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鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗生長(zhǎng)及生理生化指標(biāo)的影響

2025-03-21 00:00:00雷雨欣李小玲
陜西農(nóng)業(yè)科學(xué) 2025年1期
關(guān)鍵詞:生長(zhǎng)

摘 要:為探討鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗生長(zhǎng)及主要活性成分的影響,本試驗(yàn)以鐵皮石斛幼苗為材料,研究了鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、保護(hù)酶活性等生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明,隨著鹽濃度的升高,鐵皮石斛葉綠素含量下降,與對(duì)照相比,降幅分別為5.58%、8.89%、13.73%;相對(duì)電導(dǎo)率含量上升,與對(duì)照相比,增幅分別為131.25%、168.75%、225.00%;石斛堿含量上升,與對(duì)照相比,增幅分別為30.34%、54.70%、70.09%;多糖含量先下降后上升,過氧化物酶(POD)與過氧化氫酶(CAT)活性先上升后下降,丙二醛(MDA)含量上升,與對(duì)照相比,增幅分別為11.19%、17.06%、28.99%;可溶性糖含量上升,與對(duì)照相比,增幅分別為48.34%、103.97%、121.19%;超氧化物歧化酶(SOD)活性下降,與對(duì)照相比,分別降低了4.86%、59.63%、71.28%;且隨著鹽脅迫濃度的升高各生長(zhǎng)指標(biāo)逐漸降低。高NaCl濃度(0.9%)對(duì)植株的生長(zhǎng)發(fā)育有明顯的抑制作用,使幼苗的成活率降低,各項(xiàng)生理指標(biāo)均有較大的差異。總之,0.3%NaCl處理對(duì)鐵皮石斛幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育及各生理指標(biāo)無明顯影響,0.6%NaCl與0.9%NaCl處理后,其生物量明顯降低。

關(guān)鍵詞:鐵皮石斛;鹽脅迫;生長(zhǎng);生理代謝

中圖分類號(hào):S322 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0488-5368(2025)01-0015-06

Effects of Salt Stress on Growth and Physiological and Biochemical Indexes of Dendrobium Officinale Seedlings

LEI Yuxin, LI Xiaoling

(College of Biology Pharmacy and Food Engineering, Shangluo University, Shangluo, Shaanxi 726000, China)

Abstract: To explore the effects of salt stress on the growth and main active ingredients of Dendrobium, its physiological indicators—such as soluble sugar content, malondialdehyde (MDA), and protective enzyme activity were studied in Dendrobium officinale seedlings. The results showed that as stress duration and salt concentration increased, the chlorophyll content of Dendrobium officinale decreased. Compared to the control, the reductions were 5.58%, 8.89%, and 13.73%, respectively. Compared to the control, the relative conductivity content increased by 131.25%, 168.75% and 225.00%.The alkaloid content in Dendrobium officinale increased by 30.34%, 54.70%, and 70.09%, respectively, compared to the control. Polysaccharide content initially decreased and then increased, while the activities of peroxidase (POD) and catalase (CAT) increased first and then declined. In contrast, the malondialdehyde (MDA) content consistently increased compared to the control. The increase was 11.19%, 17.06 % and 28.99% respectively; the soluble sugar content increased by 48.34%, 103.97% and 121.19%, respectively compared to the control. In contrast, the activity of superoxide dismutase (SOD) decreased by 4.86%, 59.63%, 71.28%, respectively, compared to the control. A high NaCl concentration (0.9%) significantly inhibited the growth and development of the plants, reducing the survival rate of the seedlings and causing substantial differences in various physiological indicators.additionally, as the salt stress concentration increased, the growth indicators gradually declined. In summary, 0.3% NaCl treatment has no significant effect on the growth and development of Dendrobium seedrobium seedlings and their physiological indicators. However,treatments with 0.6% and 0.9% NaCl significantly reduced their biomass.

Key words: Dendrobium officinale; Salt stress; Grow; Physiological metabolism

當(dāng)今,世界上有100多個(gè)國(guó)家,各種類型的鹽堿地面積達(dá)10億 hm 約占全球10%的耕地面積。我國(guó)的耕地面積為2.6×10\+7 hm 其中耕地面積為 6.6×10\+6 hm 主要集中于西北干旱、半干旱地區(qū),如新疆、甘肅等,由于工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)灌溉和施用化肥等因素的影響,導(dǎo)致了土壤表層二次鹽漬化趨勢(shì)的加劇,造成了農(nóng)業(yè)的重大損失[1]。高鹽分含量的存在,不但使土壤中水分含量下降,阻礙或抑制植物的發(fā)芽,而且對(duì)植物幼苗、根、莖、葉、花、果等器官的生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)生一定的抑制作用;在土壤中,隨著土壤中鹽離子的不斷增加,土壤中的水分不僅會(huì)減少,而且會(huì)對(duì)植株造成一定的離子壓力,從而使植株體內(nèi)的離子失衡、酶的表達(dá)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給、干擾細(xì)胞的離子代謝、改變細(xì)胞的微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu),同時(shí)也會(huì)限制鹽離子在根系中的吸附和輸送,從而使其遭受離子的毒性,植株體內(nèi)的葉綠素含量下降,阻礙光合作用的正常進(jìn)行[2]

植物具有高效的離子傳輸和選擇性吸收機(jī)制,由于植物對(duì)離子的選擇性吸收、排外和區(qū)域化,從而保持了細(xì)胞內(nèi)生理代謝所必需的動(dòng)態(tài)平衡,從而表現(xiàn)出一定程度的抗鹽能力[3]。鹽脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)的影響包括滲透脅迫、離子毒性和二次氧化脅迫等,植物為了適應(yīng)逆境脅迫,其體內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列的生理生化變化。植物感受鹽脅迫刺激后,首先會(huì)啟動(dòng)相關(guān)基因的表達(dá),合成與抗氧化相關(guān)的酶類、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、離子通道蛋白等,進(jìn)而調(diào)控機(jī)體的各種生理生化反應(yīng)[4]

鐵皮石斛 (Dendrobium officinale Kimura et Migo)是我國(guó)傳統(tǒng)名貴中藥材,其藥用歷史悠久,位于“中華九大仙草”之首。主要生長(zhǎng)在我國(guó)西南部及長(zhǎng)江以南。在我國(guó),石斛的種類達(dá)七十余種。其中有商業(yè)價(jià)值的僅三十余種,鐵皮石斛作為五種石斛屬植物之一,被記載于《中華人民共和國(guó)藥典》。石斛的主要藥用部位為鮮莖或干莖,活性成分主要是多糖、生物堿、黃酮類等,多糖是鐵皮石斛的主要活性物質(zhì),它與其藥用功能關(guān)系密切,其多糖含量是衡量其品質(zhì)的重要指標(biāo)[5],石斛堿具有鎮(zhèn)痛和解熱的作用,有很高的科研價(jià)值[6]。鐵皮石斛的種子通常極小,無胚乳,為長(zhǎng)期存活只能選擇與某些真菌在特定的環(huán)境下共生。但由于人工采伐、人工砍伐、生境破壞等原因,已處于瀕危狀態(tài),是國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的重要藥材[7]

近年來,國(guó)內(nèi)外研究者已對(duì)許多植物的抗鹽機(jī)制展開了研究并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步[8~13],而對(duì)于鐵皮石斛的研究則側(cè)重于建立再生體系、活性成分的提取及病理藥理學(xué)的研究[14~16],關(guān)于其耐鹽機(jī)理方面的研究甚少。因此,本研究選擇了鐵皮石斛幼苗為試驗(yàn)材料,以NaCl模擬鹽脅迫,通過探究不同鹽濃度對(duì)鐵皮石斛生長(zhǎng)及生理生化指標(biāo)的影響,為研究鐵皮石斛抗鹽栽培技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地概況

本試驗(yàn)于2021年4月5日在商洛學(xué)院丹江校區(qū)生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,該場(chǎng)地位于109°57′29″E、33°52′16″N,平均海拔880 m,年均溫12.8℃,年均降雨量740 mm,屬于亞熱帶半濕潤(rùn)季風(fēng)山地氣候。室內(nèi)溫度為20℃左右,試驗(yàn)于2021年5月10日結(jié)束。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用鐵皮石斛為組培苗煉苗移栽材料,購自商洛市鎮(zhèn)安縣瑞琪藥業(yè)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 材料預(yù)培養(yǎng)及處理 選取長(zhǎng)勢(shì)一致的一年生鐵皮石斛幼苗,移栽于直徑10 cm的塑料花盆內(nèi),土壤為花生殼、苔蘚、松樹皮、木炭、樹皮等物質(zhì)進(jìn)行混合使用,每個(gè)花盆種植3株,共8個(gè)花盆(底部帶有托盤),置于室內(nèi)預(yù)培養(yǎng)。

在鐵皮石斛幼苗緩苗期結(jié)束時(shí),分別用0.3%NaCl(輕度鹽脅迫)、0.6%NaCl(中度鹽脅迫)和0.9%NaCl(重度鹽脅迫)的鹽溶液對(duì)鐵皮石斛幼苗進(jìn)行脅迫處理。2022年4月27日起,每?jī)商鞚补嘁淮嘻}溶液,每次500 ml,以蒸餾水為對(duì)照(CK);每日中午12∶[KG-*2]00時(shí)稱量每個(gè)盆的重量,以補(bǔ)充缺失的水量。處理10 d后測(cè)定葉片光合作用參數(shù);處理12 d取葉片和根系,測(cè)定相應(yīng)的生理指標(biāo),重復(fù)三次,每次處理取一株苗。

1.3.2 生理指標(biāo)與生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 葉綠素含量的測(cè)定采用張志良等[17]的丙酮-碳酸鈣法,過氧化物酶(POD)活性的測(cè)定采用張志良等[17]的愈創(chuàng)木酚顯色法,超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定采用張志良等[17]的NBT光還原法,過氧化氫酶(CAT)活性的測(cè)定采用陳剛等[18]的紫外光譜法,丙二醛(MDA)含量測(cè)定采用陳剛等[18]的硫代巴比妥酸法,電導(dǎo)率含量測(cè)定采用高俊鳳等[19]的電導(dǎo)儀法,可溶性糖含量測(cè)定采用張述偉等[20]的蒽酮比色法,石斛堿的測(cè)定采用張以順等[21]的氣相色譜法,多糖的測(cè)定采用葛穎華等[22]的紫外分光光度法,生長(zhǎng)指標(biāo)用直尺測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用Excel 2016記錄數(shù)據(jù)并作圖,采用SPSS statistics 22.0軟件處理上述記錄的數(shù)據(jù)。對(duì)于測(cè)量結(jié)果,選擇重復(fù)三次,取平均值,可以得到更為準(zhǔn)確的生理指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

從表1可以看出,其他受脅迫的鐵皮石斛幼苗與CK相比,株高、根長(zhǎng)、葉片數(shù)以及根數(shù)均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),說明鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛葉片的生長(zhǎng)指標(biāo)有較大的影響。不同濃度的NaCl溶液處理后,株高總體降低,與CK相比0.9%處理使株高的降低幅度最大,達(dá)到59.25%。其他脅迫濃度的根長(zhǎng)與CK相比,0.9%處理濃度下,根長(zhǎng)有較大的變化,降幅為CK的61.45%。在0.9%處理濃度下,鐵皮石斛幼苗葉片數(shù)與CK比較有顯著的降低,降幅為31.40%。隨著鹽濃度的增加,根數(shù)處呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),其中以0.9%的處理濃度為最小,降幅為31.93%與CK相比有顯著性差異( P lt;0.05)。總體來看,在0.9%處理濃度下的NaCl溶液對(duì)鐵皮石斛幼苗株高、根長(zhǎng)、葉片數(shù)、根數(shù)的抑制程度最大,差異顯著。

2.2 鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗葉綠素含量的影響

從圖1可以看出,隨著鹽害程度的加重,鐵皮石斛葉片葉綠素含量總體呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì),其中以重度鹽脅迫處理含量最低為1.22 mg/g,與對(duì)照(CK)相比有顯著性差異( P lt;0.05)。在輕鹽脅迫條件下,葉片的葉綠素含量相對(duì)于 CK降低5.58%,與對(duì)照比較有明顯差異。在中度鹽害條件下,鐵皮石斛葉片葉綠素含量呈逐步降低的趨勢(shì),其降低的幅度與 CK相比有顯著的差別,降幅達(dá)8.89%。在重度鹽脅迫下,鐵皮石斛葉片葉綠素含量的降低幅度最大,與CK相比有顯著的降低,降幅達(dá)13.73%。結(jié)果表明,在不同鹽脅迫下,鐵皮石斛葉片葉綠素含量在重度鹽脅迫條件下下降最多,表明重度鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛的損害最嚴(yán)重。

2.3 鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗可溶性糖含量的影響

從圖2可以看出,鐵皮石斛葉片中可溶性糖含量隨鹽脅迫程度的增加而升高。鐵皮石斛葉片在輕度鹽脅迫下,葉片中的可溶性糖含量明顯升高,隨著鹽脅迫的加劇,其可溶性糖含量上升的幅度分別為48.34%、103.97%、121.19%。結(jié)果表明,在重度鹽(0.9%NaCl)脅迫條件下,鐵皮石斛葉片中的可溶性糖含量最高,表明重度鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛的損害最嚴(yán)重。

2.4 鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗MDA含量的影響

從圖3可以看出,隨著鹽脅迫程度的加重,鐵皮石斛葉片丙二醛(MDA)含量也隨之升高,在重度鹽脅迫條件下,MDA含量最高,達(dá)22.07 umol/gFW,與對(duì)照組(CK)相比,差異顯著( P lt;0.05)。在輕度鹽脅迫下,MDA含量的增長(zhǎng)速率較低,提高了11.19%。在中度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片MDA含量上升,其增長(zhǎng)速度與 CK值呈顯著的相關(guān)性,提高了17.06%。在重度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片MDA含量的增加幅度最大,與 CK相比有顯著的差別,提高幅度達(dá)28.99%。結(jié)果表明,在重度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片 MDA含量最高,表明重度鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛的損害最嚴(yán)重。

2.5 鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗SOD、POD和CAT活性的影響

圖4~圖6表明,受脅迫的鐵皮石斛幼苗與CK相比,SOD的活性顯著下降,POD和CAT活性則呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),說明鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛葉片的保護(hù)酶活性有較大的影響。從圖4可以看出,不同濃度的NaCl溶液處理后,總體SOD活性降低,與CK相比有明顯的差異( P <0.05)。與CK相比,0.6%NaCl處理使SOD的降低幅度最大,達(dá)到59.63%。從圖5可以看出,與CK相比,0.3%NaCl處理濃度增加了POD的活性,其它處理均與CK的活性相比下降。在0.3%NaCl處理濃度下,POD含量有較大的增加,達(dá)到了CK的139.88%。從圖6可以看出,在0.3%NaCl處理濃度下對(duì)鐵皮石斛幼苗CAT活性與CK相比活性升高,差異達(dá)到顯著水平,而在0.6%NaCl處理濃度下和在0.9%NaCl處理濃度下,鐵皮石斛幼苗CAT活性與CK比較均有顯著的降低。總體來看,加入不同濃度的NaCl溶液后,CAT活性總體上呈現(xiàn)出先上升下降的趨勢(shì),且與CK相比有較大的差異。在0.9%NaCl處理濃度下,CAT降低趨勢(shì)最為顯著,降幅最大,為77.44%。總體來看,0.6%與0.9%兩種濃度的NaCl溶液均能抑制鐵皮石斛幼苗葉片保護(hù)酶SOD、POD、CAT的活性差異顯著。

2.6 鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗相對(duì)電導(dǎo)率的影響

由圖7可知,隨著鹽脅迫程度的增加,鐵皮石斛葉片的相對(duì)電導(dǎo)率均有升高的趨勢(shì),其中以重度鹽脅迫處理最多達(dá)0.52 us/cm,與對(duì)照(CK)相比有顯著性差異( P lt;0.05)。結(jié)果表明:鹽脅迫可使鐵皮石斛的葉片膜結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷,使其功能受到損傷,膜透性增加,從而使水溶性物質(zhì)從細(xì)胞中滲透出來。在輕度鹽脅迫條件下,其相對(duì)電導(dǎo)率含量的增加幅度最大,與CK相比增加了131.25%,兩者之間存在著明顯的差別。在中度鹽脅迫條件下,隨土壤含鹽量的增加,鐵皮石斛葉片的相對(duì)電導(dǎo)率含量增加,其上升幅度與CK值呈顯著的相關(guān)性,增加168.75%。在重度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片相對(duì)電導(dǎo)率含量增長(zhǎng)較少,而與CK相比則有明顯的提高,提高幅度可達(dá)225.00%。結(jié)果顯示,在不同鹽分脅迫條件下,鐵皮石斛葉片的相對(duì)電導(dǎo)率含量在重度鹽脅迫條件下達(dá)到最大值,表明在重度鹽脅迫條件下鐵皮石斛損害最嚴(yán)重。

2.7 鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗石斛堿含量的影響

從圖8可以看出,鐵皮石斛葉中的石斛堿含量隨鹽脅迫程度的增加而增加,其中以重度鹽脅迫最高,0.80 mg/g,與對(duì)照組相比,有顯著性差異( P lt;0.05)。在輕度鹽脅迫處理下,較CK提高30.34%,與對(duì)照組相比有較大差別。在中度鹽脅迫下,鐵皮石斛葉片石斛堿含量呈遞增趨勢(shì),其增長(zhǎng)幅度與 CK值呈顯著的相關(guān)性,提高54.70%。在重度鹽脅迫下,鐵皮石斛葉片石斛堿含量上升,與CK相比有顯著的差別,增加70.09%。結(jié)果表明,在重度鹽脅迫下,鐵皮石斛葉片中石斛堿含量最高,表明在重度鹽脅迫下對(duì)其損害最嚴(yán)重。

2.8 鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛幼苗多糖的影響

從圖9可以看出,鐵皮石斛葉片多糖含量隨鹽脅迫程度的增加而呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),其中以重度鹽脅迫下含量達(dá)到最大值,達(dá)145.67 mg/g,與對(duì)照組(CK)比較有顯著性差異( P lt;0.05)。在輕度鹽脅迫條件下,多糖含量降低,與CK相比,降低了10.13%,與對(duì)照組比較有明顯差異。在中度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片多糖的含量呈遞增趨勢(shì),其增長(zhǎng)速度與CK相比呈顯著差異,增加了2.85%。在重度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片多糖含量的提高幅度最大,與CK相比差異較大,提高幅度達(dá)15.50%。結(jié)果表明,在重度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片多糖含量達(dá)到最高水平,表明重度鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛的損害最嚴(yán)重。

3 討論

鹽害、高低溫、干旱、輻射等逆境脅迫對(duì)植株的生長(zhǎng)有不利的影響,而在長(zhǎng)期逆境中,植株也會(huì)有一定的抗逆性[23]。在鹽脅迫影響下,滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)會(huì)大量積存,滲透勢(shì)會(huì)降低,這樣可以彌補(bǔ)水分的減少。不同的鹽分處理對(duì)鐵皮石斛的生長(zhǎng)及活性物質(zhì)的積累均有明顯的影響。滲透調(diào)節(jié)劑能使植物的水分含量下降,使其穩(wěn)定膨壓,保證細(xì)胞在正常的情況下生長(zhǎng),減少自由基,增加細(xì)胞的壽命;鹽脅迫條件下,植物的光合作用可以增加光合速率,維持氣孔傳導(dǎo),為細(xì)胞創(chuàng)造一個(gè)適應(yīng)逆境的穩(wěn)定環(huán)境。

在鹽脅迫的情況下,土壤中鹽濃度增大,不但影響了植物根系對(duì)水和養(yǎng)分的汲取,還會(huì)增加根系間的滲透壓,造成水分流失,并影響地上部的生長(zhǎng)[28]。鹽脅迫抑制了植物的正常生長(zhǎng)與發(fā)育,根為植物攝取了養(yǎng)分與水分[2]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,在鹽脅迫條件下,鐵皮石斛的生理指標(biāo)均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。其中株高與根長(zhǎng)均在重度鹽濃度條件下達(dá)到最小值,在輕鹽濃度下與對(duì)照組的差異不大;葉片數(shù)在重度鹽濃度條件下達(dá)到最小值;在輕鹽濃度下與對(duì)照組的差異不顯著;根數(shù)同樣在重度鹽濃度條件下達(dá)到最小值,但其他處理濃度與對(duì)照相比均達(dá)顯著,這與曹新超[29]的研究結(jié)果一致。

葉綠素作為光合作用中不可或缺的物質(zhì),其量的多少嚴(yán)重影響光合作用的效率高低。植物在鹽脅迫下,其葉綠素含量的高低與鹽類型、鹽濃度及植物類型有關(guān),對(duì)葉綠素含量有明顯的促進(jìn)或抑制作用。本試驗(yàn)與覃杰明[23]等研究結(jié)果一致,鹽脅迫后鐵皮石斛幼苗葉片中葉綠素含量顯著下降,在重度鹽脅迫下達(dá)到最低,這表明,高鹽環(huán)境對(duì)細(xì)胞膜的損傷是最大的,已經(jīng)喪失了其應(yīng)有的作用;在中度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片中的葉綠素含量明顯下降,而此時(shí)鐵皮石斛植株生長(zhǎng)狀況良好,光合作用正常,表明葉片中的葉綠素降低并未完全影響植物的生理特性及正常功能。

可溶性糖是鐵皮石斛中重要的活性成分[24],也是植物碳架和能量的主要來源。可溶性糖主要由葡萄糖、果糖和蔗糖組成,可調(diào)節(jié)植物細(xì)胞膜和原生質(zhì)體之間的平衡。結(jié)果表明,鐵皮石斛幼苗中可溶性糖量隨鹽濃度的增加而升高,說明鹽脅迫能誘導(dǎo)可溶性糖的生成,通過調(diào)控滲透,使細(xì)胞水分損失減少,減輕鹽脅迫對(duì)細(xì)胞的損害。說明可溶性糖含量的積累對(duì)該環(huán)境下鐵皮石斛的生長(zhǎng)起到了促進(jìn)作用。

丙二醛(MDA)是影響細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能的重要物質(zhì)[25]。研究發(fā)現(xiàn),在重度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片的丙二醛(MDA)含量最高;在鹽脅迫條件下,鐵皮石斛MDA的含量隨鹽濃度的升高而升高,在重度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片 MDA含量最高,表明重度鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛的損害最嚴(yán)重,這與史俊等[26]的結(jié)論相符。

超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)等內(nèi)源活性氧清除劑可以在一定程度上清除植物體內(nèi)過量的活性氧和保護(hù)膜結(jié)構(gòu),從而提高植物的抗逆性[27]。在逆境脅迫下,植物會(huì)產(chǎn)生大量的氧自由基,從而激活機(jī)體的保護(hù)酶,從而增強(qiáng)機(jī)體的活力[28]。本研究結(jié)果顯示,在鹽脅迫條件下,抗氧化酶中過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)的活性隨著鹽濃度的增加均先升高后降低,從而保護(hù)了鐵皮石斛幼苗,從而證明了在逆境脅迫下,抗氧化酶能有效去除多余的活性氧,從而減少膜脂過氧化作用。超氧化物歧化酶(SOD)的活性隨著鹽濃度的增加而降低,證明了SOD催化了歧化反應(yīng)與其他兩種酶協(xié)同作用,從而達(dá)到減輕鹽脅迫造成的傷害。這與曹新超[29]的研究結(jié)果一致。

電導(dǎo)率是反映植物細(xì)胞滲透能力的一個(gè)重要指標(biāo)[30]。本研究中,鹽脅迫下鐵皮石斛幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率明顯提高,表明其膜的滲透能力增強(qiáng)。在重度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛葉片的相對(duì)電導(dǎo)率為最大值;在中度鹽脅迫條件下,相對(duì)電導(dǎo)率隨含鹽量的增加而增加;在低鹽濃度條件下,隨著濃度的增大,其相對(duì)電導(dǎo)率急劇增加,結(jié)論與趙麗娟等[30]研究紫花苜蓿脂膜透性變化相一致。

石斛堿是鐵皮石斛中重要的藥用組成部分[6],本研究中,隨著鹽脅迫濃度的升高,鐵皮石斛幼苗體內(nèi)石斛堿含量顯著升高,鐵皮石斛葉片石斛堿含量在重度鹽脅迫下達(dá)到最大;在中度鹽脅迫條件下,石斛堿的含量呈遞增趨勢(shì);在低鹽濃度脅迫條件下,石斛堿的含量逐漸上升。表明石斛堿的積累在一定程度上緩解了鹽脅迫對(duì)鐵皮石斛的傷害。

石斛多糖是一種以溶質(zhì)形式存在于細(xì)胞中或處于高度水合狀態(tài)的一類物質(zhì),它有助于保持細(xì)胞質(zhì)的膨脹和保持其滲透勢(shì)的平衡[29]。試驗(yàn)證明,在鹽脅迫的情況下,鐵皮石斛幼苗葉片多糖含量的變化趨勢(shì)為先下降后上升。且在重度鹽脅迫條件下,鐵皮石斛幼苗葉片的多糖含量最高;在中度鹽脅迫條件下,隨著鹽分的升高,多糖含量逐漸升高;在低鹽濃度條件下,隨著濃度的增大,多糖的含量降低,這與曹新超[29]的研究結(jié)果一致。

綜上所述,適度的鹽脅迫可以增強(qiáng)植物的抗氧化能力,從而提高其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。鹽脅迫環(huán)境下鐵皮石斛幼苗葉片溶性糖含量、MDA含量、石斛堿含量和相對(duì)電導(dǎo)率升高,保護(hù)酶SOD活性、葉綠素含量、株高、根長(zhǎng)、葉片數(shù)和根數(shù)降低,保護(hù)酶POD、CAT的活性先升高后降低,多糖含量先降低后升高。鐵皮石斛在不同鹽分條件下這些指標(biāo)含量的變化,可減輕鐵皮石斛的受害程度,并與其生長(zhǎng)特性相結(jié)合,可使鐵皮石斛在輕度鹽脅迫條件下繼續(xù)生長(zhǎng)。目前,本試驗(yàn)僅對(duì)不同濃度下同一時(shí)間內(nèi),鐵皮石斛幼苗抗逆性進(jìn)行研究,但針對(duì)不同時(shí)間、不同脅迫濃度對(duì)鐵皮石斛抗逆性的影響仍需進(jìn)一步研究。

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收稿日期:2023-10-27 修回日期:2024-01-17

基金項(xiàng)目:陜西省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(S202411396095);陜西省科技廳農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目(2022NY-150)。

第一作者簡(jiǎn)介:雷雨欣(2005 -),商洛學(xué)院2023級(jí)本科生。

通信作者:李小玲。

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