NaCl胁迫对二、四倍体菘蓝幼苗生理特性的影响

李立军

一、材料与方法

1.材料

经染色体计数鉴定为二倍体与四倍体的菘蓝无性系组培苗。

2.菘蓝组培苗的培养

取已经染色体鉴定确定为二倍体与四倍体的菘蓝无性系组培苗，接种于生根培养基中。培养基成分为：1/2MS+NAA0.2mg/L+IBA0.2mg/L，并附加不同浓度的NaCl作为处理。NaCl浓度梯度为0、2、4、6、8、10g/L。每处理接种 6 瓶，每瓶 3 棵，重复3次。组培苗于温度25±0.2℃，光照强度1500～2500Lx条件下进行培养。培养条件为温度（25±0.2）℃，光照强度2500lx。

3.试验方法

（1）二倍体菘蓝和四倍体菘蓝的外部形态特征观察

对胁迫后的二倍体菘蓝和四倍体菘蓝进行生长和植株形态的观察。

（2）二倍体菘蓝和四倍体菘蓝叶绿素含量的测定

采用浸提法测定不同倍性菘蓝叶绿素的含量，重复3次。

（3）电导率的测定

使用电导率仪进行测定。相对电导率（L）=S1/S2;S1—初电导率;S2—终电导率。

（4）游离脯氨酸含量的测定

采用茚三酮比色法进行测定。

脯氨酸含量计算：

从标准曲线中查询出测定液中脯氨酸浓度，按下式计算样品中脯氨酸含量的百分数。

脯氨酸[ug·g-1（干或鲜重）]=（C·V）·（a·W）-1

式中：C—提取液中脯氨酸浓度（ug），由标准曲线求得;

V—提取液总体积（ml）;

a—测定时所吸取的体积（ml）;

W—样品重（g）;

（5）可溶性糖含量的测定

采用蒽酮比色法进行测定。

（6）植株相对含水量（RWC） 的测定--干鲜重称量法

相对含水量采用烘干称重法测定：取鲜叶称重，然后在105℃下烘30min杀青后在80℃烘干到恒重。 RWC%=（鲜重-干重）/鲜重×100%

二、结论

1.NaCl胁迫对二、四倍体菘蓝生长及植株形态的影响

二倍体与四倍体菘蓝接种于含不同浓度的培养基中，观察NaCl胁迫对其生长及植株形态的影响。结果表明：二倍体与四倍体植株在胁迫下NaCl均表现为植株矮小瘦弱、分蘖很少、叶片狭窄、叶色黄绿、叶梢呈紫红色、基部黄叶多且随着时间的延长叶片失水萎蔫。当NaCl浓度高于6g/L时，植株受抑制更为严重，表现为叶片卷曲枯萎，严重时植株全部死亡。此外二倍体与四倍体植株叶片颜色不同，二倍体叶片呈白色，而四倍体植株的叶色为淡黄色。

从植株生根状况看：NaCl浓度为0～4g/L时，l随着盐浓度的增加，二倍体和四倍体植株生根率、生根数均明显降低。从根形态看，四倍体根较二倍体根粗壮。当NaCl浓度高于4g/L时，二、四倍体均不生根。

1.NaCl胁迫对脯氨酸的影响

在盐胁迫条件下，植物体内蛋白质合成受到抑制，而分解被促进，结果使氨基酸含量上升，其中最突出的就是脯氨酸含量的上升。脯氨酸在抗逆中有两个作用：一是作为渗透调节物质，用来保持原生质体与环境的渗透平衡。脯氨酸與蛋白质相互作用能增加蛋白质的可溶性，增强蛋白质的水合作用，从而降低细胞内的水势，提高作物的吸水能力，二是保持膜结构的完整性。另外，它还是植物去除盐胁迫恢复正常过程中有效的氮源、碳源和还原剂。因而脯氨酸是植物在盐分胁迫下有效的渗透调节物质， 增加植物细胞中脯氨酸的含量可提高其耐盐能力。本试验中，二倍体与四倍体菘蓝再NaCl胁迫下，脯氨酸含量均升高，与前人研究结果一致。此外四倍体菘蓝的脯氨酸含量升高幅度高于二倍体，表明四倍体植株抗逆性优于二倍体，四倍体菘蓝能在高盐情况下更能生长。

2.NaCl胁迫对电导率的影响

由于高浓度的盐分降低了土壤水势，使植物不能吸水， 甚至体内水分外渗，因此植物遭受盐胁迫时通常表现为生理干旱。最普遍的现象就是细胞脱水，脱水破坏了原生质膜脂类双分子层的排列，膜脂分子结构发生紊乱，膜因而收缩出现空隙和龟裂，引起膜透性增加，大量的无机离子和氨基酸、可溶性糖等小分子被动向组织外渗漏。另外，当植物受到胁迫时，细胞内活性氧累积过多，导致膜脂过氧化，产生过多的膜脂过氧化产物，导致膜的完整性被破坏，膜内水溶性物质外渗。电导率的大小能直接反映质膜受伤害的程度：数值越大，质膜受到的伤害也越大。所以测定菘蓝幼苗在不同浓度NaCl胁迫过程中叶片相对电导率的变化，可以间接了解细胞膜受到破坏的程度，也是反映幼苗受盐胁迫伤害程度的一个很好指标。由本试验结果可知，随着NaCl 胁迫浓度的增大，菘蓝幼苗叶片的相对电导率逐渐升高，表明NaCl 胁迫下二倍体与四倍体菘蓝均受到不同程度的伤害，但在同一处理四倍体菘蓝与二倍体菘蓝植株比较，四倍体菘蓝的电导率值较小，说明其细胞膜受损伤较小，膜内水溶性物质外渗较少。

3.NaCl胁迫对可溶性糖的影响

可溶性糖是很多非盐生植物的主要渗透调节剂，也是合成别的有机溶质的碳架保护和能量来源，对细胞膜和原生质胶体也有稳定作用，还可在细胞内无机离子浓度高时起保护作用。随着盐浓度的提高，植株体内的可溶性糖含量提高。四倍体可溶性糖含量上升幅度大于二倍体，反映了四倍体更能承受盐害。

4.NaCl胁迫对叶绿素的影响

细胞的渗透调节作用是有一定限度的，当盐离子浓度过高，细胞极度失水，细胞膜受到损伤，细胞产生膜泄露现象，离子和可溶性有机物质失去平衡，叶绿素分解，因此叶绿素含量明显降低，此时渗透调节能力不能阻挡生理上的恶化过程。本试验结果验证了这一结论，随浓度增大盐溶液，菘蓝苗叶绿素含量降低。随着盐害逐渐加剧，植物光合作用能力降低，叶绿素含量逐渐减少。这应与盐胁迫下，植株的光合作用以及离子吸收等有关，也与叶绿体适应盐胁迫环境的生理变化有关。叶绿素含量的大小并不能直接反映植物抗盐性大小，但能表示植物在盐渍条件下光合作用的强弱，可与其他指标综合分析，作为植物抗盐性判断的参考指标。本试验中二倍体菘蓝叶绿素含量的下降趋势高于四倍体，说明其耐盐害性低于四倍体。