外源钙对盐胁迫下花叶蔓长春生理生化特性的影响

张雪微，张芝蕊，江文，王贝贝，王羽淑，孙蕊，刘磊，骆建霞，通信作者

（1. 天津农学院 园艺园林学院，天津 300384；2. 天津樱桃谷农业科技发展有限公司，天津301908）

外源钙对盐胁迫下花叶蔓长春生理生化特性的影响

张雪微1，张芝蕊1，江文2，王贝贝1，王羽淑1，孙蕊1，刘磊1，骆建霞1，通信作者

（1. 天津农学院 园艺园林学院，天津 300384；2. 天津樱桃谷农业科技发展有限公司，天津301908）

采用盆栽试验法，对盐胁迫下的花叶蔓长春（Vinca major cv.‘Variegata’）施加CaCl2处理，通过对各生理生化指标的测定并结合隶属函数分析，探讨CaCl2对花叶蔓长春盐胁迫的缓解作用。结果表明：在3 mg/g和4 mg/g盐胁迫下，CaCl2处理可使可溶性糖含量、SOD活性和POD活性显著或极显著增加；在4 mg/g盐胁迫下，根系活力、可溶性蛋白含量随施CaCl2浓度增加而上升；在各浓度盐胁迫下，CaCl2可使净光合速率显著增加。综合分析认为：在中、低盐浓度胁迫下（3、4 mg/g），CaCl2的缓解作用较大，浓度以10～20 mmol/L为宜；在高盐浓度胁迫下（5～7 mg/g），CaCl2的缓解作用较小。

花叶蔓长春；盐胁迫；外源钙；生理生化特性；隶属函数

我国滨海地区分布着大量盐碱土，盐碱地的园林绿化对植物的耐盐性有着很高要求，研究提高植物耐盐性的措施十分必要，这对于指导盐碱地的优质绿化有着重要的实践意义。

花叶蔓长春（Vinca major cv.‘Variegata’）为夹竹桃科蔓长春花属蔓长春花的园艺变种。枝条蔓性、匍匐生长，可达2 m以上。叶椭圆形，叶缘有一圈不规则乳黄色。花蓝紫色，花期 3～6月，色彩斑斓，极具观赏性，在园林绿化中逐渐得到广泛应用。

关于外源物质缓解盐胁迫的研究多有报道。周万海等研究了外源水杨酸对苜蓿幼苗盐胁迫的缓解效应[1]，黄增荣等就KNO3对NaCl胁迫下两菊芋品种幼苗生长及光合能力的影响进行了研究[2]，韩宁研究了外源钙对盐胁迫下碱蓬生长的影响[3]，张婷等分别就外源钙对盐胁迫下匍枝委陵菜、菊花、豌豆幼苗的生长及生理生化特性的影响进行了研究[4-6]，刘新星和杨凤军就外源钙对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性的影响、番茄幼苗伤害的缓解作用进行了报道[7-8]。

关于花叶蔓长春的抗逆性已有一些研究，廖飞勇等研究了高温胁迫对花叶蔓长春生理指标的影响[9]，沈娟等对花叶蔓长春耐荫性进行了研究[10]，骆建霞等研究了花叶蔓长春的耐盐性[11]，但尚未见有关于外源钙对花叶蔓长春盐胁迫缓解作用的研究报道。本试验对盐胁迫下的花叶蔓长春施加不同浓度的 CaCl2处理，通过对叶片中丙二醛（MDA）、可溶性糖含量、根系活力以及抗氧化酶活性、净光合速率等指标的测定及分析，以探讨CaCl2对花叶蔓长春盐胁迫的缓解作用，并了解CaCl2适宜的使用浓度，从而为花叶蔓长春在盐碱地中的绿化应用及制定相应栽培管理措施提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料及处理

花叶蔓长春（Vinca major cv.‘Variegata’）一年生扦插苗为试验材料。含盐量0.089 mg/g、pH 6.7的泥炭土为培养基质，将苗木移栽上盆，待苗高约25～30 cm时进行盐胁迫及CaCl2处理。设置3、4、5、6、7 mg/g 5个NaCl盐胁迫处理；在每个盐浓度下，设置10、20、40 mmol/L 3个CaCl2浓度，以蒸馏水为对照。采用随机区组设计，每小区 3盆，每盆2株，重复3次。按照设置的浓度，每盆添加等量NaCl和CaCl2溶液。

1.2 试验指标测定

盐胁迫处理7 d后，每小区取有代表性的叶片进行各试验指标测定，取样时注意各处理的均匀一致性。

采用硫代巴比妥酸法测定叶片中丙二醛含量[12]，考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量[12]，氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定根系活力[12]，氮蓝四唑法测定叶片中SOD活性[12]，愈创木酚显色法测定叶片中 POD活性[12]，蒽酮法测定可溶性糖含量[12]，于10：00 —12：00用CI-340光合仪（美国生产）测定净光合速率。每小区每个样本重复3次读数，取均值。

1.3 试验数据处理

以小区平均值为单位，用SPSS20.0统计软件对试验数据进行分析，SSR法进行差异比较。

隶属函数计算，隶属函数：R＝（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）

反隶属函数：R＝1-（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）

式中: Xi为某一指标测定值，Xmin和Xmax为各处理下某一指标的最小值和最大值。

2 结果与分析

2.1 CaCl2对盐胁迫下花叶蔓长春根系活力和丙二醛含量的影响

对盐胁迫下花叶蔓长春施加 CaCl2处理后，根系活力和丙二醛含量进行测定分析结果见表 1和表2。

由表1可知，除4 mg/g盐胁迫外，其他各盐浓度下，CaCl2处理和对照相比根系活力无显著或极显著差异。4 mg/g盐浓度下，随施加CaCl2浓度的增加，根系活力上升，且均极显著高于对照，而根系活力的增加有助于植物抵御盐胁迫。

表1 CaCl2对盐胁迫下的花叶蔓长春根系活力的影响 mg·TTF·g-1·h-1

表2 CaCl2对盐胁迫下的花叶蔓长春丙二醛含量的影响 μmol·g-1·FW

表2显示，盐浓度为3 mg/g时，各CaCl2处理下的丙二醛含量与对照无显著差异，但有下降趋势，说明花叶蔓长春在此盐浓度下，细胞膜没有受到伤害[11]，添加 CaCl2的作用不明显；盐浓度4 mg/g时，施加CaCl2后叶片中MDA含量基本呈降低趋势，10 mmol/L CaCl2时最低；盐浓度为5～7 mg/g时，施加CaCl2丙二醛含量基本无下降趋势，且在10、40 mmol/L CaCl2处理时极显著增加。总体看，高盐浓度下施加CaCl2无降低MDA含量的效果。

2.2 CaCl2对盐胁迫下花叶蔓长春叶片中可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响

对盐胁迫下花叶蔓长春施加 CaCl2处理后，叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量进行测定分析，结果见表3和表4。

表3 CaCl2对盐胁迫下的花叶蔓长春叶片可溶性糖含量的影响 %

表4 CaCl2对盐胁迫下花叶蔓长春叶片中可溶性蛋白含量的影响 mg·g-1

由表 3可知，随着施加 CaCl2浓度的增加，盐浓度5～7 mg/g时，可溶性糖含量基本呈下降趋势；而在盐浓度4 mg/g下，则表现为增加；盐浓度3 mg/g下，呈先增后降趋势，10 mmol/L CaCl2时，可溶性糖含量最高。综合看，盐浓度为3、4 mg/g时，施加 CaCl2可使可溶性糖含量显著增加，可溶性糖可以调节细胞渗透势，其含量的增加有利于叶片吸水、根系吸收，进而缓解盐胁迫的伤害。

由表4看出，盐浓度为4、5 mg/g时，CaCl2处理后可溶性蛋白的含量显著或极显著高于对照，分别在10、20 mmol/L CaCl2处理下达到最高；盐浓度为3、6、7 mg/g时，各CaCl2处理下可溶性蛋白含量差异不显著。

2.3 CaCl2对盐胁迫下花叶蔓长春叶片抗氧化酶活性的影响

盐胁迫下，施加 CaCl2对花叶蔓长春叶片中过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响见表5和表6。

表5 CaCl2对盐胁迫下的花叶蔓长春POD活性的影响 U·g-1·min-1

表6 CaCl2对盐胁迫下的花叶蔓长春SOD活性的影响 U·g-1·FW

表5分析结果显示，花叶蔓长春叶片中过氧化物酶（POD）的活性在盐浓度3 mg/g和4 mg/g盐胁迫下，施加CaCl2可使POD 活性显著或极显著增加，均在10 mmol/L CaCl2处理时达到最高；6 mg/g盐胁迫下，施加各浓度CaCl2均可使POD活性极显著增加；5 mg/g盐胁迫下，10、20 mmol/L CaCl2处理时使POD活性下降，但40 mmol/L CaCl2处理时，POD活性又恢复至对照水平；7 mg/g盐胁迫下，施各浓度CaCl2处理后，POD活性无显著变化。由表6可知，3 mg/g盐浓度下，20 mmol/L CaCl2使SOD活性极显著升高；其他各盐浓度胁迫下，不同浓度 CaCl2处理后SOD活性均表现为差异不显著。

综上分析可看出，CaCl2对各盐胁迫下花叶蔓长春叶片中POD活性影响较大，对SOD活性的影响较小。

2.4 CaCl2对盐胁迫下花叶蔓长春叶片净光合速率的影响

施加 CaCl2对盐胁迫下花叶蔓长春叶片净光合速率（Pn）影响的分析结果见表7。

表7 CaCl2对盐胁迫下的花叶蔓长春叶片净光合速率的影响 µmol·m-2·s-1

由表7可知，3、4 mg/g盐胁迫下，施加CaCl2可使Pn极显著增加，均在20 mmol/L CaCl2时达到最高；盐浓度5、7 mg/g时，Pn随施加CaCl2浓度增加基本呈先增后降趋势，施加10 mmol/L CaCl2时Pn极显著高于其他处理。总体看，盐胁迫下施用 CaCl2可提高花叶蔓长春的净光合速率，净光合速率的提高有助于缓解盐胁迫对其生长的影响。

2.5 隶属函数分析

用单一指标进行评定 CaCl2对花叶蔓长春盐胁迫的缓解作用是片面的，隶属函数则可综合各指标的测试结果，从而客观地评价试验结果，在植物抗逆性的研究中得到广泛应用[13-15]。

本试验中，除丙二醛含量计算反隶属函数外，其他各指标均计算隶属函数，求出各盐浓度和各CaCl2浓度下各指标的隶属函数值，用各指标的隶属函数平均值进行分析，结果见表8。表8表明，隶属函数平均值越大，CaCl2对盐胁迫缓解作用越强。

表8 各试验指标的隶属函数分析

由表8可知，盐浓度3、4 mg/g时，各 CaCl2浓度处理后的隶属函数值都明显高于对照，说明施加 CaCl2的缓解效果明显；高盐浓度下，隶属函数值表现各异，5 mg/g盐胁迫时，对照的隶属函数值最高；盐浓度6 mg/g和7 mg/g时，隶属函数值分别在20、10 mmol/L CaCl2处理下最高。从各盐浓度胁迫下，不同浓度CaCl2处理的隶属函数平均值看，CaCl2处理后的隶属函数平均值均高于对照，说明施用CaCl2对盐胁迫下花叶蔓长春遭受盐胁迫的伤害有缓解作用。

3 讨论与结论

植物遭受盐胁迫时，活性氧积累，自由基增加，加剧膜脂过氧化作用，造成细胞膜系统的损伤，使丙二醛含量增加，从而使清除活性氧的保护酶（SOD、POD 等）产生及活性增强[16]。本试验中在3、4 mg/g盐胁迫下，施加CaCl2使叶片中MDA 含量下降，SOD和 POD活性增强，施 10 mmol/L CaCl2时MDA含量最低，POD活性最高，SOD活性在20 mmol/L CaCl2处理下最高。说明在中、低盐胁迫下，施适当浓度的 CaCl2可使 SOD和POD活性增强，抑制膜脂过氧化，抵御活性氧自由基对植物细胞膜造成的损害，MDA含量降低，因此施加 CaCl2对植物细胞膜具有保护作用并维持膜结构的稳定，保证细胞正常代谢，从而减轻盐胁迫对植物造成的损害，此结果支持王玉凤的观点[17]。

植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，根的生长情况和活力水平直接影响地上部的营养状况及产量水平，根系活力的强弱体现着植物生命的强弱。本试验中盐浓度为 4 mg/g时，施CaCl2使根系活力显著增加，这有利于植物在盐逆境条件下对营养物质的吸收和运转，增强植物对盐胁迫环境的适应能力，这与本试验中在4 mg/g盐胁迫下，抗氧化酶活性增加、MDA含量下降、根系活力增加等结果相吻合。渗透调节是植物提高耐盐性的一个重要途径，可溶性蛋白和可溶性糖是植物体内重要的渗透调节物质。可溶性糖是很多非盐生植物的主要渗透调节剂，在细胞内无机离子含量高时起保护酶类的作用[18]。植物在逆境条件下，可以通过增加可溶性蛋白的合成直接参与适应逆境的过程，对其适应不利的环境条件具有积极意义[19]。李青云研究表明，施钙能明显提高草莓的渗透调节物含量[20]。本试验中3、4 mg/g盐胁迫下，施钙使可溶性糖含量增加，分别在施10、40 mmol/L CaCl2时最高；4、5 mg/g盐胁迫下，施钙使可溶性蛋白含量增加。可溶性糖和可溶性蛋白含量增加有利于缓解盐胁迫对花叶蔓长春的损害。在较高盐浓度（6、7 mg/g）胁迫时，施加CaCl2处理后可溶性糖的含量降低，可溶性蛋白含量无显著变化。上述结果表明，在中、低盐浓度下，CaCl2对花叶蔓长春的盐胁迫缓解作用较大，高盐浓度下的缓解作用较小。

外源钙可通过提高光合色素含量、调节气孔开张、维持PSⅡ活性、调节代谢相关酶活性等以减少碳水化合物积累对光合作用的负反馈抑制，从而缓解 NaCl胁迫对光合作用的损害，提高植株耐盐性[6]。本试验中除了盐浓度6 mg/g时，施CaCl2使Pn有下降趋势外，其他各盐浓度下，施CaCl2均使Pn呈增加趋势，此结果与严蓓等人研究结果相符[6]。

综合各指标分析以及隶属函数分析结果认为，施加 CaCl2对花叶蔓长春盐胁迫损害具有缓解作用。花叶蔓长春受到中、低度盐胁迫（3、4 mg/g）时，施加外源钙对其盐胁迫的损害缓解作用较大，以10～20 mmol/L CaCl2浓度的效果较好。在高盐浓度（5～7 mg·g-1）下，施加CaCl2缓解盐胁迫的作用效果较小。

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责任编辑：杨霞

Effects of Exogenous Calcium on Physiological and Biochemical Characteristics of Vinca major cv.‘Variegata’ Under Salt Stress

ZHANG Xue-wei1, ZHANG Zhi-rui1, JIANG Wen2, WANG Bei-bei1, WANG Yu-shu1, SUN Rui1, LIU Lei1, LUO Jian-xia1，Corresponding Author
（1. College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2.Tianjin Cherry Valley Agricultural Technological Development Co.Ltd, Tianjin 301908, China）

The physiological and biochemical indexes of Vinca major cv.‘Variegata’grown in pots under salt stress condition were determined and analyzed with the membership function after CaCl2treatment, aiming at exploring mitigative effects of CaCl2on salt（NaCl）stress. The results showed that soluble sugar content and activities of SOD and POD increased significantly or very significantly when the plants were treated by with CaCl2with concentrations of 3 mg/g and 4 mg/g.With the increasing of CaCl2concentration root activity and soluble protein content were enhanced under salt concentration of 4 mg/g CaCl2treatment could increase net photosynthetic rate significantly under different salt concentrations. Conclusion could be drown from the comprehensive analysis that mitigative effects of CaCl2will be enhanced under low or moderate salt stress（3、4 mg/g）and be weakened under the high salt stress（5-7 mg/g）, and that the appropriate CaCl2concentration used is from 10 to 20 mmol/L.

Vinca major cv.‘Variegata’; salt stress; CaCl2; physiological and biochemical characteristics; membership function

S682.18；Q945.78

：A

2016-12-06

天津市农业科技成果转化与推广项目“新型耐盐碱地被植物及其繁育技术的转化”（201002240）

张雪微（1993-），女，黑龙江大庆人，硕士在读，主要从事园林地被植物的适应性研究。E-mail：841999781@qq.com。

骆建霞（1957-），女，河北涿州人，教授，学士，主要从事果树和地被植物适应性研究。E-mail：tjluojianxia@126.com。

1008-5394（2017）02-0009-05