药用植物通关藤对盐胁迫的生理响应

孟衡玲(红河学院,云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室，云南 红河 661100)



药用植物通关藤对盐胁迫的生理响应

孟衡玲
(红河学院,云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室，云南 红河 661100)

采用不同浓度NaCl处理2年生盆栽通关藤，分析通关藤在不同浓度盐胁迫下渗透调节物质及抗氧化物酶活性的变化。结果表明，通关藤在受到不同浓度盐胁迫时，自身能够积累一定量的脯氨酸和可溶性糖进行细胞渗透调势调节，同时也能够诱导抗氧化物酶SOD和POD活性的升高，从而降低膜受损的程度。但是，在300 mmol·L-1盐胁迫下，通关藤的SOD和POD活性分别在第5天和第9天时迅速降低，表明该浓度已超过了通关藤的耐受范围，因此，建议通关藤种植时选择土壤中盐的质量分数低于0.47 %的土壤种植。

通关藤；盐胁迫；生理指标

通关藤(Marsdeniatenacissima(Roxb.)Wight et Arn)属萝藦科(Asclepiadaceae)牛奶菜属(Marsdenia)落叶攀援藤本，分布于云南、贵州、福建、台湾等地[1]。主要药效成分为C21甾体苷类化合物[2]，具有消炎、止咳、平喘、抗癌等功效[3]，是“消癌平片”“消癌平注射液”等药品的原材料[4]，市场需求量逐年增加。云南省红河州是通关藤的道地产区[5]，在云南省的部分县市已有了一定规模的人工种植或仿野生栽培。云南省设施农业的发展造成大量土地盐碱化，土壤盐渍化严重影响了植物的生长。因此，本研究对通关藤在不同浓度盐胁迫下保护酶活性及渗透调节物质含量的变化进行了研究，探讨通关藤对盐的耐受性，为通关藤种植基地的选择提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2013-05-09通关藤播种于云南省蒙自市水田乡，选取生长健壮、长势一致的通关藤幼苗为供试材料，2013-10-01移栽到花盆中，花盆的规格为30 cm(径)×35 cm(高)的塑料盆，每盆装土7.5 kg，按v(黄心土)∶v(腐殖质)=3∶1比例混配(土壤中NaCl的质量分数为0.04 %)，每盆1株，每周用体积分数为3 ‰复合肥浇灌植物，定期松土等正常管理，放置于红河学院温室内。

1.2 试验方法

1.2.1 盐浓度梯度预试验 本研究为首次研究盐胁迫对通关藤生理指标的影响，因此，初步设计几个盐浓度水平(0、200、400、600、800 mmol·L-1)，观察植株的叶片形态状况。结果表明，800和600 mmol·L-1盐浓度处理的植株，第2天早晨均表现出萎焉的现象，400 mmol·L-1盐浓度处理的植株在第2次浇盐水后表现出萎焉现象。

结合预试验结果，本研究设置了5个盐浓度梯度：0 (CK)、50、100、200、300 mmol·L-1。每个处理20盆。2013-12-23傍晚灌水至饱和状态，2013-12-24傍晚开始进行胁迫处理， 按照设计的盐溶液浓度，向每个盆内浇入不同浓度的NaCl溶液0.5 L，每隔4 d浇1次盐水，共4次。为防止盆内盐分和水分流失，在每个花盆下垫上底盘，将流出的溶液重新倒回花盆内，每次处理后的次日采集不同盐浓度的通关藤成熟叶片数片，迅速装入冰盒，测定各项生理指标。

1.2.2 生理指标的测定 丙二醛(MDA)的测定采用硫代巴比妥酸(TBA)显色法[6]；脯氨酸的测定采用茚三酮显色法[6]；可溶性糖含量的测定采用硫酸蒽酮法[7]；超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法[7]；过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法[7]。

1.2.3 数据处理 采用Excel 2007进行数据整理与制图，DPS2.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度NaCl胁迫对通关藤叶片中丙二醛(MDA)浓度的影响

丙二醛(MDA)是膜脂过氧化作用的产物之一，通常将其作为脂质过氧化指标[6]，用于表示细胞膜过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱[8]。从图1可以看出，各盐浓度处理下的通关藤叶片丙二醛浓度整体呈现先下降后升高再下降的趋势，随着NaCl胁迫浓度的增加，MDA浓度也随之增加。胁迫第5天时各浓度处理下的MDA浓度都降到了最低点，说明在胁迫第5天时植株体内积累的活性氧最少，生物膜受到的损伤最小。方差分析表明，胁迫第1天除300 mmol·L-1处理与对照存在显著性差异外，其他处理与对照无显著性差异，胁迫第5天时各处理的MDA浓度均显著低于对照，胁迫第9天和第13天时各处理间都存在着显著性差异(图1)。

图1 不同浓度盐胁迫下通关藤中MDA浓度的变化Fig.1 The change of MDA molality with different concentration of NaCl Treatment

2.2 不同浓度NaCl胁迫对通关藤中脯氨酸(Pro)质量分数的影响

由图2可知，各浓度处理下的通关藤叶片脯氨酸质量分数在前5 d内呈急剧上升的态势，到第5 d时均达到最大值，且200 mmol·L-1浓度处理下的脯氨酸质量分数最高，达到146.84 μg·g-1，是对照的2.56倍。5 d后各浓度处理下的脯氨酸含量均迅速降低。方差分析结果表明，胁迫5 d时，各处理与对照间均存在显著性差异(P<0.05)。

2.3 不同浓度NaCl胁迫对通关藤中可溶性糖含量的影响

由图3可知，随着胁迫时间的延长，各浓度处理下的通关藤叶片可溶性糖含量呈先降低后升高的变化趋势。300 mmol·L-1及200 mmol·L-1NaCl处理的通关藤在胁迫第5天时降到最低点，第9天时升到最高点；50 mmol·L-1和100 mmol·L-1NaCl处理的通关藤胁迫第9天时降到最低点，然后迅速升高。NaCl处理浓度越高，可溶性糖积累的越快，达到最高点的时间越短，可溶性糖含量越高。方差分析结果表明，在整个胁迫期，各个盐浓度处理的可溶性糖含量与对照均存在显著性差异(P<0.05)。

图2 不同浓度盐胁迫下通关藤中脯氨酸质量分数的变化Fig.2 The change of proline mass fraction with different concentration of NaCl treatment

图3 不同浓度盐胁迫下通关藤中可溶性糖含量的变化

2.4 不同浓度NaCl胁迫对通关藤叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

从图4可以看出，通关藤叶片在各个盐浓度处理下，SOD活性均迅速升高，胁迫第9天时300、200、100 mmol·L-1SOD活性均达到了最大值，之后迅速下降，且胁迫浓度越高，SOD活性就越高，之后下降速度也越快；50 mmol·L-1NaCl胁迫处理下的SOD活性呈上升趋势。方差分析表明，在整个胁迫期，各处理与对照间均存在显著性差异(P<0.05)。

2.5 不同浓度NaCl胁迫对通关藤叶片过氧化物酶(POD)活性的影响

由图5可知，随着胁迫时间的延长，通关藤叶片过氧化物酶(POD)活性呈先升高后降低的变化趋势。300 mmol·L-1和 200 mmol·L-1NaCl处理在胁迫第5天时POD活性均达到最大值，但200 mmol·L-1处理下的POD活性显著高于300 mmol·L-1的处理，胁迫13 d时300 mmol·L-1处理下的POD活性降到了对照水平，而200 mmol·L-1处理呈缓慢的下降趋势，仍能保持较高的活性，说明300 mmol·L-1的处理已超出了植物本身的耐受范围。50 mmol·L-1和100 mmol·L-1NaCl处理的POD活性继续升高，这2个处理在胁迫前5 d POD活性无显著性差异。

图4 不同浓度盐胁迫下通关藤中SOD活性的变化

图5 不同浓度盐胁迫下通关藤中POD活性的变化

3 讨论

3.1 盐胁迫对通关藤渗透调节物质的影响

许多研究表明，盐胁迫会导致植物种子的发芽率和发芽势[9，10]、净光合速率[11]、植株的生物产量[12]的降低。不同植物对盐的耐受力不同，其耐受力的强弱与植物自身调节渗透势和抗氧化酶的活性相关。沙汉景等[13]发现用外源脯氨酸处理能够缓解水稻的盐胁迫现象，提高种子的发芽率。王晓鹏等[14]采用外源可溶性糖处理长春花有缓解盐胁迫的作用，可提高植株的净光合效率、叶绿素含量和生长速率。在本研究中，胁迫初期各盐浓度处理下的通关藤叶片脯氨酸含量呈现先升高后降低的变化趋势，这与鲍雅静等[15]对树型金银花以及刘奕琳等[16]对10个墨西哥柏种源幼苗的研究结果一致。胁迫第5天时脯氨酸含量达到峰值，但300 mmol·L-1处理的反而低于200 mmol·L-1处理，表明在300 mmol·L-1NaCl胁迫下通关藤自身的渗透调节能力下降。随着胁迫时间的延长，通关藤叶片可溶性糖含量呈先低后高的变化趋势，胁迫浓度越高，可溶性糖含量越高，积累得越快，表明在盐胁迫下，通关藤自身能够积累一定量的脯氨酸和可溶性糖来积极调节细胞渗透势，但对盐的最大忍耐度200 mmol·L-1。

3.2 盐胁迫对通关藤体内抗氧化酶类活性及氧化产物的影响

在正常生长条件下，植物细胞内活性氧的形成和清除之间保持着一种动态平衡，不会对植物产生危害。当植物遭受盐胁迫时，这种活性氧的产生与清除之间的动态平衡被破坏，自由基积累，造成膜脂的过氧化和脱脂作用，引起植物氧化损伤[17]。有研究者采用赤霉素、PEG-6000等引发盐胁迫种子，可不同程度地提高种子的发芽率和抗氧化物酶(SOD和POD)活性[9]。从本研究结果来看，在胁迫第5天时，各浓度处理下的MDA浓度均显著低于对照，此时通关藤中SOD及POD抗氧化物酶活性都在急剧升高，且分别在第9天和第5天达到最大值，即胁迫处理后活性氧的积累诱导了抗氧化物酶活性的升高，从而降低膜脂的过氧化程度。值得注意的是300 mmol·L-1处理下的SOD、POD活性分析在处理第9天和第5天后迅速降低，而200 mmol·L-1处理下的SOD和POD活性与低浓度处理的无显著性差异，说明300 mmol·L-1盐浓度已超出了通关藤的耐受能力。因此，为保证通关藤的正常生长，应选择在土壤中盐的质量分数低于0.47%土壤中进行种植。

[1] 兰 茂，于乃义，于兰馥，等．滇南本草[M]．昆明：云南科技出版社，2004：748-749.

[2] 杨 梅，王文兰，吴 昊，等.通关藤中的孕甾醇苷类成分[J].中草药，2011，42(8)：1473-1476.

[3] 于绍帅，陈明苍，李志雄，等．通关藤的化学成分与药理活性研究进展[J]．中国实验方剂学杂志，2011，17(21)：279-283.

[4] 付晓秀，周国威，齐永秀．消癌平注射液高效液相色谱指纹图谱的建立[J].中国药业，2012，21(23)：6-7.

[5] 孟珍贵，杨生超，陈军文，等. 云南红河州通关藤药材资源调查[J].中国中药杂志，2014,39(13)：2478-2483.

[6] 张志良，瞿伟箐，李小方.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2009：227-229.

[7] 李 玲，李娘辉，蒋素梅，等.植物生理学模块实验指导[M].北京：科学出版社，2009：11-12，48-50，97-98.

[8] 周学丽，周青平，颜红波，等. NaCl胁迫对同德小花碱茅苗期生理特性的影响[J].草业科学，2009，26(6)：101-105.

[9] 肖雪峰，刘 丽，郭巧生，等. 种子引发对NaCl胁迫下通关藤种子萌发及幼苗生理特性的影响[J].中国中药杂志，2015，40(2)：218-225.

[10]刘凤歧，刘杰淋，朱瑞芬，等．4种燕麦对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性评价[J]．草业学报，2015，24(1)：183-189.

[11]陈 娟，谷 巍，段金廒，等.穿心莲生理特性及盐胁迫对其影响研究[J].中药材，2014,37(8):1320-1325.

[12]宁建凤，郑青松，邹献中，等.罗布麻对不同浓度盐胁迫的生理响应[J].植物学报，2010, 45 (6): 689-697.

[13]沙汉景. 外源脯氨酸对盐胁迫下水稻耐盐性的影响[D].哈尔滨：东北农业大学，2013.

[14]王晓鹏.外源性可溶性糖对长春花响应盐胁迫的影响[D].哈尔滨：东北林业大学，2013.

[15]鲍雅静，季 静，王 迪，等.不同品种金银花叶片中脯氨酸对盐胁迫的响应[J].安徽农业科学，2011，39(8)：4502-4503.

[16]刘奕琳，万福绪，娄晓瑞.盐胁迫对10个墨西哥柏种源幼苗生理生化的影响[J].南京林业大学学报，2013，37(4)：29-33.

[17]程淑娟，唐东芹，刘群录.盐胁迫对两种忍冬属植物活性氧平衡的影响[J].南京林业大学学报，2013，37(1)：137-141.

(责任编辑：朱秀英)

Response of physiological indexes to salt stress in medicinal plant ofMarsdeniatenacissima

MENG Hengling
(The Key Laboratory of High Quality Crops Cultivation and Safety Control， Honghe College, Honghe 661100, China)

In order to discuss the salt tolerance ofM.tenacissima, Biennial pottingM.tenacissimawas used as materials to analyze the variation of 5 physiological indexes under various concentrations salt stress. The results showed thatM.tenacissimacould accumulate a certain amount of proline and soluble sugar to adjust osmotic potential of cells and induce antioxidant enzyme (SOD and POD) activity to increase under different concentrations salt stress. But under 300 mmol·L-1salt stress, SOD and POD activity declines rapidly on the 5th and 9th day of treatment, indicating that 300 mmol·L-1salt stress had surpassed the tolerance range ofM.tenacissima. So it is suggested that the soil salt content should be lower than 0.47 % for planting.

Marsdeniatenacissima; salt stress; physiological indexes

2015-01-20

云南圣和植物药业有限公司资助项目(20120523)；云南省科技厅应用基础研究项目(2012FB174)

孟衡玲(1981-)，女，云南宣威人，讲师，博士， 从事药用植物资源的开发与利用。

1000-2340(2015)06-0827-04

Q945.78

A