甜菜碱对盐胁迫下糯玉米幼苗代谢物的影响

莫朝牧，向春阳，王璐瑶

（天津农学院 农学与资源环境学院，天津 300384）

土壤盐渍化严重影响了农作物的生长发育，全国土壤盐渍化面积受各种因素的影响不断增大[1]，天津市盐渍化土地面积约占天津市总土地面积的65.8%。目前，利用盐渍化土壤的有效方法主要是种植耐盐植物[2]和施用提高作物耐盐性的外源物[3]。施加外源物质有利于提高玉米的耐盐性[4-5]。甜菜碱作为一种非毒性小分子物质广泛分布于各种植物中，玉米植株也能积累大量的甜菜碱。甜菜碱在植物体内参与了渗透调节、离子的吸收与转移等以提高植物的抗逆性[6]。外源甜菜碱通过促进玉米幼苗地上部和根系的生长，减轻NaCl胁迫对玉米幼苗生长的抑制[7-8]，但甜菜碱对玉米幼苗生理方面影响的研究较少，尤其在糯玉米幼苗代谢物方面的研究更少。本试验选择糯玉米品种，探究在盐胁迫下，甜菜碱对糯玉米幼苗代谢物的影响，为糯玉米抗盐性研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

糯玉米品种为“润糯73”，由天津中天润农科技有限公司提供。

1.2 试验方法

挑选饱满一致的糯玉米种子，用1%的次氯酸钠溶液消毒10 min，清水冲洗干净，分别用水和3 mmol·L-1的甜菜碱浸种60 s，播于不同盐分土壤为基质的花盆中，每盆均匀播种10穴。不同土壤的含盐量为0.04%，0.20%，0.35%，0.52%和0.68%，分别用0，40，80，120和160 mmol·L-1的NaCl溶液调节。出苗高度达到5 cm时各处理组再喷施甜菜碱5 mL。幼苗长到15 cm时测定叶片中的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛含量。

1.3 测定项目与方法

可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，MDA含量采用TBA法测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定，脯氨酸含量采用比色法测定。试剂盒由南京建成试剂公司生产。

1.4 数据处理

采用Excel 2013软件分析数据并作图，采用SPSS Statistics 25软件统计分析数据。

2 结果与分析

2.1 甜菜碱对盐胁迫下糯玉米叶片中MDA含量的影响

由图1可见，对照组的MDA含量随着盐浓度的升高而显著增加，达到一定程度显著下降，甜菜碱处理组的表现趋势相同。在不同含盐量下，甜菜碱处理组的MDA含量比对照组的MDA含量均显著下降。通过MDA含量的变化可以看出，甜菜碱能显著降低盐胁迫下的糯玉米幼苗中MDA的积累，显著提高糯玉米幼苗的抗盐能力。

图1 不同盐浓度下糯玉米叶片中的丙二醛含量

2.2 甜菜碱对盐胁迫下糯玉米叶片中脯氨酸含量的影响

在逆境中，脯氨酸作为生理渗透调节物质，其含量增加能有效提高细胞吸水或保水能力。通过图2可以看出，随着土壤盐浓度的提高，糯玉米幼苗可显著地积累一定量的脯氨酸。各种盐含量下，甜菜碱处理组糯玉米幼苗中的脯氨酸含量比对照组显著增加。在0.04%盐含量时，用甜菜碱处理的脯氨酸含量比对照提高了12.56%；在0.20%盐含量时提高最大，达23.68%；在最高处理的0.68%盐含量时，用甜菜碱处理的脯氨酸含量也显著提高了8.46%。可以看出，甜菜碱从渗透调节角度能提高糯玉米幼苗的抗盐性。

图2 不同盐浓度下糯玉米叶片中的脯氨酸含量

2.3 甜菜碱对盐胁迫下糯玉米叶片中可溶性糖含量的影响

可溶性糖既是一种作物代谢物，也是一种生理渗透调节物质，增加作物体内的含量也能提高作物细胞的吸水能力。通过图3可以看出，在前4种盐含量处理下，甜菜碱处理组糯玉米幼苗中的可溶性糖含量比对照组显著增加，也是表现在0.20%盐含量时，达10.56%。在0.68%盐含量的高盐胁迫下，甜菜碱处理组糯玉米幼苗中的可溶性糖含量比对照组增加不显著。从可溶性糖的渗透调节角度看，甜菜碱在一定的盐含量范围内能提高糯玉米幼苗的抗盐性。

图3 不同盐浓度下糯玉米叶片中的可溶性糖含量

2.4 甜菜碱对盐胁迫下糯玉米叶片中可溶性蛋白含量的影响

可溶性蛋白在作物体内也能提高细胞的保水能力，在盐胁迫下对细胞有一定的保护作用。从图4可以看出，在0.04%～0.35%的盐含量范围内，对照组和处理组均表现出随着盐含量的增加，糯玉米幼苗中可溶性蛋白含量显著增加；在0.35%～0.68%的盐含量范围内，对照组和处理组均表现出随着盐含量的增加糯玉米幼苗中可溶性蛋白含量显著降低。低盐含量（0.20%）处理下，甜菜碱处理组糯玉米幼苗中的可溶性蛋白含量比对照组可溶性蛋白含量增加不显著；在其他盐含量处理下，甜菜碱处理组糯玉米幼苗中的可溶性蛋白含量均显著高于对照组。从可溶性蛋白的渗透调节角度看，甜菜碱在较高盐含量下能提高糯玉米幼苗的抗盐性。

3 结论与讨论

本研究发现，采用甜菜碱处理糯玉米种子和幼苗，能显著提高盐胁迫下糯玉米幼苗中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量。提高脯氨酸含量这一结果与翟乃家等[9]在棉花研究的结果相同。甜菜碱处理也能显著降低糯玉米幼苗丙二醛的含量，这一结果与杨洪兵[10]在荞麦上的研究结果一致。

研究表明，甜菜碱处理能通过增减渗透调节物的含量以缓解盐胁迫对糯玉米幼苗的伤害。甜菜碱处理可作为盐胁迫条件下糯玉米种子的萌发能力提升和幼苗生长的有效方法。但甜菜碱在盐胁迫下对糯玉米后期生长的影响有待进一步深入研究。