鹽脅迫對北五味子幼苗生理特性的影響

王立鳳，劉秋月

（牡丹江師范學院 生命科學與技術學院, 黑龍江 牡丹江 157011）

北五味子（Schisandra chinensis）為五味子科（Schisandraceae）五味子屬（Schisandra）植物.北五味子是我國東北地區(qū)重要的經(jīng)濟樹種，營養(yǎng)成分豐富，果實中含有油脂、蛋白質、檸檬酸、多種維生素等.[1]北五味子的果實北五味子是中藥材，可用于治療呼吸系統(tǒng)及消化系統(tǒng)疾病、提高免疫功能、防護心血管系統(tǒng)疾病、抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，對治療糖尿病有幫助.[2]本實驗以北五味子實生幼苗為實驗材料，研究北五味子生理特性指標對土壤鹽脅迫的響應，為該物種的遷地引種以及推廣應用提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 供試材料

1 年生北五味子實生幼苗，植株長勢基本一致，生長旺盛，無病蟲害.

1.2 試驗方法

將1 年生北五味子實生幼苗栽植于塑料營養(yǎng)缽內(nèi)，栽培基質為蛭石和珍珠巖（體積比3：1），放置于溫度、光照、濕度等環(huán)境因素相同的條件下培養(yǎng).用不同濃度的NaCl 溶液進行鹽脅迫模擬.實驗設置7 個梯度，NaCl 濃度分別為0.15%，0.3%，0.45%，0.6%，0.75%，0.9%，以蒸餾水（CK）為對照組. 每個濃度重復3 次.

1.3 測定項目及方法

鹽脅迫處理的第20 d，選取有代表性的北五味子幼苗2 株，測定其丙二醛（MDA）含量、游離脯氨酸含量、過氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性. 丙二醛（MDA）含量的測定使用硫代巴比妥酸(TAB) 法 ，游離脯氨酸含量的測定使用茚三酮比色法，過氧化物酶（POD）活性的測定使用愈創(chuàng)木酚法，超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定使用氮藍四唑（NBT）光還原法.[3]

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對幼苗葉片MDA 和脯氨酸含量的影響

在土壤鹽脅迫下，植物細胞膜發(fā)生脂質過氧化，產(chǎn)生MDA，其含量可以用來反映植物抵抗逆境條件的能力以及植物受到鹽害的程度.[4]

圖1 顯示，隨著鹽脅迫濃度的增加，北五味子葉片的MDA 含量與培養(yǎng)溶液鹽分含量呈正相關.當NaCl 濃度為0.45% 和0.6% 時，MDA 含量約為CK 的3.6 倍及3.7 倍；當濃度為0.75% 和0.9% 時，葉片的MDA 含量顯著高于前5 組處理的，此時，細胞膜的透性增大，植物細胞受到較大的脅迫.隨著NaCl 脅迫濃度的增加，北五味子幼苗葉片的脯氨酸含量均高于CK，葉片的脯氨酸含量呈現(xiàn)先增加后減少再增加的趨勢.當溶液濃度為0.15%～0.45%時，北五味子幼苗葉片的脯氨酸含量有所增加，但不明顯；當鹽脅迫濃度為0.6%時，幼苗葉片的脯氨酸含量較前一濃度有小幅度的降低.隨著NaCl 濃度的逐漸增加，葉片的脯氨酸含量也逐漸增加，當溶液鹽分含量達0.9%時，脯氨酸含量約為CK 的4.7 倍.

圖1 不同濃度鹽脅迫處理下北五味子幼苗葉片的MDA 和脯氨酸含量

2.2 鹽脅迫對幼苗葉片MDA 和脯氨酸含量的影響

POD 是葉片細胞內(nèi)重要的抗氧化酶，可以用來反映植物對脅迫環(huán)境的響應. 從圖2 可以看出，幼苗葉片的POD 活性隨著鹽脅迫濃度的增加而增加. 當NaCl 濃度為0.15% 和0.3% 時，葉片的POD 活性減少和增加的幅度不明顯；當NaCl 濃度為0.45%和0.6%時，葉片的POD 活性顯著增加，近CK 的3 倍；當NaCl 濃度達到0.75% 和0.9% 時，POD 活性顯著提高，大約是CK 的6 倍. 說明當鹽分濃度增加時，植物會提高過氧化物酶活性以適應不良環(huán)境.

圖2 不同濃度鹽脅迫處理對北五味子幼苗葉片POD 和SOD 的影響

SOD 是植物葉片細胞內(nèi)重要的抗氧化酶. 從圖2 可以看出，在不同濃度鹽脅迫下，葉片的 SOD活性在NaCl 濃度為0.15% 時下降，之后隨著鹽脅迫濃度逐漸增加. 當脅迫濃度為0.15% 時，葉片的SOD 活性較CK 大約降低了7%；在NaCl 濃度上升到0.45% 和0.6% 時，北五味子幼苗的SOD活性顯著增加，此時，葉片的SOD 活性已經(jīng)超過CK 的3 倍. 當NaCl 濃度為0.9% 時，葉片的SOD 活性達到最高.

3 討論與結論

3.1 鹽脅迫對北五味子幼苗葉片MDA 含量的影響

葉片中的MDA 含量越高，說明該植物的抗鹽能力越弱.[5]植物在鹽脅迫環(huán)境中由于發(fā)生膜脂過氧化產(chǎn)生MDA，MDA 的產(chǎn)生也代表著葉片細胞膜受到了破壞.MDA 產(chǎn)生的量可以表示該植物抵抗鹽脅迫的能力以及植物受到鹽害的程度. 本實驗中，鹽脅迫濃度越高，葉片的MDA 含量增加越顯著. 說明植株在鹽脅迫過程中膜脂過氧化程度很高，植株葉片的細胞膜受到嚴重破壞.

3.2 鹽脅迫對北五味子幼苗葉片脯氨酸含量的影響

植物細胞中的脯氨酸呈游離態(tài)，當植物受到土壤鹽脅迫時，細胞中的脯氨酸大量積累以調(diào)節(jié)細胞的滲透勢，這是植物受到鹽漬脅迫后而產(chǎn)生的一種保護自身的生理響應[6].脯氨酸作為植物的有機滲透調(diào)節(jié)物質，可降低細胞對毒性離子的吸收，調(diào)節(jié)細胞內(nèi)外滲透勢，從而維持細胞環(huán)境的相對穩(wěn)定.本實驗中，北五味子葉片細胞內(nèi)的脯氨酸含量均高于CK，表明隨著鹽分含量的增加，北五味子幼苗可積累大量的脯氨酸以調(diào)節(jié)細胞的滲透壓，含鹽量越高，脯氨酸的積累量越多，植株調(diào)節(jié)滲透勢的能力越強.

3.3 鹽脅迫對北五味子幼苗葉片POD 和SOD 的影響

葉片細胞中的SOD 和POD 是通過協(xié)同作用來降低細胞內(nèi)的活性氧的數(shù)量. 在土壤鹽脅迫逆境環(huán)境下，植物可以通過提高抗氧化酶的活性清除多余的活性氧，以減少活性氧的增加對植物造成傷害.SOD 可以將細胞內(nèi)的活性氧轉化為H2O2和O2，POD 可以將SOD 產(chǎn)生的多余的H2O2清除掉.[8]本實驗北五味子葉片的POD 和SOD 隨著鹽脅迫濃度的增加總體呈上升趨勢，隨著鹽分含量的增加而增加，北五味子幼苗的耐鹽性隨著鹽脅迫濃度的增加而增加.

4 結論

北五味子幼苗的脯氨酸含量、POD 活性和SOD 活性隨著鹽分濃度的增加而增加，植物調(diào)節(jié)滲透式的能力增強以及清除多余的活性氧的數(shù)量增加，北五味子耐鹽性強.