NaCl脅迫對二、四倍體菘藍幼苗生理特性的影響

李立軍

一、材料與方法

1.材料

經染色體計數(shù)鑒定為二倍體與四倍體的菘藍無性系組培苗。

2.菘藍組培苗的培養(yǎng)

取已經染色體鑒定確定為二倍體與四倍體的菘藍無性系組培苗，接種于生根培養(yǎng)基中。培養(yǎng)基成分為：1/2MS+NAA0.2mg/L+IBA0.2mg/L，并附加不同濃度的NaCl作為處理。NaCl濃度梯度為0、2、4、6、8、10g/L。每處理接種 6 瓶，每瓶 3 棵，重復3次。組培苗于溫度25±0.2℃，光照強度1500～2500Lx條件下進行培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為溫度（25±0.2）℃，光照強度2500lx。

3.試驗方法

（1）二倍體菘藍和四倍體菘藍的外部形態(tài)特征觀察

對脅迫后的二倍體菘藍和四倍體菘藍進行生長和植株形態(tài)的觀察。

（2）二倍體菘藍和四倍體菘藍葉綠素含量的測定

采用浸提法測定不同倍性菘藍葉綠素的含量，重復3次。

（3）電導率的測定

使用電導率儀進行測定。相對電導率（L）=S1/S2;S1—初電導率;S2—終電導率。

（4）游離脯氨酸含量的測定

采用茚三酮比色法進行測定。

脯氨酸含量計算：

從標準曲線中查詢出測定液中脯氨酸濃度，按下式計算樣品中脯氨酸含量的百分數(shù)。

脯氨酸[ug·g-1（干或鮮重）]=（C·V）·（a·W）-1

式中：C—提取液中脯氨酸濃度（ug），由標準曲線求得;

V—提取液總體積（ml）;

a—測定時所吸取的體積（ml）;

W—樣品重（g）;

（5）可溶性糖含量的測定

采用蒽酮比色法進行測定。

（6）植株相對含水量（RWC） 的測定--干鮮重稱量法

相對含水量采用烘干稱重法測定：取鮮葉稱重，然后在105℃下烘30min殺青后在80℃烘干到恒重。 RWC%=（鮮重-干重）/鮮重×100%

二、結論

1.NaCl脅迫對二、四倍體菘藍生長及植株形態(tài)的影響

二倍體與四倍體菘藍接種于含不同濃度的培養(yǎng)基中，觀察NaCl脅迫對其生長及植株形態(tài)的影響。結果表明：二倍體與四倍體植株在脅迫下NaCl均表現(xiàn)為植株矮小瘦弱、分蘗很少、葉片狹窄、葉色黃綠、葉梢呈紫紅色、基部黃葉多且隨著時間的延長葉片失水萎蔫。當NaCl濃度高于6g/L時，植株受抑制更為嚴重，表現(xiàn)為葉片卷曲枯萎，嚴重時植株全部死亡。此外二倍體與四倍體植株葉片顏色不同，二倍體葉片呈白色，而四倍體植株的葉色為淡黃色。

從植株生根狀況看：NaCl濃度為0～4g/L時，l隨著鹽濃度的增加，二倍體和四倍體植株生根率、生根數(shù)均明顯降低。從根形態(tài)看，四倍體根較二倍體根粗壯。當NaCl濃度高于4g/L時，二、四倍體均不生根。

1.NaCl脅迫對脯氨酸的影響

在鹽脅迫條件下，植物體內蛋白質合成受到抑制，而分解被促進，結果使氨基酸含量上升，其中最突出的就是脯氨酸含量的上升。脯氨酸在抗逆中有兩個作用：一是作為滲透調節(jié)物質，用來保持原生質體與環(huán)境的滲透平衡。脯氨酸與蛋白質相互作用能增加蛋白質的可溶性，增強蛋白質的水合作用，從而降低細胞內的水勢，提高作物的吸水能力，二是保持膜結構的完整性。另外，它還是植物去除鹽脅迫恢復正常過程中有效的氮源、碳源和還原劑。因而脯氨酸是植物在鹽分脅迫下有效的滲透調節(jié)物質， 增加植物細胞中脯氨酸的含量可提高其耐鹽能力。本試驗中，二倍體與四倍體菘藍再NaCl脅迫下，脯氨酸含量均升高，與前人研究結果一致。此外四倍體菘藍的脯氨酸含量升高幅度高于二倍體，表明四倍體植株抗逆性優(yōu)于二倍體，四倍體菘藍能在高鹽情況下更能生長。

2.NaCl脅迫對電導率的影響

由于高濃度的鹽分降低了土壤水勢，使植物不能吸水， 甚至體內水分外滲，因此植物遭受鹽脅迫時通常表現(xiàn)為生理干旱。最普遍的現(xiàn)象就是細胞脫水，脫水破壞了原生質膜脂類雙分子層的排列，膜脂分子結構發(fā)生紊亂，膜因而收縮出現(xiàn)空隙和龜裂，引起膜透性增加，大量的無機離子和氨基酸、可溶性糖等小分子被動向組織外滲漏。另外，當植物受到脅迫時，細胞內活性氧累積過多，導致膜脂過氧化，產生過多的膜脂過氧化產物，導致膜的完整性被破壞，膜內水溶性物質外滲。電導率的大小能直接反映質膜受傷害的程度：數(shù)值越大，質膜受到的傷害也越大。所以測定菘藍幼苗在不同濃度NaCl脅迫過程中葉片相對電導率的變化，可以間接了解細胞膜受到破壞的程度，也是反映幼苗受鹽脅迫傷害程度的一個很好指標。由本試驗結果可知，隨著NaCl 脅迫濃度的增大，菘藍幼苗葉片的相對電導率逐漸升高，表明NaCl 脅迫下二倍體與四倍體菘藍均受到不同程度的傷害，但在同一處理四倍體菘藍與二倍體菘藍植株比較，四倍體菘藍的電導率值較小，說明其細胞膜受損傷較小，膜內水溶性物質外滲較少。

3.NaCl脅迫對可溶性糖的影響

可溶性糖是很多非鹽生植物的主要滲透調節(jié)劑，也是合成別的有機溶質的碳架保護和能量來源，對細胞膜和原生質膠體也有穩(wěn)定作用，還可在細胞內無機離子濃度高時起保護作用。隨著鹽濃度的提高，植株體內的可溶性糖含量提高。四倍體可溶性糖含量上升幅度大于二倍體，反映了四倍體更能承受鹽害。

4.NaCl脅迫對葉綠素的影響

細胞的滲透調節(jié)作用是有一定限度的，當鹽離子濃度過高，細胞極度失水，細胞膜受到損傷，細胞產生膜泄露現(xiàn)象，離子和可溶性有機物質失去平衡，葉綠素分解，因此葉綠素含量明顯降低，此時滲透調節(jié)能力不能阻擋生理上的惡化過程。本試驗結果驗證了這一結論，隨濃度增大鹽溶液，菘藍苗葉綠素含量降低。隨著鹽害逐漸加劇，植物光合作用能力降低，葉綠素含量逐漸減少。這應與鹽脅迫下，植株的光合作用以及離子吸收等有關，也與葉綠體適應鹽脅迫環(huán)境的生理變化有關。葉綠素含量的大小并不能直接反映植物抗鹽性大小，但能表示植物在鹽漬條件下光合作用的強弱，可與其他指標綜合分析，作為植物抗鹽性判斷的參考指標。本試驗中二倍體菘藍葉綠素含量的下降趨勢高于四倍體，說明其耐鹽害性低于四倍體。