盐胁迫对尖果沙枣和大果沙枣膜脂过氧化和渗透调节的影响

张晓勉1,2，王 泳2*，高智慧2，陈婷婷3，李明良4



盐胁迫对尖果沙枣和大果沙枣膜脂过氧化和渗透调节的影响

张晓勉，王 泳，高智慧，陈婷婷，李明良

（1. 南京林业大学，江苏 南京 210037；2. 浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023；3. 浙江省宁波市北仑区大矸街道，浙江 宁波 315806；4. 浙江省桐庐县莪山乡政府，浙江 桐庐 311512）

用0%、0.4%、0.8%、1.2% 4种浓度NaCl溶液处理大果沙枣（）和尖果沙（）枣幼苗，盐胁迫7、14、21、35 d后分别测定4种处理条件下大果沙枣幼苗和尖果沙枣幼苗叶片中可溶性糖和丙二醛的含量，研究盐胁迫对沙枣膜脂过氧化和渗透调节的影响。结果表明：①0.4%NaCl溶液处理和0.8%NaCl溶液处理的两种沙枣幼苗叶片中MDA浓度前期（尖果沙枣21 d内，大果沙枣7 d内）增幅较小，但随着胁迫时间的延长，MDA浓度增幅变大，1.2%NaCl溶液处理的两种沙枣幼苗叶片中MDA含量最高；②两种沙枣幼苗0.4%、0.8%、1.2%三个NaCl溶液处理叶片中可溶性糖含量都高于对照水平。

沙枣幼苗；盐胁迫；可溶性糖；丙二醛；渗透调节

大果沙枣（）、尖果沙枣（）隶属胡颓子科胡颓子属，为落叶乔木或小乔木，在我国主要分布于辽宁、河北、山西、河南、陕西、甘肃、内蒙古、宁夏、新疆、青海等地区的荒漠、半荒漠地带，是抗风固沙、调节气候、涵养水源、沙土保持、改良盐碱地及绿化的重要树种。

植物遭受盐胁迫时，其生理功能会发生变化，盐胁迫对植物造成的危害主要有离子毒害、渗透胁迫和营养失衡等。细胞膜是外界盐离子进入细胞的第1道屏障，膜系统的完整性与植物耐盐性呈正相关。在盐胁迫条件下，丙二醛（MDA）含量的高低可作为细胞膜质损伤程度的参数。渗透调节一般由无机离子和有机亲和物共同参与。细胞从外界吸收无机离子以降低胞内的渗透势，同时细胞自身还合成许多有机小分子物质作为渗透调节剂（亲和渗透剂），进一步降低了细胞的水势，有机物质和无机离子协同作用，从而使胞内的水势低于外界水势，水分沿着水势梯度由外向内流入胞内，保证了一系列生理活动的需要。本试验以大果沙枣和尖果沙枣为材料，研究NaC1胁迫下两种沙枣细胞膜脂过氧化和渗透调节的变化规律，为沙枣耐盐性机理的研究提供资料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2009年1月，从新疆维吾尔自治区和田地区引进种子，3月播种在浙江省海宁市苗圃中，5月选沙枣幼苗移栽到浙江省林业科学研究院苗圃地，缓苗1个月后于6月移至盆中。

1.2 试验设计

大果沙枣和尖果沙枣进行盆栽时，每盆栽种l株，每个品种共选取120株，以蛭石：珍珠岩：沙（2：2：1，体积比）的混合材料作为栽培基质，培养期间每3 ~ 5 d浇1次水，以保持土壤湿度，7月开始进行盐胁迫实验。有研究表明沙枣在含盐量为0.8%的盐渍土壤中能生长，故本实验盐分胁迫共设4个处理等级：对照（ck）、轻度盐胁迫0.4%NaCl溶液、中度盐胁迫0.8%NaCl溶液、重度盐胁迫1.2%NaCl溶液。每个品种每个处理30株，共4个处理。针对每个处理定时定量分别浇灌含有0.0%、0.4%、0.8%、1.2%NaCI的Hoagland培养液，为避免盐激，每天递增0.4%，直至预定浓度，再以预定浓度浇灌。在盐处理7、14、21、28、35 d时分别取样进行各生理指标的测定，每个处理3个重复。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 丙二醛（MDA）含量的测定 将幼苗从盆中小心取出，用无离子水冲洗干净，取叶片1 g将其剪碎，加入10%三氯已酸（TCA）2 mL和少量石英砂，研磨；进一步加入8 mL TCL充分研磨，匀浆液以4 000×g离心10 min，上清液即为样品提取液。吸取2 mL提取液，加入2 mL0.6%TBA液，混匀，在试管上加盖塞，置于沸水中浴中沸煮15 min，迅速冷却，离心。取上清液测定532 nm和450 nm下的OD值。对照管以2 mL水代替提取液。

1.3.2 可溶性总糖的提取 将幼苗从盆中小心取出，用无离子水冲洗干净，在110℃烘箱烘15 min，然后调至70℃过夜。干叶片磨碎后称取50 mg样品倒入10 mL刻度离心管内，加入4 mL80%酒精，置于80℃水浴中不断搅拌40 min，离心，收集上清液，其残渣加2 mL80%酒精重复提2次，合并上清液。在上清液中加10 mg活性炭，80℃脱色30 min，定容至10 mL，过滤后取滤液测定。吸取上述酒精提取液1mL，加入5 mL蒽酮试剂混合，沸水浴煮10 min，取出冷却。在625 nm处测OD值。从标准曲线上得到提取液中糖的含量。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对两种沙枣叶片丙二醛含量的影响

在盐分胁迫条件下，植物细胞，特别是叶绿体和线粒体中产生非脂性超氧化物自由基（·O，·OH），引发细胞膜系统中类脂不饱和脂肪酸的过氧化，产生过氧化物，进一步产生丙二醛。而脂质过氧化作用可产生自由基链式反应，使膜相分离，导致膜流动性下降，破坏膜的正常生理功能，同时作为过氧化产物的MDA本身对植物细胞有毒害作用，能降低SOD、POD和过氧化氢酶的活性，加剧过氧化作用，而且丙二醛能与蛋白质结合，使蛋白质（酶）的结构发生变化，催化功能丧失。

MDA作为脂质过氧化作用的产物，其含量的多少可以代表膜损伤程度的大小，并兼有反馈作用。从图1和图2中可以看出，0.4%、0.8%和1.2%NaCl溶液处理幼苗的叶片中MDA浓度在实验的各个时期都高于对照水平，说明这三个处理的幼苗都不同程度的产生了细胞膜的损伤。有研究表明，高盐分浓度能增加细胞膜透性，加快脂质过氧化作用，最终导致膜系统的破碎。1.2%NaCl溶液处理的沙枣幼苗叶片中MDA含量最高，说明其脂质过氧化作用最强，细胞膜破坏程度最严重。

图1 尖果沙枣MDA浓度与盐胁迫时间的关系

Figure 1 Relation of MDA content inwith treated time

Figure 2 Relation of MDA content inwith treated time

从图1和图2中还可以看出，0.4%、0.8%和1.2%NaCl溶液处理幼苗的叶片中MDA浓度随着实验时间的延长逐渐增高，但在整个过程中，各处理沙枣幼苗叶片中MDA浓度增长幅度不同。采用Duncan’s新复极差法对0.4%、0.8%和1.2%NaCl溶液处理下尖果沙枣和大果沙枣叶片MDA浓度与对照值进行差异检验，0.4%NaCl和0.8%NaCl溶液处理的两种沙枣幼苗叶片MDA浓度前期（尖果沙枣21 d内，大果沙枣7 d内）与对照间差异不显著，而处理后期（尖果沙枣21 d后，大果沙枣7 d后）与对照差异显著。

分析原因可能为：在盐胁迫条件下，沙枣可通过保护酶系统和渗透调节等适应性防御反应在一定程度上维持正常生长。特别是SOD、POD、CAT等抗氧化酶与其他一些非酶类抗氧化剂能在逆境胁迫中清除植物体内过量的活性氧，维持活性氧代谢平衡、保护膜结构，使细胞在盐胁迫下所能忍受的活性氧水平存在一个阈值。在此阈值内，植株能提高抗氧化酶的活性，有效消除活性氧自由基所带来的伤害；当超过这个阈值时，抗氧化酶活性就会下降，活性氧的积累量将超过其被清除的量，植株受到损害。因此，0.4%NaCl和0.8%NaCl溶液处理的两种沙枣幼苗MDA浓度前期（尖果沙枣21 d内，大果沙枣7 d内），由于保护酶系统和渗透调节等适应性防御反应的作用，盐胁迫伤害被减弱，作为膜损伤程度大小表征的MDA浓度增幅较小，但随着胁迫时间延长，超过了适应性防御反应的能力，使细胞膜受到破坏，MDA浓度增幅随之增加。

2.2 盐胁迫对两种沙枣叶片可溶性糖含量的影响

渗透调节能力是植物耐盐所必须拥有的特点。植物有两种渗透调节方式：一是在细胞中积累和吸收Na、K、Ca和Cl等无机离子；二是植物对盐渍适应的同时还能在细胞中积累一定量的可溶性有机物质，作为渗透调节剂共同进行渗透调节，以适应外界的低水势。渗透调节剂包括无机离子和有机亲和性物质两类，其中无机离子包括Na、K、Cl等。有机渗透调节剂包括可溶性糖如单糖、多糖、氨基酸及其衍生物、多元醇等。

从图3和图4中可以看出，两种沙枣幼苗0.4%、0.8%、1.2% 3个NaCl溶液处理叶片中可溶性糖含量都高于对照水平。说明在盐胁迫下，由于叶片细胞外的水势低于细胞内，引起细胞失水，为维持细胞的正常生理代谢，细胞通过渗透调节，降低细胞内水势。可溶性糖在盐逆境中既是渗透调节剂，也是合成其他有机溶质的碳架和能量的来源，同时可在细胞内无机离子浓度过高时起保护酶类的作用。因此可以看出两种沙枣幼苗在盐胁迫条件下，通过增加可溶性糖等渗透调节剂的含量来提高逆境条件下植物细胞汁液浓度、降低细胞水势、增强吸水功，达到渗透调节的作用。而且随着盐分含量的增加，可溶性糖等渗透调节剂含量逐渐增大。

采用Duncan’s新复极差法对0.4%、0.8%和1.2%NaCl溶液处理下尖果沙枣和大果沙枣叶片可溶性糖浓度与对照值进行差异检验：在刚开始（7 d）盐胁迫时0.4%、0.8%和1.2%NaCl溶液处理的尖果沙枣叶片可溶性糖浓度与对照值没有显著差异，到了14 d时0.8%NaCl溶液处理和1.2%NaCl溶液处理才与对照间出现显著差异（a = 0.05），到了21 d后出现了极显著差异（a = 0.01），而0.4%NaCl溶液处理到了21 d后才与对照间出现了显著差异（a = 0.05），随后3种处理与对照的差异趋于稳定。而大果沙枣3种浓度处理开始时差异显著，21 d后差异不显著，随后差异趋于稳定。这与MDA含量变化趋势相似，说明在盐胁迫前期沙枣通过增加可溶性糖含量等一系列适应性防御反应，使细胞所能忍受的活性氧水平保持在阈值内，但随着时间的延长，盐胁迫的破坏超过了沙枣适应性防御反应能力的阈值，渗透调节等适应性防御反应降低，可溶性糖含量增幅减小，细胞膜受到破坏。

图3 尖果沙枣可溶性糖含量与盐胁迫时间的关系

Figure 3 Relation of soluble sugar content inwith treated time

Figure 4 Relation of soluble sugar content inwith treated time

3 结论

（1）高盐分能增加细胞膜透性，加强脂质过氧化作用，最终导致膜系统的破坏。MDA作为脂质过氧化作用的产物，其含量的多少可以代表膜损伤程度的大小，并兼有反馈作用。两种沙枣幼苗3个浓度NaCl处理，叶片中MDA含量均高于对照，说明两种幼苗叶片都不同程度的产生了细胞膜的损伤，1.2%NaCl溶液处理的两种沙枣幼苗叶片中MDA含量最高，说明其脂质过氧化作用最强，细胞膜破坏程度最严重。

（2）在盐胁迫条件下，沙枣通过保护酶系统和渗透调节等适应性防御反应使细胞所能忍受的活性氧水平存在一个阈值。在盐胁迫实验过程中，0.4%NaCl溶液处理和0.8%NaCl溶液处理的两种沙枣幼苗叶片中MDA浓度前期（尖果沙枣21 d内，大果沙枣7 d内）增幅较小，但随着胁迫时间的延长，MDA浓度增幅增大。说明实验前期（尖果沙枣21 d内，大果沙枣7 d内），由于保护酶系统和渗透调节等适应性防御反应的作用，使细胞所能忍受的活性氧水平保持在阈值内，所以MDA浓度增幅较小，但随着时间的延长，盐胁迫的破坏能力超过了沙枣适应性防御反应能力的阈值，使细胞膜受到破坏，MDA浓度增幅变大。盐胁迫对大果沙枣和尖果沙枣幼苗生长的影响也存在这种情况。

（3）渗透调节是植物耐盐的一个重要方法。可溶性糖是很多植物的主要渗透调节剂。在盐胁迫条件下，沙枣幼苗叶片通过可溶性糖等渗透调节剂进行渗透调节，来适应高盐环境。在盐胁迫前期，沙枣通过增加可溶性糖含量等一系列适应性防御反应，使细胞所能忍受的活性氧水平保持在阈值内，但随着时间的延长，盐胁迫的破坏能力超过了沙枣适应性防御反应能力的阈值，可溶性糖含量增幅减小，渗透调节等适应性防御反应降低，细胞膜受到破坏。

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Effect of Salt Stress on Membrane Lipid Peroxidation and Osmotic Adjustment inand

ZHANG Xiao-mian，WANG Yong，GAO Zhi-hui，CHEN Ting-ting，LI Ming-liang

（）

andseedlings were treated with concentrations of 0％, 0.4％, 0.8％, 1.2％NaCl, MDA and soluble sugar of seedlings were determined after 7,14,21 and 35 days．The results showed that MDA in the two species of seedlings treated with 0.4% and 0.8% NaCl increased a little at the early stage (within 21 days,within 7 days), but latter, MDA increased. And leaves of two species treated with 1.2% NaCl had the highest MDA content. Soluble sugar content in treated two species seedling was higher than that in the control.

;; salt stress; soluble sugar; MDA; osmotic adjustment

1001-3776（2012）04-0001-05

S793.3

A

2012-03-11；

2012-06-07

浙江省林业科研成果推广项目（08A08）

张晓勉（1983－），男，河南南阳人，助理研究员，从事生态学研究；*通讯作者。