苏打盐碱胁迫对猴樟幼苗渗透调节的影响研究

贡丹敏 冒国娇 刘晓艳

摘 要：為研究猴樟幼苗耐盐碱胁迫的能力，以1年生猴樟幼苗为材料，采用0、50mmol·L-1、100mmol·L-1、300mmol·L-1的Na2CO3和NaHCO3（摩尔比Na2CO3∶NaHCO3=1∶1）混合溶液进行处理，测定其叶片的丙二醛、可溶性糖、脯氨酸及可溶性蛋白的含量。结果表明，处理7d时，不同苏打盐碱胁迫处理均提高了猴樟幼苗叶片的脯氨酸、可溶性糖和丙二醛的含量，50mmol/L和100mmol/L的胁迫处理提高了猴樟幼苗叶片可溶性蛋白含量，但300mmol/L的胁迫处理则降低了可溶性蛋白含量；随着培养时间的延长，50mmol/L和100mmol/L的胁迫处理的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛的含量呈先升高再下降的趋势，而300mmol/L的胁迫处理的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量呈下降趋势，丙二醛含量呈上升趋势。28d时，50mmol/L胁迫处理的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量与对照差异不显著，而100mmol/L处理显著高于对照，300mmol/L处理均显著低于对照。50mmol/L和100mmol/L处理的丙二醛含量与对照无明显差异，而300mmol/L处理的丙二醛含量明显高于其他处理。表明猴樟幼苗能耐受100mmol/L苏打盐碱胁迫处理。

关键词：盐碱胁迫；猴樟；幼苗；渗透调节

中图分类号 S792.23 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）07-0023-04

Abstract：The annually Cinnamomum bodinieri seedlings were used as material，treated with a mixture of 0，50mmol·L-1，100mmol·L-1，300mmol·L-1 Na2CO3 and NaHCO3（Molar ratio Na2CO3∶NaHCO3 = 1∶1）， to study the ability of resistance to saline-alkali stress. The content of malonaldehyde，soluble sugar content，proline content and soluble protein content in leaves of Cinnamomum bodinieri seedlings were determined. The results showed that the contents of proline，soluble sugar and malonaldehyde in the leaves of Cinnamomum bodinieri seedlings were increased by different soda saline-alkali stress treatment under the treatment of 7d，and the content of soluble protein was increased by 50mmol/L and 100mmol/L soda saline-alkali stress treatment. However，the soluble protein content were reduced by 300mmol/L soda saline-alkali stress treatment；The proline content，soluble sugar content，soluble protein content and malondialdehyde content treated with 50mmol/L and 100mmol/L soda saline-alkali stress increased and then decreased with increasing culture time. The proline content，soluble sugar content and soluble protein content treated with 300mmol/L soda saline-alkali stress showed a decreasing trend，and the malonaldehyde content showed an increasing trend. At 28d，the contents of proline，soluble sugar and soluble protein treated with 50mmol/L soda saline-alkali stress were not significantly different from those of control，while those of treated with 100mmol/L was significantly higher than the control，and those of treated with 300mmol/L was significantly lower than the control. The malonaldehyde content of 50mmol/L and 100mmol/L was not significantly different from the control，while the malonaldehyde content of 300mmol/L was significantly higher than other treatments. Conclusion：Cinnamomum bodinieriseedlings can tolerate 100mmol/L soda alkali stress.

Key words：Salt and alkali stress；Cinnamomum bodinieri；Seedlings；Osmotic regulation

猴樟（Cinnamomun bodinieri Levl.）为樟科、樟属常绿乔木，多分布于我国云南、四川、湖北、湖南、贵州等地，生长于山坡中下部、石灰岩山或宅旁，具有生长迅速、材质优良、树形美观、抗性强等优点，是我国重要的造林绿化树种和经济树种[1]。猴樟在我国最早是作为精油资源和林用树种进行研究和应用的[2，3]，学者们从光合特性和生长发育特性角度提出猴樟抗性和生长速度均优于香樟[Cinnamomum camphora （L.） presl.]的结论[3-4]。江西[5]、河南[6]、江苏[7]等地相继将猴樟作为园林绿化树种进行引种栽培并取得成功，猴樟作为绿化树种在我国北方地区推广栽培逐渐受到人们关注。我国苏北地区土壤pH值在7.2～8.3，土壤易板结，有机质含量低，矿质营养元素缺乏[8]，不利于樟属植物的养分吸收和生长发育。CO32-和HCO3-是引起土壤碱化的主要原因，以Na2CO3和NaHCO3为主要盐分的碱胁迫对植物生长发育的危害远大于NaCl与Na2SO4为主的盐胁迫[9]，导致樟属植物栽培过程中常发生缺铁性黄化病。主要表现为叶片黄化，光合速率降低[10]，根系生长受到抑制，老化加快，根系活力下降，Zn、Fe、N、Mn[11]、P、Mg[12]元素的吸收受到影响。而且前关于盐碱条件对猴樟耐盐碱性的研究报道还较少。为此，本研究采用单一盆栽模式，探索不同程度Na2CO3和NaHCO3处理对猴樟幼苗生长期间渗透调节物质的影响，以期为猴樟幼苗耐盐碱品种的选育和耐盐碱机理的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料 试验材料选自宿迁学院樟属植物资源圃生长正常的1年生盆栽猴樟幼苗。盆高20cm，上口直径18cm，苗高20～25cm，栽培基质为基地田园土，土重3.0kg、土壤pH7.56、电导率（EC）808μS·cm-1、有机质含量13.8g·kg-1、有效钾含量14.21μg·g-1、有效铁含量10.64μg·g-1，NH4+-N含量37.22μg·g-1、NO3--N含量266.44μg·g-1、有效磷含量26.73μg·g-1，每盆1株。

1.2 試验设计 2018年6月8日将幼苗移入盆中，在玻璃温室中进行培养，共60盆，分4个处理，每处理15盆。2018年9月18日上午9：00，以清水（pH值为6.05）为对照，采用50mmol·L-1、100mmol·L-1、300mmol·L-1的Na2CO3和NaHCO3（摩尔比Na2CO3∶NaHCO3=1∶1）混合溶液（pH分别为8.05、8.74、9.31）进行处理。

1.3 测定方法与数据统计 处理后每7d检测1次各处理植物叶片的丙二醛（MDA）含量、脯氨酸含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量，重复3次，取平均值进行统计。MDA含量采用硫代巴比妥酸法[13]、脯氨酸含量采用茚三酮法[13]、可溶性糖含量采用蒽酮比色法[13]，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝染色法[13]。采用Microsoft Excel整理与分析数据，用SPSS21.0进行显著性差异分析（LSD法）。

2 结果与分析

2.1 苏打盐碱胁迫对猴樟幼苗叶片MDA含量的影响 由表1可以看出，处理7d时，不同程度的苏打盐碱胁迫均提高了猴樟幼苗叶片的MDA含量，其中50mmol/L和100mmol/L处理的MDA含量与对照的差异不显著，而300mmol/L处理的MDA含量与对照的差异显著（p<0.05）；随着培养时间的延长，各处理的叶片MDA含量均呈先升高再下降的趋势，各处理的MDA含量提高幅度分别为0.02μmol·g-1（FW）、0.03μmol·g-1（FW）、0.02μmol·g-1（FW）、0.13μmol·g-1（FW），其中300mmol/L处理的提高幅度最大；到28d时，300mmol/L处理的猴樟幼苗逐渐死亡，而其他处理的仍正常生长。

2.2 苏打盐碱胁迫对猴樟幼苗叶片脯氨酸含量的影响 由表2可以看出，处理7d时，不同程度的苏打盐碱胁迫均提高了猴樟幼苗叶片的脯氨酸含量，其中50mmol/L和300mmol/L处理的脯氨酸含量与对照的差异不显著，而100mmol/L处理的脯氨酸含量与对照的差异显著（p<0.05）；随着培养时间的延长，各处理的叶片脯氨酸含量均呈先升高再下降的趋势，对照、各处理的50mmol/L和100mmol/L处理的脯氨酸含量提高幅度分别为0.56μg·g-1（FW）、0.94μg·g-1（FW）、1.82μg·g-1（FW），其中100mmol/L处理的增幅最大，而100mmol/L处理的呈逐渐下降趋势，到第28d时，显著低于其他处理（p<0.05）。

2.3 苏打盐碱胁迫对猴樟幼苗叶片可溶性糖含量的影响 由表3可以看出，处理7d时，不同程度的苏打盐碱胁迫均显著提高了猴樟幼苗叶片的可溶性糖含量，其中以100mmol/L处理的可溶性糖含量与对照的差异极显著（p<0.05），增幅最大；随着培养时间的延长，对照的叶片可溶性糖含量呈上升趋势，50mmol/L和100mmol/L处理的可溶性糖含量呈明显的先升高再下降的趋势，100mmol/L处理的可溶性糖含量基本保持在4.81%～4.97%，显著高于其他处理（p<0.05），300mmol/L处理呈下降趋势；到28d时，50mmol/L处理的可溶性糖含量与对照无显著差异，而100mmol/L处理的显著高于对照（p<0.05），300mmol/L处理的显著低于对照（p<0.05）。

2.4 苏打盐碱胁迫对猴樟幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响 由表4可以看出，处理7d时，50mmol/L和100mmol/L苏打盐碱胁迫处理提高了猴樟幼苗叶片的可溶性蛋白含量，而300mmol/L处理降低了可溶性蛋白含量，其中100mmol/L处理与对照的差异显著（p<0.05）；随着培养时间的延长，对照、50mmol/L和100mmol/L处理的可溶性蛋白含量呈先升高再下降的趋势，而300mmol/L处理的可溶性蛋白含量呈下降趋势，整个过程中100mmol/L处理的可溶性蛋白含量高于其他处理（p<0.05）；到28d时，50mmol/L和100mmol/L处理的可溶性蛋白含量明显高于对照（p<0.05），而300mmol/L处理的显著低于对照（p<0.05）。

3 结论与讨论

不同地区盐碱地盐分离子的组成差异很大，以Na2CO3和NaHCO3为主要盐分的碱胁迫对植物生长发育的危害远大于NaCl与Na2SO4为主的盐胁迫[9]。由于土壤中大量碳酸盐的水解作用，致使土壤的值在8.5以上，土壤物理性质差，粘粒分散，碱化层粘重，通透性、保水、保肥能力下降，耕性极差[14]；另外，盐碱土壤环境对植物生长发育的影响很大，能抑制植物的许多生理过程，如抑制光合作用、干扰根系对矿质的吸收和利用、影响呼吸作用等[15，16]。渗透胁迫是植物盐碱胁迫的重要表现之一，植物会通过积累一些渗透调节物质如脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖等，抵御渗透胁迫的不良影响，还能通过合成大量的脯氨酸以保护细胞膜不受伤害[17]。在本实验中，处理7d时，不同苏打盐碱浓度胁迫处理均提高了猴樟幼苗叶片脯氨酸含量和可溶性糖含量，50mmol/L和100mmol/L处理提高了猴樟幼苗叶片可溶性蛋白含量，但300mmol/L处理则降低了可溶性蛋白含量；随着培养时间的延长，50mmol/L和100mmol/L处理的脯氨酸含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量呈先升高再下降的趋势，其中100mmol/L处理在整个过程中保持最高水平，而300mmol/L处理则呈下降趋势，28d时，50mmol/L处理脯氨酸含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量高于对照，但与对照差异不显著，而100mmol/L处理的显著高于对照，300mmol/L处理的均显著低于对照，且出现大量死亡现象，因此可以推断猴樟幼苗能耐受100mmol/L的苏打盐碱胁迫，但不能耐受300mmol/L的苏打盐碱胁迫。植物在盐碱胁迫下除了要承受与盐胁迫相同的渗透胁迫外，还要抵御高pH胁迫，高pH胁迫易导致植物生理代谢异常，细胞内部活性氧积累，从而加剧膜伤害，甚至导致植物的程序性死亡[18]。研究认为，NaHCO3胁迫导致植物发芽期的根系生长受到抑制，幼苗期的鲜重减少，植物MDA含量随土壤pH值的提高而提高，MDA累积被认为是植物细胞膜受伤的指标之一[15，19]。从本实验结果来看，苏打盐碱处理在处理7d时，增加了猴樟幼苗叶片中的MDA含量，但隨着培养时间的延长，50mmol/L和100mmol/L处理的MDA含量在小幅度升高后下降，28d时，与对照无明显差异，而300mmol/L处理的MDA含量整个过程中均明显高于其他处理，因此也可以推断猴樟幼苗能耐受100mmol/L苏打盐碱胁迫处理，但不能耐受300mmol/L的苏打盐碱胁迫。

综上所述，苏打盐碱胁迫能引起猴樟幼苗的渗透胁迫和氧化胁迫，300mmol/L苏打盐碱处理能引起植物死亡，而在100mmol/L苏打盐碱处理条件下，猴樟幼苗能够正常生长，且在培养28d后，脯氨酸含量、可溶性糖含量及可溶性蛋白含量明显高于对照，而MDA含量与对照无明显差异。表明猴樟幼苗能耐受100mmol/L苏打盐碱胁迫处理。

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（责编：张宏民）