盐胁迫下小白菜生长指标及叶绿素荧光特性的研究

陈小溪　欧阳璟

【摘 要】以不结球白菜即小白菜为材料设置50（T1）、100（T2）、150（T3）和200mmol·L-1（T4）NaCl溶液4个盐梯度，以蒸馏水为对照（CK），研究NaCl胁迫对小白菜叶绿素荧光特性的动态影响及对小白菜叶绿素含量和一些生长指标的影响。结果表明：（1）随着胁迫时间的延长，各梯度盐处理下最大光化学效率（Fv/Fm）、光合电子传递速率（ETR）、最大量子产额（Yield）、光化学猝灭系数（qP）下降，非光化学猝灭系数（qN）上升。盐胁迫导致光合作用下降是损伤了PSⅡ反应中心，引起光能原初捕捉能力和光能同化率减弱，增加通过热辐射消耗的光能比例，导致小白菜光合作用能力减弱。（2）50、200 mmol·L-1的NaCl处理显著降低了小白菜叶片的叶绿素含量。（3）在低盐胁迫（50 mmol·L-1NaCl）条件下小白菜的株高、鲜重、干重、植株含水量、根长均显著增加，随着盐胁迫浓度的提高，其株高、鲜重、干重、植株含水量、根长逐渐下降。

【关键词】小白菜;盐胁迫;叶绿素荧光;叶绿素含量;生长指标

一、材料与方法

1.试验材料

供试材料为小白菜，别称为小白菜、青菜、油菜、鸡毛菜，拉丁名是Brassica rapa L.Chinensis Group，是十字花科芸薹属白菜种小白菜亚种的植物。供试种子为温州市三多种业有限公司提供的“江南速生一号”，试验于西南大学29教。

2.试验处理

2014年3月21日将小白菜种子直播于高9cm、直径10cm的塑料花盆中。于4月3日留苗，选取长势旺盛并长势一致的小白菜幼苗，每盆5颗，共10盆。当小白菜长到两叶一心时（4月5日）分别用0（CK）、50（T1）、100（T2）、150（T3）和200（T4）mmol·L-1的NaCl溶液喷洒小白菜幼苗至溶液流出花盆小孔，每个处理10个平行。培养期间每1～2天于20：00左右浇1次水，以保持土壤湿度约为80%，保持盆内土壤盐分含量。盐胁迫后每隔3天测定一次叶绿素荧光参数，共测定4次，每次测定为同一植株的同一叶片。盐胁迫13天后测定叶片叶绿素含量，每个处理设3个重复。盐胁迫14天后测定小白菜根长、株高、鲜重、干重、植株含水量，每个处理设5个重复。

3.叶绿素含量的测定

方法参照[1，2，3]，4月18日取与测定荧光参数相同位置和成熟程度相同的叶片0.5g，剪碎，倒入研钵中，加少量CaCO3和蒸馏水，研磨成糊状匀浆，用蒸馏水定容至25ml，取2.5ml匀浆液，放入试管中，加10ml丙酮，提取30min，用离心机4000r/min离心5min，取上清液3ml，用岛津UV-2550紫外分光光度计测A645，A663。按下式计算提取液中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量（Ca、Cb、C mg·L-1）和叶绿素a/b，再换算为叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量的含量（mg·g-1）。

Ca=12.71A663-2.59A645

Cb=22.88A645-4.67A663

C=Ca+Cb=8.04A633+20.29A645

4.叶绿素光合荧光参数的测定

利用PAM-2100荧光仪预先编好的测定程序Run 3进行，每次测定于19：00～22：00进行。待测叶片选择长势一致，健壮功能叶，遮光处理2h后，用叶绿素荧光参数仪测定初始荧光（Fo）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、电子传递效率（ETR）、光化学猝灭系数（qP）、非光化学猝灭系数（qN）、光合电子产额（Yield）。

5.小白菜根长、株高、鲜重、干重、植株含水量的测定

株高、根长用直尺（精确度：1 mm）测定。鲜重用电子天平（精确度0.000 1 g）称量。在80℃下烘24小时后用1/10万电子天平（METTLER TOLEDO，瑞士）称量。植株含水量=鲜重-干重/鲜重×100%。

6.数据分析与处理

所获数据均采用用SPSS13.0软件进行数据处理和统计分析，应用Excel软件进行绘图。

二、结果与分析

1.不同浓度NaCl对小白菜叶片叶绿素荧光特性的影响

在叶片PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）随着胁迫时间的变化曲线中，各个处理与对照组的变化趋势相同，都是随着胁迫时间的增加PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）先增加后减少。第9天、第12天叶片PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）均小于对照组，而第12天100 mmol·L-1的NaCl处理与对照之间组差异显著（P<0.05）。说明盐胁迫对小白菜叶片的PSⅡ最大光化学效率产生了抑制，且100 mmol·L-1的NaCl处理胁迫12天显著抑制。各个处理的叶片初始荧光（Fo）与对照间均没有显著性差异（P>0.05）。说明盐胁迫对小白菜的PSⅡ反应中心处于完全开放时的荧光产量没有显著影响。

在非光化学猝灭系数（qN）随胁迫时间的变化曲线中，50、100、150 mmol·L-1的处理与对照组的变化趋势大体一致，先增加后下降，且在第9天到第12天显著下降（P<0.05），200 mmol·L-1NaCl处理的非光化学猝灭系数（qN）在第6天增加之后呈下降趋势。只有在第6天200 mmol·L-1的NaCl处理与对照组之间差异显著（P<0.05），而第9天和第12天，各个处理的非光化学猝灭系数（qN）均小于对照组。说明在胁迫持续的一定时间内，小白菜可以增加对胁迫的适应，但随着胁迫时间延长，这种适应逐渐减弱。在光化学猝灭系数（qP）随胁迫时间的变化曲线中，50、100、200 mmol·L-1的处理光化学猝灭系数（qP）随胁迫时间的增加而下降，150 mmol·L-1处理光化学猝灭系数（qP）随胁迫时间的变化是先增加再降低。在第9天和第12天时各个处理的光化学猝灭系数（qP）均小于对照组。但是各个处理与对照之间没有显著性差异（P>0.05），不过可以看出，第12天时各个处理与对照的差异要比第9天明显。说明盐胁迫可以降低小白菜叶片光化学猝灭系数（qP），但是这种影响在盐胁迫12天之内并不显著。

各个处理的叶片电子传递效率（ETR）随胁迫时间的延长总体呈下降趋势。在第9天和第12天各個处理的电子传递效率（ETR）均小于对照组，并且在第12天100 mmol·L-1的NaCl胁迫处理与对照组之间差异显著（P<0.05）。盐胁迫会降低小白菜的叶片电子传递效率（ETR），且用100 mmol·L-1的NaCl胁迫12天会显著降低。各个处理的叶片光合电子产额（Yield）随胁迫时间的变化趋势与对照组大体一致，在胁迫9天之内，叶片光合电子产额（Yield）变化不大，而在胁迫第9天到12天之间迅速下降。并且100 mmol·L-1的处理下降最快，下降了8.86%。胁迫第9天和第12天，各个处理的光合电子产额均小于对照组。且胁迫后的第9天100、200 mmol·L-1的处理与对照相比具有显著性差异（P<0.05），胁迫后的第12天100 mmol·L-1的处理与对照相比差异显著（P<0.05），说明盐胁迫会降低小白菜光合电子产额，但是这种影响要在胁迫持续9天才开始体现出来，并且100 mmol·L-1的处理在第9天和第12天可以显著降低小白菜的光合电子产额。

2.不同浓度NaCl对小白菜叶片叶绿素含量的影响

盐胁迫下小白菜叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量和叶绿素a/b均低于对照组，且被50 mmol·L-1的NaCl处理的小白菜叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量和叶绿素a/b皆是最低。同时50、200 mmol·L-1的NaCl处理叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量和叶绿素a/b均与对照差异显著（P<0.05）。说明NaCI胁迫处理对光合色素合成产生有一定的影响，且50、200 mmol·L-1的NaCl处理影响显著。