不同浓度NaCl对巴西榕组培苗生理生化的影响

2014-05-04 18:23兰建彬袁海英陈泽雄

湖北农业科学 2014年2期

兰建彬++袁海英++陈泽雄

摘要：试验研究了离体培养条件下，不同浓度NaCl对巴西榕（Ficus elastica ‘Variegata）组培苗生长的影响，以找出最适宜巴西榕茎段组织增殖的NaCl浓度。结果表明，巴西榕经0.02%NaCl处理后长势最好，生长指标测量值均高于对照组，达到最大；其丙二醛（MDA）、可溶性糖和游离脯氨酸（Pro）含量均随NaCl浓度升高而上升，增殖芽数、茎高、茎围、鲜重、干重、叶绿素含量和过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性均随着NaCl浓度的升高呈先上升后下降的趋势。总体上NaCl浓度高于0.40%时，巴西榕的生长会受到抑制；高于0.80%时，巴西榕无法正常生长。

关键词：巴西榕（Ficus elastica ‘Variegata）；NaCl；组培苗；生理；生化

中图分类号：S687；Q945.78 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）02-0362-04

Effects of NaCl Concentration on Growth of Ficus elastica ‘Variegata Plantlets

LAN Jian-bin，YUAN Hai-ying，CHEN Ze-xiong

（Flowers Research Center， Chongqing University of Arts and Science， Chongqing 402168，China）

Abstract：The effects of different concentrations of NaCl（0%，0.02%，0.05%，0.10%，0.20%，0.40%，0.80%，1.20%） on the growth of Ficus elastica ‘Variegata in vitro culture were studied to find out the most suitable NaCl concentration for stem tissue proliferation. The results showed that the plantlets of Ficus elastica ‘Variegata treated by 0.02% NaCl grew well， The growth index values were higher than that of other treatments and reached to maximum. The physiological indicators such as MDA， soluble sugar and free proline content increased with the increase of NaCl concentration. The number of the adventitious shoots， seedling height， stem thickness， fresh weight， dry weight， chlorophyll content and the activity of catalase（CAT）， peroxidase（POD）， superoxide dismutase（SOD） all presented the trend of firstly increasing and then decreasing. When NaCl concentration was higher than 0.40%， the growth of Ficus elastica ‘Variegata would be inhibited and could not grow normally when NaCl concentration higher than 0.80%.

Key words： Ficus elastica ‘Variegata； NaCl； plantlet； physiology； biochemistry

巴西榕（Ficus elastica ‘Variegata）是印度橡胶榕的4个彩叶栽培品种中的1个园艺栽培变种，具有观赏价值高、喜阳、耐阴、耐寒、耐盐碱、光适应性强、抗大气污染能力强等特点，是居室、会议厅、办公场所等室内绿化装饰以及公园、庭院、街道绿化的常用观叶植物；它能改善土壤环境，修复破坏的生态系统，也是热带、南亚热带优良的绿化植物。巴西榕在园林绿化方面应用广泛，市场需求量大，经济价值高。

目前关于植物盐胁迫的研究报道很多。研究证实，虽然高浓度的NaCl对植物有害，但是在一定浓度范围内，Cl-和Na+却是植物生理过程中不可或缺的元素，对植物完成其生活史有一定的作用[1]。低浓度NaCl对植物的生长不仅没有危害，反而还能促进植物的生长[2]。

在巴西榕的组织培养方面已有一定的研究报道，但在巴西榕的盐胁迫与生长的最适NaCl浓度方面值得进一步探讨。笔者以重庆文理学院花卉研究中心提供的长至6～7 cm的巴西榕无菌组培苗为材料，进行了NaCl胁迫对巴西榕生长及生理特性的影响试验，找出最适宜巴西榕茎段组织增殖及生长的NaCl浓度，为在较短的时间内诱导巴西榕茎段组织产生大量高质量的组培苗奠定了理论基础，也为巴西榕组织快繁及工厂化生产提供了理论依据，更为巴西榕向盐碱地引种积累了基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料

选取巴西榕无菌组培苗（6～7 cm）切成1.5～2.0 cm的茎段，分别转接到装有0.00%、0.02%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%、0.80%、1.20%NaCl的增殖培养基的培养瓶中，每瓶接种5茎段，每个处理8个重复。以MS培养基为基本培养基，附加0.1 mg/L NAA、30 g/L蔗糖、6.5 g/L卡拉胶，接种好的巴西榕试验材料置于温度为（25±2） ℃、光照度为2 000～2 500 lx、光照时间为12 h/d的条件下培养。培养30 d后统一测定巴西榕的长势及生理指标。

1.2 方法

统计测定增殖芽个数、茎高和茎围（卡尺测定）、鲜重、干重（于120 ℃杀青20 min，在80 ℃下烘干至恒重，用电子天平称重）。每种生长指标重复测定5次。叶绿素含量、游离脯氨酸（Pro）含量、丙二醛（MDA）含量、过氧化氢酶（CAT）活性及过氧化物酶（POD）活性，参照文献[1]中的方法进行测定；可溶性糖含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性参照文献[2]中方法进行测定。每种生理指标重复测定3次。

试验数据采用Excel 2003和SPSS17.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度NaCl对巴西榕组培苗生长的影响

从表1可见，经不同浓度NaCl处理的巴西榕组培苗增殖芽数、茎高、茎围、鲜重和干重都呈现出差异。巴西榕组培苗的增殖芽数、茎高、茎围、鲜重和干重的测量值均在NaCl浓度为0.02%时达到最大。在NaCl浓度为0.02%时，巴西榕组培苗增殖芽数、茎高、茎围、鲜重、干重比对照（不加NaCl）分别增加了18.5%、38.9%、8.2%、10.0%、1.3%，明显优于其他浓度NaCl处理。

NaCl处理浓度高于0.40%时，巴西榕组培苗的生长明显受到抑制，表现出较强的盐害效应，不定芽增殖数、茎高、茎围、鲜重、干重均明显低于对照组。由此可知，低NaCl浓度对巴西榕的茎段增殖和生长有一定的促进作用，而过高的NaCl浓度会抑制巴西榕的茎段增殖，甚至会抑制巴西榕的生长。这与报道的低浓度NaCl显著促进玉米幼苗[3，4]、碱蓬种子[5]、滨梅[6]、茄子[7]和油菜[8]的生长发育的结果是一致的。

由图1可见，在NaCl浓度小于0.20%时，巴西榕的芽体粗壮，生长旺盛，叶片青绿；在NaCl浓度为0.20%～0.40%时，巴西榕的芽体矮化、变细，生长逐渐减慢，叶片开始变小；而在NaCl浓度为0.80%和1.20%时，巴西榕分别在17、13 d后出现了叶片萎蔫，愈伤组织褐化的现象，且随着胁迫时间的延长，巴西榕出现了叶片萎蔫脱落、芽体变细腐烂等症状。

2.2 不同浓度NaCl对巴西榕生理特性的影响

2.2.1 不同浓度NaCl对巴西榕叶绿素含量的影响植物叶片中叶绿素含量与光合作用密切相关，未受到逆境胁迫的植物叶片中叶绿素含量高，光合速率快；受到逆境胁迫的植物叶片中叶绿素含量低，光合速率慢。试验结果（图2）表明，随着NaCl浓度的增加，巴西榕组培苗中的叶绿素含量呈现先增加后减少的趋势。当NaCl浓度为0.02%时，巴西榕组培苗中的叶绿素含量达到最高，且极显著高于对照（CK）和其他NaCl浓度水平。当NaCl浓度高于0.02%后，随着NaCl浓度的增加叶绿素含量均逐渐减少，盐浓度越高，叶绿素减少量就越多，至NaCl浓度为1.20%时，巴西榕组培苗中的叶绿素含量减至最低。由此可知，低浓度NaCl对巴西榕的光合速率有显著的促进作用，高浓度NaCl对巴西榕的光合速率有显著的抑制作用。这与报道的NaCl胁迫下红厚壳幼苗[9]、棉花幼苗[10]、枸杞叶片[11]和桉树幼苗[12]中叶绿素含量的变化规律是一致的。

2.2.2 不同浓度NaCl对巴西榕Pro含量的影响 Pro是植物体内的渗透调节物质，对于植物适应逆境、减少伤害起着非常重要的作用。从图3可以看出，巴西榕组培苗中的Pro含量与盐胁迫浓度呈正相关。培养基中添加不同浓度NaCl后，巴西榕组培苗中的Pro含量均显著高于对照（CK）。当NaCl浓度为0.02%～0.10%和0.20%～0.80%时，Pro含量变化幅度较小，超出0.80%后Pro含量急剧增加。由此可知，巴西榕在受到盐胁迫时，可通过调节Pro的含量来降低盐胁迫对自身造成的危害，以维持其正常生长。这与前人对葛藤[13]、高粱[14]、同德小花碱茅[15]、海姆维斯蒂构子[16]、红厚壳[9]、玉米[17]、兰州百合[18]的同类研究结果相似。

2.2.3 不同浓度NaCl对巴西榕MDA含量的影响 MDA是膜脂过氧化的终产物，其含量可用来反映植物对逆境条件的反应强弱，也可以作为衡量体内自由基多少的标志。试验结果（图4）表明，巴西榕组培苗中的MDA含量随着NaCl浓度的升高而逐渐增加。NaCl浓度越大，MDA含量就增加得越多。表明植物通过增加体内MDA含量来降低盐胁迫的危害。这与报道的盐胁迫下苜蓿[19]、葛藤[13]、海姆维斯蒂构子[16]、红厚壳[9]、椒样薄荷[20]等植物叶片中MDA含量的变化规律一致。

2.2.4 不同浓度NaCl对巴西榕可溶性糖含量的影响不同浓度的盐胁迫对植物叶和根中可溶性糖含量的影响与植物受干旱的影响极为相似，高浓度的盐溶液会改变原生质膜的透性，使大量的细胞内物质外渗，可溶性糖含量增加。逆境胁迫下，植物体内的可溶性糖会大量积累，参与细胞的渗透调节，减少外界对植物造成的伤害。

试验结果（图5）显示，随着NaCl浓度的升高，巴西榕组培苗中的可溶性糖含量呈上升趋势，NaCl浓度越高，巴西榕组培苗中的可溶性糖的增加量就越多。这与王玉祥等[21]报道的盐胁迫下转基因紫花苜蓿可溶性糖含量的变化规律相似。

2.2.5 不同浓度NaCl对巴西榕CAT、POD、SOD活性的影响试验结果（图6）表明，不同浓度NaCl处理的巴西榕组培苗中的CAT、POD、SOD活性均呈现先升高后降低的趋势。其中，POD、SOD活性在NaCl浓度为0.40%时达到最大，CAT活性在NaCl浓度为0.05%时达到最大。

3 小结与讨论

综上所述，巴西榕无菌组培苗的增殖芽数、茎高、茎围、鲜重、干重、叶绿素含量和CAT、POD、SOD活性均随着NaCl浓度的升高呈先上升后下降的趋势；Pro、MDA和可溶性糖含量均随着NaCl浓度的升高而增加；在NaCl浓度为0.02%时，巴西榕组培苗各项生长指标测量值达到最大，NaCl浓度高于0.40%后，巴西榕组培苗的生长受到抑制，高于0.80%后，巴西榕无法正常生长。因此，0.02%的NaCl浓度是巴西榕组培苗生长的最适浓度，在离体快繁巴西榕和种植巴西榕时应考虑这一点。盐碱土的含盐量高达0.6%～10.0%，巴西榕组培苗在NaCl浓度为0.40%时其生长就会受到抑制，不适应在盐碱土中生长。虽然在NaCl浓度高于0.40%后，巴西榕无菌组培苗的生长受到抑制，但田间种植的巴西榕植株生长调节能力明显高于巴西榕组培苗，故田间种植的巴西榕植株盐胁迫规律与无菌组培苗的盐胁迫规律是否相同、巴西榕植株是否适宜向盐碱地引种等还有待进一步探讨。

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