木槿属外来种质Hibiscus‘moygrande’对NaCl胁迫的生理响应

李辛晨

摘 要：H.‘moy grande（H. grandiflours×H. moscheutos）为美国乡土种H. grandiflours和芙蓉葵（H. moscheutos）的杂交品种，在美国东部海岸生长适应性良好。该研究采用盆栽试验，比较了不同质量分数NaCl胁迫下，新引进木槿属植物Hibiscus ‘moy grande的SOD酶活性、细胞膜透性、可溶性糖含量以及根、茎、叶K+、Na+ 浓度等生理指标的变化。结果表明：NaCl胁迫对Hibiscus ‘moy grande生理指标的影响达显著水平。

关键词：木槿；NaCl胁迫；外来种质；生理相应

中图分类号 X173 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）07-0017-03

近年来，锦葵科（Malvaceae）木槿属（Hibiscus）植物的研究和开发应用日益受到人们的重视，栽培应用的实践表明，该属植物多数种类对于干旱、瘠薄、盐碱等不良土壤条件表现出较好的适应性，是一类极具开发潜力、抗逆性强的植物类群[1]。本研究通过盆栽试验，测定了NaCl胁迫下外来木槿属种质H.‘moy grande的SOD酶活性、细胞膜透性、可溶性糖含量以及根、茎、叶K+、Na+浓度等生理指标的变化，分析了不同质量分数胁迫对H.‘moy grande生长的影响，为该属植物在滨海盐碱地造林的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料 选取Hibiscus‘moy grande粗细发育比较一致的当年生枝条，进行扦插繁殖育苗。H.‘moy grande（H. grandiflours×H. moscheutos）为美国乡土种H. grandiflours和芙蓉葵（H. moscheutos）的杂交品种，在美国东部海岸生长适应性良好，灌木状，高可达3～4m，花期7—8月，花红色至粉红色，花朵巨大，直径20cm以上。引种栽培后，其在南京及江苏沿海种植能够开花结实，适应性良好[2]。

1.2 研究方法

1.2.1 试验设计 试验采用盆栽法在温室中进行，3月下旬植株发芽萌动后，选取生长势比较一致的材料，称取等质量培养基质7kg每盆，测定基质含水率，定植于规格为35cm×20cm的塑料花盆中，并置于试验温室内进行缓苗，试验温室采用自然光照及自然温度条件，水分管理一致。培养基质为泥炭、珍珠岩、园土按3∶1∶6的质量比例混合均匀。5月下旬植株恢复生长后，根据盆栽基质的质量设置0、2、4、6、8、10g·kg-1 6个NaCl胁迫处理水平，每处理5次重复，每个重复1盆，每种材料共计30盆。完全随机区组排列采用结合平衡水分蒸发逐次加入NaCl（分析纯）溶液的加盐方式[2]。为避免盆内盐分和水分流失，每个盆下放置托盘，盐胁迫期间定期定量浇水，将浇水时流出的溶液重新倒回盆内。定期清洗托盘内渗出的盐分和基质，倒回原盆中，盐胁迫时间50d。

1.2.2 生理指标测定 各生理指标叶片相对电导率（组织液外渗电导法）[3]、叶片游离脯氨酸含量（茚三酮比色法）[3]、抗氧化酶活性（氮蓝四唑光化还原法）[3]、丙二醛含量（硫代巴比妥酸法）[3]的测定参见上海植物生理所《现代植物生理学试验指南》[3]。叶绿素含量（乙醇丙酮混合液提取法）[4]、叶片可溶性糖含量（蒽酮比色法）[4]测定方法参见李合生等主编《植物生理生化实验原理和技术》[4]。

1.2.3 Na+和K+含量测定 将称完干质量的植物材料用粉碎机（FW80天津市泰斯特仪器有限公司）分根、茎、叶粉碎，过孔径0.5mm筛称取干样0.3g，用1mol·l-1 HCl一次浸提后，置于振荡机（HY-2，常州国华电器有限公司）上振摇1.5h，过滤，采用火焰光度法[4]测定植物体根、茎、叶内的Na+和K+含量，并计算出K+/Na+比值。

1.3 数据分析 应用方差分析软件SPSS 16.0和Excel 2003软件进行数据处理，采用新复极差法（Duncan法）进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 叶片相对电导率、丙二醛含量及超氧化物歧化酶活性变化 在盐胁迫条件下，植物细胞质膜受到盐离子胁迫的影响而产生胁变，导致质膜受伤，细胞电导质外渗。通常叶片电导率的大小被作为反映细胞质膜透性变化的指标。NaCl胁迫对试验材料叶片相对电导率的影响见图1。由图1可知，H.‘moy grande叶片相对电导率随盐胁迫浓度的升高呈上升趋势，6g·kg-1处理水平时指标值显著升高至对照的188.24%，随着盐浓度的进一步提高，指标值急剧升高，10g·kg-1处理水平时指标值显著升高至对照的459.66%。

丙二醛是细胞膜脂过氧化的产物，其含量的变化间接反映了膜的受损状况[5]。图2反应了供试材料丙二醛含量的变化情况，盐分胁迫条件下H.‘moy grande丙二醛含量显著升高，高浓度盐胁迫时，指标值变化趋于平缓。2g·kg-1处理水平时，指标值显著升高至对照的137.88%，中、高浓度盐胁迫下指标值变化不大，维持在与2g·kg-1处理水平时的相當水平上。

超氧化物歧化酶（SOD）是植物体内酶促抗氧化保护系统的重要活性物质，对清除逆境胁迫下植物体内产生的活性氧（AOS）具有重要作用，对维持细胞膜的完整性和保证细胞的正常代谢活动都具有重要意义[6]。SOD酶活性测定结果见图3，由图3可知，指标值表现为先升高后下降的趋势。2g·kg-1盐处理水平时指标值略有升高，增幅为对照的2.06%，6g·kg-1处理水平时SOD酶活性维持了与2g·kg-1盐胁迫下的相当水平，8g·kg-1盐处理水平时指标值开始显著下降，部分植株开始死亡。方差分析结果表明，NaCl胁迫对H.‘moy grande的SOD酶活性影响显著。

2.2 渗透调节性物质脯氨酸及可溶性糖含量变化 渗透调节机制是植物抗盐的重要机理[3]，可溶性糖及脯氨酸是目前研究较多的2类有机渗透调节剂物质[6]。叶片可溶性糖含量测定结果见图4。由图4可知，低浓度盐胁迫下H.‘moy grande指标值有所升高，2g·kg-1盐处理水平时其叶片可溶性糖含量与对照无显著变化，4g·kg-1处理水平时H.‘moy grande指标值显著升高至对照的115.25%，并达到最大值，随着盐胁迫浓度的提高指标值呈下降趋势，10g·kg-1处理水时指标值下降至对照的87.89%。

H.‘moy grande脯氨酸含量变化情况与叶片可溶性糖含量不同，测定结果表明（见图5）：2g·kg-1处理水平时，指标值与对照无显著变化，4g·kg-1盐浓度时均显著下降至对照的66.67%。随着盐浓度的提高，指标值变化趋于平缓，到10g·kg-1盐处理水平时，H.‘moy grande指标值下降至对照的77.27%。

2.3 根、茎、叶不同器官K+、Na+含量及K+/Na+的变化 NaCl胁迫下H.‘moy grande根系对K+、Na+的吸收，以及茎、叶中K+、Na+含量变化趋势大致相同，如表1所示。试验材料根系中的K+含量均随盐胁迫浓度的提高逐渐降低，茎中的K+含量表现为先升高后降低的趋势，K+在叶片中的含量随盐胁迫浓度的提高而显著升高。根、茎、叶中的Na+含量均随盐胁迫浓度的提高而升高。

3 结论与讨论

NaCl胁迫对H.‘moy grande材料在SOD酶活性、细胞膜透性、可溶性糖含量以及根、茎、叶K+、Na+浓度等生理指标变化的影响均达到显著水平。

当盐胁迫水平上升时，H.‘moy grande的电导率指标值随着盐浓度的提高而急剧升高，10g·kg-1处理水平时指标值达到对照的459.66%。在中、高浓度盐胁迫下，丙二醛含量指标值变化不大，维持在与2g·kg-1处理水平时的相当水平上。SOD酶活性指标值表现为先升高后下降的趋势，在2g·kg-1盐处理水平时指标值略有升高，增幅为对照的2.06%，6g·kg-1处理水平时SOD酶活性维持了与2g·kg-1盐胁迫下的相当水平，8g·kg-1盐处理水平时指标值开始显著下降。

H.‘moy grande中的可溶性糖及脯氨酸指标值在低浓度盐胁迫下有所升高，2g·kg-1盐处理水平时，其叶片可溶性糖含量与对照无显著变化，4g·kg-1之后随着盐胁迫浓度的进一步提高指标值呈下降趋势，10g·kg-1处理水时指标值下降较为明显。

在NaCl胁迫下，H.‘moy grande根系对K+、Na+的吸收，以及茎、叶中K+、Na+含量变化趋势大致相同，根系中K+含量随盐胁迫浓度的提高逐渐降低，茎中的K+含量表现为先升高后降低，叶片中的K+含量随盐胁迫浓度的提高而显著升高。根、茎、叶中的Na+含量均随盐胁迫浓度的提高而升高。

通过广泛引进、选育优良适生耐盐植物资源，并配套与当地滨海气候、土壤条件特点相适应的绿化造林技术，是促进沿海滩涂资源的开发利用的重要技术环节。上述指标的变化证明H.‘moy grande对于NaCl胁迫具有一定的抗性，对于沿海以及其他土壤盐分以氯化盐为主、土壤含盐量在4～6g/kg以下的地区具有一定的应用价值。

参考文献

[1]李秀芬，朱建军，张德顺.木槿属树种应用与研究现状分析[J].上海农业学报，2006，22（2）：108-110.

[2]芦治国，周冬琴，魏秀君，等.NaCl脅迫对嫁接木槿生长的影响[J].江苏农业科学，2010（3）：241-243，247.

[3]中国科学院上海植物生理研究所，上海市植物生理学会会.现代植物生理学实验指南[M].北京：科学出版社，1999.

[4]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].1版.北京：高等教育出版社，2000.

[5]李彦，张英鹏，孙明，等.盐分胁迫对植物的影响及植物耐盐机理研究进展[J].中国农学通报，2008，24（1）：258-265.

[6]郭艳茹，詹亚光.植物耐盐性生理生化指标的综合评价[J].黑龙江农业科学，2006（1）：66-70. （责编：张宏民）