Ca2+对NaCl中度胁迫下玉米试管苗生化指标的影响

解明

沙湾县柳毛湾镇农业综合服务站 新疆塔城 832100

Ca2+对NaCl中度胁迫下玉米试管苗生化指标的影响

解明

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通过研究Ca2+(0～40 mmol/L CaCl2)对NaCl中度胁迫下玉米试管苗生长、生化指标的影响，分析Ca2+对玉米试管苗在中度盐胁迫下的作用。结果表明，当加入100 mmol/L的NaCl溶液时玉米试管苗生长明显受到抑制，CaCl2处理后，盐胁迫下玉米试管苗的生长抑制得到部分缓解，SOD活性、POD酶活性、CAT酶活性明显升高。说明外源Ca2+有助于缓解玉米试管苗的盐伤害，其中以30 mmol/L CaCl2的缓解效果最好。

玉米试管苗；盐胁迫；生化指标

土壤盐碱化是目前制约新疆农作物产量的主要因素之一[1]，在土壤盐碱化地区，如何提高农作物的耐盐性是许多学者研究的重点，也是新疆提高农作物产量的途径之一。钙作为一种重要的细胞保护膜，可以减轻盐胁迫对植物造成的伤害，维持细胞膜的正常状态，促进根细胞质膜K+通道开放和根对K+的吸收，增强根对K+和Na+的选择性吸收[2]。因此，本研究对玉米试管苗在中度盐胁迫下的生长情况和生化指标进行观察和测定，并测定不同浓度Ca2+对NaCl中度胁迫下玉米试管苗的生化指标，为玉米抗盐品种的培育提供理论参考依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验所用材料来自石河子大学植物组织培养实验室经茎尖脱毒获得的部分无毒玉米 （新玉13号）试管苗。

1.2 试验方法

本试验以基本培养基（7.2 g/L琼脂，30 g/L蔗糖，pH值5.8，大口罐头培养瓶中分别倒入30 mL培养基，高压灭菌）、基本培养基+100 mmol/LNaCl溶液为对照组，中性盐基为100 mmol/LNaCl溶液，钙处理浓度设置 5 mmol/L、10 mmol/L、20 mmol/L、30 mmol/L、40 mmol/L 共 5个处理， 各处理分别为中性盐基+不同浓度的CaCl2溶液。将生长整齐一致的玉米试管苗切割成单节茎段扦插在培养基上，每处理6瓶，每瓶接种20个茎段，培养室温度控制在25±2℃，光强2 000 Lx，光照时间16 h/d。接种后30 d观察玉米试管苗的生长情况，并测定生化等相关指标。

1.3 指标测定

超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氮蓝四唑(NBT)光还原法[3]；过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性采用王学奎[4]测定方法。每处理3次重复。

1.4 数据分析

数据采用SPSS17.0软件包分析方差，计算标准差，检验差异显著性，并采用Excel制图。

2 结果与分析

2.1 不同浓度钙对中度NaCl胁迫下玉米试管苗生长的影响

接种30 d后观察玉米试管苗的生长情况发现，在100 mmol/L的NaCl溶液胁迫下的玉米试管苗与基本培养基相比，生长明显受到抑制，但当加入CaCl2溶液后，抑制有所减缓，随着Ca2+的升高，抑制逐渐减缓，并与基本培养基相比，玉米试管苗生长健壮，说明加入一定浓度的CaCl2溶液有利于培养壮苗，提高抗逆性。

2.2 不同浓度钙对中度NaCl胁迫下玉米试管苗生化指标的影响

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由表1可知，在100 mmol/L的NaCl处理下（CK2），SOD活性、POD酶活性和 CAT酶活性最低，与基本培养基（CK1）相比，差异显著，说明中度盐胁迫抑制了玉米试管苗的生长。5个处理与对照相比，随着Ca2+浓度增加，抑制逐渐减弱，SOD活性逐渐升高，在处理4（钙浓度为30 mmol/L）时达到最大，并高于CK1，随之又降低；CAT酶活性处理1到处理5均高于CK1和CK2，在处理4（钙浓度为30 mmol/L）时达到最大；POD酶活性处理1到处理5均高于 CK2，低于 CK1，在处理 4（钙浓度为30 mmol/L）时达到最大。说明Ca2+对中度盐胁迫下玉米试管苗有保护作用，有助于提高试管苗的抗性，并在浓度为30 mmol/L时效果最为显著。

3 结论与讨论

本研究针对不同浓度钙对中度NaCl溶液胁迫下玉米试管苗生长和生化指标情况进行分析探讨，结果发现，在基本培养基中加入100 mmol/L的NaCl溶液，玉米试管苗生长明显受到抑制，当加入CaCl2溶液后，抑制有所减缓，并随着Ca2+浓度增加，玉米试管苗生长逐渐增强，说明Ca2+可以降低盐害，这一点与赵可夫等[5]的实验结果是一致的。

SOD活性、POD酶活性、CAT酶活性等保护酶类在植物体内协同作用，可以在一定程度上忍耐、减缓或抵御不良环境[1]。该试验结果表明，适量的Ca2+提高了中度盐胁迫下玉米试管苗SOD、CAT、POD的活性，且30 mmol/LCa2+处理较其它处理更为有效地诱导了这三种保护酶活性的增强，但随着Ca2+浓度的继续增大，SOD、CAT、POD的活性有所降低。

Ca2+可以缓解盐害的主要原因可能是当外源Ca2+的进入，使细胞内膜系统结合的钙增多，从而使膜所结合的离子Na+/Ca2+下降，使膜的结构完整性、功能性得以保证，所以钙具有稳定蛋白质的作用，进而提高膜结构的稳定性[6]。

[1]陈华新,李卫军,安沙舟,等.钙对NaCl胁迫下杂交酸模幼苗叶片光抑制的减轻作用[J].植物生理与分子生物学学报,2003,29(5)：449-450.

[2]董发才,崔香环,安国勇,等.Ca2+在茉莉酸甲酯诱导拟南芥气孔关闭中的信号转导作用[J].植物生理与分子生物学学报,2002,28(6)：457-462.

[3]曾韶西,王以柔,刘鸿先.低温光照下与黄瓜子叶叶绿素降低有关的酶促反应[J].植物生理学报,1991,17(2)：177-182.

[4]王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社,2006,167-173.

[5]赵可夫,卢元芳.钙对小麦幼苗降低盐害效应的研究[J].植物学报,1993,35(1)：51-56.

[6]栾升,倪晋山.表面活性剂和钙对大麦根质膜透性的作用[J].植物生理学报,1987,13(2)：168-173.

解明（1977年11月-），新疆沙湾人，本科学历，农艺师，主要从事农业技术推广工作。

2015-04-16