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大叶樟与香樟幼苗耐碱胁迫能力比较

2021-08-26施萌王金丽周叶萍花雨蒙赵青韩浩章张丽华

安徽农学通报 2021年14期
关键词:耐碱性香樟比较

施萌 王金丽 周叶萍 花雨蒙 赵青 韩浩章 张丽华

摘 要:为比较大叶樟和香樟幼苗的耐碱胁迫能力,以1年生大叶樟和香樟幼苗为材料,采用0、50、100、150、200、250、300mmol·L-1的Na2CO3溶液進行处理。结果表明:大叶樟和香樟幼苗的叶绿素含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量及可溶性蛋白含量呈先上升后下降趋势,MDA含量呈上升趋势;大叶樟的叶绿素含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的最高值均高于香樟,而MDA含量的最高值低于香樟;大叶樟和香樟的耐碱性综合评价值D均呈先增加后降低的趋势,大叶樟幼苗的综合评价值D在150mmol·L-1碱处理条件下达最大值,而香樟在100mmol·L-1碱处理条件下达最大值,大叶樟的综合评价值D的平均值高于香樟。因此,大叶樟和香樟幼苗能耐低浓度碱胁迫,大叶樟幼苗的耐碱能力强于香樟。

关键词:大叶樟;香樟;耐碱性;比较

中图分类号 S79 文献标识码 A文章编号 1007-7731(2021)14-0031-04

Comparison of Alkali Stress Resistance between Cinnamomum septentrionale and Cinnamomum camphora Seedling

SHI Meng et al.

(School of Architectural Engineering, Suqian University, Suqian 223800, China)

Abstract: In order to compare the tolerance of Cinnamomum septentrionale and Cinnamomum camphora seedlings to alkali stress, the seedlings of Cinnamomum septentrionale and Cinnamomum camphora were treated with 0,50,100,150,200,250,300mmol/l Na2CO3 solution. The results showed that the chlorophyll content, SOD activity, POD activity, CAT activity, proline content, soluble sugar content and soluble protein content were increased at first, then decreased, and MDA content increased.The contents of chlorophyll, SOD activity, POD activity, CAT activity, proline content, soluble sugar content and soluble protein content of Cinnamomum septentrionale were higher than those of Cinnamomum camphora, while the contents of MDA were lower than those of Cinnamomum camphora.The comprehensive evaluation value of alkali tolerance of Cinnamomum septentrionale and Cinnamomum camphora increased at first and then decreased. The comprehensive evaluation value of Cinnamomum septentrionale seedlings was 150mmol/l alkali treatment reached the maximum, while the camphor at 100mmol/l. The comprehensive evaluation value D average value of Cinnamomum septentrionale was higher than that of Cinnamomum camphora. Conclusion: The seedlings of Cinnamomum septentrionale and Cinnamomum camphora can endure low concentration alkali stress, and the alkali tolerance of Cinnamomum septentrionale seedlings is better than Cinnamomum camphora.

Key words: Cinnamomum septentrionale; Cinnamomum camphora; Alkaline resistance; Comparison

大叶樟(Cinnamomum septentrionale Hand.-Mazz),又名银木,为樟科樟属常绿乔木,是我国亚热带常绿阔叶林的伴生树种之一,具有生长迅速、材质优良、树形美观、抗病虫害、抗污染、适应性强等优点,是我国南方地区重要的造林绿化树种和经济树种之一[1]。武汉市园林科学研究所于1979年从四川地区引进大叶樟种子繁殖种苗,经过30年的栽培观察,结果表明,大叶樟比香樟有着更好的抗寒能力[2]。2015年通过形态学观察研究了pH对香樟和银木的影响,认为银木在pH8.0条件下的存活率和生物量均高于香樟[3]。江苏省林业科学院连续3年对大叶樟幼苗进行观察,认为大叶樟的适应性较强,可在南京地区进行产业化生产和推广应用[4];赵昌恒等[5,6]将大叶樟引种至安徽地区进行了栽培和光合、水分生理研究,认为樟组植物中大叶樟更适合在华东地区栽培和生产。武汉市园林科学研究所首次采用RAPD技术对大叶樟种内及其与香樟种间的遗传多样性进行分析,认为大叶樟种内遗传多样性大于香樟,大叶樟比香樟拥有更多的表型,其适应环境变化的能力优于香樟[7]。

我国苏北地区绿地土壤pH值多在8.0以上,土壤有机质缺乏,磷、铁、镁、锌等有效性低,不利于樟属植物的正常生长发育[8]。基于此,本研究采用单一盆栽模式,对不同浓度Na2CO3处理条件下的大叶樟和香樟幼苗耐碱能力进行比较,以期为苏北地区大叶樟耐碱树种选育及推广栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验材料选自宿迁学院樟属植物资源圃生长正常的1年生盆栽大叶樟和香樟幼苗,盆高20cm,上口直径18cm,苗高20~25cm,栽培基质为田园土。2020年6月6日,将幼苗移入盆中进行培养,共60盆,分6个处理,每处理10盆。2020年10月5日下午3:00,以蒸馏水(0mmol·L-1)为对照,分别施用50mmol·L-1、100mmol·L-1、150mmol·L-1、200mmol·L-1、250mmol·L-1的Na2CO3溶液各400mL。培养7d后,当植物幼苗生长状况趋势稳定时,检测各处理叶片的叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、过氧化物酶(POD)活性及超氧化物歧化酶(SOD)活性,3次重复,取平均值進行统计。

1.2 测定方法 叶绿素含量采用乙醇法测定[9],POD活性测定采用愈创木酚法[9],SOD活性测定采用氮蓝四唑法[9],MDA含量测定采用硫代巴比妥酸法[9],脯氨酸含量测定采用茚三酮法[9],可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[9],可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝染色法[9]。

1.3 数据分析 采用Excel 2007制表,应用SPSS 21.0统计分析软件进行各指标试验数据显著性差异分析(LSD)和主成分分析,隶属函数值(U)的计算参考等的方法进行计算[10]。

2 结果与分析

2.1 碱胁迫对大叶樟和香樟幼苗叶片叶绿素含量的影响 从表1可以看出,大叶樟幼苗叶片叶绿素含量呈先上升再下降的趋势,低浓度碱胁迫处理条件下,香樟幼苗叶片叶绿素含量仍高于对照,在100mmol·L-1碱处理条件下大叶樟和香樟幼苗叶片叶绿素含量最高,与对照差异显著,150mmol·L-1碱胁迫处理显著降低香樟幼苗叶片叶绿素含量(p<0.05);在相同浓度碱胁迫处理条件下,大叶樟幼苗叶片的叶绿素含量均显著高于香樟(p<0.05)。

2.2 碱胁迫对大叶樟和香樟幼苗叶片MDA含量的影响 从表2可以看出,随着碱胁迫浓度的提高,大叶樟和香樟幼苗叶片MDA含量逐渐升高,大叶樟MDA含量在200mmol·L-1碱处理条件下达最大值,大于100mmol·L-1碱处理条件下大叶樟MDA值均显著高于对照(p<0.05),香樟MDA含量在250mmol·L-1碱处理条件下达最大值,且各浓度碱处理条件下MDA含量均显著高于对照(p<0.05)。低浓度处理条件下大叶樟和香樟幼苗叶片MDA含量差异不显著,而在100、150、200mmol·L-1碱处理浓度下大叶樟幼苗叶片MDA含量显著高于香樟。

2.3 碱胁迫对大叶樟和香樟幼苗叶片脯氨酸含量的影响 从表3可以看出,随着碱胁迫程度的增加,大叶樟和香樟的脯氨酸含量均呈先增加后降低的趋势。其中,大叶樟幼苗脯氨酸含量在200mmol·L-1碱处理条件下达最大值,在100、150、200mmol·L-1碱处理条件下大叶樟幼苗的脯氨酸含量均显著高于对照(p<0.05),香樟幼苗脯氨酸含量在150mmol·L-1碱处理条件下达最大值并显著高于对照(p<0.05),在100、150、200mmol·L-1碱处理条件下香樟幼苗的脯氨酸含量均显著高于对照(p<0.05)。各处理条件下,大叶樟幼苗叶片的脯氨酸含量与香樟的差异显著(p<0.05)。

2.4 碱胁迫对大叶樟和香樟幼苗叶片可溶性糖含量的影响 从表4可以看出,随着碱胁迫程度的增加,猴樟和香樟的可溶性糖含量均呈先增加后降低的趋势。其中,大叶樟幼苗可溶性糖含量在100mmol·L-1碱处理条件下达最大值,并显著高于对照(p<0.05),200、250mmol·L-1碱胁迫处理的与对照差异不明显,香樟幼苗可溶性糖含量在100mmol·L-1碱处理条件下达最大值,并显著高于对照(p<0.05),200、250mmol·L-1碱处理条件下显著低于对照。对照和100mmol·L-1碱处理条件下大叶樟幼苗叶片的可溶性糖含量与香樟的差异不显著,其他碱处理条件下大叶樟幼苗叶片的可溶性糖含量显著高于香樟(p<0.05)。

2.5 碱胁迫对大叶樟和香樟幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响 从表5可以看出,随着碱胁迫程度的增加,大叶樟的可溶性蛋白在150mmol·L-1碱处理下达最高值,并与对照差异显著(p<0.05),之后开始下降,其中50mmol·L-1和100mmol·L-1碱处理条件下的可溶性蛋白与对照差异不显著。香樟幼苗的可溶性蛋白含量呈先上升后下降的趋势,在50mmol·L-1碱处理下达最高值,并与对照差异显著(p<0.05),之后开始下降,其中100mmol·L-1碱处理条件下的可溶性蛋白与对照差异不显著,对照和100mmol·L-1碱处理条件下大叶樟幼苗叶片的可溶性蛋白含量与香樟的差异不显著,但在150~250mmol·L-1碱处理条件下大叶樟幼苗叶片的可溶性蛋白含量显著高于香樟(p<0.05)。

2.6 碱胁迫对大叶樟和香樟幼苗叶片SOD活性的影响 从表6可以看出,随着碱胁迫浓度的提高,大叶樟幼苗叶片SOD活性在200mmol·L-1碱处理条件下达最大值,之后开始下降,各处理均显著高于对照(p<0.05);香樟幼苗叶片SOD活性在100mmol·L-1碱处理条件下达最大值并显著高于对照,之后开始下降,在250mmol·L-1碱处理条件下达最低值,并显著低于对照(p<0.05)。

2.7 碱胁迫对大叶樟和香樟幼苗叶片POD活性的影响 从表7可以看出,随着碱胁迫浓度的提高,大叶樟幼苗叶片POD活性在100mmol·L-1碱处理条件下达最大值,并显著高于对照(p<0.05),之后开始下降,在200mmol·L-1碱胁迫处理条件下仍显著高于对照。香樟幼苗叶片POD活性在50mmol·L-1碱处理条件下最大值并显著高于对照(p<0.05),之后开始下降,在200mmol·L-1、250mmol·L-1碱处理条件下POD活性显著低于对照。在相同浓度碱胁迫处理条件下,大叶樟幼苗叶片的POD活性均高于香樟,且两者差异显著(p<0.05)。

2.8 大叶樟和香樟幼苗耐盐碱性综合评价 综合评价值D表示抗碱性大小,D在0~1,D值越接近1表示抗碱性越强,反之则抗碱性越弱[10]。从表8可以看出,随着碱胁迫程度的增加,大叶樟和香樟的综合评价值D均呈先增加后降低的趋势,其中大叶樟幼苗的综合评价值D在150mmol·L-1碱处理条件下达最大值,而香樟的在100mmol·L-1碱处理条件下达最大值。大叶樟幼苗的综合评价值D平均值为0.487,而香樟幼苗的平均值为0.407,大叶樟幼苗的耐碱能力优于香樟。

3 结论与讨论

碱胁迫易引起土壤养分匮乏,磷、铁等有效性低,对植物生长发育的影响很大,主要表现为叶片黄化、生长缓慢、根系活力低、养分吸收受抑制等[11,12],严重者引起植物叶片光氧化或低温冻害[17,18]。从本试验结果来看,大叶樟和香樟幼苗的叶绿素含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量呈先上升后下降趋势,MDA含量呈上升趋势。可以推测,低浓度碱处理未对大叶樟和香樟叶片产生明显的影响,两者叶片颜色仍保持正常绿色,与前人的研究结果一致[13-14]。植物针对低浓度盐碱胁迫产生了相应的适应机制,如脯氨酸和可溶性糖快速积累、SOD相关基因上调表达[15],CAT酶活性提高,从而保持较高的光合能力[16],这与张凌等[17]和李永涛等[13]在柽柳上、刘铎等[18]和李子英等[19]在柳树上的研究结果一致。郭立泉[20]等通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析认为,盐碱胁迫可诱导SOD、POD、CAT、谷胱甘肽还原酶(GR)同工酶出现新的条带,但随着盐碱浓度的增加,酶带的表达量降低[21],高浓度盐碱胁迫对植物生长发育存在抑制作用,因而大叶樟和香樟的耐盐碱能力可能存在阀值,两者的抗碱胁迫能力也不一致。

在本试验中,大叶樟的叶绿素含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的最高值均高于香樟,而MDA含量的最高值低于香樟,结合大叶樟和香樟的耐碱性综合评价结果来看,随着盐碱胁迫程度的增加,大叶樟和香樟的综合评价值D均呈先增加后降低的趋势,其中大叶樟幼苗的综合评价值D在150mmol·L-1盐碱处理条件下达最大值,而香樟的在100mmol·L-1盐碱处理条件下达最大值。可以推测,香樟能耐100mmol·L-1的盐碱胁迫,大叶樟能耐150mmol·L-1的盐碱胁迫。大叶樟幼苗的综合评价值D平均值为0.487,而香樟幼苗的平均值为0.407,因而大叶樟幼苗的耐盐碱能力强于香樟,可以作为抗盐碱性品种进一步研究和推广。

参考文献

[1]李晓储,黄利斌,朱惜晨,等.优良观赏树种大叶樟引种苗期试验[J].林业科技开发,2005(06):12-14.

[2]王朴,陈桂桥,邱自桢,等.银木引种及栽培技术[J].中国园艺文摘,2012,28(04):125,54.

[3]金晶,涂继红,朱芳,等.pH胁迫对银木和樟树生长的影响[J].安徽农业科学,2015,43(21):200-202.

[4]李晓储,黄利斌,朱惜晨,等.优良观赏树种大叶樟引种苗期试验[J].林业科技开发,2005(06):12-14.

[5]赵昌恒,吴志红,汪小飞,等.银木的播种繁殖技术[J].四川林业科技,2005(05):99,102.

[6]赵昌恒,方乐金.银木的光合与水分生理特性的研究[J].林业科学研究,2006(02):261-263.

[7]柯艳妮,田良涛,陈永勤,等.银木和樟树遗传多样性与亲缘关系的RAPD分析[J].湖北大学学报(自然科学版),2013,35(03):381-384.

[8]张丽华,王晓立,王梦秋,等.苏打盐碱胁迫对香樟幼苗光合特性的影响[J].北方园艺,2012,23:91-93.

[9]王学奎.植物生理生化实验原理与技术[M].北京:高等教育出版社,2007.

[10]韩浩章,张丽华,王晓立,等.猴樟与香樟幼苗的耐盐碱性比较[J].西部林业科学,2019,48(05):7-14.

[11]王佺珍,刘倩,高娅妮,等.植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展[J].生态学报,2017,37(16):5565-5577.

[12]韩浩章,张丽华,王晓立,等.盐碱胁迫对樟幼苗养分吸收的影响[J].河南农业科学,2018,47(3):116-120,127.

[13]李永涛,王霞,魏海霞,等.盐碱生境模拟下两种柽柳的生理特性研究[J].山东农业科学,2017,49(1):53-58.

[14]张潭,唐达,李思思,等.盐碱胁迫对枸杞幼苗生物量积累和光合作用的影响[J].西北植物学报,2017,37(12):2474-2482.

[15]Zhao Q,Suo J W,C′hen S X,et al. Na2CO3-responsme mechanisms in halophyte Puccerzellea tenuiflora roots revealed by physiological and proteomic analyses[J].Science Report, 2016,6:32717.

[16]Wang,Y. Effects of Na2CO3 and NaCl stresses on the antioxidant enzymes of chloroplasts and chlorophyll fluorescence parameters of leaves of Puccinellia tenuiflora (Turcz.) scribn.et [J].Merr. Acta Physiol. Plant, 2007,30:123-135.

[17]張凌,高翱,张芸香.4个树种对盐碱胁迫的响应[J].西北林学院学报2018,33(6):56-60.

[18]刘铎,丛日春,高卫东,等.盐碱胁迫对柳树抗氧化酶的影响[J].水土保持通报,2017,37(5):53-57.

[19]李子英,丛日春,杨庆山,等.盐碱胁迫对柳树幼苗生长和渗透调节物质含量的影响[J].生态学报,2017,37(24):8511-8517.

[20]郭立泉,陈建欣,崔景军,等.盐、碱胁迫下星星草有机酸代谢调节的比较研究[J].东北师范大学学报(自然科学版),2009,41(4):123-128.

[21]赵颖,魏小红,赫亚龙,等.混合盐碱胁迫对藜麦种子萌发和幼苗抗氧化特性的影响[J].草业学报,2019,28(2):156-167.

(责编:张宏民)

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