4种菊属及其近缘属植物耐盐性评价

李宗伦

(国家林业和草原局调查规划设计院，北京 100013)

我国的盐碱地分布占国土面积的1/4，西部干旱及沿海地区有大面积的中盐甚至高盐土壤，菊花对盐害胁迫的敏感性限制了其应用范围和应用效果，提高耐盐性是拓展其园林应用的关键。另外，菊花是世界四大切花之一，设施生产是切花菊主要栽培方式，化学肥料的长期使用会造成设施内栽培土壤的次生盐渍化，因此，选育耐盐的切花菊品种具有重要现实意义。

1 盐胁迫对植物正常生长过程的影响

盐胁迫对植物生长发育最普遍和最显著的效应就是抑制生长，表现为植株矮小和产量降低。盐胁迫下NaCl会对植物的生长发育产生显著影响。但是，目前关于盐胁迫对植物生长发育影响的生理机制的研究还没有一致的结论[1]。Munns认为盐胁迫主要从以下3个方面影响植物的生长发育：①盐胁迫条件下的低水势是影响植物多种生理生化过程的根本原因，低水势会引起植物叶片水势下降，进而导致气孔导度下降；②盐胁迫使光合作用速率降低，减少了能量和同化物的供给，从而限制植物的生长发育；③盐胁迫会影响某些特定的酶或代谢过程，从而影响植物的生长发育。在盐胁迫下，植物细胞内会积累过量的Na+、Cl-等离子，引起植物体内各种生理生化变化，导致植物体代谢紊乱，造成对植物的离子毒害和活性氧的伤害，严重影响植物生长发育，甚至死亡[2]。

2 植物耐盐的生理生化指标

2.1 相对电导率

植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。在正常情况下，细胞膜物质具有选择透性能力。当植物受到逆境影响时，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。因此，电导法目前已成为作物抗性栽培、育种上鉴定植物抗逆性强弱的一个精确而实用的方法[3]。

2.2 叶绿素含量

叶绿素a与叶绿素b是高等植物叶绿体色素的重要组分，约占到叶绿素总量的75%左右。叶绿素在光合作用中起到吸收光能、传递光能的作用(少量的叶绿素a还具有光能转换的作用)，因此叶绿素的含量与植物的光合速率密切相关，在一定范围内，光合速率随叶绿素含量的增加而升高。另外，叶绿素的含量是植物生长状态的一个反映，一些环境因素如干旱、盐渍、低温、大气污染、元素缺乏都可以影响叶绿素的含量与组成，并因之影响植物的光合速率。因此叶绿素含量的测定对植物的光合生理与逆境生理具有重要意义[4]。

3 材料与方法

3.1 材 料

供试材料4种菊花近缘种属植物，分别为野菊Z、神农香菊、甘菊、芙蓉菊，见表1。

表1 供试材料

3.2 材料处理

采集植株芽或嫩梢于穴盘扦插，基质为珍珠岩∶蛭石=1∶1。适时浇水管理，待插穗生根并展开6～8片叶后，选取生长健壮、发育充实、无病虫害的扦插苗，定植于装有等量基质(草炭∶珍珠岩=1∶1)的营养钵中。待其长出9～10片叶后，挑选生长均匀一致的植株移栽于270 mL底部打孔的塑料杯中，用经酸洗及去离子水淋洗过的石英砂固定幼苗，以Hoagland营养液水培于塑料周转箱内，培养于设置有遮阳网的温室中，试验区温度为(25±5)℃(白天)、(18±2)℃(晚上)，平均相对湿度70%[5]。缓苗生长10 d后设置盐胁迫处理，共6个处理：无NaCl的Hoagland培养液，NaCl分别为40、80、120、240、360 mmol·L-1的Hoagland培养液处理，每个处理12株。在盐胁迫处理的第0天和第9天上午10：00分别取各选定植株5～8叶位叶片保存于4 ℃冰箱测定生理指标，叶绿素含量及相对电导率。各指标3次重复，取平均值[6]。

3.3 生理指标测定

3.3.1 相对电导率

新鲜叶片用去离子水洗净，用滤纸吸干，称取0.1 g叶片剪碎后置于50 mL离心管中，加入去离子水20 mL并摇晃均匀，至叶片全部沉入水底，黑暗中放置24 h。用DDS-11A型数字显示电导仪测定外渗液的电导率，记作L1，然后放入沸水浴中15 min，冷却置室温后测定煮沸电导率，记作L2[7]。测定样品的同时测定空白电导率值L，按下式计算相对电导率：

3.3.2 叶绿素含量

新鲜叶片用去离子水洗净，剪碎(去掉中脉)，混匀。称取0.1 g样品于10 mL离心管中，加入无水乙醇-丙酮混合液(1∶1)8 mL，摇匀，使叶片完全浸入液体中，在黑暗处放置24 h，待叶片组织完全变白后，把叶绿体色素提取液倒入比色皿内，用分光光度计分别在波长645 nm、663 nm下测定吸光度，以无水乙醇-丙酮混合液(1∶1)为空白对照[8]。按照公式进行计算：

Ca=12.72×A663-2.59×A645

Cb=22.88×A645-4.67×A663

C=Ca+Cb=20.29×A645+8.05×A663

式中：C为叶绿体色素的浓度(mg·mL-1)；VT为提取液体积(mL)；n为稀释倍数；W为样品质量(g)。

4 结果与分析

4.1 相对电导率的变化

随着NaCl胁迫浓度的增加，4个材料的相对电导率总体均呈上升趋势(表2)。甘菊的相对电导率随盐胁迫浓度增加，上升幅度逐渐减小。野菊Z、神农香菊的相对电导率随盐胁迫浓度增加，基本保持不变的上升幅度，芙蓉菊的电导率上升幅度极小，且极值为47.21%，为对照的1.5倍。表明芙蓉菊的自我调节机制十分良好，各浓度盐胁迫下的相对电导率波动微小，对盐害的抗性很强。

4.2 叶绿素含量的变化

在盐胁迫中，各品种的叶绿素含量总体呈先上升后下降的趋势(表3)。甘菊在NaCl 40 mmol·L-1的浓度下，叶绿素含量略微上升，随着盐浓度进一步升高，高盐浓度的胁迫使叶绿素含量开始下降。在360 mmol·L-1的盐浓度下，甘菊的叶绿素含量仅比对照降低0.326 mg·g-1。可见虽然甘菊光合作用的最适盐浓度比较低，但其叶绿素含量受盐胁迫影响较小，表现出一定的耐盐性。神农香菊一开始下降较缓慢，在240 mmol·L-1时只比对照降低0.067 mg·g-1，但在360 mmol·L-1时含量突然下降，比对照降低了0.852 mg·g-1，说明神农香菊能承受较低浓度的盐胁迫，而对高浓度盐胁迫表现非常敏感。野菊Z的叶绿素含量在0～120 mmol·L-1浓度间呈上升趋势，而在240 mmol·L-1时突然下降，之后几乎不变，可能是当浓度达到240 mmol·L-1以上时，叶片已经对高浓度盐胁迫产生适应性，用于光合作用的酶活性则开始保持稳定。芙蓉菊虽然因种质不同而在叶绿素总量上有所差异，但其总体波动不大。芙蓉菊的叶绿素含量基本保持在0.45 mg·g-1左右。所以360 mmol·L-1浓度以下盐胁迫对芙蓉菊的光合作用影响极微，其抗盐能力很强。

表2 不同NaCl浓度胁迫叶片相对电导率的变化 %

表3 不同NaCl浓度胁迫叶片叶绿素含量变化 mg·g-1

5 结 论

本文以野菊Z、神农香菊、芙蓉菊、甘菊幼苗为试验材料，用不同浓度NaCl(0、40、80、120、240、360 mmol·L-1)的Hoagland营养液进行盐胁迫处理，观察记录各处理植株形态变化，9天后取植株第5～8叶位叶片测定相对电导率、叶绿素含量。结果显示，各野生种的相对电导率随盐胁迫浓度增加呈上升趋势，叶绿素含量呈先升高后下降的趋势。通过对各野生种菊花材料形态指标进行评价，初步得出各野生种对盐害抗性由强到弱依次为：芙蓉菊>神农香菊>甘菊>野菊Z。