作者：严媚欣等   来源：   发布时间：2021-10-13   Tag:   点击：
[麻进展]混合盐碱胁迫对罗布麻生理特性的影响
摘 要：为探究混合盐碱胁迫对罗布麻生理特性的影响，以罗布麻为研究对象，采用盆栽法研究不同混合盐碱浓度处理对一年生罗布麻幼苗保护酶活性和渗透调节物质的影响，并运用模糊数学隶属函数法对不同种源地罗布麻幼苗耐盐碱性进行综合评价。结果表明，随着混合盐碱胁迫浓度的增加，2个种源地罗布麻幼苗叶片保护酶活性均呈现先上升后下降的趋势，POD、CAT、APX酶活性在盐碱胁迫浓度300mmol/L时达到最大值，SOD酶活性在盐碱胁迫浓度为200mmol/L时达到最大值；MDA、超氧阴离子、可溶性蛋白含量则呈现逐渐上升趋势，由隶属函数综合评价值可见，来源于甘肃民勤的罗布麻比来源于第二师31团的罗布麻耐盐碱能力强。
关键词：罗布麻；盐碱胁迫；保护酶活性；渗透调节物质；隶属函数法
 
罗布麻（Apocynum venetum）为夹竹桃科（Apocy-naceae）罗布麻属（Apocynum）多年生草本植物，是我国宝贵的野生植物资源[1]。罗布麻既能治疗神经衰弱、心悸失眠，又能平肝安神，减少患高血压的风险，有重要的药用功能。同时其纤维产品品质极佳，可以发挥纺织功能，具有十分重要的生态经济价值[2]。
罗布麻具有较强的耐盐、耐碱、耐贫瘠、耐风沙特性，可以改良土壤、调节气候、保持水土、防风固沙，已逐渐成为盐碱土壤地区种植的优良植物[3]。肖斌等[4]研究发现，施加不同浓度的NaCl，随着胁迫浓度的增加，罗布麻种子发芽率、发芽势均显著降低，平均发芽天数延长。耿蕾等[5]研究表明，不同胁迫条件下罗布麻幼苗叶片SOD、POD酶活性、脯氨酸和可溶性总糖含量随胁迫表现为先升后降的趋势。
目前对罗布麻的研究主要集中在资源和药用成分评价方面，而其在混合盐碱胁迫下的生理特性变化鲜有报道。因此，本试验以第二师31团和甘肃民勤2个种源地的罗布麻为材料，进行不同浓度混合盐碱胁迫处理，开展幼苗保护酶活性、可溶性蛋白和丙二醛含量等指标的测定，利用隶属函数法对不同种源地罗布麻幼苗的耐盐性进行综合评价，以期为盐碱地区罗布麻的栽培及盐碱地改良提供理论依据。
 
1材料与方法
1.1试验材料
参试种子分别采自第二师31团和甘肃民勤2个种源地，在石河子大学农学院试验站日光温室内进行种植与处理。
1.2试验设计
2020年4月将罗布麻种子浸种至刚露白时，播种于花盆中。播种后浇蒸馏水以保持培养基质湿润，至2片子叶展开后，每天浇1/5倍的Hoagland完全营养液，当长出3对叶时改浇1/2倍的营养液，在长出4对叶时开始浇完全营养液直至收获植株。用KOH和H2SO4将营养液pH调至6.5±0.1。播种后2个月对幼苗进行盐碱胁迫处理。采用盐碱混合胁迫，将2种中性盐NaCl和Na2SO4，以及2种碱性盐NaHCO3和NaCO3，按照1∶2∶1∶1质量比例混合，浓度梯度设定为0、100mmol/L、200mmol/L、300mmol/L、400mmol/L共5个混合盐碱处理。在处理后的第30天随机取无机械损伤和无病虫害的罗布麻幼苗叶片测定保护性酶活性和渗透调节物质，重复3次。
1.3测定项目及方法
生理指标的测定参照李忠光[6]的方法测定叶片超氧阴离子含量和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性，采用考马斯亮蓝G-250染色法[7]测定可溶性蛋白质含量，采用硫代巴比妥酸法[8]测定丙二醛（MDA）含量，采用NBT光还原法[9]测定超氧化物歧化酶（SOD）活性，采用愈创木酚法[10]测定过氧化物酶（POD）活性，采用紫外分光光度法[11]测定过氧化氢酶（CAT）活性。
隶属函数计算用模糊数学隶属函数法对罗布麻保护酶活性的数据进行标准化，公式为
                        
式中，X（ij）表示i种类j指标的隶属值；Xij表示i种类j指标的测定值；Xjmax、Xjmin分别表示指标的最大值和最小值。
采用标准差系数法计算标准差系数Vj，公式为
                        
对标准差系数进行归一化，得到各个罗布麻保护酶活性指标的权重系数Wj，公式为
                        
依据权重系数计算罗布麻保护酶活性综合评价D值，公式为
                        
1.4数据分析
试验数据采用Excel2013进行数据整理和制作图表，运用DPS9.05统计分析软件进行显著性分析。
2结果与分析
2.1不同盐碱胁迫对罗布麻幼苗叶片过氧化物酶活性的影响
从图1可以看出，随着混合胁迫浓度的增加，罗布麻叶片POD酶活性呈现先升高后降低的趋势，且各浓度处理下，31团罗布麻幼苗叶片POD酶活性均高于甘肃民勤罗布麻幼苗叶片。两个种源地罗布麻叶片POD活性均在300mmol/L时达到最大值，分别为187.43U/g和54.90U/g。甘肃民勤罗布麻叶片POD酶活性从高浓度300mmol/L开始下降，而31团罗布麻叶片POD活性降幅较小。

                            

2.2不同盐碱胁迫对罗布麻幼苗叶片超氧化物歧化酶活性的影响
从图2可以看出，2个种源地罗布麻幼苗叶片SOD活性在不同胁迫浓度下呈现先上升后下降的趋势。31团和甘肃罗布麻幼苗叶片SOD活性均在200mmol/L浓度梯度下达到最大值，分别为75.99U/g和87.96U/g。31团罗布麻幼苗叶片SOD活性在各浓度梯度下均高于甘肃民勤罗布麻幼苗叶片。400mmol/L高浓度胁迫下31团罗布麻幼苗叶片SOD活性较200mmol/L和300mmol/L浓度分别减少12.30%和5.53%，较0和100mmol/L浓度梯度下的叶片SOD活性分别增加21.51%和1.43%。
                           
2.3不同盐碱胁迫对罗布麻幼苗叶片过氧化氢酶活性的影响
从图3可以看出，2个种源地罗布麻幼苗叶片CAT活性在不同浓度梯度下变化趋势相似，均随盐碱胁迫浓度的增加呈现先增加后降低的趋势。31团和甘肃民勤罗布麻幼苗叶片CAT活性在300mmol/L浓度梯度下达到最大值，分别为63.33U/g和61.79U/g。甘肃民勤罗布麻在中等浓度胁迫300mmol/L下的幼苗叶片CAT活性较高浓度胁迫400mmol/L和低浓度胁迫100mmol/L分别降低了1.43%和8.70%。31团和甘肃种源地罗布麻幼苗叶片CAT活性均在300mmol/L浓度梯度开始下降，400mmol/L浓度梯度时CAT活性分别为62.44U/g和57.50U/g。罗布麻幼苗叶片对高浓度胁迫的抵抗能力较弱，随着胁迫时间的推移，活性氧积累到一定程度，体内逐渐合成CAT，清除活性氧，防止大分子物质发生氧化作用。
                            
2.4不同盐碱胁迫对罗布麻幼苗叶片抗坏血酸过氧化物酶活性的影响
从图4可以看出，2个种源地罗布麻幼苗叶片APX活性呈现相同的规律。31团罗布麻幼苗叶片APX活性随胁迫浓度的增加，呈现先增加后降低的趋势，拐点为300mmol/L浓度，达到最大值6.01U/g，后呈现降低趋势。甘肃种源地罗布麻叶片APX活性随胁迫浓度的增加，呈现先增加后降低的趋势，拐点同样为300mmol/L浓度，达到最大值7.70U/g。
                     
2.5不同盐碱胁迫对罗布麻幼苗叶片超氧阴离子的影响
植物细胞在其生命活动过程中，由于叶绿体、线粒体和质膜上随时都发生着电子传递过程中电子的泄露，因而不可避免地会产生大量的活性氧，如超氧阴离子自由基等[12-13]。在正常情况下，植物体内自由基的产生和消除之间处于动态平衡状态。受到胁迫时，细胞中电子传递系统受阻，自由基生成增加或清除自由基的能力减弱，打破了自由基产生与清除的平衡[14-15]。从图5可以看出，2个种源地罗布麻幼苗叶片超氧阴离子含量随胁迫浓度的增加，表现出相同的趋势。31团罗布麻叶片超氧阴离子含量随胁迫浓度的增加，呈现逐渐增加的趋势，在400mmol/L浓度时，达到最大值209.11nmol/g，较0浓度处理增加了84.11%。甘肃种源地叶片超氧阴离子含量随胁迫浓度的增加，也呈现持续递增趋势，在0盐浓度时含量最小，为108.58nmol/g，200mmol/L、300mmol/L和400mmol/L浓度梯度下的叶片超氧阴离子含量分别较0浓度时增加了14.32%、25.57%和33.24%，且各浓度间存在明显差异。

                          

2.6不同盐碱胁迫对罗布麻幼苗叶片丙二醛含量的影响
丙二醛含量是植物细胞膜质过氧化程度的体现。从图6可以看出，31团和甘肃民勤罗布麻幼苗叶片MDA含量均随胁迫浓度的增加呈现逐渐增加的趋势。31团和甘肃民勤罗布麻幼苗叶片MDA含量均在400mmol/L浓度达到最大值，分别为21.83μmol/g和21.31μmol/g。400mmol/L浓度31团罗布麻幼苗叶片MDA含量较其余各浓度罗布麻幼苗叶片MDA含量分别高15.74%、9.91%、5.92%和4.35%。400mmol/L浓度甘肃罗布麻幼苗叶片MDA含量较其余各浓度罗布麻幼苗叶片MDA含量分别高29.22%、16.06%、12.09%和11.39%。

                          

2.7不同盐碱胁迫对罗布麻幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响
从图7可以看出，2个种源地罗布麻幼苗叶片蛋白质含量随浓度的增加表现相同的规律，且甘肃民勤罗布麻幼苗叶片可溶性蛋白含量增加幅度高于31团。31团幼苗叶片蛋白质含量在400mmol/L浓度达到最大值，为60.75mg/g，其余浓度梯度由小到大较其分别减少10.20%、8.60%、5.10％和1.04%，且各处理之间存在明显差异。甘肃民勤幼苗叶片蛋白质含量呈现逐渐递增的趋势，在400mmol/L时达到最大值，为73.61mg/g，较其余浓度分别增加34.39%、19.82%、13.87％和11.85%。

                             

2.8不同种源罗布麻幼苗耐盐性综合评价
对不同种源罗布麻耐盐性采用隶属函数法进行分析，求出综合评价D值，综合评价值越大，代表耐盐碱性越好。从附表可以看出，甘肃民勤罗布麻幼苗综合综合得分最高，为0.714，31团较低，为0.285。因此，甘肃民勤罗布麻幼苗耐盐碱性比31团好。
 
3讨论
植物在受到盐胁迫时，其体内抗氧化酶活性与其耐盐性密切相关[16]。SOD和POD是植物在逆境胁迫中体内重要的保护酶系统，是清除活性氧伤害的重要指标[17]。王雷等[18]研究发现，随着盐碱胁迫浓度的增加，罗布麻幼苗叶片SOD活性和POD活性均呈现先上升后下降的趋势，这与本研究结果一致。本研究结果表明，随着盐碱胁迫浓度的增加，2个种源地罗布麻幼苗叶片SOD活性和POD活性都呈现先上升后下降的趋势。分析认为罗布麻幼苗叶片对高浓度胁迫的抵抗能力较弱，随着胁迫时间的推移，保护类酶积累到一定程度，在体内会逐渐下降。徐振朋等[19]研究发现，随着PEG胁迫浓度的升高，幼苗CAT活性呈现先降低后升高再降低的趋势。本研究结果表明，随着盐碱胁迫浓度的升高，不同种源地罗布麻幼苗叶片CAT活性均呈现先上升后下降的趋势。这与前人研究结果不一致，究其原因可能是因为CAT活性是植物体胁迫早期的指标之一，对不同胁迫的敏感程度不一样所导致的。
附表 盐碱胁迫下不同种源罗布麻幼苗耐盐碱性综合评价
 
植物在不利于其生长的盐碱环境和衰老的情况下，都会造成植物细胞膜系统的损伤，引起膜脂过氧化反应，MDA含量是膜脂过氧化反应的主要产物之一，通常丙二醛含量的多少在一定程度能够反映膜损伤程度的大小[20-21]。荆瑞英等[22]研究发现，罗布麻随盐碱胁迫浓度增高MDA含量均呈现先下降后上升的趋势。本研究结果表明，在不同浓度胁迫下，不同种源地罗布麻幼苗随着胁迫时间的延长，各胁迫浓度丙二醛含量均逐渐增大，且随着浓度的增大，丙二醛含量越高。这与前人的研究得出的结论不一致，可能是试验盐碱胁迫处理盐胁迫浓度不一样的原因所造成的。
隶属函数方法作为一种有效的方法已广泛应用于辣椒[23]、苹果[24]、番茄[25]等植物上进行抗逆性鉴定，孙凯等[26]在研究甘薯耐盐性中发现，运用隶属函数法能全面反映其不同品种的耐盐特性，综合评价值越大，表明耐盐性越强，反之耐盐性越弱。本研究通过测定不同种源地罗布麻在不同浓度混合盐碱胁迫下的生理指标的变化，利用隶属函数法综合评价不同种源罗布麻幼苗在混合盐碱胁迫下的耐盐碱性，甘肃民勤罗布麻生理指标综合评价值最大，表明甘肃民勤罗布麻抗盐碱能力强于31团。
 4结论
甘肃民勤和31团2个种源地的罗布麻幼苗叶片POD、SOD、CAT和APX活性均随盐碱胁迫浓度的增大而升高，不同渗透调节物质也呈现相同趋势。通过隶属函数法对不同种源地罗布麻幼苗耐盐碱能力进行综合评价得出，甘肃民勤罗布麻抗盐碱能力强于31团，这为盐碱地区罗布麻的栽培及盐碱地改良提供了理论依据。
 
文章摘自：严媚欣，白茹，崔金霞，张岳琼，王春芳，吴佩，邴政，金波.混合盐碱胁迫对罗布麻生理特性的影响[J].农业科技通讯，2021(08):153-157.

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