盐胁迫对小叶榄仁幼苗生长和渗透调节物质含量的影响

黄相玲 林妃妃 张明月 朱栗琼 招礼军

摘要：【目的】探讨小叶榄仁幼苗对盐碱环境的适应机理，为盐碱土地改良及耐盐碱小叶榄仁苗木引种栽培提供科学依据。【方法】以不同浓度NaCl胁迫2年生小叶榄仁盆栽实生幼苗，30 d后测定其株高增量、地径增量、叶面积、生物量（干重和鲜重）及可溶性糖、丙二醛（MDA）和脯氨酸含量等指标，分析盐胁迫对其生长和渗透调节物质含量等指标的影响。【结果】随盐胁迫浓度的升高，小叶榄仁幼苗的株高增量、地径增量、叶面积和生物量均明显低于对照（CK），在0.6%～1.0%盐胁迫下，小叶榄仁幼苗生长严重受阻；可溶性糖含量随盐浓度的升高呈递增趋势，在0.8%盐胁迫下达最大值后迅速下降，0.8%是可溶性糖含量累积的临界盐浓度；脯氨酸和MDA含量随盐浓度的升高總体上呈逐渐升高的变化趋势，在1.0%高盐胁迫下达最大值，且与CK差异显著（P<0.05，下同），0.8%盐胁迫下脯氨酸开始发挥抗盐作用。相关性分析结果表明，在盐胁迫下小叶榄仁幼苗叶片的可溶性糖含量与脯氨酸含量和干重呈显著正相关，脯氨酸含量与MDA含量呈显著负相关。【结论】盐胁迫会引起小叶榄仁幼苗株高、地径、叶面积和生物量等生长指标下降，0.8%是胁迫小叶榄仁幼苗渗透性调节物质含量发生变化的临界盐浓度；小叶榄仁幼苗能在0.2%～0.4%盐胁迫环境下良好生长，可作为低盐土壤环境改良树种引种栽培。

关键词： 小叶榄仁；盐胁迫；生长指标；渗透性调节物质

中图分类号： S796 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2018）07-1364-06

0 引言

【研究意义】土壤盐碱化在农业生产上抑制农作物生长，降低农作物生物量、产量及土壤经济价值，阻碍我国农林业的健康发展（冯雷和陈雪梅，2002；许健民等，2009）。大面积引种耐盐性树种是解决我国土壤严重盐碱化问题的可持续有效措施之一。小叶榄仁（Terminalia neotaliala Capuron）别名细叶榄仁、非洲榄仁、雨伞树，属使君子科榄仁树属落叶乔木，原产于亚洲热带地区，树形美观，具有耐湿热和耐盐碱特性，已作为一种有效改良盐碱土地的树种引进我国种植（施金生，2001），目前与其有关的研究主要集中在种苗培育、园林引种、木质材料特性等方面，但不同盐碱化程度土壤对植物的引种要求不同，引种的小叶榄仁常表现适应性不佳。因此，探讨小叶榄仁幼苗对盐碱环境的适应机理，对盐碱土地改良及耐盐碱小叶榄仁苗木引种栽培具有重要意义。【前人研究进展】武维华（2003）研究发现，盐碱条件下植物受到伤害是因为其内部渗透性调节系统发生了改变，但植物也会通过积累无机离子或合成有机溶质来避免伤害或减轻伤害程度。王劲等（2006）研究发现，参与渗透调节的有机溶质主要有氨基酸及其衍生物、可溶性碳水化合物类及有机酸类和糖醇类。张胜景等（2006）研究发现，西伯利亚白刺种子能在0～0.6%盐处理和10.0%海水中发芽和生长。张晓磊等（2010）研究表明，东方杉在0.4%盐胁迫下其脯氨酸含量达最大值，经相关性分析其含量与丙二醛（MDA）含量呈显著负相关。李清河等（2012）研究发现，在乌兰布和沙漠地区的盐碱环境大量种植唐古特白柠条、长叶红砂、沙冬青、霸王和柽柳6种沙生灌木可极大降低土壤中的盐分。周琦等（2015）研究认为，鹅耳枥细胞的渗透调节作用可使其适应生长环境、增加抗性和耐盐性。贾漫丽等（2016）研究发现，盐胁迫桑树的脯氨酸含量随盐浓度的升高而不断增加。于玮玮等（2016）研究发现，新疆野苹果幼苗的MDA含量随盐胁迫浓度的增加逐渐升高，脯氨酸含量也逐渐增加，其通过自身的渗透调节具有一定的抗盐性。【本研究切入点】目前，针对小叶榄仁抗盐性机理等方面的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以不同浓度盐胁迫2年生小叶榄仁盆栽实生幼苗，分析其生长和生理指标的差异，探讨其抗盐性机理，以期为盐碱土壤改良和耐盐碱树种引种栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验地概况

试验在广西大学林学院研究教学基地（东经108°17′、北纬22°50′）进行，该区属南亚热带季风气候，年均气温21.8 ℃，极端最高气温40.0 ℃，极端最低气温-2.4 ℃，年均降水量1350 mm（覃梅等，2016）。

1. 2 试验材料

选择生长势基本一致的2年生小叶榄仁实生幼苗为试验材料，根系用清水洗净移栽至直径25 cm、高20 cm的塑料花盆中（带底座），每盆装土30 kg。以经0.1%～0.5%高锰酸钾溶液消毒的森林表土为盆栽土壤。试验前测定土壤背景值，其中，pH 6.34，有机质、全氮、全磷、全钾和钠含量分别为22.78、1.58、27.4、0.81和0.46 g/kg。

1. 3 试验方法

1. 3. 1 试验设计 试验采用随机区组设计，使用95%化学分析纯NaCl配制0（对照，CK）、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0% 6个盐浓度梯度处理。每盆栽1株小叶榄仁，15盆为一组共6组，移栽缓苗30 d时进行第1次采样，测定各生长和生理指标（处理前指标），之后每盆分别浇500 mL不同浓度NaCl溶液，CK每盆浇500 mL蒸馏水。处理结束后30 d进行第2次采样，测定各生长和生理指标（处理后指标）。

1. 3. 2 测定指标及方法 第1次采样测定：用钢卷尺测量小叶榄仁幼苗的株高H0，用游标卡尺测量地径D0。第2次采样测定：分别用钢卷尺和游标卡尺测量不同浓度NaCl溶液处理后的株高H1和地径D1，得到株高增量（H1-H0）和地径增量（D1-D0）（李子英等，2017）。叶面积测定：采用便携式叶面积仪测量。生物量测定：试验结束后，参照李合生（2000）的方法，每处理随机挖取3株小叶榄仁，用清水冲洗干净根部泥土，自然晾干后带回实验室称取鲜重；将鲜样置于烘箱内105 ℃杀青30 min后85 ℃烘至恒重，测定干重。

渗透调节物质含量测定：分别随机采集第1和第2次采样的小叶榄仁幼苗叶片10.0 g装入样品袋，做好标记后放入冰盒带回实验室-20 ℃保存备用；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定（邹琦，2007），MDA含量采用硫代巴比妥酸比色法测定（邹琦，2007），游离脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法测定（陈建勋和王晓峰，2006），并分别计算其增量。

1. 4 统计分析

采用Origin 8.0进行数据处理和制图，以SPSS 17.0进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2. 1 盐胁迫对小叶榄仁幼苗生长的影响

由表1可知，0.2%～1.0%盐胁迫处理小叶榄仁幼苗的株高增量和叶面积及0.6%～1.0%盐胁迫处理的地径增量总体上均呈下降趋势，且均显著低于CK（P<0.05，下同），0.2%和0.4%盐胁迫处理的地径增量与CK差异不显著（P>0.05，下同）；0.6%～1.0%盐胁迫处理的株高增量、地径增量和叶面积均显著低于0.2%和0.4%盐胁迫处理；0.2%盐胁迫处理的株高增量、地径增量和叶面积与0.4%盐胁迫处理差异不显著。说明小叶榄仁幼苗在0.2%～0.4%土壤盐碱环境下可良好生存。

0.2%盐胁迫处理小叶榄仁幼苗的干重和鲜重与CK差异不显著，而0.4%～1.0%盐胁迫处理的干重和鲜重均随盐胁迫浓度的升高呈显著下降趋势，其中，1.0%盐胁迫的鲜重和干重均最轻，分别比CK降低25.24%和22.06%。

综上所述，小叶榄仁幼苗的株高增量、地径增量、叶面积和生物量总体上均随盐胁迫浓度的升高而降低，其中，0.6%～1.0%盐胁迫下小叶榄仁生长严重受阻。

2. 2 盐胁迫对小叶榄仁幼苗可溶性糖含量的影响

从图1可看出，小叶榄仁幼苗叶片的可溶性糖含量随盐胁迫浓度的升高总体上呈递增的变化趋势，在0.8%盐胁迫下达最高值，约为CK的1.38倍，约比盐胁迫处理前增加40.0%，之后在1.0%盐胁迫下迅速下降；盐胁迫各处理的可溶性糖含量均显著高于CK。从图2可看出，小叶榄仁幼苗叶片的可溶性糖含量增量随盐胁迫浓度的升高呈先减少后增加的变化趋势，在0.2%盐胁迫下其增量稍低于CK的增量，之后随盐胁迫加强增量逐渐增加，在0.8%盐胁迫下达最大值，约为CK的1.37倍。说明0.8%是盐胁迫小叶榄仁幼苗叶片可溶糖含量累积的临界浓度。

2. 3 盐胁迫对小叶榄仁幼苗脯氨酸含量的影响

从图3可看出，小叶榄仁幼苗叶片的脯氨酸含量随盐胁迫浓度的升高逐渐增加，其中，1.0%盐胁迫的脯氨酸含量最高，且显著高于CK，也显著高于盐胁迫处理前；0.2%盐胁迫的脯氨酸含量与CK差异不显著；0.4%～1.0%盐胁迫的脯氨酸含量与CK差异显著。从图4可看出，0.2%～0.6%盐胁迫处理的脯氨酸含量增量均低于CK的含量增量，說明盐胁迫在一定程度上可抑制脯氨酸的合成；而0.8%盐胁迫的脯氨酸含量增量急剧增加，且高于CK的含量增量。说明在0.8%盐浓度下小叶榄仁幼苗叶片脯氨酸含量达到一定的累积量并开始发挥抗盐作用，0.8%是小叶榄仁发挥抗盐作用的临界盐浓度。

2. 4 盐胁迫对小叶榄仁幼苗MDA含量的影响

MDA是植物细胞膜氧化的产物，其含量可反映植物受胁迫的损伤程度。从图5可看出，小叶榄仁幼苗叶片的MDA含量随盐胁迫浓度的升高总体上呈逐渐增加的变化趋势。其中，1.0%高盐胁迫的MDA含量达最大值（约42.94 μmol/g）；盐胁迫处理后小叶榄仁幼苗的MDA含量均高于盐胁迫处理前，其中0.4%～1.0%盐胁迫处理的MDA含量显著高于CK，也显著高于处理前的MDA含量。从图6可看出，小叶榄仁幼苗叶片的MDA含量增量总体上随盐胁迫浓度的增加而增加，其中0.2%盐胁迫下MDA含量增量与CK的增量差异不明显，说明小叶榄仁幼苗在0.2%盐浓度下受胁迫损伤较轻；当盐胁迫浓度超过0.2%时，MDA含量增量迅速增加，并在1.0%盐胁迫时达最大值。综上，在盐胁迫下小叶榄仁幼苗的细胞膜受到伤害，且盐浓度越高受损伤程度越大。

2. 5 渗透性调节物质含量与生长指标间的相关性

由表2可知，盐胁迫处理小叶榄仁幼苗叶片的可溶性糖含量与脯氨酸含量和干重呈显著正相关，说明小叶榄仁叶片的可溶性糖含量越高，其脯氨酸含量和干物质含量越高；脯氨酸含量与MDA含量呈显著负相关，与干重呈显著正相关，说明叶片脯氨酸含量越高，干物质含量越高，MDA含量越低；MDA含量与叶片鲜重呈显著负相关，说明MDA含量越低，叶片鲜重越大；叶面积与干重和鲜重、鲜重与干重呈显著正相关，说明叶面积越大鲜重越大，干重也越大。综上所述，盐胁迫加速了小叶榄仁幼苗叶片细胞的膜脂过氧化作用，MDA含量增加，细胞膜受到损伤，但小叶榄仁幼苗可通过提高其体内的脯氨酸等有机渗透调节物质含量，在一定程度上缓解盐胁迫引起的渗透胁迫。

3 讨论

已有研究表明，环境胁迫会不同程度抑制植物生长，主要表现在植物外在生长性状和内部生理生化特性发生异常（盛彦敏等，1999）；植物体积和重量的变化状况可表征植物的生长特性和体现生长环境对其的胁迫程度（王保平等，2013）。本研究中，随盐胁迫浓度的升高，小叶榄仁幼苗的株高增量、地径增量、叶面积和生物量均降低，其中，在0.2%～0.4%盐胁迫下各生长指标下降不明显，可正常生长，而在0.6%～1.0%盐胁迫下，各生产指标显著下降，生长严重受阻。生物量是植物有机质的累积，是植物营养代谢状况的直接反映（朱远辉等，2014）。本研究中小叶榄仁幼苗生物量的变化规律与株高和地径生长变化规律基本一致，也在0.6%～1.0%盐胁迫下显著降低。说明高盐环境严重阻碍小叶榄仁幼苗的营养转化代谢，而植物的营养物质积累主要由植物根部吸收和叶片光合作用产生，表明高盐环境对小叶榄仁幼苗的根系土壤环境和光合系统产生了一定的影响。

可溶性糖可表征植物碳素营养代谢能力，其含量越高表明植物碳素营养代谢越强，在植物细胞渗透压调节系统中发挥着重要作用（李珊等，2008）。本研究中，小叶榄仁幼苗叶片的可溶性糖含量随盐胁迫的增强持续增加，在0.8%盐胁迫下达最大值，随后迅速下降，说明在低于0.8%盐胁迫下，小叶榄仁幼苗能调节其自身的细胞渗透压以维持正常生长，而盐浓度高于0.8%，小叶榄仁生长受到抑制，与李彦奇等（2012）对3种旱春短命植物的研究结果相似。本研究中，盐胁迫小叶榄仁幼苗叶片的脯氨酸含量总体上呈增加趋势，其中，在0～0.6%盐胁迫下脯氨酸含量均低于盐胁迫处理前的含量，说明中低盐浓度环境对其脯氨酸含量的累积具有抑制作用，而在0.8%盐胁迫下脯氨酸含量开始急剧增长，说明高盐浓度环境促进了小叶榄仁幼苗叶片脯氨酸含量的累积，以抵抗胁迫环境，与蒋雪梅等（2016）对青杨雌雄幼苗的研究结果相似。

Türkan等（2005）研究认为，MDA含量可反映植物细胞膜脂过氧化程度及对逆境条件的反应能力。本研究中，盐胁迫下小叶榄仁幼苗叶片的MDA含量总体上呈递增的变化趋势，其中，0.2%盐胁迫下MDA含量的增量不明显，说明小叶榄仁幼苗在此盐浓度下受胁迫影响较小，而盐胁迫浓度超过0.2%时，MDA含量及其增量迅速增加，在1.0%盐胁迫时增量达最大，说明高盐浓度环境会使小叶榄仁幼苗受到严重毒害，抑制其生长，且超过其自身耐受盐浓度时，小叶榄仁幼苗的自我修复和调节能力增强。相关性分析结果也表明，在盐胁迫下小叶榄仁幼苗叶片的可溶性糖含量与脯氨酸含量和干重呈显著正相关，脯氨酸含量与MDA含量呈显著负相关，即脯氨酸含量越高，MDA含量越低，进一步说明盐胁迫可加速小叶榄仁幼苗叶片细胞的膜脂过氧化作用，促使MDA积累，细胞膜受到损伤，但小叶榄仁幼苗可通过提高其体内的脯氨酸等有机渗透调节物质含量，在一定程度上缓解盐胁迫引起的渗透胁迫。

4 结论

盐胁迫会引起小叶榄仁幼苗株高、地径、叶面积和生物量等生长指标下降，0.8%是胁迫小叶榄仁幼苗渗透性调节物质含量发生变化的临界盐浓度；小叶榄仁幼苗能在0.2%～0.4%盐胁迫环境下良好生长，可作为低盐土壤环境改良树种引种栽培。

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（責任编辑 思利华）