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盐胁迫下西兰花和花椰菜抗逆性比较

2015-08-23江西农业大学农学院江西南昌330045

生物灾害科学 2015年4期
关键词:抗盐花椰菜根长

蒋 海 燕(江西农业大学 农学院,江西 南昌330045)

盐胁迫下西兰花和花椰菜抗逆性比较

蒋 海 燕
(江西农业大学 农学院,江西 南昌330045)

研究比较盐胁迫下西兰花和花椰菜的抗盐性大小。结果表明,NaCl胁迫显著(P<0.05)抑制西兰花幼苗生长的浓度为300 mmol/L;显著抑制花椰菜幼苗生长的浓度为100 mmol/L。盐胁迫下,西兰花脯氨酸含量和SOD、POD活性均较花椰菜高,而丙二醛含量较花椰菜低。结果表明盐胁迫下保护酶活性增强和脯氨酸积累是西兰花具有较强抗盐能力的重要生理学基础。

盐胁迫;西兰花;花椰菜;脯氨酸;保护酶活性

蒋海燕. 盐胁迫下西兰花和花椰菜抗逆性比较[J]. 生物灾害科学, 2015, 38(4):325-327.

土壤盐渍化是世界公认的资源问题和生态问题。据世界粮农组织和教科文组织的统计,全世界有各种盐渍土约 9.5×108hm2, 占陆地面积的 10%左右。我国盐渍土地的面积约为 1.0×108hm2[1], 占亚洲的1/3。由于工业污染的加剧、废水海水的开发利用、化肥的大量投入以及设施生产的迅猛发展,土壤的次生盐渍化呈现加重趋势,盐渍土面积还在继续增加。设施土壤的次生盐渍化目前已成为设施蔬菜生产的主要限制因子,严重影响了蔬菜的产量和品质[2-3]。

花椰菜( Brassica oleracea L.var.botrytis L.),又 称白花菜、菜 花,西 兰花( Brassica oleracea var. Italica),别名绿花菜、青花菜、绿菜花,与花椰菜同为芸薹属甘蓝的变种,原产欧洲,近年我国已有大量栽培。它们均为十字花科芸薹属 2 年生蔬菜。两者均含丰富营养成分,含有蛋白质、脂肪、碳水化合物、食物纤维、多种维生素及钙、磷、铁等多种矿物质元素,被欧美的营养学家视为保健佳蔬和“葆春蔬品”[4],是人们生活中不可缺少的蔬菜品种。目前关于上述两种蔬菜抗盐性的研究较少,徐芬芬等[5]比 较了生菜、大白菜、西兰花和小白菜等四种蔬菜种子萌发期抗盐性的大小,结果表明,4 种蔬菜中以西兰花的抗盐性最强。但关于花椰菜抗盐性的研究未见报道,更未见西兰花和花椰菜抗盐性大小比较的研究。因此本试验采用水培的方法比较了两者幼苗期抗盐性的大小和生理差异,以期为盐碱地蔬菜的种植提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试蔬菜品种:花椰菜,“ 洪都 15 号”; 西兰花,“ 绿美 90 天”。

1.2 试验设计与处理

西兰花和花椰菜种子在相同条件下催芽,长出两片子叶后,挑选均匀一致的小苗栽于装有细沙的塑料碗中培养,用打孔器将大小合适的泡沫板均匀打 3个孔,将幼苗放在已打好的孔中,泡沫板放在塑料碗中进行水培处理,1/2 Hoagland营养液培养,每隔 3 d换 1 次营养液。在人工气候箱中进行培养,人工气候箱的昼夜温度为28℃/25℃,昼夜湿度为 75%/70%;光照时间 10 h,光照强度 1 级。培养 3 d后,在营养液中分别加入 0、50、100、150、200、300 mmol/LNaCl,每处理重复 3次,每重复 10 碗。

1.3 测定指标

持续处理15 d后,测定株高、根长和单株鲜质量,同时取相同部位叶片测定以下生理指标:脯氨酸含量参照张殿忠等[5]的 方法,采 用茚三酮比色法测定;丙 二醛( MDA)含 量用TBA显色法测定[6]; S OD[6]和 POD[6]活性用NBT光化还原法和愈创木酚比色法测定。每个指标每重复测定3次,最后结果取平均值。

1.4 数据处理

用 Excel 软件进行数据统计整理,DPS6.55 版软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对西兰花和花椰菜生长的影响

试验结果表明,盐胁迫前,西兰花和花椰菜都能正常生长,随着盐胁迫时间的延长,花椰菜逐渐枯萎变黄,而西兰花生长没有受到影响。培养至 15 d,随着盐处理浓度的增加,花椰菜和西兰花的单株鲜质量、根长和株高均随盐处理浓度的增加表现出先增后降的趋势,但两者对盐胁迫的敏感性不同。

由表 1 可知,50~200 mmol/L NaCl 胁迫下西兰花单株鲜质量均显著高于 CK(P<0.05),300 mmol/L NaCl 胁迫下西兰花的单株鲜质量受到显著抑制(P<0.05)。5 0 mmol/L NaCl 胁迫下花椰菜单株鲜质量高于CK,但当 NaCl 浓度超过 100 mmol/L时,花椰菜单株鲜质量均显著低于 CK(P<0.05)。 因此,NaCl 胁迫显著(P<0.05)抑制西兰花单株鲜质量的浓度为 300 mmol/L;显 著(P<0.05)抑制花椰菜单株鲜质量的浓度为 100 mmol/L。

50~200 mmol/L NaCl 胁迫下西兰花根长均高于 CK,其中,100 mmol/L NaCl 处理根长显著(P<0.05)超过CK,3 00 mmol/L NaCl胁迫下西兰花的根长较CK降低,但 未达显著水平。说 明,浓 度低于300 mmol/L NaCl 胁迫处理对西兰花根系生长无显著影响。50 mmol/L NaCl 胁迫下花椰菜根长高于 CK,高于 50 mmol/L NaCl 处理花椰菜根长均受到抑制,浓度高于200 mmol/L NaCl 胁迫处理花椰菜根长受到显著抑制(P<0.05)。由 以上分析可知,N aCl 胁迫显著(P<0.05)抑制西兰花根长的浓度为 300 mmol/L,显 著(P<0.05)抑制花椰菜根长的浓度为 200 mmol/L。

50~200 mmol/L NaCl 胁迫下西兰花株高均受到促进,其中 100 mmol/L NaCl 胁迫下西兰花株高显著高于 CK(P<0.01),300 mmol/L NaCl 胁迫西兰花株高显著低于 CK(P<0.05)。50 mmol/L NaCl 胁迫处理花椰菜株高较 CK 有所提高,但与 CK差异不显著,其他浓度处理均较 CK 降低,150 mmol/L NaCl 胁迫处理花椰菜的株高显著低于 CK(P<0.05)。由以上分析可知,NaCl 胁迫显著(P<0.05)抑制西兰花株高的浓度为 300 mmol/L,显著(P<0.05)抑制花椰菜株高的浓度为 150 mmol/L。

表1 盐胁迫对西兰花和花椰菜生长的影响

由以上分析可知, 花椰菜和西兰花对 NaCl 的反应均表现为低浓度促进, 高浓度抑制, 但两者对 NaCl的耐受阈值不同,西兰花为 300 mmol/L,花椰菜为 100 mmol/L。

2.2 盐胁迫对西兰花和花椰菜脯氨酸含量和抗氧化酶系统的影响

由表 2 分析可知,盐胁迫下,花椰菜和西兰花 SOD 活性和 POD 活性均高于 CK,且随盐胁迫浓度的增加,两者 SOD 和 POD 活性均呈先增后减趋势。相同盐浓度处理下两者的 SOD和 POD活性比较均以西兰花高于花椰菜。

脯氨酸是植物体内的一种重要渗透调节物质,对盐胁迫反应较敏感,其含量大小可以作为衡量植物抗旱、抗盐能力的生理指标。由表 2 可知,随盐胁迫浓度的增加,西兰花和花椰菜的脯氨酸含量均逐渐增加。相同盐浓度处理下西兰花的脯氨酸含量均高于花椰菜,而且从随着盐处理浓度的增加,脯氨酸含量增加的幅度来看,西兰花也较大。

丙二醛含量变化是反映细胞膜脂过氧化作用强弱的一个重要指标。由表 2 可知,西兰花和花椰菜的MDA 含量均随 NaCl 胁迫浓度增强呈线性递增趋势,其中,100~300 mmol/L NaCl 胁迫处理 MDA含量均显著高于 CK(P<0.05)。西兰花丙二醛含量的增加幅度也较花椰菜小,300 mmol/L NaCl 胁迫下西兰花和花椰菜 MDA含量分别较 CK 提高 9.20 μmol/g 和 11.98 μmol/g。表明西兰花能够更好的抑制膜脂过氧化作用,增加膜结构的完整性,从而表现出较强的耐盐能力。

表2 盐胁迫对西兰花和花椰菜脯氨酸含量和抗氧化酶系统的影响

3 结论与讨论

通过使用含不同浓度NaCl 的1/2 Hoagland营养液培养花椰菜和西兰花幼苗,比 较了花椰菜和西兰花抗盐性的大小。研究结果表明,花椰菜和西兰花的单株鲜质量、根长和株高等均对 NaCl 表现出低浓度促进,高浓度抑制的作用,但两者对NaCl的耐受阈值不同。NaCl显著抑制西兰花单株鲜质量、根长和株高的浓度均为300 mmol/L,显著抑制花椰菜单株鲜质量、根 长和株高的浓度分别为100、200和150 mmol/L。表明,花椰菜对盐胁迫更敏感,抗盐能力较弱,西兰花抗盐能力较强。

通过对盐胁迫下西兰花和花椰菜幼苗的脯氨酸含量和保护酶活性大小比较可知,盐胁迫下西兰花的脯氨酸含量、SOD 活性和 POD 活性均较花椰菜高,而丙二醛含量较花椰菜低。说明,盐胁迫下西兰花可通过积累渗透调节物质,增强保护酶活性,抑制膜质过氧化和积累渗透调节物质而适应盐胁迫环境。

[1] 王春裕. 诌议土壤盐渍化的生态防治[J]. 生态学杂志, 1997,16(6):67-71.

[2] 童有为, 陈淡飞. 温室土壤次生盐渍化的形成和治理途径研究[J]. 园艺学报, 1991,18 (2):159-162.

[3] 蔡志远. 保护地土壤次生盐渍化的形成与防治[J]. 天津农林科技, 2005, (1):24-26.

[4] 张殿忠, 汪沛洪, 赵会贤. 测定小麦叶片游离脯氨酸含量的方法[J]. 植物生理学通讯,1990(4):62-65.

[5] 徐芬芬, 赵亚楠, 陈海燕, 等. 几种蔬菜萌发期耐NaCl胁迫能力的比较[J]. 种子,2012, 31(4): 104-105.

[6] 刘萍, 李明军. 植物生理学实验技术[M]. 北京: 科学出版社, 2007: 123-125, 147-148, 150-152.

Comparation of Salt Stress Resistance between Broccoli and Cauliflower

JIANG Hai-yan
(College ofAgronomy, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China)

Comparation of salt stress resistance between Broccoli and cauliflower was studied in this paper. The results showed that the concentration of NaCl that significantly inhibited seedling growth of broccoli and cauliflower was 300 mmol/L and 100 mmol/L, respectively. Under the salt stress, the proline content, SOD activity and POD activity of broccoli were higher than that of cauliflower, while the MDA content of broccoli were lower than that of cauliflower, which showed the physiological basis of higher salt resistance in broccoli.

salt stress; broccoli; cauliflower; proline; protection enzyme activity

S635

A

2095-3704(2015)04-0325-03

2015-11-01

蒋海燕,女,硕士,副教授,主要从事植物生理研究,E-mail:jianghaiyan@163.com。

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