苎麻水培扦插苗的耐盐性初步研究

陈坤梅，朱爱国，熊和平，陈平，陈继康，高钢，喻春明

（中国农业科学院麻类研究所，湖南长沙410205）

长期以来，由于土地资源的开发不当造成我国土壤盐碱化面积增加，严重影响了农业的持续发展［1］。在盐碱地中种植耐盐性强的作物，是充分利用盐碱地土地资源的有效途径之一。

苎麻［Boehmerianivea（L.）Gaudich.］属荨麻科（Urticaces）苎麻属（BoehmeriaJacq.）多年生草本植物，是中国特有的古老天然纤维作物，其具有根系发达、耐贫瘠、抗逆性强等特点。苎麻纤维中间有沟状空腔，管壁多孔隙，并且细长、坚韧、质地轻，具有凉爽、挺括、透气、吸湿散湿等特点［2］。中苎2号是纤维品质优良、纤维产量高的早熟苎麻品种，其耐贫瘠，抗旱、抗花叶病及根腐线虫病强［3］，但其对盐胁迫的耐受能力尚未清楚。为此，本研究对中苎2号在不同浓度盐胁迫下的耐性进行研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

中苎2号由中国农业科学院麻类研究所选育。将中苎2号打顶后，待侧枝长至约20 cm时取侧枝进行水培扦插，扦插方法参照陈继康等［4］所用方法。

1.2 试验方法

预试验：在苎麻水培苗根长至5～10 cm时，分别用 0、0.5、1、2、4、8 g／L的 NaCl处理（NaCl溶解后加入培养液中），每天观察苎麻苗的生长情况并记录。

不同浓度NaCl处理苎麻水培苗：在苎麻水培苗根长至10～15 cm时，分别用0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 g／L的NaCl处理，每天观察苎麻苗的生长情况并记录。在处理13 d后，测株高、根长、叶绿素含量、叶片和根的相对电导率、生物量。

叶绿素含量测定：取完全展开的顶4叶约0.06 g，用3 mL 95&乙醇浸泡，待叶片完全变白后，测量波长645、663 nm下的吸光值，计算叶绿素含量。

其中，V为提取叶绿素所用的95&乙醇体积（mL）；W为提取叶绿素所用叶片鲜重（g）。

相对电导率测定：取约0.1 g鲜叶，剪成大小较一致的碎片，将叶片完全浸泡入20 mL双蒸水中（放入叶片前测电导率，记为L0），浸泡16 h后再次测电导率（记为Lt），然后在沸水浴中煮沸10 min，冷却至室温后测定电导率（记为L）。

相对电导率 ＝（Lt-L0）／L*W*100%

其中，W为鲜重（g）。

1.3 数据处理

数据采用Excel进行处理，采用SPSS 19.0进行显著性检验，采用SigmaPlot10.0作图。

2 结果与分析

2.1 预试验结果

有关苎麻水培苗耐盐能力方面的研究目前尚属空白，缺乏相关参考文献，因此试验设置了0、0.5、1、2、4、8 g／L的NaCl浓度梯度处理中苎2号水培苗，以明确其耐盐阈值。NaCl处理24 h后，8 g／L处理的水培苗叶片轻度萎蔫，其次是4 g／L的，其他浓度处理的水培苗表型与对照相比变化不大。NaCl处理72 h后（见图1），2、4、8 g／L处理的水培苗全部死亡；0.5 g／L处理的个别水培苗死亡，其余生长良好；1 g／L处理的水培苗3株死亡，存活苗比0.5 g／L处理的弱。说明中苎2号水培苗耐盐阈值为2 g／L左右。

2.2 不同盐浓度胁迫下中苎2号的表型变化

基于预试验结果，设置0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 g／L的 NaCl浓度梯度处理中苎2号水培苗，以研究其在盐胁迫下的表型及生理指标变化。由图2、3、4可知，NaCl处理13 d后，0.4、0.8 g／L处理的水培苗比对照高，其中0.4 g／L处理表现的尤为明显，其生物量、株高和根长高于对照，且株高和根长与对照相比差异显著。1.2、1.6、2.0 g／L处理的水培苗个别死亡，存活的植株与对照相比长势弱小，且处理浓度越高，水培苗长势越弱，表现为其生物量、株高和根长低于对照。

图1 中苎2号水培苗耐盐阈值研究Fig.1 Study on salt tolerance threshold of Zhongzhu NO.2 hydroponic seedlings

图2 中苎2号水培苗在不同NaCl浓度处理下的表型Fig.2 Phenotype of Zhongzhu NO.2 hydroponic seedlings under different concentrations of NaCl

图3 中苎2号水培苗在不同NaCl浓度处理下的生物量变化Fig.3 Changes of biomass of Zhongzhu NO.2 hydroponic seedlings under different concentrations of NaCl

图4 中苎2号水培苗在不同浓度NaCl处理下的株高和根长变化Fig.4 Changes of plant height and root of Zhongzhu NO.2 hydroponic seedlings under different concentrations of NaCl

2.3 不同盐浓度胁迫下中苎2号叶绿素含量的变化

由图5可知，低盐浓度（小于0.8 g／L）处理下，水培苗叶片仍然保持绿色，其叶绿素含量与对照相比差异不显著（0.8 g／L处理的水培苗，其叶片叶绿素含量比对照略高）。在盐浓度大于1.2 g／L处理下，随处理浓度增加水培苗叶片失绿愈加明显，表现为其叶绿素含量与对照差异极显著。

图5 中苎2号水培苗在不同NaCl浓度处理下的叶绿素含量变化Fig.5 Changes of chlorophyll content of Zhongzhu NO.2 hydroponic seedlings under different concentrations of NaCl

2.4 不同盐浓度胁迫下中苎2号相对电导率的变化

由图6可知，随着盐处理浓度的增加，水培苗叶片和根系的相对电导率也随之增加（除0.4 g／L处理的叶片外），且达到一定处理浓度后，相对电导率增幅变大，在2.0 g／L处理下，叶片和根系的相对电导率显著高于对照。高盐浓度处理下，叶片的相对电导率明显高于根系的，说明当盐胁迫达到一定浓度后，对植株叶片伤害愈加严重。

图6 中苎2号水培苗在不同NaCl浓度处理下的相对电导率变化Fig.6 Changes of relative conductivity of Zhongzhu NO.2 hydroponic seedlings under different concentrations of NaCl

3 讨论与结论

盐胁迫下，植物的生长往往受到抑制，如罗布麻［5］、亚麻［6］、红麻［7］、小麦［8］、玉米［9］等。然而，低浓度盐胁迫却对植物生长有一定的促进作用，如前人［10］对小粒大豆耐盐研究发现，低浓度的中性盐对小粒大豆的生长具有促进作用。本研究发现，低盐浓度胁迫促进了中苎2号水培苗的生长，且其叶绿素含量比对照略高。激素调控是植物在应对各种胁迫环境下的基本调控途径，脱落酸是最重要的植物激素，植物可以通过调节脱落酸的含量来应对盐胁迫，高盐胁迫下施用一定浓度的脱落酸可以显著增加幼苗的株高、根长、鲜（干）重等［11］。水杨酸可作为一种植物内源信号物质调控植物的离子吸收和转运、光合作用及生长等生理生化过程，可缓解植物由于盐胁迫造成的膜脂过氧化。外源施用水杨酸可显著增加盐胁迫下小麦根系及幼苗的鲜重和干重［12］。因此推测，低盐处理促进苎麻生长可能也与其体内激素变化有关。

高盐浓度胁迫抑制了麻苗的生长，且盐胁迫浓度越高对麻苗生长的抑制程度越大，相应地，其叶片失绿程度也越大，叶绿素含量下降更明显。植物遭受盐胁迫时，会破坏细胞膜结构，导致细胞内电解质外渗率增大［13］，表现为电导率的增加。本研究发现，无论是低浓度还是高浓度的盐处理，麻苗叶片和根系相对电导率均高于对照（除0.4 g／L处理的叶片外），盐胁迫的浓度越高，相对电导率也越高，说明膜损伤的程度越大。参与植物光合作用的关键酶和光合色素多位于细胞膜上，细胞膜的损伤往往会抑制植物光合作用［14］。盐胁迫下，植物叶绿素含量显著降低，光合能力下降，光合指标与作物生长呈正相关，最终导致生物量下降。

本试验研究了中苎2号水培扦插苗对盐的耐性，明确了其耐盐阈值为2 g／L，发现在低盐浓度（小于0.8 g／L）处理下，麻苗的生长优于对照；在大于1.2 g／L的盐浓度处理时，麻苗的生长受到抑制，且叶片失绿，相对电导率升高，为苎麻耐盐研究提供了参考。但苎麻植株在盐碱地的耐盐能力尚需大田试验考察。