鹽堿脅迫下京尼平苷對玉米種子萌發及根系AsA-GSH循環的影響

劉趙月， 李蕊彤， 李 晶， 顧萬榮， 左師宇， 任曉松， 左月桃， 魏 湜

(東北農業大學農學院，黑龍江 哈爾濱 150300)

土壤鹽化和堿化是2種不同的非生物脅迫，但經常同時發生。土壤中的可溶性鹽堿濃度超出一定范圍會影響土壤的理化性質，造成土壤鹽堿化。全球土壤鹽堿化日益嚴重，鹽堿地面積的逐年增加與過量使用肥料及不合理灌溉等因素密切相關，目前鹽堿化已成為制約農業發展的全球性問題[1]。鹽堿地在中國的西北、華北和東北等糧食主產區均有分布且影響著糧食的生產及其品質[2]。黑龍江省鹽堿地面積達1.34×106hm2，大部分屬于蘇打堿化型，多為輕度鹽堿化土地，占黑龍江耕地面積的7%，主要分布在松嫩平原西部。種子萌發是幼苗生長的前提，也是衡量植物耐鹽堿能力的標準之一[3]。衡量種子萌發程度和能力的指標有多種，其中發芽率、發芽勢和發芽指數可以較為準確地反應種子萌發能力，研究結果表明在混合鹽堿條件下，相關種子萌發指標均顯著降低[4-5]。土壤中鹽堿濃度超過0.2%就會抑制玉米植株吸水，超過0.4%玉米植株體內水分開始外滲。植物遭受鹽堿危害首先發生滲透脅迫，使植株產生生理性缺水并抑制植物對水分、養分及礦物質的吸收，鹽堿脅迫還會抑制植物組織的生長和分化，使植株產生離子脅迫，影響呼吸作用，導致植株發育遲緩，甚至死亡[6-7]。鹽堿脅迫還會使細胞內積累大量活性氧(ROS)，使細胞膜過氧化，發生氧化脅迫[8]。抗壞血酸-谷胱甘肽循環(AsA-GSH)是植物體內清除ROS的重要途徑，通過相關抗氧化酶和抗氧化物形成抗氧化系統，該系統對保障植物在逆境脅迫下的抗氧化能力起著重要作用[9]。增強作物抗鹽堿能力的措施包括改變土壤物理性質，改良耕作措施，培育耐鹽堿品種以及施用外源物調節作物生理代謝過程等[10-12]。目前在農業生產上應用外源物增強作物抗鹽堿性已經取得一定進展，如亞精胺[13]、水楊酸[14]、γ-氨基丁酸[15]、油菜素內酯[16]等均可有效緩解鹽堿脅迫對作物的傷害。

環烯醚萜類化合物主要廣泛分布于雙子葉植物中，具有多種生物活性，主要包括龍膽苦苷、香草酰醇和京尼平苷等。京尼平苷(GD)也稱梔子苷，在梔子中含量約5%，為天然提取物，無毒，具有很高的生物活性，易溶于水，使用安全方便。GD在藥理中應用廣泛，是梔子中保肝利膽功效的主要成分[17]，在神經保護[18]、抗糖尿病[19]、抗炎[20]等方面均有顯著療效。張伯熙等[21-24]的研究結果表明，GD配制的復方增產劑能有效提高黃瓜、棉花、小麥和豇豆產量。錢善勤等[25-26]的研究結果表明，噴施GD能顯著促進玉米幼苗生長，并且提高青菜葉片中葉綠素含量和葉綠素光能轉換效率，增強葉片光合能力，進而增加可溶性糖和可溶性蛋白質含量。GD有促進植物根系生長，增加根系活性，提高植株成活率的作用，并具有抗氧化活性[27-28]，在鹽堿脅迫下GD對玉米種子萌發及玉米幼苗生長發育的影響尚未見報道。本研究采用營養液水培法，以不同耐鹽堿玉米品種為供試材料，探究外源GD對鹽堿脅迫下不同耐鹽堿性玉米種子萌發、幼苗生長形態、幼苗生物量、根系滲透調節物質含量及抗氧化系統的緩解效應，為GD應用于玉米鹽堿地生產提供理論和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試玉米品種為吉龍2(耐鹽堿)和欣煊58(不耐鹽堿)，由黑龍江省久龍種業有限公司和沈陽市欣煊農業科技有限公司提供。根據前期預備試驗結果，鹽堿脅迫處理的鹽堿組成為NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3=1∶9∶9∶1(摩爾濃度比)，供試試劑為京尼平苷(GD)，GD處理質量濃度為5 mg/L，相對分子質量為388.37，由廣西山云生化科技有限公司提供，純度>98%。

1.2 試驗方法

發芽試驗和水培試驗于2019年6月在東北農業大學農學院220栽培生理研究室內進行。

發芽試驗：選取籽粒飽滿的玉米種子進行消毒處理，先將種子浸泡在10%次氯酸鈉(NaClO)中消毒2 min，用蒸餾水反復沖洗并在室溫下浸種8 h后置于培養皿中，每個培養皿(底部鋪放2層濾紙)各放置50粒種子。設4個處理組，分別加入：(1)1/2 Hoagland營養液(CK)；(2)京尼平苷+1/2 Hoagland營養液(GD)；(3)鹽堿溶液+1/2 Hoagland營養液(SAS)；(4)京尼平苷+鹽堿溶液+1/2 Hoagland營養液(SAS+GD)。京尼平苷質量濃度為5 mg/L，鹽堿溶液濃度為150 mmol/L。將各處理的培養皿置于黑暗條件下的(25±1) ℃恒溫培養箱中，每個培養皿分別添加20 ml相應處理液，進行種子萌發，3次重復。為了保持種子萌發環境不變，每天更換濾紙和處理液。每天定時記錄種子發芽數，以胚根或胚芽沖破種皮為發芽標準，連續4 d不再有種子發芽為萌發截止。

水培試驗：選取飽滿均勻的玉米種子，用10% NaClO溶液浸泡消毒2 min，用蒸餾水沖洗3次并浸種8 h，移至(25±1) ℃恒溫培養箱中進行催芽，48 h后選取25株長勢一致的出芽種子轉移至培養盆(長60 cm、寬30 cm、高15 cm)里，每盆盛有15 L 1/2 Hoagland營養液(pH為6.0±0.1)。環境條件為：保證光照12 h，溫度(28±1) ℃，光照度4 000 lx，相對濕度65%～75%，每3 d更換1次營養液，每天定時用氣泵通氣40 min。設4個處理組，待幼苗長至三葉一心時，選取株高整齊一致的幼苗進行處理，各組處理如下：(1)對照組(CK)，1/2 Hoagland營養液；(2)GD處理(GD)，1/2 Hoagland營養液中添加5 mg/L GD；(3)鹽堿脅迫處理(SAS)，1/2 Hoagland營養液中添加混合鹽堿試劑使鹽堿濃度達到150 mmol/L；(4)GD和鹽堿脅迫結合處理(SAS+GD)，在1/2 Hoagland營養液中施用5 mg/L GD，再添加混合鹽堿試劑使鹽堿濃度達到150 mmol/L。為避免鹽堿脅迫對玉米幼苗產生沖擊，玉米三葉一心時加入5mg/L GD 12 h后，分3次加入鹽堿溶液至150 mmol/L，每次加入50 mmol/L混合鹽堿，間隔為12 h，GD濃度和鹽堿脅迫濃度均是基于前期預備試驗篩選而來。處理第4 d取樣測定相應指標，以鹽堿溶液濃度達到150 mmol/L記為處理0 d，各項指標均重復3次。

1.3 測定項目與方法

發芽試驗測定：發芽率=[第7 d發芽種子數/培養皿內種子總數]×100%；發芽勢=[第4 d發芽的種子數/培養皿內種子總數]×100%；發芽指數=∑(每日發芽種子數/發芽天數)。

水培試驗測定：于處理第4 d，在各處理組取3株長勢一致的幼苗，蒸餾水清洗后用濾紙吸去水分，稱量莖葉與根系鮮質量。將樣品放入烘箱，105 ℃下殺青30 min，然后在80 ℃下烘至恒質量，稱量干質量，結果取平均值。選取各處理組3株長勢一致的幼苗，用直尺從幼苗葉片最高點測量垂直高度，計算平均值。根冠比(R/T)=根干質量/地上部干質量。取幼苗根系，采用蒽酮比色法和考馬斯亮藍G-250染色法分別測定可溶性糖和可溶性蛋白質含量。取幼苗根系分別測定還原型抗壞血酸(AsA)、還原型谷胱甘肽(GSH)、脫氫抗壞血酸(DHA)含量以及氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量[29-30]，單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)活性、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)活性、抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性以及谷胱甘肽還原酶(GR)活性[31]。

1.4 數據統計

試驗數據處理使用Excel2010，方法分析使用SPSS17.0軟件，采用LSD法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米種子萌發的影響

構建良好的玉米種子萌發率和整齊度對于群體保障和產量保障均具有重要意義。生產上通常用發芽勢、發芽率和發芽指數來反映種子萌發的能力。如表1所示，與CK相比，在鹽堿脅迫下吉龍2和欣煊58的發芽勢、發芽率和發芽指數均顯著下降，欣煊58的下降幅度大于吉龍2；在SAS+GD處理下，與SAS處理相比，吉龍2發芽勢以及兩品種玉米種子的發芽率和發芽指數均明顯提高，欣煊58增加幅度大于吉龍2。

表1 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米種子發芽勢、發芽率和發芽指數的影響

2.2 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米幼苗形態的影響

如圖1所示，與CK相比，兩品種幼苗在鹽堿脅迫(SAS)處理4 d后明顯受到鹽堿脅迫的傷害，其葉片和根系長度變短，株高明顯低于對照組，葉片萎蔫失綠，根系發黃，須根減少，植株生長受到抑制，欣煊58葉片發黃面積多于吉龍2；SAS+GD處理有效減少葉片萎蔫失綠面積，增加須根；與CK相比，GD處理下幼苗長勢旺盛，葉片寬長，根系發白，須根增多。

2.3 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米干質量、鮮質量、株高及根冠比的影響

如表2所示，兩品種玉米幼苗生長明顯受到鹽堿脅迫抑制，與CK相比，吉龍2和欣煊58在SAS處理下，玉米幼苗地上部和地下部的鮮質量和干質量均顯著降低，株高顯著降低，根冠比顯著增加。與SAS處理相比，在SAS+GD處理下，吉龍2和欣煊58幼苗地上部分鮮質量、地上部干質量、地下部鮮質量均顯著增加，株高顯著增加，根冠比顯著降低。單純GD處理下兩品種玉米幼苗干質量和鮮質量明顯高于CK，同時株高增加，根冠比則無顯著變化。這表明玉米幼苗生長受到鹽堿脅迫的抑制，GD能有效緩解鹽堿脅迫造成的傷害，對地上部分促進作用尤其顯著，且對耐鹽堿性較弱的品種欣煊58效果更為明顯。

CK、SAS、SAS+GD、GD處理分別見表1注。圖1 京尼平苷對鹽堿脅迫下處理4 d玉米生長形態的影響Fig.1 Effects of GD on growth morphology of maize under saline-alkali stress for four days

表2 京尼平苷對鹽堿脅迫下處理4 d玉米干質量、鮮質量、株高及根冠比的影響

2.4 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米根系可溶性蛋白質和可溶性糖含量的影響

作為重要的滲透調節物質和營養物質，可溶性蛋白質對調節植物細胞內代謝和保護細胞膜起著重要作用。如圖2所示，在鹽堿脅迫下，與CK相比，吉龍2可溶性蛋白質含量提高66.42%，欣煊58可溶性蛋白質含量降低48.2%。與SAS處理相比，SAS+GD處理下吉龍2和欣煊58玉米幼苗根系中可溶性蛋白質含量分別提高38.2%和41.5%，吉龍2根系中可溶性蛋白質增加不顯著，欣煊58根系中可溶性蛋白質含量增加顯著，施用GD能夠緩解鹽堿脅迫對玉米根系造成的傷害。可溶性糖對穩定細胞分子結構具有重要作用。在鹽堿脅迫下，與CK相比，吉龍2可溶性糖提高25.1%，欣煊58降低26.4%。與SAS處理相比，在SAS+GD處理下兩品種可溶性糖含量分別提高19.1%和37.2%，差異顯著。這表明耐鹽堿玉米對鹽堿脅迫的適應性途徑之一是通過提高可溶性蛋白質和可溶性糖含量實現的，在鹽堿脅迫下，GD處理可以促進滲透調節物質積累，進而緩解玉米根系受到逆境傷害。

2.5 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米根系MDHAR、DHAR、APX和GR活性的影響

MDHAR、DHAR、APX和GR均是AsA-GSH循環中的關鍵抗氧化酶。如圖3所示，在SAS處理下，吉龍2和欣煊58幼苗根系中MDHAR活性顯著高于CK，分別提高35.8%和38.4%，DHAR活性顯著低于CK，分別降低15.9%和21.5%，APX和GR活性與CK無顯著差異；與SAS處理相比，在SAS+GD處理下吉龍2和欣煊58玉米根系MDHAR活性分別顯著提高11.0%和10.7%，DHAR活性提高43.2%和43.1%，APX活性提高38.3%和43.5%，GR活性提高22.4%和43.9%，均差異顯著，這表明GD可有效提高抗氧化酶活性以緩解幼苗根系遭受的鹽堿脅迫。

同一品種不同小寫字母表示處理間在0.05水平上差異顯著。CK、SAS、SAS+GD、GD處理分別見表1注。圖2 京尼平苷對鹽堿脅迫下處理4 d玉米根系可溶性蛋白質和可溶性糖含量的影響Fig.2 Effects of GD on soluble protein and soluble sugar content in roots of maize under saline-alkali stress for four days

圖3 京尼平苷對鹽堿脅迫下處理4 d玉米根系APX、GR、DHAR和MDHAR活性的影響Fig.3 Effects of GD on the activities of APX， GR， DHAR and MDHAR in roots of maize under saline-alkali stress for four days

2.6 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米根系AsA含量及AsA/DHA的影響

抗壞血酸(AsA)和脫氫抗壞血酸(DHA)均為重要的抗氧化物質，在植物細胞中起著重要作用，AsA的氧化還原勢可以用抗壞血酸與脫氫抗壞血酸的比值(AsA/DHA)來表示，在逆境脅迫下AsA/DHA會發生變化，AsA/DHA降低抗氧化能力隨之降低。如圖4所示，SAS處理下，吉龍2和欣煊58的AsA含量顯著低于CK，分別降低14.6%和16.3%，AsA/DHA也均顯著低于 CK；與SAS處理相比，在SAS+GD處理下，兩品種AsA含量分別顯著提高31.2%和50.0%，吉龍2中AsA/DHA無顯著差異，欣煊58中AsA/DHA則顯著增加。這表明GD能有效促進抗氧化物含量提高，增強玉米幼苗根系在鹽堿脅迫下的抗氧化能力，且對欣煊58的促進作用高于吉龍2。

2.7 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米根系GSH含量及GSH/GSSG的影響

植物細胞中的ROS通過消耗GSH而被清除，同時生成了GSSG，GSH的氧化還原勢可以用GSH/GSSG來表示。如圖5所示，與CK相比，SAS處理下吉龍2和欣煊58的GSH含量分別降低27.7%和47.6%，吉龍2中GSH/GSSG與CK無顯著差異，欣煊58中GSH/GSSG則顯著低于CK；比起SAS處理，在SAS+GD處理下，吉龍2和欣煊58的GSH含量分別顯著提高81.6%和88.2%，吉龍2中GSH/GSSG無顯著變化，欣煊58中GSH/GSSG則顯著高于SAS處理。在鹽堿脅迫下，GD處理對兩品種的GSH含量和GSH/GSSG的促進效果不同，欣煊58根系中GSH含量和GSH/GSSG變化幅度均大于吉龍2，這說明GD對不耐鹽堿品種的影響作用更明顯。

圖4 京尼平苷對鹽堿脅迫下處理4 d玉米根系AsA含量及AsA/DHA的影響Fig.4 Effects of GD on the content of AsA and AsA/DHA in roots of maize under saline-alkali stress for four days

圖5 京尼平苷對鹽堿脅迫下處理4 d玉米根系GSH含量及GSH/GSSG的影響Fig.5 Effects of GD on the content of GSH and GSH/GSSG in roots of maize under saline-alkali stress for four days

3 討 論

兩個品種玉米種子發芽勢、發芽率和發芽指數在鹽堿脅迫下明顯降低，同時還降低玉米幼苗干質量、鮮質量及株高，增加根冠比，導致葉片萎蔫失綠，根系短黃，吉龍2根系中可溶性蛋白質和可溶性糖含量無顯著變化，不足以緩解鹽堿脅迫條件下活性氧積累造成的氧化脅迫，欣煊58根系中可溶性蛋白質和可溶性糖含量均顯著降低，兩品種根系中MDHAR酶活性增加，DHAR活性降低，AsA和GSH含量減少，AsA/DHA降低，吉龍2根系中GSH/GSSG無顯著變化，欣煊58根系中GSH/GSSG降低，5 mg/L GD處理能有效緩解鹽堿脅迫對玉米種子萌發和幼苗生長造成的傷害，并提高植株干質量、鮮質量及株高，降低根冠比，促進不耐鹽堿品種欣煊58根系中可溶性糖和可溶性蛋白含量積累，兩玉米品種根系中抗氧化酶(MDHAR、DHAR、APX和GR)活性提高，抗氧化物AsA和GSH含量增加，欣煊58根系中AsA/DHA和GSH/GSSG明顯提高，GD使AsA-GSH循環中清除ROS的代謝途徑達到穩定和平衡，玉米根系的抗氧化能力得到增強。GD有助于緩解鹽堿脅迫對玉米種子萌發和幼苗生長的抑制作用，且GD的促進作用對不耐鹽堿品種欣煊58的效果更為明顯。

3.1 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米種子萌發和生長的影響

在大田生產中，種子的萌發率和整齊度對作物生產具有重要意義，而發芽能力是保證作物高產的基礎。本研究結果表明，兩品種玉米種子發芽勢、發芽率和發芽指數在鹽堿脅迫下顯著降低，說明鹽堿脅迫抑制玉米種子萌發，與李玉梅等[32]的研究結果一致。這說明高濃度鹽堿脅迫導致滲透壓過高，種子在高滲透壓環境下吸水不充分，進而影響種子萌發[33]，而GD處理明顯增強種子活力，提高欣煊58的發芽勢以及兩品種玉米種子的發芽率和發芽指數，緩解鹽堿脅迫對種子萌發的傷害，其中對耐鹽堿性較弱的欣煊58效果更為明顯。錢善勤等[25-26，34]的研究結果表明，噴施1 mg/L、10 mg/L和100 mg/L GD均對玉米幼苗株高有顯著促進作用，噴灑25mg/L GD顯著提高青菜干質量和鮮質量，同時對蘿卜塊莖和葉鮮質量及其根冠比也有顯著的提高作用，張伯熙等[21-24]的研究結果表明，京尼平苷及其復方能顯著提高黃瓜與豇豆幼苗根莖的干質量和鮮質量，本研究結果表明，與對照相比，單純GD處理能明顯提高玉米幼苗干質量和鮮質量，與前人研究結果一致，這說明GD可作為生長調節劑促進玉米幼苗生長。鹽堿脅迫通過抑制玉米組織和器官的生長及分化，使玉米植株發育遲緩，葉片短窄，根系發黃變短，植株的光合面積減少，根系吸收也受到抑制，植株的碳同化量隨之降低，進而導致植株干質量和鮮質量降低[35]。本研究結果還表明，在鹽堿脅迫下兩品種玉米幼苗生長發育均受到明顯抑制，葉片萎蔫失綠，根系發黃，葉片、根系長度低于對照，干質量、鮮質量降低，根冠比增加，與景宇鵬等[36]的研究結論一致。而在鹽堿脅迫下，GD處理能減少葉片枯黃面積，增加干質量、鮮質量及株高，使根冠比降低，有效緩解鹽堿脅迫對玉米幼苗的傷害。這說明GD不僅能作為促根生長劑應用，還能增強玉米幼苗的抗鹽堿性。

3.2 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米根系可溶性蛋白和可溶性糖含量的影響

鹽堿脅迫通常導致土壤滲透壓高于植物細胞，進而導致玉米細胞內水勢降低，植物根部產生滲透脅迫。嚴重時會引發植株生理性干旱，缺水死亡，同時對植物的養分及礦物質吸收產生抑制[37]。玉米幼苗的根系比莖葉更容易受鹽堿脅迫的影響，為了保證根系對水分和養分的吸收，營養物質優先分配給根系，鹽堿脅迫下可溶性蛋白質和可溶性糖的積累對調節玉米幼苗滲透代謝過程有著重要意義，一來滲透調節物質可平衡滲透，增加膨壓降低水勢，緩解植株細胞吸水困難，維持細胞的穩定性；二來可溶性糖還能通過調節產生活性氧的代謝途徑來調節ROS的產生，也可通過增加NADPH的代謝來參與抗氧化過程[38]。Kholova等[39]研究結果表明，鹽堿脅迫下，滲透物質含量增加。本研究結果表明，在鹽堿脅迫下，與CK相比，吉龍2根系中可溶性蛋白質和可溶性糖含量差異不顯著，而欣煊58根系可溶性蛋白質和可溶性糖含量均顯著降低，這說明耐鹽堿品種在鹽堿脅迫條件下能通過調節滲透物質含量提高耐鹽堿能力。而GD處理能有效緩解鹽堿脅迫對幼苗根系的抑制作用，在鹽堿脅迫下，GD使欣煊58根系中可溶性蛋白質和可溶性糖含量均顯著增加，這表明根系滲透調節能力提高，能緩解鹽堿脅迫傷害，對根系細胞吸水性增強和維持細胞膜穩定有著重要作用。錢善勤等[25-26]的研究結果表明，GD處理能有效促進玉米幼苗、青菜葉片中可溶性蛋白質和可溶性糖含量增加。張穎等[40]的研究結果表明，噴施30 mg/L GD柳樹葉片中可溶性蛋白質和可溶性糖含量明顯增加。本研究中，GD處理能明顯提高欣煊58根系中可溶性糖和可溶性蛋白質含量，這說明GD有利于不耐鹽堿品種根系中可溶性蛋白質和可溶性糖的合成和積累，促進根系生長，根系的吸收能力提高對植株生長發育有重要作用。

3.3 京尼平苷對鹽堿脅迫下玉米根系AsA-GSH循環的影響

鹽堿脅迫會使植物體內積累大量的活性氧(ROS)，破壞生物膜結構，使電解質外滲、酶失活。清除植物體內的ROS是保證細胞正常生理代謝的基礎，抗氧化系統主要有兩類，一種是非酶促類，包括GSH和AsA等抗氧化物質；另一種是酶促類，包括過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、APX、GR、DHAR以及MDHAR等[41-42]。AsA-GSH循環是植物體內重要的抗氧化系統，該循環中AsA在APX酶的作用下與H2O2發生反應生成MDHA，MDHA在MDHAR酶的作用下，一部分歧化生成AsA，一部分則氧化生成DHA，DHA以GSH為底物，在DHAR作用下生成AsA。GSH作為中介將H2O2還原成H2O。GSH氧化成GSSG，GSSG在GR作用下還原為GSH[43]。AsA/DHA和GSH/GSSG反映了AsA-GSH循環轉運速率和植株對逆境脅迫的適應性，可作為調節抗氧化機制的信號[44]。GSH是重要的酶活性調節物質，GSH含量和GSH/GSSG是激活植物抗性基因的信號分子之一，因此GSH含量與植物抗逆能力密切相關[45]。孫德智等[46]研究發現鹽堿脅迫明顯降低AsA和GSH含量以及AsA/DHA、GSH/GSSG。本研究中，在鹽堿脅迫下，與CK 相比，兩品種玉米根系中MDHAR活性均顯著升高，DHAR活性降低，抗氧化物質AsA和GSH含量顯著減少，AsA/DHA以及欣煊58根系中GSH/GSSG亦降低。這說明鹽堿脅迫下根系中活性氧大量積累，AsA和GSH作為抗氧化劑清除過量活性氧自由基被大量消耗，AsA含量減少促使MDHA歧化過程加快，MDHAR活性增加，MDHA大量歧化抑制了MDHA氧化為DHA的過程，因此AsA/DHA降低，同時GSH含量減少，DHAR活性降低，GR活性無明顯變化，這表明GSH氧化途徑受到抑制，還原途徑則正常轉化，對不耐鹽堿品種影響明顯，因此欣煊58根系中GSH/GSSG降低，鹽堿脅迫明顯抑制根系細胞內抗氧化系統的速率和能力。吉龍2根系中抗氧化酶活性和抗氧化物含量變化幅度明顯小于欣煊58，這表明耐鹽堿品種對逆境的適應性明顯高于不耐鹽堿品種。本研究結果還表明，在鹽堿脅迫下，GD處理顯著促進兩玉米品種根系中APX、MDHAR、DHAR和GR酶活性增加，并提高了AsA和GSH含量以及欣煊58根系中AsA/DHA和GSH/GSSG。這表明GD通過促進抗氧化酶活性增加以及抗氧化物AsA和GSH再生，進而提高了兩品種根系抗氧化系統的運行效率和抗氧化能力，根系受到的氧化脅迫傷害得到明顯緩解，這說明GD有助于提高玉米幼苗根系的耐鹽堿性，對不耐鹽堿品種作用更為明顯。