郑文龙，周伟伟，孙奉良，刘灏，李俊良

（1.青岛农业大学资源与环境学院，山东 青岛 266109；2.襄阳维恩生物科技有限公司，湖北 襄阳 441000）

土壤盐渍化是一个世界性的资源和生态环境问题，当前全球的盐碱土地约为9.54亿公顷，有约20%的耕地面积受到不同程度的盐害［1-3］。我国盐碱地面积近3 600万公顷，占我国当前耕地面积的2／3左右［4］。盐胁迫是造成全球农作物减产的主要原因之一，可使大多数主要农作物的平均产量下降50%以上［5，6］。同时，由于保护地栽培中不能进行合理轮作、盲目过量施用肥料及保护地栽培过程中高温高湿的特殊环境，使保护地土壤中积累了大量盐分，加剧了保护地土壤的次生盐渍化［7］。大多数植物在土壤含盐量为0.3%时便受到危害，大于0.5%时即不能生长，土壤盐渍化严重影响着农业经济作物的产量、品质和效益［8］，对我国粮食安全造成严重影响，已成为限制农业生产发展的一个重要因素［9］。因此，提高作物耐盐性以及进行盐渍土的生物治理和综合开发，对于解决农业生产中的作物盐害问题具有重要意义。

植物生长调节物质作用于植物生长发育的整个生命周期，是一类能够调节作物生长发育、改善果实品质、缓解逆境胁迫以及衰老过程的高分子活性物质［10，11］。大量研究表明，赤霉素、氨基酸、细胞分裂素和壳聚糖等物质在促进植物生长和增强作物抗逆性等方面发挥着重要作用［12-15］。多肽是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物，分子间通过肽键相连接，是蛋白质降解过程中的中间产物［16］。近几年的研究表明，多肽除了具有蛋白分子的特性外，还在调节植物生长、发育、生殖以及对外界环境胁迫的响应中发挥着极其重要的调节作用［17-19］，被认为是继赤霉素、生长素、脱落酸、细胞分裂素和乙烯5大植物激素以外的又一类新型植物生长调节物质［20］。猪血是一种优质的蛋白质资源，同时也是生产多肽的优质资源。我国是生猪生产大国，据国家统计局相关数据显示，我国生猪年屠宰量达7亿头，年产猪血量高达245万吨，占我国畜禽血液总产量的近一半，为猪血多肽的生产提供了丰富的资源。但关于猪血多肽对盐胁迫下植物生长的影响及其抗盐效果尚未见报道。

小白菜（Brassica campestris L.ssp.Chinensis Makino）为十字花科芸苔属蔬菜，是深受人们喜爱的蔬菜之一。近年来随着土壤盐渍化程度的加重，小白菜的萌发和生长受到明显抑制，产量和品质降低［21］。为此，本试验开展了外源猪血多肽对盐胁迫下小白菜种子萌发和幼苗生长特性的影响研究，旨在阐明猪血多肽在提高小白菜耐盐胁迫中的作用效果，并为深入开展猪血多肽对提高作物耐盐胁迫的作用机理研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019年在青岛农业大学实验室进行。小白菜品种为金华王，猪血多肽由襄阳维恩生物科技有限公司提供。

1.2 试验设计及方法

1.2.1 种子萌发试验 选择籽粒饱满、大小一致的小白菜种子，经5%次氯酸钠消毒10 min后用蒸馏水冲洗干净，并用吸水纸吸干表面水分，再分别用蒸馏水（T0）以及0.5 g／L（T1）、1.0 g／L（T2）、2.0 g／L（T3）、4.0 g／L（T4）、10.0 g／L（T5）猪血多肽溶液浸种处理，浸种24 h后用蒸馏水冲洗干净，然后将其放置于垫有双层滤纸的培养皿（直径为9 cm）内，每皿60粒，再分别在培养皿内添加100 mmol／L的NaCl溶液10 mL，以添加等量蒸馏水为无盐胁迫对照（CK），每处理重复4次，置于恒温培养箱中（27±1）℃黑暗培养。每24 h观察记录发芽种子数并用称重法补充蒸发的水分。小白菜种子萌发以胚根突破种皮为标准，每天统计种子的萌发情况，并记录发芽种子数。

1.2.2 幼苗水培试验 营养液配方采用华南农业大学叶菜B配方，并稍作修改。选取籽粒饱满、无病虫害的小白菜种子，经消毒、浸种、催芽后，播于纱网中，置于人工气候室培养。气候室内白天温度25℃，夜间温度16℃，相对湿度67%，16 h光照、8 h黑暗。育苗时间为20 d，待育苗结束后，将长势一致的小白菜幼苗水培，每盆定植5株幼苗，加入1 L营养液。试验设置0、100、200 mmol／L NaCl浓度梯度以及0（清水）、1.0、2.0 g／L猪血多肽浓度梯度，共9个处理（表1），每处理重复3次，随机区组排列。猪血多肽采用叶面喷施的方式，每次喷施10 mL，连续喷施5 d后进行盐分胁迫处理，胁迫时长设置为72 h。

表1 小白菜幼苗水培试验设计

1.3 测定指标及方法

种子发芽特性的测定参照王学奎［22］的方法。发芽势（GE）＝N4／T×100%，N4表示第4 d发芽种子数，T表示供试种子总数；发芽率（GR）＝N7／T×100%，N7表示第7 d发芽种子数；发芽指数（GI）＝∑Gt／Dt，其中Dt为发芽时间（d），Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数；相对盐害率（RSH）＝（对照组萌发率-处理组萌发率）／对照组萌发率×100%。在第7 d发芽结束后，每个重复随机选取10粒发芽种子，用游标卡尺测量芽高和胚根长。

小白菜幼苗经盐胁迫处理72 h后取样，记录幼苗地上部和根系鲜重，并计算根冠比；叶绿素含量采用SPAD叶绿素仪测定；叶片电导率采用电导率仪测定，参照文献［23］的方法计算叶片离子渗漏率；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法测定［24］。

1.4 数据处理

试验数据用DPS软件进行统计分析，用邓肯氏新复极差法进行多重比较，用Microsoft Excel 2013和Origin软件绘制图表。

2 结果与分析

2.1 猪血多肽对盐胁迫下小白菜种子萌发的影响

由表2可知，盐胁迫显著降低小白菜幼苗的发芽势、发芽率、发芽指数；在100 mmol／L NaCl胁迫下，随着猪血多肽浓度的升高，小白菜种子的发芽势、发芽率和发芽指数均呈现先升高后降低的趋势，T1、T2、T3、T4处理发芽率分别较T0提高14.6%、18.5%、22.9%、21.6%，其中在T2和T3处理时发芽势和发芽率达到最高，分别为91.66%和80.42%，均显著高于T0；T3处理发芽势略低于T2，为88.75%，但差异不显著。T3处理小白菜种子相对盐害率最低，较T0降低50.04%，差异显著。表明在盐胁迫条件下，适宜浓度的猪血多肽浸种可以提高小白菜的发芽势和发芽率，降低相对盐害率，以2.0 g／L处理效果最佳。

表2 盐胁迫下不同浓度猪血多肽对小白菜种子萌发的影响

表3 盐胁迫下不同浓度的猪血多肽对小白菜种苗生长的影响

2.2 猪血多肽对盐胁迫下小白菜种苗生长的影响

在盐胁迫下，小白菜种苗芽高和胚根长均显著下降（表3）。采用不同浓度猪血多肽溶液对小白菜浸种预处理后，其芽高和胚根长均有不同程度提高，其中2.0 g／L猪血多肽溶液的T3处理增幅最大，与T0相比，芽高和胚根长分别提高1.04倍和69.94%，达到显著差异（P＜0.05）；但猪血多肽浸种浓度继续增加，反而对小白菜种苗生长产生了抑制作用。因此，猪血多肽最佳浸种浓度为2.0 g／L。

图1 猪血多肽对盐胁迫下小白菜地上部鲜重（a）、株高（b）、根冠比（c）和SPAD值（d）的影响

2.3 叶面喷施猪血多肽对盐胁迫下小白菜幼苗生长的影响

由图1可知，NaCl胁迫严重抑制小白菜幼苗地上部生长，降低地上部鲜重和株高，200 mmol／L NaCl抑制效果显著；但对根冠比和叶绿素含量（SPAD值）有提升作用，100 mmol／L NaCl胁迫时最高。叶面喷施猪血多肽可提高小白菜幼苗的耐盐性，促进盐胁迫下小白菜的生长（图2），提高盐胁迫下和正常生长小白菜的地上部鲜重、株高、根冠比和叶绿素含量，2.0 g／L处理效果最佳，各指标均显著高于对照。

图2 猪血多肽对盐胁迫下小白菜生长的影响

2.4 叶面喷施猪血多肽对盐胁迫下小白菜MDA含量和离子渗漏率的影响

盐胁迫会引起活性氧类（ROS）在植物细胞内大量积累，造成对细胞的氧化胁迫，由过剩ROS引起的膜脂过氧化一般被认为是高盐胁迫对细胞的主要伤害。MDA是膜脂过氧化的产物，通常细胞内的MDA浓度能直接反映ROS对植物细胞的伤害程度［25］。由图3a可知，在盐胁迫下，小白菜叶片中MDA含量先显著下降后显著升高（P＜0.05），重度盐胁迫（200 mmol／L）下与无盐对照组相比提高41.5%。而随着叶喷猪血多肽浓度的增加，小白菜叶片中MDA含量降低，2.0 g／L猪血多肽处理效果最佳，在不同盐浓度下与CK相比分别降低7.9%、11.6%、9.6%，差异显著（P＜0.05）。猪血多肽可显著降低盐胁迫下小白菜叶片离子渗漏率（图3b）。在200 mmol／L NaCl处理下，小白菜离子渗漏率在1.0 g／L和2.0 g／L猪血多肽处理时比对照分别降低25.7%、34.9%，均达到显著差异（P＜0.05）。

图3 猪血多肽对盐胁迫下小白菜丙二醛含量（a）和离子渗漏率（b）的影响

3 讨论

盐胁迫是干旱和半干旱地区土壤限制作物生长和产量的重要障碍因子，常引起植物体内氧化还原状态紊乱，造成氧化损伤，严重抑制植物种子萌发和生长［26，27］。植物在幼苗和繁殖阶段对盐的敏感性更高［28，29］。研究表明，外源施用脯氨酸、细胞分裂素、赤霉素和壳聚糖等物质能有效缓解植物的氧化损害，显著提高植物耐盐胁迫能力，促进盐胁迫下的植物生长［30-33］。

发芽率、发芽势及发芽指数能反映植物种子萌发速率、发芽整齐度和出苗健壮等特性，相对盐害率可反映种子受到的盐害程度［34］。本试验结果表明，在盐胁迫下，小白菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数明显低于对照，表明盐胁迫对小白菜种子的萌发有明显抑制作用。适宜浓度的猪血多肽溶液浸种预处理后，其发芽率、发芽势、发芽指数呈现先升高后下降趋势，相对盐害率显著降低，而且小白菜种苗的芽高、胚根长也明显提高。表明猪血多肽可以有效缓解盐胁迫对小白菜种子萌发的负效应，提高其发芽率、发芽势、发芽指数，并促进幼苗的生长，其中2.0 g／L猪血多肽溶液浸种处理效果最佳。这与鱼蛋白多肽［35］、聚天冬氨基酸［36］等在作物盐胁迫上的缓解效果相似。

逆境胁迫引起活性氧过量积累造成细胞膜系统的过氧化伤害被认为是逆境对植物的直接原初伤害。过多活性氧积累会引起细胞膜脂过氧化，使细胞膜稳定性降低，透性增加，离子渗漏率增加，因此可以用离子渗漏率表示细胞膜受损伤的程度［37］。MDA是膜脂过氧化的主要产物，在一定程度上也可以代表细胞膜的受伤害程度［38］。研究表明，冷害、高温和盐胁迫等都会诱导植物体内活性氧的过量累积，引起MDA含量和离子渗漏率的提高，对植物体内生物大分子物质造成损伤，而外源多肽可有效缓解上述胁迫引起的损伤［39，19］。如0.5%大豆多肽处理可显著提高巴西蕉叶片的超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性，进而显著降低叶片的离子渗漏率和MDA含量，提高幼苗抗冷性［40］。本研究结果发现，盐胁迫处理可诱导小白菜幼苗MDA含量和离子渗漏率显著提高，而叶面喷施适宜浓度的猪血多肽后小白菜叶片MDA含量显著降低7.9% ～11.6%，离子渗漏率显著降低23.6% ～34.9%，表明叶面喷施适宜浓度的猪血多肽可以减轻小白菜膜脂过氧化，从而减缓盐胁迫对小白菜生长的抑制作用。叶绿素是参与植物光合作用的重要色素，其含量可反映逆境下植物生长发育状况及光合能力强弱，同时也是衡量作物耐盐性的参考指标之一［41］。本研究结果表明，在盐胁迫下，小白菜幼苗叶绿素含量明显降低，叶片喷施2.0 g／L猪血多肽溶液后，叶绿素含量明显提高，从而缓解盐胁迫对幼苗叶绿素合成和光合作用的影响。

4 结论

综上所述，盐胁迫显著抑制小白菜种子萌发及幼苗生长，而2.0 g／L猪血多肽浸种预处理可显著提高其发芽率、发芽势、发芽指数、芽高、胚根长，且随浓度增加效果减弱。此外，2.0 g／L猪血多肽处理也显著降低盐胁迫下小白菜叶片的离子渗漏率和丙二醛含量，促进小白菜幼苗的生长。可见，使用2.0 g／L猪血多肽浸种以及叶面喷施，能有效缓解盐胁迫对小白菜种子萌发及幼苗生长的抑制，提高其耐盐胁迫能力。