外源硫氢化钠对干旱胁迫下木槿幼苗生理特性的影响

李志刚

(山西省林业生态实验基地，山西 太原 030031)

木槿(Hibiscussyriacus)为锦葵科木槿属小乔木，是中国华北地区集食用、药用和园林观赏用途于一体的木本植物。木槿具有一定的抗旱能力，但严重干旱会影响其正常生长[1]。硫化氢(H2S)是植物体内的重要信号分子，具有调节植物生理生化过程和抵御干旱胁迫的作用[2]，本研究以外源硫氢化钠(NaHS)作为硫化氢供体，研究其对干旱胁迫下木槿幼苗生理特性的影响，以期为木槿育苗中通过施用外源活性物质提高其抗旱性提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用木槿种子于2020年采自山西省林业生态实验基地圃地内，母树为10年生实生苗。2021年5月25日，对种子进行催芽处理后，播入装有干净河沙的育苗钵(规格为12 cm×10 cm×10 cm)中，出苗后每盆留1株苗木。用Hoagland营养液培养幼苗至长出4枚叶片时，选择长势一致的苗木进行试验。

1.2 试验设计

本试验共设6个处理。T1为对照(Hoagland营养液处理)，T2为PEG模拟干旱处理(Hoagland营养液+15% PEG)，T3为Hoagland营养液+15%PEG+0.25mmol/L NaHS处理，T4为Hoagland营养液+15% PEG+0.40 mmol/L NaHS处理，T5为Hoagland营养液+15% PEG+0.55 mmol/L NaHS处理，T6为Hoagland营养液+15% PEG+0.70 mmol/L NaHS处理。根据试验设计，第1天,每盆苗木浇灌50 mL Hoagland营养液，第2天,T3至T6处理每盆浇灌100 mL设计浓度的NaHS进行预处理。24 h后，T2至T6处理每盆用100 mL的15% PEG处理48 h。处理期间，T1处理补充浇灌200 mL的Hoagland营养液，T2处理补充浇灌100 mL的Hoagland营养液。每个处理重复9盆，总计54盆。48 h后，每盆剪取2枚叶片，带回实验室进行生理指标的测定。

1.3 测定项目及测定方法

根系活力测定采用TTC法，MDA含量测定采用硫代巴比妥酸法，电解质渗出率测定采用电导仪法，叶绿素和类胡萝卜素含量的测定采用浸提法，SOD活性测定采用NBT还原法，POD活性测定采用愈创木酚法，CAT和APX活性测定采用紫外吸收法，脯氨酸含量测定采用酸性茚三酮法，可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法。

1.4 数据处理

图表制作使用Excel 2010版软件，方差分析使用DPS7.05版软件。

2 结果与分析

2.1 外源NaHS对木槿幼苗根系的影响

不同处理木槿幼苗的根系活力、MDA含量和电解质渗出率见表1。

由表1可知，干旱胁迫提高了木槿幼苗的根系活力，T2与T1相比提高了0.23 μg/(g·h-1)。NaHS处理与T2处理相比进一步提高了木槿幼苗的根系活力，随着NaHS浓度的增加,根系活力表现为先升高后降低的变化趋势，其中，T5处于最高值。T2与T1相比，MDA含量提高了16.49 nmol/g，差异显著，NaHS处理与T2处理相比降低了MDA含量，其中，T4、T5、T6处理显著低于T2，表明NaHS浓度在0.40 mmol/L～0.70 mmol/L范围内可以显著缓解干旱胁迫导致的膜脂过氧化作用的危害。T2与T1相比，电解质渗出率提高了23.27%，差异显著，表明干旱胁迫对木槿幼苗造成了一定的伤害。NaHS处理可降低电解质渗出率，其中，T5处理缓解干旱胁迫下木槿幼苗的危害效果最显著。综合来看，0.55 mmol/L的NaHS能够显著缓解干旱胁迫对木槿幼苗的危害，提高其根系活力。

表1 不同处理木槿幼苗的根系活力、MDA含量和电解质渗出率

2.2 外源NaHS对木槿幼苗叶片色素含量的影响

不同处理木槿幼苗的叶绿素和类胡萝卜素含量见表2。

由表2可知，T2与T1相比，木槿幼苗的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素量分别降低了15.00%、25.32%、17.17%，差异显著，表明干旱胁迫会显著降低木槿幼苗的叶绿素含量。NaHS处理与T2相比提高了木槿幼苗的叶绿素含量，其中，T5处理处于最高值，表明0.55 mmol/L的NaHS对提高干旱胁迫下木槿幼苗的叶绿素含量效果显著。T2与T1相比，木槿幼苗的类胡萝卜素含量提高了16.51%，NaHS处理可进一步提高木槿幼苗的类胡萝卜素含量，0.40 mmol/L～0.70 mmol/L的NaHS可以显著提高干旱胁迫下木槿幼苗的类胡萝卜素含量，其中，0.55 mmol/L处理的提高效果最显著。

表2 不同处理木槿幼苗的叶绿素和类胡萝卜素含量 mg/g

2.3 外源NaHS对木槿幼苗保护酶活性的影响

不同处理木槿幼苗的保护酶活性见表3。

由表3可知，T2与T1相比，木槿幼苗的SOD活性提高了7.33%，差异显著，表明干旱胁迫显著提高了木槿幼苗的SOD活性；NaHS处理可进一步提高其SOD活性，其中，T5和T6处理显著高于T2，表明NaHS浓度超过0.55 mmol/L可显著提高干旱胁迫下木槿幼苗的SOD活性。T2与T1相比，木槿幼苗的POD活性提高了18.02%，差异显著，这说明干旱胁迫显著提高了木槿幼苗的POD活性；NaHS处理与T2相比进一步提高了木槿幼苗的POD活性，其中，T5处于最高值，显著高于其他NaHS。CAT活性随NaHS浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势，其中，T5处理处于最高值，显著高于T4和T6处理，T3与T2之间无显著差异，T4和T6显著高于T2。APX活性的变化趋势与CAT相似，其中，T5显著高于T2，T3与T2、T4与T3之间无显著差异，T6显著高于T2和T4处理。综合分析表明，0.55 mmol/L的NaHS提高木槿幼苗保护酶活性的效果最显著。

表3 不同处理木槿幼苗的保护酶活性 U/g

2.4 外源NaHS对木槿幼苗渗透调节物质的影响

不同处理木槿幼苗的渗透调节物质含量见表4。

表4 不同处理木槿幼苗的渗透调节物质含量

由表4可知，T2与T1相比，木槿幼苗的脯氨酸含量提高了53.38%，差异显著，NaHS处理可进一步提高其脯氨酸含量，0.40 mmol/L～0.70 mmol/L的NaHS可以显著提高木槿幼苗的脯氨酸含量，NaHS浓度为0.55 mmol/L时效果最好。可溶性糖含量T5显著高于T2，T3与T2之间无显著差异，T4显著高于T2和T3，表明NaHS浓度提高至0.40 mmol/L以上时可显著提高干旱胁迫下木槿幼苗的可溶性糖含量。可溶性蛋白含量的变化趋势与脯氨酸相同。综合分析表明，NaHS浓度提高至0.40 mmol/L以上时，对提高干旱胁迫下木槿幼苗的渗透调节物质含量具有显著作用，其中，0.55 mmol/L处理效果最佳。

3 结论与讨论

本研究结果表明，与干旱处理相比，NaHS处理可显著降低木槿幼苗的MDA含量和电解质渗出率，提高干旱胁迫下木槿幼苗的根系活力和渗透调节物质含量，这可能与NaHS降低了活性氧对木槿幼苗膜系统的危害有关。NaHS提高了干旱胁迫下木槿幼苗的叶绿素和类胡萝卜素含量，这可能是由于NaHS提高了木槿幼苗的活性氧清除能力，降低了干旱胁迫对其膜系统的危害。NaHS可提高木槿幼苗的SOD、POD、CAT、APX活性和脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量，对缓解木槿幼苗干旱胁迫具有重要作用。不同浓度的NaHS处理比较来看，0.55 mmol/L的NaHS对缓解木槿幼苗干旱胁迫的效果较好。