根長最終減小，且這種效應(yīng)隨姜黃素濃度的加大而變得越來越明顯，最終接近空白對照組。鹽脅迫下的葉長均比鹽脅迫下長。葉鮮重在鹽脅迫時較空白對照組增加，加入姜黃素后與鹽脅迫組相比，各濃度姜黃素的加入都使葉鮮重增加，但這種增加呈折線趨勢：在低、高濃度增大較明顯，而這種增多在中濃度卻相較弱。姜黃素組的葉干重介于空白對照組和鹽脅迫組之間。

3 討論

結(jié)果表明加入姜黃素可以使鹽脅迫對莖的抑制明顯減輕，且效果按濃度增大而更加明顯，說明姜黃素具有緩解鹽脅迫傷害的作用。鹽脅迫使主根長增加，說明濱藜對鹽脅迫造成的植物吸水困難[11]的適應(yīng)；而加入姜黃素的組別，最終根長減小，說明加入姜黃素后，根系受鹽脅迫傷害降低，即受害癥狀減輕，可能與姜黃素是抗氧化劑，對鹽脅迫造成的一些活性氧起到了清除的作用有關(guān)。加姜黃素后，葉長均比鹽脅迫有提高，說明鹽脅迫對光合速率有不良影響，而姜黃素可使葉長增加，增大光合作用面積，認(rèn)為是提高光合作用效率、頡頏鹽脅迫傷害的表現(xiàn)。鹽脅迫條件下加入姜黃素，濱藜葉的鮮重均呈增加的趨勢。說明為了適應(yīng)鹽脅迫造成的水分干旱，植物體內(nèi)儲存更多水分。姜黃素組葉片干重比鹽脅迫降低，說明鹽脅迫時，植物反應(yīng)強(qiáng)烈生理受害嚴(yán)重[4]，而加了姜黃素后受害癥狀減輕，不需產(chǎn)生那么多對干物質(zhì)來頡頏鹽脅迫。

綜合認(rèn)為，在鹽脅迫條件下，所選三個濃度的姜黃素均可以有效減輕鹽脅迫對植物帶來的傷害，提升植物對鹽環(huán)境的適應(yīng)能力，且這種減輕效果按低濃度到高濃度順序依次增強(qiáng)。提示抗氧化劑姜黃素對減緩鹽脅迫傷害具有一定的應(yīng)用價值。