长春蔓对盐胁迫的响应研究

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  摘要 为研究不同浓度盐胁迫对长春蔓的影响,测量了植株的超氧化物歧化酶(SOD)含量、过氧化物酶(POD)含量、叶片含水量、叶绿素含量、植株生物量和根系活力等各指标的变化。结果表明,随着氯化钠浓度的增大,长春蔓叶片中SOD活性总体呈上升趋势,期间略有下降,POD活性呈现先下降后呈上升趋势;叶片含水量先短暂上升,后随盐浓度的增加快速下降;叶绿素含量随着盐浓度的增加先上升后下降;植株生物量随盐浓度的增加而下降;根系活力随盐浓度的增加呈现先升高后降低的变化趋势。在盐浓度为0~6 g/L时,长春蔓有一定的耐受力,当盐浓度达到8 g/L时,长春蔓的生长受到明显的影响。
  关键词 长春蔓;盐胁迫;耐盐性
  中图分类号 S688.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)24-0116-03
  Study on Response of Vinca major to Salt Stress
  MA Yu-hua WANG Wei WEI Jing-jing
  (School of Biological Science and Food Engineering,Chuzhou University,Chuzhou Anhui 239000)
  Abstract In this study,the effects of different concentrations of salt stress on the growth of Vinca major were studied.The contents of superoxide dismutase(SOD),peroxidase(POD),leaf water,chlorophyll,plant biomass and root vitality and other indicators of change were measured in this study.The results showed that with the increase of sodium chloride concentration,the activity of SOD in Vinca major leaves showed an increasing trend on the whole,and decreased slightly during the period.The activity of POD decreased first and then increased with the increase of sodium chloride concentration.The leaf water content increased temporarily and then decreased with the increase of salt concentration.And the chlorophyll content increased first and then decreased with the increase of salt concentration.The plant biomass decreased with the increase of salt concentration.The root activity presented a trend of increasing first and then decreasing with the increase of salt concentration.Vinca major had a certain tolerance when the salt concentration was 0-6 g/L,but the growth rate of Vinca major was obviously affected when the salt concentration reached 8 g/L.
  Key words Vinca maior;salt stress;salt tolerance
  長春蔓(Vinca major)又名缠绕长春花、蔓长春花,夹竹桃科蔓长春花属多年生蔓性亚灌木,原产地中海沿岸,其茎蔓平卧地面,着地生根,叶对生,椭圆形,叶片表面富有光泽,4—5月开花,花蓝色,极具观赏性[1]。性喜半阴环境,耐寒,耐水湿,喜疏松、排水良好的砂质土壤。
  长春蔓可以与其他地被植物搭配应用,具有良好的水土保持能力。由于其茎蔓较长,可以垂直悬挂,用以装饰裸露的建筑物。另外,长春蔓茎蔓垂直,形态优美,可以配置于楼梯边、栏杆上或盆栽置放在案台上[2],任茎蔓自由下垂,随风飘动。
  盐渍化土壤是一种不利于植物生长的土地[3]。我国土地资源虽然丰富,但是盐碱土却占据了较大的比例[4]。因此,利用植株改良盐碱土具有重大的意义[5-6]。目前对于长春蔓抗逆性方面的研究不是很多,尤其是关于长春蔓抗盐性的研究报道比较少[7-8]。本试验探究长春蔓的耐盐性,探索盐胁迫对长春蔓的影响,以期为研究长春蔓的耐盐性作准备。
  1 材料与方法
  1.1 供试材料
  试验材料为长春蔓扦插苗。
  1.2 试验设计
  试验根据NaCl浓度水平不同共设6个处理,即0、2、4、6、8、10 g/L。
  1.3 试验方法
  试验采用扦插后盆栽法种植,首先在日光温室内的沙床上进行扦插繁殖;约40 d后上盆移栽,盆里基质是经过阳光曝晒和高锰酸钾消毒的河沙,每盆装2 300 g河沙,盆底垫细网防止河沙从盆下漏出。生长期间进行常规管理,施用园式配方配制的培养液,促进植物正常生长、生长健壮,之后选48盆长势一致的苗。3次重复,随机排列。盐处理时将NaCl溶于营养液中,上盆移栽后约45 d后进行第1次盐处理,之后每隔3 d处理1次,每次每盆定量施250 mL营养液,每3 d处理1次,处理5次,分别测出每次处理的长春蔓植株的各项指标。   1.4 测定方法
  采用氮蓝四唑法(NBT)法[9]測定SOD(超氧化物歧化酶)的活性;采用愈创木酚法[9]测定POD(过氧化物酶)的活性;采用烘干法[9]测定叶片含水量;利用乙醇提取法[9]测定叶绿素含量;采用烘干法[10]测定植株生物量;采用TTC法[9]测定根系活力。
  1.5 数据统计与分析
  本文文字和图表处理在Word 2003和Excel 2003下进行,试验数据用Excel制图,试验统计用SPSS 11.5分析[11]。
  2 结果与分析
  2.1 不同处理对SOD活性的影响
  随植株受盐胁迫时间的延长,长春蔓叶片中SOD活性在第1、2、3次盐处理时,呈上升趋势,在第4次盐处理时出现短暂下降,然后在第5次盐处理后迅速上升。在第1次盐处理时,各盐浓度下长春蔓SOD活性值较接近,在第2次和第3次盐处理时,2 g/L和4 g/L盐浓度下SOD活性均低于对照(0 g/L),而6、8、10 g/L盐浓度下SOD活性均高于对照,在第4次和第5次盐处理时,各盐浓度下SOD活性都高于对照。在第5次盐处理时,10 g/L盐浓度与对照相比SOD活性增加26.23%(图1)。
  2.2 不同处理对POD活性的影响
  长春蔓在进行第1次和第2次盐处理后,叶片中POD活性出现了短暂性的下降,从第2次盐处理后,各盐浓度下长春蔓叶片POD活性呈增加趋势。在第1次盐处理时,2、4、6 g/L盐浓度POD活性低于对照(0 g/L);第2次盐处理时,2 g/L和4 g/L盐浓度POD活性低于对照;从第3次盐处理后,各盐浓度POD活性都高于对照。在第5次盐处理中,10 g/L盐浓度与对照相比,POD活性增加67.63%(图2)。
  2.3 不同处理对叶片含水量的影响
  当盐浓度在0 g/L和2 g/L时,长春蔓叶片含水量增加,随着盐浓度的增加,在盐浓度大于4 g/L时长春蔓叶片含水量处于逐渐降低的趋势。与对照0 g/L盐浓度相比,4、6、8、10 g/L不同盐浓度降低率分别是22.20%、46.15%、69.25%、84.83%。其中盐浓度为6、8、10 g/L时叶片含水量与对照相比差异均达到显著水平(图3)。
  2.4 不同处理对叶绿素含量的影响
  植株在受到盐胁迫时,长春蔓叶片中叶绿素的含量随着盐浓度的增加出现先增加后下降的趋势。盐浓度为2 g/L时与对照0 g/L相比,叶绿素含量变化不明显,但略高于对照水平,其升高率是1.02%,在4 g/L盐浓度时叶绿素含量相比对照降低了6.96%。随着盐浓度的增加,盐浓度为6、8、10 g/L时,叶绿素含量与对照相比降低了9.53%、13.04%和14.86%。盐浓度为10 g/L时叶绿素含量与对照0 g/L相比差异达到显著水平(图4)。
  2.5 不同处理对植株生物量的影响
  随着盐浓度的增加,长春蔓地上鲜重、地上干重、根系鲜重和根系干重都呈现逐渐下降的趋势。在盐浓度为10 g/L时地上鲜重和根系鲜重与对照0 g/L时出现显著差异,但是试验中长春蔓的地上干重没有因盐浓度的变化出现显著差异,而根系干重在盐浓度为8 g/L时与10 g/L没有出现显著差异,盐浓度小于6 g/L时与10 g/L盐浓度的根系干重均出现差异显著,说明高盐胁迫对长春蔓的根系部分有一定的不利作用,影响根系的吸收从而影响地上部分(表1)。
  2.6 不同处理对根系活力的影响
  长春蔓根系活力随着盐胁迫浓度的增加呈现先升高后降低的变化趋势。在盐胁迫浓度为2、4、6 g/L时根系活力高于对照(0 g/L),在盐浓度为2 g/L时根系活力达到最大值,其根系活力是对照的1.6倍。当盐浓度为8 g/L和10 g/L时根系活力低于对照,其根系活力分别是对照的0.92、0.76倍。盐浓度为2 g/L时根系活力与对照相比差异显著,低盐对长春蔓根系活力有一定的促进作用(图5)。
  3 结论与讨论
  植株遭受盐胁迫时,为减小自身膜系统受伤害程度,自身形成了一种抗氧化酶系统,SOD、POD作为其重要组成部分,在保护膜系统方面发挥着重要作用[12-13]。SOD活性能反应植物抗逆性高低,其与植物抗逆性成正相关。POD活性可以反应植物在某一时期的代谢变化[14]。试验过程中,长春蔓在10 g/L盐浓度处理时,SOD活性和POD活性明显上升。SOD活性在第4次处理中出现下降的现象,而POD活性在第4次处理时维持在较高水平,同时POD活性在第2次处理时也出现下降的现象,而SOD活性在第2次处理中活性较好,可能是植物在盐胁迫条件下时,SOD、POD相互协调,共同完成活性氧类的清除[15]。
  在环境胁迫情况下植物组织的含水量能够反映其受胁迫程度的高低。植物在水分不足的不利环境下耗水量较大,同时不能及时补水,导致叶片含水量减少[16]。叶片含水量降低幅度越大,表明植物受环境的不利影响越大。试验表明,通过盐胁迫,长春蔓叶片含水量出现不同程度的变化。在低盐浓度下,叶片含水量没有受到盐胁迫的显著影响,而在高盐分胁迫下,植株叶片含水量明显下降,说明长春蔓在高盐分胁迫下叶片会出现缺水现象。
  高等植物光合作用主要靠植物叶片进行,常用叶片叶绿素含量衡量植物的生长状况[17],其含量高低与植物光合作用大小密切相关[16]。研究表明,叶绿素酶活性高低受NaCl浓度的影响,从而影响叶绿素的合成[18]。叶片叶绿素含量减少,光合作用降低,植物抗逆性减弱[19]。在试验中,叶绿素含量出现先上升后下降的趋势,说明在低盐浓度下长春蔓叶绿素含量积累没有受到影响,而高盐胁迫下长春蔓叶绿素积累受到抑制,光合作用受到相应的影响。
  植物吸收土壤营养主要依靠根系,其直接影响植物的生长。植物与土壤的联系,主要依靠根系来完成,故根系首先受到土壤环境对植物的影响。根系感受土壤环境的变化后,产生相应的变化,继而影响地上部分的生长[20]。高盐分土壤水势较低,植物水分吸收受到影响,受到盐分引起的水分胁迫[21]。同时,根系为地上部分吸收养分,还支撑着地上部分,故二者相互联系、相互制约[22]。试验中,随着盐胁迫程度的加大,根系的鲜重、干重均呈现下降的趋势,在高盐浓度时,根系受到明显的抑制,与对照(0 g/L)达到差异显著水平。高盐浓度与对照在地上部分鲜重上达到显著差异,而在地上部分干重方面没有形成显著差异。   根系活力反映植物根系生命强度的大小[10]。长春蔓在经过不同盐浓度处理后,根系活力表现出不同的反应。随着盐浓度的增加,根系活力呈现先增加后降低的趋势。当盐浓度较低时均高于对照,盐浓度较高时低于对照,说明长春蔓根系对低盐胁迫有一定的耐受力,能够保持较高的根系活力,但随着盐胁迫的加大,根系受到严重损伤,对植物生长不利,长春蔓的根系活力与抗盐性密切相关。
  通过对长春蔓盐胁迫试验的研究,结果表明长春蔓在受到NaCl胁迫时,SOD、POD作为植物体内抗氧化酶系统的重要组成部分,在调节抗盐的生理反应中二者相互协调,共同完成活性氧类的清除;叶片含水量明显降低表明盐胁迫使长春蔓叶片出现缺水现象;叶绿素含量在盐胁迫中降低,长春蔓的光合作用受到盐胁迫的影响;植株生物量说明高盐影响长春蔓根系的生长,从而影响地上部分的生长;根系活力表明低盐对长春蔓根系活力有一定的促进作用,但是随着盐浓度的增加,根系受到的损伤加大;盐浓度低于2 g/L时对长春蔓生长有一定的促进作用,随着盐浓度的增大对长春蔓不利影响变大,盐浓度达到8 g/L时对长春蔓造成一定程度的损伤。
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