不同浓度褪黑素对盐胁迫下木槿幼苗抗氧化能力的影响

孙志斌

(山西省太岳山国有林管理局，山西 介休 032000)

木槿是山西省重要的城市园林树种之一，但由于部分苗圃地土壤含盐量较高，导致木槿幼苗长势较弱，苗木质量较差[1]。有研究表明[2]，适宜浓度的外源褪黑素可以有效缓解盐胁迫对植物的危害，促进植物生长发育[3]。笔者研究了不同浓度褪黑素对盐胁迫下木槿幼苗抗氧化能力的影响，以期为通过褪黑素缓解木槿幼苗盐胁迫危害提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021年在山西省太岳山国有林管理局生理实验室内进行，试验所用种子为2020年11月在山西省太岳山国有林管理局附属苗圃的母树林内采集的当年生、无病虫害、充实饱满的种子。采集后，在室内阴干3 d，装入玻璃瓶中背阴保存越冬。

1.2 试验设计

2021年5月15日，进行发芽试验。试验共设置5个处理，T1为空白对照(1/2 Hoagland营养液),T2为盐胁迫处理(1/2 Hoagland营养液+200 mmol/L盐溶液),T3为1/2 Hoagland营养液+200 mmol/L盐溶液+60 μmol/L褪黑素处理，T4为1/2 Hoagland营养液+200 mmol/L盐溶液+120 μmol/L褪黑素处理,T5为1/2 Hoagland营养液+200 mmol/L盐溶液+180 μmol/L褪黑素处理。盐溶液采用NaCl化学纯(2021年1月购自天津大茂化学试剂厂)。每个处理5个培养皿，3次重复。培养皿直径为17 cm，内铺4层滤纸保湿，每个培养皿中放置30粒种子。根据试验设计，配置相应溶液，润湿培养皿内的滤纸，放置于恒温培养箱(温度25 ℃，湿度70%)中，每天补充1次混合溶液。

1.3 测定项目

试验开始后第20天，测定各处理的发芽率。第30天，在每个培养皿中选取10株发芽种子，用游标卡尺测定胚根长度。第20天和第30天，在每个培养皿中剪取10株发芽幼苗的幼叶，用于各项生理指标的测定。还原型抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)含量测定采用4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BP)显色法，还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量测定采用5,5-二硫代双-2-硝基苯甲酸(DTNB)显色法，单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性测定采用试剂盒(购自合肥莱尔生物科技有限公司)，超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用NBT还原法，过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法。

1.4 数据处理

图表制作使用Excel 2010版软件，方差分析使用DPS 7.05版软件。

2 结果与分析

2.1 褪黑素对盐胁迫下木槿种子萌发的影响

不同处理木槿种子的发芽率和胚根长度见表1。

由表1可知，盐胁迫处理与对照相比显著降低了木槿种子的发芽率，而褪黑素处理与盐胁迫处理相比提高了木槿种子的发芽率，且发芽率随褪黑素浓度的增加而升高。其中，T3、T4、T5分别比T2处理提高了8.14%、23.39%、25.92%，差异达到显著水平，表明褪黑素可以显著提高盐胁迫下木槿种子的发芽率。不同浓度褪黑素处理比较来看，T4和T5之间无显著差异，均显著高于T3，说明120 μmol/L和180 μmol/L的褪黑素对缓解木槿盐胁迫效果优于60 μmol/L处理。盐胁迫会显著抑制木槿种子胚根的生长，但褪黑素处理会促进盐胁迫下木槿种子胚根的生长。其中，T4处理的胚根长度分别比T2、T3处理提高了50.55%和26.61%，差异显著，表明T4处理可以显著促进盐胁迫下木槿种子的胚根生长，且120 μmol/L的褪黑素效果较好。

表1 不同处理木槿种子的发芽率和胚根长度

2.2 褪黑素对木槿幼苗抗氧化物质含量的影响

不同处理木槿幼苗的抗氧化物质含量见表2。

由表2可知，盐胁迫处理与对照相比显著降低了木槿幼苗的AsA、DHA、GSH和GSSG含量，外源褪黑素处理可提高这4种物质的含量，但不同浓度的褪黑素处理存在差异。

表2 不同处理木槿幼苗的抗氧化物质含量 mg/g

第20天和第30天，T4处理的AsA含量分别比T2提高了75.00%和73.97%，差异显著，表明该浓度的褪黑素可以显著提高盐胁迫下木槿幼苗的AsA含量；T5与T4之间无显著差异，表明褪黑素浓度从120 μmol/L提高至180 μmol/L不会对盐胁迫下木槿幼苗的AsA含量产生显著影响。T4处理的DHA含量分别比T2处理提高了63.99%和53.82%，差异显著，表明T4可以显著提高盐胁迫下木槿幼苗的DHA含量。T5处理在第20天显著高于T4，在第30天与T4之间无显著差异。

第20天和第30天，T4处理的GSH含量分别比T2提高了50.53%和79.05%，差异显著，表明T4可以显著提高盐胁迫下木槿幼苗的GSH含量；T5与T4之间无显著差异，表明褪黑素浓度从120 μmol/L提高至180 μmol/L不会对盐胁迫下木槿幼苗的GSH含量产生显著影响。T4与T2相比，GSSG含量分别提高了53.91%和145.34%，差异显著，表明T4可以显著提高木槿幼苗的GSSG含量；T3和T5均显著高于T2，表明这2个处理也能显著提高盐胁迫下木槿幼苗的GSSG含量。T4与T5相比，GSSH含量无显著差异，表明褪黑素浓度从120 μmol/L提高至180 μmol/L不会对GSSH含量产生显著影响。

2.3 褪黑素对木槿幼苗抗氧化酶活性的影响

不同处理木槿幼苗的抗氧化酶活性见表3。

表3 不同处理木槿幼苗的抗氧化酶活性

由表3可知，盐胁迫处理提高了木槿幼苗的MDHAR、DHAR、SOD和POD活性，褪黑素处理会进一步提高盐胁迫下这4种抗氧化酶的活性，但不同浓度褪黑素处理的促进效果存在显著差异。

第20天和第30天，T4处理的MDHAR活性分别比T2提高了50.00%和33.85%，差异显著，表明该浓度的褪黑素会显著提高盐胁迫下木槿幼苗的MDHAR活性；T3与T2之间无显著差异，表明T3不会对盐胁迫下木槿幼苗的MDHAR活性产生显著影响。T5与T4相比，MDHAR活性无显著差异，表明褪黑素浓度从120 μmol/L提高至180 μmol/L不会对MDHAR活性产生显著影响。T2处理的DHAR活性显著高于对照，T3处理的DHAR活性显著高于T2，表明60 μmol/L的褪黑素会显著提高木槿幼苗的DHAR活性；T4处理比T3提高了13.74%和19.29%，差异显著，表明褪黑素浓度从60 μmol/L提高至120 μmol/L会显著提高木槿幼苗的DHAR活性。T5与T4相比，DHAR活性无显著差异，表明褪黑素浓度从120 μmol/L提高至180 μmol/L并未对DHAR活性产生显著影响。

第20天和第30天，T3处理与T2相比显著提高了木槿幼苗的SOD和POD活性，表明60 μmol/L的褪黑素会显著提高盐胁迫下木槿幼苗的SOD和POD活性；T4显著高于T3，表明褪黑素浓度从60 μmol/L提高至120 μmol/L会显著提高木槿幼苗的SOD和POD活性；T5与T4之间无显著差异，表明褪黑素浓度从120 μmol/L提高至180 μmol/L并未对木槿幼苗SOD和POD活性产生显著影响。

3 结论与讨论

本研究结果表明，盐胁迫显著降低了木槿种子的发芽率和胚根长度，表明盐胁迫对木槿种子萌发和幼苗生长具有显著的抑制作用。褪黑素处理显著提高了木槿种子的发芽率和胚根长度，表明褪黑素可有效缓解盐胁迫对木槿种子和幼苗的危害。盐胁迫下，木槿幼苗的AsA、DHA、GSH和GSSG含量有所降低，但是褪黑素处理后又显著升高。褪黑素处理后，MDHAR、DHAR、SOD和POD活性均显著升高，这有利于提高活性氧的清除效率，缓解盐胁迫对木槿幼苗的危害。综合分析认为，缓解木槿幼苗盐胁迫较适宜的褪黑素浓度为120 μmol/L。