不同浓度甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜幼苗抗氧化系统的影响

摘要 为进一步探讨不同浓度甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜耐盐性的影响，以生产上常用的薄皮甜瓜永甜3号为试材，采用盆栽试验法，用100  mmol/L NaCl进行盐胁迫，同时对其叶面喷施不同浓度的甜菜碱，研究甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜抗氧化系统的影响。结果表明，叶面喷施5  mmol/L甜菜碱显著降低了薄皮甜瓜O2·-产生速率，显著增加了脯氨酸含量，有效缓解了脂膜过氧化程度，激活抗氧化酶活性，有效缓解了盐胁迫对植株造成的伤害，增强了薄皮甜瓜抗盐性。

关键词 薄皮甜瓜;甜菜碱;盐胁迫;抗氧化系统

中图分类号 S 652  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）14-0048-02

Abstract In order to further explore the effects of different concentrations of betaine on the salt tolerance of muskmelon under salt stress，a pot experiment was conducted to study the effects of betaine on the antioxidant system of muskmelon under salt stress.The results showed that the application of 5 mmol/L betaine on the leaf surface significantly reduced the O2·- production rate of muskmelon，increased proline content，effectively alleviated the degree of lipid membrane peroxidation，activated the activity of antioxidant enzymes，effectively alleviated the harm caused by salt stress on plants，and enhanced the salt resistance of muskmelon.

Key words Melon;GB;NaCl stress;Antioxidant system

基金项目 黑龙江省蔬菜现代农业产业技术协同创新体系北安蔬菜试验站。

作者简介 徐婷（1983—），女，黑龙江齐齐哈尔人，助理研究员，硕士，从事作物栽培研究。

收稿日期 2020-10-15;修回日期 2020-12-04

薄皮甜瓜香味浓郁，营养丰富，口感极佳，深受人们喜爱，在齐齐哈尔地区多有种植。近年来，薄皮甜瓜栽培多采用设施栽培，但由于我国设施栽培管理手段较落后，导致土壤的盐渍化等问题对作物生产造成伤害[1-2]。目前克服盐害是甜瓜设施栽培的研究重点之一。

甜菜碱在提高植物的抗盐性方面有重要作用，是否能够通过外源甜菜碱直接导入的方法来提高薄皮甜瓜体内甜菜碱含量，进而提高薄皮甜瓜的抗盐性，这方面的研究尚属空白。笔者以生产中常用的薄皮甜瓜品种永甜3号为材料，通过叶面喷施甜菜碱的方法，研究外源甜菜碱对盐胁迫下甜瓜抗氧化系统的影响，以期为甜菜碱在薄皮甜瓜栽培上的田间应用提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验于2019年在黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院日光大棚进行。供试土壤为菜园土。

1.2 试验材料 供试品种为薄皮甜瓜永甜3号。

1.3 试验方法 甜瓜幼苗期，以前期培养的甜瓜幼苗为试材，选择大小、长势相同的幼苗栽培在盆钵中，盆钵内径13 cm，高11 cm，蛭石和珍珠岩比例为2∶1。共设6个处理，CKⅠ：根部浇清水，叶面喷施清水;CKⅡ：盐胁迫，叶面喷施清水;NⅠ：盐胁迫，叶面喷施1 mmol/L的GB溶液;NⅡ：盐胁迫，叶面喷施2.5 mmol/L 的GB溶液;NⅢ：盐胁迫，叶面喷施5 mmol/L的GB溶液;NⅣ：盐胁迫，叶面喷施7.5 mmol/L的GB溶液。

當幼苗培养至2叶1心时，叶面喷施不同浓度GB溶液5 mL，每3 d喷施一次共3次[3]。喷施GB的同时，进行盐胁迫（根部浇50 mL含NaCl 100 mmol/L的Hoagland溶液），每4 d一次，共2次。每个处理30盆苗，3次重复。处理后，分别在3、5、7 d采样进行检测[3-4]。

1.4 测定指标与方法 处理后3、5、7 d进行检测， MDA含量测定参照李合生[5]硫代巴比妥酸法;质膜相对透性参照Gong等[6]的方法;超氧阴离子产生速率测定参照Elstner等[7]的方法;脯氨酸含量测定采用茚三酮比色法[8];超氧化物歧化酶（SOD）采用氮蓝四唑光化学反应法[9]测定;过氧化物酶（POD）采用愈创木酚法[10]测定。

1.5 数据分析 试验数据采用Microsoft Excel软件和SAS 8.1 软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜幼苗O2·-产生速率的影响

由图1可知，盐胁迫下甜瓜幼苗中O2·-产生速率随着胁迫时间的延长，呈逐渐上升的趋势。叶面喷施甜菜碱后，与CKⅡ相比，O2·-产生速率均呈下降趋势。处理7 d后CKⅡ处理O2·-产生速率最高，NⅢ处理O2·-产生速率最低，与其他处理差异显著，与CKⅡ处理相比O2·-产生速率降低56.56%。可见叶面喷施甜菜碱可有效降低植物O2·-产生速率。

2.2 甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜幼苗脯氨酸含量的影响

由图2可知，盐胁迫下甜瓜幼苗体内脯氨酸含量显著上升，随着胁迫时间的增加呈先上升后下降的趋势。喷施甜菜碱后，各处理脯氨酸含量均显著增加。处理5 d时NⅢ处理脯氨酸含量最大，与其他处理差异显著。与CKⅡ处理相比，脯氨酸含量增加26.91%。可见叶面喷施甜菜碱可有效增加植物体内的脯氨酸含量。

2.3 甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜幼苗质膜相对透性和MDA含量的影响

由圖3可知，盐胁迫下，甜瓜幼苗质膜相对透性和MDA含量均呈上升趋势，显著高于CKⅠ。喷施甜菜碱，各处理质膜相对透性和MDA含量与CKⅡ相比均显著降低。处理7 d时，质膜相对透性表现为CKⅠ

2.4 甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜幼苗抗氧化酶活性的影响

由图4可知，盐胁迫下，处理5 d时SOD、POD活性最高，处理7 d时SOD、POD活性有所降低。叶面喷施甜菜碱后，与对照相比各处理SOD、POD活性显著上升，处理5 d时NⅢ处理SOD活性达到最大，较CKⅡ增加24.56%，NⅢ处理 POD活性达到最大，较CKⅡ增加37.49%，与其他处理差异显著。

3 结论与讨论

研究表明，盐胁迫对植物有较大的影响，不但影响其营养物质吸收，降低植物的光合作用， 同时也导致活性氧的过量累积，产生氧化胁迫，破坏植物的正常代谢，抑制植物的生长[11-14]。

该试验结果表明，盐胁迫下薄皮甜瓜O2·-产生速率、脯氨酸含量增加， 丙二醛含量增加，脂膜过氧化程度加重，过氧化酶活性增加，植株受到盐胁迫的影响，影响了正常的代谢系统。与对照相比，叶面喷施5 mmol/L甜菜碱的薄皮甜瓜，超氧阴离子、MDA累积显著降低，脯氨酸含量及抗氧化酶活性显著增加，有效减轻了脂膜过氧化程度，激活抗氧化酶活性，有效缓解了盐胁迫对植株造成的伤害，增强了薄皮甜瓜抗盐性。

参考文献

[1] 张云起，刘世琦，杨凤娟，等.耐盐西瓜砧木筛选及其耐盐机理的研究[J].西北农业学报，2003，12（4）：105-108.

[2] 程美廷.温室土壤盐分积累、盐害及其防治[J].土壤肥料，1990（4）：1-4.

[3]  徐婷，周传余，周超，等.海藻糖对盐胁迫下薄皮甜瓜幼苗抗氧化系统的影响[J].北方园艺，2014（19）：29-30.

[4] 颜志明，孙锦，郭世荣.外源脯氨酸对NaCl胁迫下甜瓜幼苗生长和活性氧物质代谢的影响[J].江苏农业学报，2011，27（1）：141-145.

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

[6] GONG M，LI Y J，CHEN S Z.Abscisic acidinduced thermotolerance in maize seedlings is mediated by calcium and associated with antioxidant systems[J].Journal of plant physiology，1998，153（3/4）：488-496.

[7] ELSTNER E F，HEUPEL A.Inhibition of nitrite formation from hydroxylammoniumchloride：A simple assay for superoxide dismutase[J].Analytical biochemistry，1976，70（2）：616-620.

[8] 华东师范大学生物系植物生理教研组.植物生理学实验指导[M].北京：人民教育出版社，1983：143-144.

[9] PARIDA A K，DAS A B.Salt tolerance and salinity effects on plants：A review [J].Ecotoxicology and environmental safety，2005，60（3）：324-349.

[10] 赵可夫.植物抗盐生理[M].北京：中国科学技术出版社，1993：25-30.

[11] 赵莹，杨克军，赵长江，等.外源糖调控玉米光合系统和活性氧代谢缓解盐胁迫[J].中国农业科学，2014，47（20）：3962-3972.

[12] 夏世龙，张宇，孙爽，等.盐碱胁迫对甜瓜幼苗生长和物质积累的影响[J].吉林农业科学，2015，40（5）：97-101.

[13] 王素平，郭世荣，胡晓辉，等.盐胁迫对黄瓜幼苗叶片光合色素含量的影响[J].江西农业大学学报，2006，28（1）：32-38.

[14] 岩学斌，袁金海.盐胁迫对植物生长的影响[J].安徽农业科学，2019，47（4）：30-33.