李芳芳， 赵宝龙，2， 李汉钊， 张国儒， 孙军利，2

(1.石河子大学农学院，新疆石河子 832000； 2.特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室，新疆石河子 832000

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid，简称ALA)别称δ-氨基酮戊酸，是叶绿素等四吡咯环色素形成的直接前体[1]，是一种广泛存在于动植物体内的化合物，被看作是能调节植物生长的新型调节物质[2]。有研究表明，低浓度ALA能够调节植物生长发育，提高其抗冷性、耐盐性等[3]。Watanabe等认为，ALA可以提高植物的耐盐性，这种效应可能与提高叶片的抗氧化酶活性有关[4]，但其作用机制、分子理论基础等并不十分清楚[5]。目前，新疆红枣的种植面积大大增加，南疆是主要种植区域，而南疆地区分布着大面积的盐碱地，在盐碱地栽植枣树，不仅影响枣果的产量和品质，且对南疆枣园建成有很大影响，而枣树的繁殖主要靠嫁接繁殖，其耐盐性取决于砧木。酸枣(ZiziphusacidojujubaC.Y. Cheng et M.J.Liu)是常用的枣树砧木[6]，南疆地区通常以酸枣种子进行直播建园。本试验以酸枣为试材，研究不同浓度ALA浸种对不同浓度NaCl胁迫下酸枣种子发芽参数、芽苗抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响，探索ALA对盐胁迫下酸枣种子萌发的生理调控作用，以提高酸枣种子的发芽率及抗性，为酸枣生产栽培及直播建园提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

ALA，由美国Sigma公司提供。酸枣种子，由陕北榆林佳县提供。

1.2 试验设计

试验于2016年4—7月进行。酸枣种子消毒，均匀摆放在衬有滤纸的玻璃培养皿中；分别加入0、50、100、150 mg/L ALA溶液20 mL，置于宁波江南仪器厂产RXZ智能型人工气候箱内26 ℃黑暗浸种培养24 h；取出，用蒸馏水清洗种子及培养皿，将清洗的种子重新摆放于衬有滤纸的培养皿中，分别加入0、50、100 mmol/L NaCl溶液10 mL，人工气候箱内26 ℃黑暗培养，并定时补充蒸发掉的水分。处理过程中，ALA浓度由低到高依次记为A0、A1、A2、A3，NaCl浓度由低到高依次记为Na0、Na1、Na2，共计12个处理(表1)，其中以清水处理为对照。每处理重复3次，以胚根达到种子直径的1/2标志为萌芽，NaCl溶液处理后3～15 d统计种子发芽情况；处理后15 d由于大部分子叶展平，真叶露出，发芽试验结束，测定抗氧化酶活性及丙二醛含量。

表1 ALA和NaCl对酸枣种子进行浸种处理的不同组合

1.3 测定内容及方法

1.3.1 种子发芽参数的测定 发芽率(GR)、发芽势(GE)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)计算公式分别为：

发芽率=处理后15 d发芽种子数/供试种子数×100%；

发芽势= 7 d内发芽种子数/供试种子数×100%；

发芽指数=∑(Gt/Dt)；

活力指数=S×∑(Gt/Dt)。

式中，Gt为时间t的发芽数(粒)；Dt为相应的发芽时间(d)；S为芽苗的鲜质量(g)。

1.3.2 抗氧化酶活性及丙二醛含量的测定 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性的测定参照Li等的方法[7]进行，酶活性以U/g表示；丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法(TBA)[8]测定，以nmol/g表示。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2003、Origin 75、SPSS 19软件对数据进行整理、制图和方差分析，采用最小显著差法(LSD法)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同浓度ALA浸种对酸枣种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数的影响

由表2可知，0 mg/L ALA浸种时，随NaCl处理浓度的升高，酸枣种子的GR、GE、GI、VI呈下降趋势；与0 mg/L ALA浸种相比，50、100、150 mg/L ALA浸种处理能不同程度提高酸枣种子的GR、GE、GI、VI；NaCl处理浓度为0 mmol/L时，50 mg/L ALA浸种(Na0A1)的酸枣种子GE较对照处理提高34.58%，100、150 mg/L ALA浸种(Na0A2、Na0A3)的酸枣种子GE与对照相比差异不显著(P<0.05)；NaCl处理浓度为50 mmol/L时，50、100 mg/L ALA浸种(Na1A1、Na1A2)的酸枣种子GR、GE分别为对照的98.64%、94.55%和101.11%、94.60%，与对照相比差异不显著(P>0.05)；NaCl处理浓度为100 mmol/L时，50、100 mg/L ALA浸种(Na2A1、Na2A2)的种子GR、GE、GI、VI较对照显著下降28.73%、61.82%、60.07%、80.27%和17.79%、54.55%、59.31%、78.12%(P<0.05)，150 mg/L ALA浸种(Na2A3)的种子GR较对照下降16.44%，差异不显著(P>0.05)，GE、GI、VI分别较对照显著下降45.45%、52.93%、71.47%(P<0.05)；NaCl处理浓度为50 mmol/L时，随ALA浓度的增加，酸枣种子GR、GE、GI、VI呈先增加后下降趋势，NaCl处理浓度为100 mmol/L时，随ALA浓度的增加，酸枣种子GR、GE、GI、VI呈增加趋势；同一NaCl浓度胁迫下，不同浓度ALA浸种可以提高酸枣种子的GR、GE、GI、VI；在50、100 mmol/L NaCl胁迫下，GI、VI较对照有显著降低(P<0.05)，表明NaCl 胁迫会降低酸枣种子的发芽整齐度，降低芽苗鲜质量。

2.2 不同浓度ALA浸种对NaCl胁迫下酸枣芽苗抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

2.2.1 过氧化氢酶(CAT)活性 由图1可知，NaCl处理浓度为0 mmol/L时，50、100、150mg/L ALA 浸种(Na0A1、Na0A2)的酸枣芽苗CAT活性较对照分别增加34.20%、31.42%、7.57%，相互间差异不显著(P>0.05)；NaCl处理浓度为50 mmol/L时，50 mg/L ALA浸种(Na1A1)的酸枣芽苗CAT活性与对照相比差异不显著(P>0.05)，100 mg/L ALA浸种(即Na1A3)的酸枣芽苗CAT活性较对照显著提高54.32%(P<0.05)；NaCl处理浓度为100 mmol/L时，不同浓度ALA浸种的酸枣芽苗CAT活性与对照相比均有提高，但相互间差异不显著(P>0.05)，其中150 mg/L ALA浸种(Na2A3)的酸枣芽苗CAT活性较对照明显提高38.30%。不同浓度NaCl胁迫下宜选择不同浓度的ALA进行浸种，整体而言，适宜的ALA浓度随NaCl浓度的升高而增大。

2.2.2 过氧化物酶(POD)活性 由图2可知，NaCl处理浓度为0 mmol/L时，随ALA浸种浓度的增大，芽苗POD活性呈先升高后降低趋势，但与对照相比差异不显著(P>0.05)；NaCl处理浓度为50 mmol/L时，50、150 mg/L ALA浸种(Na1A1、Na1A2)的芽苗POD活性与对照相比差异不显著，100 mg/L ALA浸种(Na1A3)的芽苗POD活性较对照显著增加49.67%(P<0.05)； NaCl处理浓度为100 mmol/L时，50、100、150 mg/L ALA浸种的芽苗POD活性较对照有所提高，但相互间差异不显著(P>0.05)。NaCl胁迫下，适宜的ALA浓度可有效提高酸枣芽苗的POD活性，其抗氧化能力提高。

2.2.3 超氧化物歧化酶(SOD)活性 由图3可知，随着NaCl处理浓度的升高，芽苗SOD活性多呈先增加后减小趋势；NaCl处理浓度为0 mmol/L时，50 mg/L ALA浸种(Na0A1)的芽苗SOD活性较对照显著增加33.70%(P<0.05)，100、150 mg/L ALA浸种的芽苗SOD活性与对照相比有所增加，但差异不显著(P>0.05)；NaCl处理浓度为 50 mmol/L 时，0、150 mg/L ALA浸种的芽苗SOD活性与对照相比差异不显著(P>0.05)，50、100 mg/L ALA浸种的芽苗SOD活性分别较对照显著增加36.97%、57.59%；NaCl处理浓度为 100 mmol/L 时，0 mg/L ALA 浸种的芽苗SOD活性显著低于对照(P<0.05)，50、100、150 mg/L ALA 浸种的芽苗SOD 活性与对照相比差异不显著(P>0.05)。可见，随着盐浓度的增加， 芽苗中的SOD活性被抑制，经过ALA浸种可不同程度提高其SOD活性，其中低浓度NaCl胁迫下ALA浸种相对更为有效。

表2 ALA浸种对NaCl胁迫下酸枣种子芽率、发芽势、发芽指数、活力指数的影响

注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

2.2.4 丙二醛(MDA)含量 由图4可知，不使用ALA浸种处理，随着盐浓度的增加，酸枣芽苗MDA含量呈增加趋势，采取ALA浸种可使酸枣芽苗MDA含量下降；NaCl处理浓度为0 mmol/L时，随着ALA浓度的升高，芽苗MDA 含量呈增加趋势，50、100 mg/L ALA浸种的芽苗MDA含量与对照相比差异不显著，150 mg/L ALA浸种的显著高于对照(P<0.05)；NaCl处理浓度为50 mmol/L时，0、150 mg/L ALA浸种的芽苗MDA含量分别较对照显著增加36.67%、32.79%(P<0.05)，50 mg/L ALA浸种的芽苗MDA含量比对照下降3.19%，与对照相比差异不显著；NaCl处理浓度为100 mmol/L时，0 mg/L ALA浸种的芽苗MDA含量比对照显著增加57.19%(P<0.05)，100、150 mg/L ALA浸种的芽苗MDA含量与对照相比差异不显著。因此，高浓度NaCl胁迫可使芽苗中的氧自由基含量大大增加，而施用外源ALA可以缓解细胞膜受到盐害。

3 结论与讨论

不同植物在盐胁迫下对盐环境的适应程度不一样，同一植物在不同生长阶段对盐环境的适应性也会有所差异。种子萌发期是植物生长过程中对盐环境十分敏感的时期[9]，这一时期种子对环境的适应能力决定植物是否能够成功建苗，盐渍地区植物是否能够正常生长发育，萌发期种子的耐盐性至关重要[10]。本试验结果表明，ALA浸种能不同程度提高50、100 mmol/L NaCl胁迫下酸枣种子的发芽率(GR)、发芽势(GE)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)，酸枣种子的耐盐性增强，促进了酸枣种子的萌发和生长，其中，50 mmol/L NaCl胁迫下，100 mg/L ALA浸种处理的酸枣种子GR、GE、GI、VI达到峰值，这与张春平等的研究结论[11]较为吻合。随着盐浓度增加，ALA可以提高NaCl胁迫下种子的发芽率，但种子发芽不整齐。因此，在不同浓度NaCl胁迫下选择适宜浓度的ALA是研究重点。

ALA缓解盐胁迫可能与提高渗透调节能力、保护酶活性和抑制膜质过氧化有关，而其提高植物的抗氧化酶活性可能与其转化为亚铁血红素(Heme)有关[12]。Heme作为过氧化物酶的辅基普遍存在于POD、CAT中，ALA是Heme的合成前体，外源ALA可促进Heme的合成，从而提高了植物的抗氧化酶活性。燕飞研究认为，维持质膜结构的稳定性与ALA通过诱导或者合成积累一定的渗透调解物质有关，从而保证细胞功能的正常运行[13]。本试验中，NaCl处理浓度为0 mmol/L时，50 mg/L ALA浸种可明显提高酸枣芽苗的CAT、POD、SOD活性，150 mg/L ALA处理的酸枣芽苗CAT、POD、SOD活性有所下降，接近于清水处理(对照)，这说明高浓度ALA浸种对不同盐胁迫处理酸枣芽苗抗氧化酶活性的影响有异，可能与高浓度ALA浸种反而减缓Heme的合成有关；ALA 浸种对盐胁迫下酸枣种子的芽苗生长抑制起到一定的缓解作用，这与刘晖等的研究结果[14]一致。

MDA是脂质过氧化作用的产物，其含量可以间接反映膜系统受损程度及植物的抗逆性[15-16]。本研究表明，在不使用ALA浸种处理的条件下，随着NaCl处理浓度的升高，MDA含量呈上升趋势；盐胁迫下，高浓度ALA浸种有时反而会使芽苗中的MDA含量增加，这与王魏等的研究结果[17]相似，可能与品种自身的耐盐性有关。

ALA浸种可提高酸枣种子活力，促进芽苗的抗氧化酶活性，为细胞内氧自由基的清除提供了有力条件，减缓了其对细胞膜的伤害[18]。南疆地区枣园多为直播建园，为缓解NaCl对酸枣种子造成的伤害，可以采用适宜浓度ALA(100 mg/L)对酸枣种子进行预处理，在提高酸枣种子发芽率的同时降低土壤盐分对种子的伤害。