胡举伟，张会慧，孙广玉

(1.东北林业大学 生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.黑龙江省科学院 自然与生态研究所，黑龙江 哈尔滨 150040）

Na2CO3胁迫对青龙桑、蒙古桑叶片生理和叶片光系统Ⅱ活力的影响

胡举伟1，张会慧2，孙广玉1

(1.东北林业大学 生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.黑龙江省科学院 自然与生态研究所，黑龙江 哈尔滨 150040）

以青龙桑Moros alba‘Qinglong’和蒙古桑Moros alba‘Mongolia’为试验材料，研究了不同浓度Na2CO3对青龙桑和蒙古桑叶绿素含量、渗透调节能力、叶片PSⅡ活力的影响。结果表明：随着Na2CO3浓度的提高，青龙桑和蒙古桑的叶绿素含量均呈现下降趋势，在相同Na+浓度条件下，青龙桑降低的幅度明显低于蒙古桑；随着Na2CO3浓度的提高，青龙桑和蒙古桑的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量呈现增加趋势，当Na+浓度＞80 mmol/L时，在相同Na+浓度条件下，青龙桑的各组分含量明显高于蒙古桑；当Na+浓度低于120 mmol/L时，各项叶绿素荧光指标变化均不明显；当Na+浓度超过120 mmol/L时，随着Na+浓度的增加，桑树叶片的Fv/Fm、Fv/Fo、Sm、φPo、φEo、TRo/RC和ETo/RC呈现降低的趋势，而VJ、Mo、φDo以及DIo/RC增加；在相同Na+浓度条件下，青龙桑的各项叶绿素荧光指标变化幅度明显低于蒙古桑，说明盐胁迫抑制了PSⅡ受体侧QA向QB的电子传递，使桑树叶片捕获的光能比例降低，而用于热耗散的比例增加，用于QA-以后的电子传递能量比例减少。以上结果表明青龙桑对Na2CO3胁迫的适应能力高于蒙古桑。

桑树；青龙桑；蒙古桑；Na2CO3胁迫；叶片生理；叶片PSⅡ活力

盐碱土是一种广泛分布的土壤类型，全世界盐碱土地面积约为9.55×108hm2，占地球陆地总面积的7.26%，我国盐碱土约有9.91×107hm2，其中，现代盐碱土3.69×107hm2，残余盐碱土4.49×107hm2，潜在盐碱土 1.73×107hm2[1]。土壤中的致害盐类除了以NaCl为主的中性盐以外，还有以Na2CO3为主的碱性盐。松嫩平原是世界上苏打盐碱地分布面积最大的地区，土壤pH值多在8.5以上，重度盐碱地pH值高达9.0～10.5，并且面积有逐年扩大的趋势，严重限制了当地农林业的发展[2-3]。桑树Moros alba除了可以用于发展桑蚕业外，因其对逆境的适应能力强，在荒山绿化、防沙治沙、治理水土流失等生态治理方面作用也日益突出，抑制土壤盐渍化，改良利用现有盐渍土地的一条重要途径是恢复植被[4-5]，青龙桑和蒙古桑目前已经成为松嫩平原退化植被和退耕还林地区的优选树种之一。

盐胁迫能通过渗透胁迫、离子毒害和离子失衡和盐胁迫的次生反应如氧化胁迫对植物产生伤害，从而影响植物叶片PSⅡ对光能的吸收以及光合电子传递链的运转[6-9]。叶绿素荧光是探测和分析植物光合功能的重要手段, 为研究光系统及其电子传递过程提供了丰富的信息, 是研究植物光合生理状况以及植物与逆境胁迫关系的理想探针，而快速叶绿素荧光诱导动力学（OJIP）近年来已成为研究逆境对PSⅡ供体侧和受体侧电子传递影响的主要方法，通过对不同逆境条件下快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的分析可深入了解不同逆境对植物光合机构主要是PSⅡ的影响以及光合机构对环境的适应机制[10-11]。而植物要适应盐胁迫的生境，必须抵抗离子胁迫和渗透胁迫，测定有关渗透调节物质的含量是了解植物对盐胁迫适应能力的途径。目前，关于盐胁迫对桑树的光合以及生长的影响有较多研究[12-14]，但对盐胁迫下桑树PSⅡ的功能的研究尚不多见，尤其是碱性盐（Na2CO3）条件下对青龙桑和蒙古桑叶片PSⅡ功能影响的对比研究更为少见。为此，本试验利用快速叶绿素荧光分析技术，分析不同浓度Na2CO3胁迫下青龙桑和蒙古桑PSⅡ功能的不同变化，并测定其叶片中几种渗透调节物质的含量差异，以期了解青龙桑和蒙古桑对碱性盐（Na2CO3）胁迫适应能力的差异，并为青龙桑和蒙古桑在盐碱地的综合治理应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2012年7月在东北林业大学植物生理实验室进行。供试桑树Moros alba品种为青龙桑（简称QL）和蒙古桑（简称MG）（种子由黑龙江省桑蚕研究所提供）。3月初播种，培养基质采用充分混匀的草炭土与石英砂，比例为1∶1（v/v）。在温度25/23 ℃（光/暗）、光照强度400 μmol·m-2s-1、光周期 14/10 h（光 /暗）、相对湿度75 %左右的光照培养箱中培养，定期浇水。待幼苗长到约10 cm高时，选取长势一致的青龙桑和蒙古桑幼苗，用蒸馏水冲洗干净，将苗基部用脱脂棉裹住并固定在去底的离心管里，移入高20 cm、直径25 cm 的塑料桶中，桶上部用泡沫塑料板作支持物，塑料桶外部用黑色塑料遮光。培养期间用电动气泵24 h持续通气。

1.2 试验方法

培养前期在桶中装入蒸馏水，使植株适应生长48 h，然后换成1/2 Hoagland完全营养液，再过24 h用Hoagland完全营养液培养。待1周后确认幼苗已经存活时进行胁迫处理。将青龙桑和蒙古桑幼苗分别用含 20、40、60、80、100 mmol·L-1Na2CO3的Hoagland完全营养液处理，以用Hoagland完全营养液培养的青龙桑和蒙古桑为对照（CK）。每个处理保留6株幼苗。将上述处理放在温度25/23 ℃（光/暗）、光照强度 400 μmol·m-2s-1、光周期 14/10 h（光/暗）、相对湿度75 %左右的光照培养箱中培养。培养72 h后，进行叶绿素荧光参数的测定和叶绿素含量的测定。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 叶绿素荧光参数的测定

利用Mini调制式掌上叶绿素荧光仪（FluorPen FP 100max，捷克）测定经过半个小时暗适应后青龙桑和蒙古桑幼苗从上往下数第2片完全展开叶片的快相叶绿素荧光诱导曲线（OJIP），每个处理重复5次，从曲线上可得叶绿素荧光参数，主要包括PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潜在光化学活性（Fv/Fo）、2 ms时的相对可变荧光（VJ）、荧光上升的初始斜率（Mo）、原初光化学反应的最大量子产额（φPo）、非光化学猝灭的最大量子产额（φDo）、吸收光能用于QA-以后的电子传递的能量比例（φEo）、单位反应中心吸收的光能（ABS/RC）、单位反应中心捕获的用于还原QA的能量（TRo/RC）、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量（ETo/RC）和单位反应中心耗散掉的能量（DIo/RC）等。

1.3.2 叶绿素含量、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量的测定

选取各处理上部第2、3片完全展开叶，采用丙酮、无水乙醇等量混合浸提法测定叶绿素含量[15]；采用考马斯亮蓝G-250染色法[16]测定可溶性蛋白含量；采用蒽酮比色法[17]测定可溶性糖含量；采用磺基水杨酸提取，茚三酮显色法[18]测定游离脯氨酸含量。每个处理5次重复。

1.4 数据处理和统计方法

试验数据采用Excel和DPS软件进行统计与分析。图中数据为5次重复的平均值±标准差（SE），并采用单因素方差分析（One-way ANOVA）和最小显著差异法（LSD）比较不同数据组间的差异。

2 结果与分析

2.1 Na2CO3胁迫对2种桑树叶片中叶绿素含量、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量的影响

由图1可以看出，在低浓度Na2CO3胁迫条件（Na+浓度＜80 mmol·L-1）下，青龙桑和蒙古桑叶片叶绿素含量无显著变化；在高浓度Na2CO3胁迫条件（Na+浓度＞80 mmol·L-1）下，青龙桑和蒙古桑的叶绿素含量随胁迫浓度提高而明显降低，当Na+浓度达到200 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的叶绿素含量分别比对照降低了23.2%、33.0%，都达到差异显著水平。在相同胁迫浓度下，青龙桑的叶绿素含量明显高于蒙古桑，当Na+浓度达到200 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的叶绿素含量达到差异显著水平。

图1 Na2CO3胁迫对2种桑树叶片中叶绿素含量、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量的影响Fig.1 Effects of Na2CO3 stress on chlorophyll (a+b), proline, soluble sugar, soluble protein contents in leaves of two kinds of mulberry trees

由图1可以看出，随着Na2CO3胁迫浓度的提高，青龙桑和蒙古桑叶片中的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量都呈现出逐渐升高的趋势。当Na+浓度＞80 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量明显高于对照，均达到差异显著水平。但在相同Na+浓度条件下，青龙桑叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均明显高于蒙古桑，说明在Na2CO3胁迫下，青龙桑叶片中渗透调节物质（脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白）积累的水平高于蒙古桑。

2.2 Na2CO3胁迫对2种桑树叶片PSⅡ最大光化学效率和潜在光化学活性的影响

Fv/Fm是重要的荧光参数之一，即PSⅡ最大光化学效率，反映PSⅡ反应中心内的光能转化效率。Fv/Fo反映的是PSⅡ的潜在光化学活性，它们都是反映植物胁迫程度的重要指标。由图2可以看出，随着盐胁迫浓度的升高，青龙桑和蒙古桑的Fv/Fm和Fv/Fo对Na2CO3胁迫的响应表现出相似的趋势。在Na+浓度低于80 mmol·L-1时，Na2CO3胁迫对2种桑树的Fv/Fm无显著影响；而当Na+浓度超过80 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的Fv/Fm呈现降低趋势，与对照相比，青龙桑和蒙古桑的Fv/Fm均显著降低，但蒙古桑降低的幅度明显大于青龙桑；在Na+浓度达到200 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑之间达到差异显著水平。在Na+浓度低于80 mmol·L-1时，青龙桑的Fv/Fo无显著变化；而当Na+浓度超过80 mmol·L-1时，与对照相比，青龙桑的Fv/Fo显著降低，而蒙古桑的Fv/Fo在Na+浓度达到80 mmol·L-1时就已显著降低，且在各处理间均明显低于青龙桑。

图2 Na2CO3胁迫对2种桑树叶片PSⅡ最大光化学效率和潜在光化学活性的影响Fig.2 Effects of Na2CO3 stress on maximum photochemical ef ficiency (Fv/Fm) and potential activities of PSII (Fv/Fo) in leaves of two kinds of mulberry tree

2.3 Na2CO3胁迫对2种桑树叶片光合电子传递链上QA-氧化还原状态的影响

VJ表示在J点所具有关闭反应中心的数量或QA的还原量，即QA-的积累量[19-20]。Mo是相对荧光的初始斜率，它可以用来表示QA被还原的相对速率[21-22]。由图3可以看出，在Na+浓度小于120 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的VJ和Mo无显著变化；而当Na+浓度大于120 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的VJ和Mo显著高于对照，且蒙古桑增加的幅度明显大于青龙桑；在Na+浓度为200 mmol·L-1时，青龙桑的VJ和Mo分别比对照增加了19.4%、36.6%，蒙古桑的VJ和Mo分别比对照增加了56.3% 、81.0%，2种桑树之间达到差异显著水平。

Sm反映了使QA完全被还原所需要的能量，即PSⅡ反应中心受体侧PQ库的大小，电子从QA-进入电子传递链越多，则到达Fm所需要的时间就越长，Sm的值也越大[23]。随着盐胁迫浓度的升高，青龙桑和蒙古桑的Sm均呈现降低的趋势，且蒙古桑降低的幅度明显大于青龙桑，在Na+浓度为160、200 mmol·L-1时，青龙桑的Sm明显高于蒙古桑，两者之间达到差异显著水平。

2.4 Na2CO3胁迫对桑树叶片能量分配参数的影响

由图4可以看出，在光能的分配利用上，随着Na2CO3胁迫浓度的升高，青龙桑和蒙古桑叶片捕获的光能比例φPo降低，而用于热耗散的比例jDo增加，从而导致用于QA-以后的电子传递能量比例φEo减少。说明Na2CO3胁迫降低了光合系统捕获光能的能力以及用于推动电子进入QA-以后的能量，并通过提高热耗散减少了过剩激发能，这被认为是桑树叶片对盐胁迫下为减轻过剩激发能对PSⅡ造成伤害的一种防御机制。在Na+浓度低于 120 mmol·L-1时，2 种桑树的φPo、φEo无明显变化；而当Na+浓度高于120 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的φPo、φEo显著低于对照，且蒙古桑下降的幅度明显高于青龙桑；在Na+浓度达到200 mmol·L-1时，青龙桑的φPo、φEo分别比对照降低了18.6%、32.6%，蒙古桑的φPo、φEo分别比对照降低了24.0%、61.7%，2种桑树之间达到差异显著水平。青龙桑和蒙古桑的jDo随着Na2CO3胁迫浓度的升高，表现出上升的趋势，当Na+浓度高于120 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的jDo显著高于对照，且蒙古桑增加的幅度明显高于青龙桑；在Na+浓度达到200 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的jDo分别比对照高了71.1%、87.2%，2种桑树的jDo达到差异显著水平。

图3 Na2CO3胁迫对2种桑树叶片QA-氧化还原状态的影响Fig.3 Effects of Na2CO3 stress on QA- oxidation in leaves of two kinds of mulberry

图4 Na2CO3胁迫对2种桑树叶片能量分配参数的影响Fig.4 Effects of Na2CO3 stress on parameters of energy flux ratios in leaves of two kinds of mulberry

2.5 盐胁迫对2种桑树叶片单位PSⅡ反应中心比活参数的影响

ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC和DIo/RC分别反映了单位反应中心吸收的光能、单位反应中心捕获的用于还原QA的能量、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量和单位反应中心耗散掉的能量[24]。由图5可以看出，在Na+浓度低于120 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的ABS/RC、ETo/RC、DIo/RC无显著变化；而当Na+浓度大于120 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的ABS/RC、ETo/RC表现出降低的趋势，且蒙古桑的降幅明显大于青龙桑，与对照相比，蒙古桑达到差异显著水平。青龙桑和蒙古桑的DIo/RC则表现出增加的趋势，当Na+浓度为200 mmol·L-1时，蒙古桑的DIo/RC显著高于青龙桑；而随着Na2CO3胁迫浓度的升高，青龙桑和蒙古桑的TRo/RC呈现降低的趋势，且蒙古桑的降幅明显大于青龙桑，当Na+浓度大于120 mmol·L-1时，与对照相比，达到差异显著水平。

3 讨 论

盐胁迫通常通过影响植物体内的离子平衡，以及抑制植物的光合作用，从而影响植物的生长[25-26]。由于植物的光合作用对盐胁迫最为敏感[27]，其中植物细胞中叶绿体是对盐胁迫最敏感的细胞器之一[28]，随着盐胁迫时间的延长和盐浓度的提高会导致盐离子在植物细胞中的累积，使叶绿体膜系统解体[29]。盐胁迫会使植物体非光化学淬灭系数呈显著增加，PSⅡ潜在活性中心受损，非光化学能量耗散加强, 叶片光能利用率降低，抑制了光合作用的原初反应，光合电子传递过程受到影响，光合机构受到损害，不利于植物体把所捕获的光能转变为化学能[30]。在本试验中，当溶液中Na+浓度在0～120 mmol/L时，青龙桑和蒙古桑的各项叶绿素荧光指标变化均不明显；当Na+浓度超过120 mmol/L时，随着盐溶液中Na+浓度的增加，桑树叶片的最大光化学效率（Fv/Fm） 和潜在光化学活性（Fv/Fo）均有不同程度的降低，但青龙桑降低的幅度明显低于蒙古桑并且QA-的积累量和QA-被还原的相对速率均明显增加，QA被完全还原时所需的能量下降，说明盐胁迫抑制了PSⅡ受体侧QA向QB的电子传递，使PSⅡ电子传递链上受体侧QB位点和PQ库容量发生了改变，从而使桑树叶片原初光化学反应的最大量子产额（φPo）降低，而用于热耗散的比例（jDo）增加，用于QA-以后的电子传递能量比例（φEo）减少，并且造成了反应中心的降解或失活，导致叶片通过热能形式散失掉过剩的激发能的比例增加，减少了用于光合作用的能量分配，从而使桑树叶片的光合作用受到抑制。这与张会慧等人[31]的研究结果相似。

图5 Na2CO3胁迫对2种桑树叶片ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC和DIo/RC的影响Fig.5 Effects of Na2CO3 stress on ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC and DIo/RC in leaves of two kinds of mulberry

研究表明，PSⅡ供体侧放氧复合体（OEC）的失活会减少PSⅡ向辅酶A（QA）的电子传递，即会降低QA的还原程度，而QA-到辅酶B（QB）电子传递的受阻会加剧QA的还原[24]。本试验中结果表明，随着Na2CO3胁迫浓度的增加，桑树幼苗叶片的VJ和Mo增加，而Sm降低，即QA-的积累量和QA被还原的相对速率均呈增加趋势，而Sm呈现降低趋势。说明Na2CO3胁迫对PSⅡ光合电子的供体侧放氧复合体（OEC）伤害程度较小，而由于叶片在受到光破坏时，D1蛋白降解加剧，结果使电子传递体，特别是QB易从蛋白复合体上脱落下来，造成受体库容量的减小，表现为Sm减小，所以在Na2CO3胁迫条件下导致原初的光能转换效率降低和电子传递的受阻主要是由于PSⅡ电子受体侧受到抑制引起的，其主要原因可能是QB位点的改变和PQ库容量降低、PSⅡ反应中心失活或降解[32]。随着Na2CO3胁迫浓度的增加，当Na+浓度低于120 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑单位反应中心吸收的光能（ABS/RC）无显著变化，而当Na+浓度达到200 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑ABS/RC明显降低，推测可能是由于在盐胁迫下叶绿素酶活性逐渐增强，加速叶绿素分解[10]，导致桑树叶片吸收光能的能力下降，从而使ABS/RC降低。同时桑树幼苗叶片的TRo/RC和ETo/RC也呈降低趋势，而DIo/RC呈现增加趋势，特别是当Na+浓度大于120 mmol·L-1时各参数变化与对照相比总体达到显著差异水平，但青龙桑的变化水平明显低于蒙古桑。说明Na2CO3胁迫降低了桑树幼苗叶片PSⅡ单位反应中心捕获的用于还原QA的能量（TRo/RC）、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量（ETo/RC），提高了单位反应中心耗散掉的能量（DIo/RC），改变了桑树幼苗叶片光合器官对光能的吸收、转化和热耗散的状况，对桑树幼苗光合结构具有明显的破坏作用，但对青龙桑光合电子传递的影响低于蒙古桑。

盐离子会对植物造成渗透胁迫，而渗透调节是植物应对渗透胁迫的主要生理机制[33]。在盐胁迫条件下，植物通过代谢活动增加细胞内溶质浓度，维持渗透平衡，提高其保水能力，保持细胞结构和功能的完整[34]。参与渗透调节包括在细胞内合成的一些有机溶质（可溶性的碳水化合物和氨基酸）[35]，有关研究证明脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白是起渗透调节作用的重要成分[36]。本试验结果表明，当Na+浓度＞80 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑叶片中的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白与对照相比均显著提高，但在相同胁迫浓度下，青龙桑中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量明显高于青龙桑。说明青龙桑对Na2CO3胁迫的响应更为积极，对盐离子胁迫表现出更强的渗透调节能力，更有助于青龙桑在Na2CO3胁迫下维持叶绿体膜系统的完整和功能的正常。

4 结 论

综上所述，在Na2CO3胁迫下，当Na+浓度低于120 mmol·L-1时，对青龙桑和蒙古桑PSⅡ活力的影响不大；当Na+浓度高于120 mmol·L-1时，青龙桑和蒙古桑的光合电子传递受到抑制，蒙古桑PSⅡ受到抑制或伤害的水平明显高于青龙桑。青龙桑能将更多吸收的光能用于QA-以后的电子传递，从而减少无效的热耗散，推测青龙桑耐碱性盐的能力高于蒙古桑，可能是由于青龙桑具有更强的渗透调节能力，需要通过试验进一步研究。

[1]Bhatnagar-Mathur P, Vadez V, Sharma K K. Transgenic approaches for abiotic stress tolerance in plants： retrospect and prospects[J]. Plant Cell Report,2008,27(3)：411-424.

[2]林栖凤,李冠一.植物耐盐性研究进展[J].生物工程进展,2000, 20(2)：20-25.

[3]王继和,杨自辉,胡明贵,等.干旱区腌渍化土地综合治理技术研究[J].中国生态农业学报,2001,9(1)：64-66.

[4]买买提依明,殷 工,夏庆友,等.新疆沙漠桑树品种持水力研究初报[J].蚕学通讯,2008,29(1)：7-11.

[5]姚 芳,倪吾钟,杨肖娥.桑树的种质资源、生态适应性及其应用前景[J].防护林科技,2004,20(4)：289-292.

[6]Liu W Q, Guo W Q, Shi D C. Seed germination, seedling survival, and physiological response of sun flowers under saline and alkaline conditions[J].Photosynthetica,2010,48(2)：278-286.

[7]Campbell S A, Nishio J N. Iron de ficiency studies of sugar beet using an improved sodium bicarbonate-buffered hydroponic growth system[J].Journal of Plant Nutrition,2000,23(6)：741-757.

[8]Shi D C, Sheng Y M. Effect of various salt-alkaline mixed stress conditions on sunflower seedlings and analysis of their stress factors[J]. Environ. Exp. Bot., 2005, 54(1)： 8-21.

[9]Wang L, Seki K, Miyazaki T,et al. The causes of soil alkalinization in the Songnen Plain of Northeast China[J].Paddy Water Environ., 2009, 7(3)： 259-270.

[10]Appenroth K J, StÊckel J, Srivastava A,et al. Multiple effects of chromate on the photosynthetic apparatus ofSpirodela polyrhizaas probe by OJIP chlorophyll a fluorescence measurements[J].Environment Pollution, 2001,115(1)：49-64.

[11]Lu C M,Vonshak A. Effects of salinity stress on photosystem II function in cyanobacterialSpirulina platensiscells[J].Physiol.Plant, 2002, 114(3)： 405-413.

[12]孙景波,孙广玉,刘晓东,等.盐胁迫对桑树幼苗生长、叶片水分状况和离子分布的影响[J].应用生态学报,2009,20(3)：543-548.

[13]柯裕州,周金星,卢 楠,等.盐胁迫对桑树幼苗光合生理及叶绿素荧光特性的影响[J].林业科学研究,2009,22(2)：200-206.

[14]柯裕州,周金星,张旭东,等.盐胁迫对桑树幼苗光合生理生态特性的影响[J].林业科学,2009,45(8)：61-66.

[15]张宪政.植物生理实验技术[M].北京：科学技术出版社,1989.

[16]张志良,翟伟菁.植物生理学实验指导[M].北京： 高等教育版社,2003.

[17]Bradford M M.A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding[J].Analytical Biochemistry,1976,72(1)： 248-254.

[18]Bates L S,Waldren R P,Teare I D.Rapid determination of free proline for water-stress studies[J].Plant and Soil,1973,39(1)：205-207.

[19]Srivastava A, Guissé B, Greppin H,et al. Regulation of antenna structure and electron transport in PSII ofPisum sativumunder elevated temperature probed by the fast polyphasic chlorophyll a fluorescence transient：OKJIP[J]. Biochim. Biophys. Acta., 1997,13(2)：95-106.

[20]Strivastava A, Strasser R J. Stress and stress management of land plants during a regular day[J].Journal of Plant Physiology, 1996,148(3)：445-455.

[21]Susplugas S, Srivastava A, Strasser R J. Changes in the photosynthetic activities during several stages of vegetative growth ofSpirodela polyrhiza： effect of chromate[J].Journal of Plant Physiology, 2000, 157(5)：503-512.

[22]Van Heerden P D R, Strasser R J, Krüger G H J. Reduction of dark chilling stress in N2- fixing soybean by nitrate as indicated by chlorophyll a fluorescence kinetics[J].Plant Physiology, 2004,121(2)： 239-249.

[23]Strasser R J, Strivastava A G. Polyphasic chlorophyll a fluorescence transients[J].Photosynthesis Research, 1997, 52(2)：147-155.

[24]李鹏民,高辉远,Strasser R J.快速叶绿素荧光诱导动力学分析在光合作用研究中的应用[J].植物生理与分子生物学学报,2005, 31(6)： 559-566.

[25]Brugnoli E,Bjorkman O.Growth of cotton under continuous salinity stress：in fluence on allocation pattern,stomatal and nonstomatal components of photosynthesis and dissipation of excess light energy[J]. Planta., 1992, 187(3)：335-345.

[26]Liu W Q, Guo W Q, Shi D C. Seed germination, seedling survival, and physiological response of sun flowers under saline and alkaline conditions[J].Photosynthetica,2010,48(2)：278-286.

[27]Campbell S A,Nishio J N.Iron deficiency studies of sugar beet using an improved sodium bicarbonate-buffered hydroponic growth system[J].Journal of Plant Nutrition,2000,23：741-757.

[28]Gonzalez K R, Erdei L, Lips H S. The activity of antioxidant enzymes in maize and sun flower seedlings as affected by salinity and different nitrogen sources[J].Plant Science,2002, 162(6)：923-930.

[29]王 斌,巨 波,赵慧娟,等.不同盐梯度处理下沼泽小叶桦的生理特征及叶片结构研究[J].林业科学,2011,47(10)：29-36.

[30]Robert H,Marrec C,Blanco C,et al.Glycine betaine,carnitine and choline enhance salinity tolerance and prevent the accumulation of sodium to a level inhibiting growth of Tetragenococcus Halaphila[J].Applied and Environmental Microbiology, 2000,66(2)： 509-517.

[31]张会慧,张秀丽,胡彦波,等.碱性盐胁迫对桑树幼苗叶片叶绿素荧光和激发能分配的影响[J].经济林研究,2012,30(1)：6-12.

[32]王 娟,敖 红,张会慧,等.6种绿化灌木叶片PSⅡ的耐盐性研究及综合评价[J].经济林研究,2013,31(1)：64-69.

[33]Morgan J M. Osmoregulation and water stress in higher plants[J].Annual Review of Plant Physiology,1984, 35(1)：299-319.

[34]Hare P D, Cress W A, Staden J V. Dissecting the roles of osmolyte accumulation during stress[J].Plant,Cell and Environment, 1998, 21(6)：535-553.

[35]Tan W, Blake T J, Boylet J B. Drought tolerance in faster and slower-growing black spruce (Picea mariana) Progenies：Ⅱ .Osmotic adjustment and changes of soluble carbohydrates and amino acids under osmotic stress[J].Physiologia Plantarum,1992, 85(4)： 645-651.

[36]逄好胜,张会慧,田 野,等.不同光强下盐胁迫对桑树幼苗叶片活性氧和叶绿素荧光特性的影响[J].中南林业科技大学学报 ,2014,34(8)：42-47.

Effects of Na2CO3stress on physiological characteristics and photosystemⅡ activity in leaves of mulberry ‘Qinglong’ and mulberry ‘Mongolia’

HU Ju-wei1, ZHANG Hui-hui2, SUN Guang-yu1
(1. College of Life Science, Northeast Forestry University, Harbin 150040, Heilongjiang, China;2.Institute of Natural Resources, Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150040, Heilongjiang, China)

The effects of Na2CO3stress treatments with different concentrations toMoros alba‘Qinglong’ andMoros alba‘Mongolia’on osmotic adjustment ability, leaf chlorophyll content, PS II activity of the two mulberry trees were investigated. The results show that chlorophyll contents of mulberry ‘Qinglong’ and mulberry ‘Mongolia’ presented a decreasing trend with increasing of Na2CO3concentration, the reduction of ‘Qinglong’ was significantly lower than that of ‘Mongolia’ under the same Na+concentration; the contents of proline, soluble sugar and solbule protein of ‘Qinglong’ and ‘Mongolia’ presented a decreasing trend with increasing of Na2CO3concentration, when the Na+concentration was higher than 80 mmol/L, the contents of proline, soluble sugar and solbule protein of ‘Qinglong’ were signi ficantly higher than that of mulberry ‘Mongolia’; The fluorescence parameters had no difference under low concentration Na+(＜120 mmol /L) treatment, but the fluorescence parameters of normalised total complementary area above the OJIP transie(Sm), quantum yield for electron transport(φEo), maximal trapped energy flux per reaction center(TRo/RC) and electron transport flux per reaction center(ETo/RC) decreased obviously when Na+concentration was above 120 mmol/L, while the parameters of relative variable fluorescence intensity at the J-step(VJ), the reduction ofQAmaximum rate(Mo), quantum yield for dissipated energy(φDo) and dissipated energy flux per reaction center (DIo/RC) increased．The fluorescence parameters increase of ‘Qinglong’ were signi ficantly lower than that of ‘Mongolia’ under the same Na+concentration, electron transports in the receptor side of PS Ⅱ fromQAtoQBwere impeded under salt stress, the main reason was that the locus ofQBand capacity of PQ had been changed, the ratio of capture photons had been decreased, the ratio of heat energy had been increased，the electron had been reduced afterQA. The above results show that the adaptive capacity of ‘Qinglong’ to Na2CO3stress was higher than that of ‘Mongolia’.

mulberry(Morus alba);Moros alba‘Qinglong’;Moros alba‘Mongolia’; Na2CO3stress; leaf physiological; leaves of PS II activity

S718.45；Q945.1

A

1673-923X(2015)05-0051-08

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.05.009

2014-05-07

国家自然科学基金项目（30771746,31070307）；“十二五”国家科技支撑项目（2011BAD08B02-3）

胡举伟，博士研究生

孙广玉，教授，博士，博士生导师； E-mail：sungy@vip.sina.com

胡举伟,孙广玉. Na2CO3胁迫对青龙桑、蒙古桑叶片生理和叶片光系统Ⅱ活力的影响[J].中南林业科技大学学报，2015,35(5)： 51-58.

[本文编校：谢荣秀]