山螞蝗種質資源苗期耐鹽性研究

劉 華

(青海省草原總站，青海 西寧 810008)

鹽漬化土壤在世界上廣泛分布，我國各類鹽堿地面積約有3 460×104hm2，是世界鹽堿地大國之一[1，2]。20世紀30年代以來，美國、前蘇聯、巴基斯坦、印度、埃及、以色列及澳大利亞就十分注意土壤的鹽堿化和植物耐鹽性研究[3]。我國于20世紀80年代以來開展了大量的耐鹽性植物種質資源評價工作[4]。山螞蝗屬植物在全世界約有350種，多分布于亞熱帶和熱帶地區，我國有27種5變種，大部分分布于西南至東南部，僅1種產陜、甘西南部[5]。1980年先后從澳大利亞和哥倫比亞等國引進綠葉山螞蝗、銀葉山螞蝗和卵葉山螞蝗等種質，在海南、廣東、云南等省區種植[6～8]，生產性能良好。是極具潛力的多用途豆科植物，如橡膠園覆蓋作物，或飼料作物，混播草地等，對熱帶亞熱帶地區草地畜牧業和環境保護具有重要作用[9～11]。本試驗選用山螞蝗的不同品種為材料，通過觀察植株形態反應，測定葉綠素含量、質膜相對透性和脯氨酸含量等指標，綜合比較和分析各品種的耐鹽能力，篩選出山螞蝗耐鹽品種，為生產實踐提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料種質編號、經緯度、采集地等具體情況見表1。

表1 供試材料一覽表

續表：

1.2 試驗方法

1.2.1 種子播種處理 采用80 ℃熱水處理4 min，晾干、置于培養皿中，放在人工光照氣候箱中培養，在恒溫28 ℃的條件下催芽兩天。待種子露白后，播種于沙床上，待長到四五片葉后移植到水培箱。

1.2.2 營養液配置

(1)母液配置方法

A液：Ca(NO3)2.4H2O 221.6g KNO3101.2g

B液：KH2PO427.2g MgSO4.7H2O 138.6g

C液：FeSO4.7H2O 13.9g Na2-EDTA 18.6g

H3BO32.86g MnCl2.4H2O 1.81g

ZnSO4.7H2O 0.22g CuSO4.5H2O 0.08g

H2MO4.H2O 0.02g

分別稱取A液、B液、C液各所需化合物溶解，并分別定容至1L，放入棕色瓶中保存。

(2)工作液配置方法

配70L(桶)工作液：首先，放40%的水量(28L)，將A母液應加入量(175ml)倒入其中混勻，再加入B母液(175ml)慢慢倒入其中，并不斷加水稀釋，至達到總水量80%，最后按C母液按量(35ml)加入其中，然后加足水量并不斷攪拌。

1.2.3 實驗處理 當幼苗具有3～4片真葉時，挑選生長一致的植株洗凈根部基質后，移栽于塑料箱中。用塑料袋套在泡沫箱內壁上避免水分滲透，每箱盛25L營養液。用泡沫板固定植株，覆蓋在塑料箱頂部，在泡沫塑料板上挖21個小孔(每箱7行，每行3孔)，將幼苗植入塑料板的孔中，每箱種植七個種，每行一個種，每行三株。每個種設置三個重復，用0.5%、1.0%、1.5%、2.0%4種濃度梯度的鹽溶液處理植株(鹽濃度為加入的純NaCl占培養箱里的培養液濃度)，并設對照(0%)。

1.2.4 鹽脅迫方法 把苗移植到裝有固定量培養液的培養箱中，每天觀察水位并補充營養液，到穩定后，加鹽處理，使所加鹽量與培養箱里的培養液濃度為實驗設定比值，一次加完所需鹽量，記下刻度，每天觀察水位并補充營養液。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 鹽脅迫下的植株形態反應 鹽處理后，每兩天對其植株及葉片萎焉情況、死亡情況等進行觀測和記錄。

1.3.2 葉綠素含量的測定[12]采用丙酮提取比色法，三次重復。

1.3.3 細胞質膜透性的測定[13]采用電導法，三次重復。

1.3.4 脯氨酸含量的測定[14]采用磺基水楊酸法，三次重復。

1.4 評價方法

參考吐爾遜娜依[15]等的綜合評價方法。

1.5 數據處理方法

本論文中所涉及的數據采用SAS9.0軟件以及Excel軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫下的植株形態反應

從表2可以看出，在0.5%鹽濃度下，CIAT13110與050307498差異極顯著，其余均不顯著。050307498枯萎率最低，CIAT13110枯萎率最高。在1.0%鹽濃度下，CIAT13120、050307498枯萎率較低，CIAT13110、CIAT13108、070311008枯萎率很高。表明各品種在受傷害后，隨著鹽濃度的升高葉片枯萎率增大，其中CIAT13120、050307498受害程度較輕。供試各品種均能耐0.5%和1.0%鹽脅迫，少數品種能耐1.5%鹽脅迫，均不能耐2.0%鹽脅迫。

表2 鹽害20d下山螞蝗各品種的枯萎程度

2.2 鹽脅迫下植株葉綠素含量

鹽脅迫可導致植株葉片的葉綠素含量降低。這主要是由于受鹽脅迫，植株體內的葉綠素酶活性增強，從而促進了葉綠素b的降解所致[16]。從表3可見，CIAT13120、070303020、CIAT13646、070115045、CIAT13649在0.5%NaCl鹽脅迫下葉綠素相對含量高于對照，其它10種山螞蝗均低于對照。在5種葉綠素含量高于對照的品種中，CIAT13120、070303020、CIAT13649在 1.0%濃度條件下葉綠素含量高于0.5%濃度的葉綠素含量，CIAT13646、070115045在1.0%濃度條件下葉綠素含量低于0.5%濃度的葉綠素含量，表明葉綠素含量的高低和耐鹽性沒有一致性的關系[17]。

在0.5%，1.0%，1.5%鹽脅迫條件迫下，CIAT13120、050222175、CIAT13289、070303020、070115045葉綠素含量相對穩定。說明CIAT13120、050222175、CIAT13289、070303020、070115045葉綠素含量受鹽脅迫的影響較小。

表3 鹽害20d各品種葉綠素相對含量的差異

續表：

2.3 鹽脅迫下細胞質膜透性

調節植物體內鹽分的運輸和分配是植物耐鹽的重要機制，而膜結構和功能的完整性是控制離子運轉和分配的主導因素，因此，膜系統是植物鹽害的主要部位，是逆境對植物傷害的原初位點[18]。研究表明，質膜膜脂物理狀態改變可能是植物感受滲透脅迫的原初響應，細胞膜鹽脅迫直接影響細胞的膜脂和膜蛋白，使脂膜透性增大和膜脂過氧化[19]，從而影響膜的正常生理功能。把測定的細胞膜功能做為鑒定樹種的抗鹽性是一種較好的方法[20]。

通過表4可知，同一山螞蝗品種隨鹽濃度的升高電解質滲出率增大，表明各山螞蝗品種在受傷后，細胞膜透性增大，葉片內的相對電導率大量增加，其電解質外滲量隨鹽濃度的增高而增大，受迫強度不同，電解質外滲量各異。在0.5%，1.0%鹽濃度下，CIAT13120、050222175、070110005、CIAT13289、070303020電解質外滲量變化較小。

表4 鹽害20d下山螞蝗葉片種內相對電解質滲出率

2.4 鹽脅迫下脯氨酸含量

植物在鹽脅迫等逆境條件下，積累脯氨酸是一種較普遍的現象。它具有保水作用，可以降低細胞水勢，抵抗外界滲透脅迫有利于抗鹽[17]。從表5可以看出，各不同品種山螞蝗葉片的脯氨酸含量受鹽濃度脅迫變化很大。在0.5%鹽濃度下070110005的脯氨酸含量急劇增加，050307498、070108019的脯氨酸含量有點下降。在1.0%鹽濃度下除了CIAT13120、CIAT13089、070303020、CIAT13649外，其余的各個品種脯氨酸含量急劇增加。這說明不同品種山螞蝗對不同濃度的NaCl反應不同。從脯氨酸絕對含量來分析，070110005、CIAT13089的耐鹽性以次排在前面；070108019、050222175則排在后面。

表5 鹽害20d下山螞蝗各品種葉片脯氨酸含量差異

2.5 耐鹽綜合評價

通過對山螞蝗各品種鹽脅迫20d后的枯萎程度，葉綠素，細胞膜透性，脯氨酸含量四項指標的測定，參考吐爾遜娜依在8種牧草耐鹽性綜合評價的方法進行分析和綜合評價，得出15種山螞蝗品種的耐鹽性大小。由表6可以看出：050222175的綜合評價最高，為32分； CIAT13110評價最低，為13分；其排序是： 050222175﹥CIAT13120﹥070303020﹥CIAT13289﹥070110005﹥CIAT13649﹥CIAT13089﹥060327003﹥CIAT13108﹥070115045﹥050307498﹥070311008﹥070108019﹥CIAT13646﹥CIAT13110。

表6 六種山螞蝗品種的耐鹽性評價

續表：

3 討論

3.1 鹽脅迫對植株枯萎程度的影響

在不同的鹽濃度下，山螞蝗各品種的枯萎程度隨鹽濃度的增大而增大。這與李孔晨[21]等的實驗結果相符。本實驗對照中050222175、CIAT13110出現少量的枯萎，可能是病蟲害所致。

3.2 鹽脅迫對葉片相對葉綠素的影響

在不同的鹽濃度下，葉綠素的含量的變化與各山螞蝗品種有關，CIAT13120、070303020、CIAT13646、070115045、CIAT13649在0.5%鹽脅迫下葉綠素相對含量高于對照，其它10種山螞蝗均低于對照。在5種葉綠素含量高于對照的品種中，CIAT13120、070303020、CIAT13649在 1.0%濃度條件下葉綠素含量高于0.5%濃度的葉綠素含量，CIAT13646、070115045在1.0%濃度條件下葉綠素含量低于0.5%濃度的葉綠素含量，表明葉綠素含量的高低和耐鹽性沒有一致性的關系。這與李孔晨[21]等的實驗結果不相符。這5種山螞蝗在鹽脅迫條件下相對葉綠素的含量高，可能是NaCl刺激了葉綠素的合成，也可能是NaCl脅迫下抑制了葉片的生長速度，而葉綠素合成沒有受到多大影響。這就使單位面積葉綠素的含量增加。

3.3 鹽脅迫對葉片膜透性和脯氨酸的影響

在不同的鹽濃度下，各種山螞蝗的葉片膜透性大小和脯氨酸含量隨鹽濃度的增大而增大。同一品種在不同濃度處理下，植株的膜透性和脯氨酸含量變化很大。這與李孔晨[21]等的實驗結果相符。很多的研究者認為脯氨酸是主要的有機滲透調節物質，脯氨酸積累是植物為了對抗鹽脅迫而采取的一種保護性措施[16]。

4 結論

植物在鹽脅迫下表現的耐鹽性是一個比較復雜的過程，其耐鹽能力的大小是多種指標的綜合表現，如果用單一的指標來評價植物的抗鹽性大小，不能客觀的反應植物耐鹽的真實性。因此，為了能更客觀，更實際的衡量一種植物的耐鹽性，要盡可能的選多個指標。實驗與耐鹽理論聯系，按多個生物學指標進行了綜合評定。其最終的耐鹽性大小順序為：050222175﹥CIAT13120﹥070303020﹥CIAT13289﹥070110005﹥CIAT13649﹥CIAT13089﹥060327003﹥CIAT13108﹥070115045﹥050307498﹥070311008﹥070108019﹥CIAT13646﹥CIAT13110。