鹽脅迫下山杏葉片生理響應特征研究

摘要：為了解鹽脅迫對山杏葉片細胞生理生化的影響，以黑龍江省林口縣試驗地優良單株為試材進行鹽脅迫處理，共設置4個梯度，以清水灌溉為對照（CK），鹽（NaCl）處理濃度分別為200mmol/L（T1）、400mmol/L（T2）、600mmol/L（T3）。研究表明：山杏鹽脅迫下，通過有機滲透調節物質的積累，提高細胞液濃度以提高滲透勢，減輕失水程度，同時緩解了細胞膜的損傷程度和光合電子傳遞的受抑制程度，從而了減少活性氧的形成；通過提高體內抗氧化酶活性進行調節，有效清除過量的活性氧，緩解細胞自由基代謝失調和質膜受損程度，避免活性氧對光系統和光合碳同化過程的傷害，從而維持較高的光合能力，提高植株對鹽脅迫的抵御和耐受能力。表明山杏雖具有一定的抗鹽脅迫的能力。

關鍵詞：山杏；鹽脅迫；生理指標

目前，土壤的鹽堿化已經成為了全球性的問題，我國土壤的鹽堿化程度也日趨嚴重。我國是鹽堿地大國，鹽堿地面積位居世界第三，主要分布于地區有東北、東部沿海地區、西北地區、華北地區等。由于自然條件的影響，鹽堿土類型也較為復雜，大多屬于復合鹽堿地[1]。山杏（Armeniaca sibirica），即西伯利亞杏，薔薇科，屬落葉小喬木，主要分布于我國東北、內蒙古以及華北地區。山杏的根系很發達，具有比較強的固沙作用；耐寒、耐旱、耐瘠薄又耐高溫，是生態脆弱地區植被恢復與園林綠化優良樹種[2，3]。山杏果仁可加工飲品、榨油，且其果仁有祛痰、止咳的藥用功效，具備很好經濟價值及藥用價值，是集生態效益、社會效益和經濟效益于一體的重要木本糧油經濟樹種[3]。本文從鹽堿脅迫對山杏抗鹽堿生理指標進行研究，為今后發展果樹抗鹽堿育種提供了一定的理論依據。

1材料與方法

1.1材料

試驗材料選自黑龍江省林口縣大盤道實驗地優良單株，先將該試驗地優良單株在苗圃地進行無性繁殖，再從其中選出30組長勢均一健壯的幼苗做試材，進行培育。

1.2方法

試驗選取在7月初在黑龍江省林業科學研究所試驗地進行（具備防雨措施）。

鹽脅迫設置4個梯度，NaCl處理濃度分別為200mmol/L（T1）、400mmol/L（T2）、600mmol/L（T3），以清水灌溉為對照（CK），每處理30株。加鹽前控制盆水幾天，以利于加鹽后在干燥土壤中充分擴散。脅迫14d后取樣進行測定，每處理重復3次。20d后因鹽度過高，600mmol/L處理區干枯死亡。

1.3測定方法

葉片相對含水量采用飽和含水量法測定。計算公式：相對含水量（%）=（原初鮮質量-干質量）/（飽和鮮質量-干質量）×100%

用電導率儀測定各水分處理葉片的相對透電導率。

超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量、脯氨酸（Pro）含量、可溶性糖含量分別采用試劑盒（江蘇艾迪生生物公司），嚴格按照說明書進行操作測定。

1.4 數據處理

試驗數據表示為平均值，用 Excel 作圖。

2結果與分析

2.1鹽脅迫對山杏葉片葉片含水量的影響

由1可以看出，隨著NaCl濃度的增加，葉片的相對含水量下降越快，對照的相對含水量在90%以上，S1、S2、S3梯度下的相對含水量分別是82%、74%、63%，與對照的葉片相對含量平均值下降了12%、20%、32%，相對含水量的下降梯度差異較大，鹽脅迫程度越強，葉片的相對含水量就越低，影響指數也就越高。

2.2鹽脅迫對山杏葉片質膜透性的影響

圖2中，山杏葉片相對電導率在鹽脅迫下均升高，S1、S2、S3比CK相對電導率分別高33%、33%、75%。說明隨著鹽脅迫程度的增加，膜的傷害程度也隨之增加。

2.3鹽脅迫對山杏葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

不同程度鹽脅迫處理下，由圖3可以看出，隨著脅迫程度的增強，SOD活性含量就越高，分別比最初高7%、31%、38%，中度和重度脅SOD活性含量迫明顯升高。

2.4鹽脅迫對山杏葉片過氧化物酶（POD）活性的影響

不同鹽脅迫處理下，由圖4可以看出在3個梯度的山杏葉片SOD活性隨著時間的增加，均呈現明顯升高的趨勢，W1、W2、W3分別比最初上升了69%、68%、87%，說明鹽脅迫會使山杏葉片誘導的 POD 活性升高以抵御鹽脅迫環境，在重度鹽脅迫下，山杏葉片相比具有較高的 POD 活性，對活性氧自由基的清除能力更強，抗氧化能力更強。

2.5鹽脅迫對山杏葉片丙二醛（MDA）含量的影響

由圖5所示，在鹽脅迫處理下，丙二醛含量升高，增加幅度：重度脅迫＞中度脅迫＞輕度脅迫，分別比最初升高了27%、27%、22%，結果表明，鹽脅迫會導致楊樹膜脂過氧化程度增加，而在重度鹽脅迫下山杏葉片受活性氧的損傷更輕，具有更強的耐鹽性。

2.6鹽脅迫對山杏葉片脯氨酸（Pro）的影響

由圖6可以看出，各處理中葉片Pro含量均隨著脅迫時間的增加而增加，且脅迫程度的越強的Pro含量越高，Pro 的積累量較大，說明山杏對鹽脅迫具有一定的適應力。

2.7鹽脅迫對山杏葉片可溶性糖含量的影響

不同鹽脅迫處理下，山杏葉片可溶性糖含量如圖13所示，在14d均有所增加，比最初的含量分別增加了39%、30%、32%，說明葉片中可溶性糖含量均有一定的積累，山杏對鹽脅迫具有一定適應力。

3結論與討論

葉片相對含水率反映了植物體內水分缺失狀況[4-6]，相對電導率反映了細胞膜透性變化[4-6]，而膜脂過氧化反應的最終產物是丙二醛（MDA）[4-6]，其含量是反映植物脂質過氧化程度和膜系統傷害程度[4-9]。本研究中，隨著NaCl濃度的增加，葉片的相對含水量下降越快，丙二醛與相對電導率均升高，重度脅迫高于CK75%，表明鹽脅迫的加重，細胞穩定性逐漸喪失，代謝失衡，受損狀況加劇。

植物體中的可溶性蛋白、可溶性糖、游離脯氨酸在一定程度上都可以反映植物受環境水分和鹽度脅迫的情況，以及植物對鹽分脅迫的忍耐及抵抗能力[6，10-14]。本研究中，隨著鹽濃度的增加，山杏葉片中的POD就大量產生，可溶性糖也隨之緩慢增加，以調節滲透壓，降低植物體細胞滲透勢，從而改善細胞的持水能力以及吸水能力，維持自身在逆境下的生命活動[10-16]。

有研究表明，鹽脅迫會導致植物細胞中Na+過多的累積，并會破壞植物體內活性氧的產生，從而清除系統的動態平衡，且大量活性氧會的產生會導致細胞喪失完整的膜結構，然后損傷膜脂等[17-23]。在植物體內也存在多種活性氧清除機制，一種是有復雜的酶類抗氧化防御系統，SOD、CAT 和POD是細胞保護酶系統主要成員，這3種酶活性的變化趨勢可以在一定程度上反映出植物抗逆能力[9，17-20] 。本研究中，SOD和POD活性含量隨著鹽濃度的增加，升高的越快，表明植物體內產生大量的氧化酶，來清除過量的活性氧，降低膜脂過氧化的程度，維持體內活性氧的平衡。具有一定的抗逆能力。

實驗表明，山杏在鹽脅迫下，通過有機滲透調節物質的積累，提高細胞液濃度以提高滲透勢，減輕失水程度，同時緩解了細胞膜的損傷程度和光合電子傳遞的受抑制程度，從而了減少活性氧的形成[17-23]；通過提高山杏體內抗氧化酶活性進行調節，有效清除過量的活性氧，緩解細胞自由基代謝失調和質膜受損程度，避免活性氧對光系統和光合碳同化過程的傷害，從而維持較高的光合能力，提高植株對鹽脅迫的抵御和耐受能力[17-23]。

其中鹽脅迫處理組內，在14天就開始有植株枯死，在第20天就有大量的死亡，表明山杏雖具有一定的抗鹽脅迫的能力，但不建議長期在高強度鹽脅迫環境中生存。

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