赖弟利， 朱红林， 何 凤， 王佳俊， 范 昱， 赵 钢， 严 俊

(成都大学 农业农村部杂粮加工重点实验室/药学与生物工程学院，四川 成都 610106)

燕麦是禾本科(Gramineae)燕麦属 (Avena)一年生草本植物，又称筱麦、玉麦和铃铛麦，是世界主要农作物之一[1]。燕麦不仅具有丰富的营养价值，且与传统栽培作物小麦(Triticumaestivum)等相比，具有更强的抗逆性[2-3]，特别是燕麦表现出对盐碱土良好的适应性。因此，被认为是盐碱地改良的重要替代作物之一，在许多国家倍受重视并广泛栽培[4]。

我国约有25%的耕地受盐渍化影响，导致约50%的主要作物减产[5]。盐胁迫对植物的危害是多方面的，一是渗透胁迫，如高盐浓度造成种子吸水迟缓，抑制种子萌动，降低发芽势；二是离子的毒害；三是抑制植物体内酶活性和糖分的积累[6-10]。目前，国内外学者对麦类和其他作物的抗盐生理已经进行了较系统的研究。李先婷等[11]采用砂培法研究发现，在等量氯化钠梯度渐进胁迫下，选择性吸收和运输K+是啤酒大麦适应渐进盐胁迫的生理生态机制；XUE等[12-13]研究结果表明，大麦籽粒营养成分，尤其是高磷素营养有利于其在盐胁迫条件下萌发。SALAMA等[14]研究了不同耐盐性小麦品种在盐胁迫植株中K+、Na+积累和叶片中Mg2+以及叶绿素含量的变化；YANG等[15-16]研究发现，小麦幼苗中脯氨酸的积累可能有助于增强植株的耐盐性；GUO等[17]报道，腐植酸浸种可以通过调节果糖浓度减轻盐胁迫中小麦幼苗质膜损伤。但目前有关燕麦幼苗盐胁迫生理的研究还较少，特别是盐胁迫条件下燕麦幼苗可溶性糖分积累和分布尚属空白。为此，采用我国广泛种植的3个燕麦栽培品种为材料，以沙培法研究不同浓度盐胁迫对燕麦幼苗生长及生理指标的影响，探寻燕麦抗盐生理机制与规律，以期为燕麦抗盐育种提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 燕麦 白燕6号、白燕9号和冀张莜4号3个品种，经种子盐胁迫垂直萌发法[18]和燕麦幼芽在NaCl溶液生长初步筛选较具耐盐性，由西北农林科技大学提供。

1.1.2 盐 AR分析纯氯化钠，成都金山化学试剂有限公司。

1.1.3 肥料 来富利牌复合肥(N∶P∶K为15∶15∶15)，市购。

1.2 试验方法

1.2.1 材料预处理 河沙用自来水洗9～10次后，再用纯净水浸洗2次(通过测试浸出液电导率确定河沙是否洗净)，晾干备用；选取3个燕麦品种籽粒饱满，大小一致的种子各600粒，置于培养皿(100 mm)中，纯净水浸种12 h，待种子萌发备用。

1.2.2 试验设计 采用双因素试验设计结合沙培盆栽法进行试验[19-20]。其中，燕麦品种为白燕6号、白燕9号和冀张莜4号；设5个盐胁迫浓度，分别为1 g/kg、2 g/kg、4 g/kg、6 g/kg和8 g/kg，以无盐胁迫(0 g/kg)作对照。

称取来富利牌复合肥0.5 g/kg分别与0 g/kg、1 g/kg、2 g/kg、4 g/kg、6 g/kg、8 g/kg(g/kg表示肥料或NaCl与沙的质量比)盐沙混匀装盆。将盆中厚度约0.7 cm的沙取出，挑选浸种后胚根突破种皮，且基本一致的种子播种到对应花盆中，用取出的沙均匀的覆盖在种子上，每盆播种30粒；每个处理播种3盆，3次重复，共播种54盆。播种后每天9:00左右喷洒1.5～3 L纯净水，5 d将托盘用10 mL纯净水浸洗1次，将浸洗液洒到对应盆中。

1.2.2 测定项目 分别在播种7 d、14 d和21 d测定相应的生长及生理生化指标，每次取样每盆内随机取15株苗。叶绿素用叶绿素测定仪(SPAD-502 Plus)测定[21]，由于7 d时燕麦叶片尚未抽出，仅测定14 d和21 d的SPAD值；脯氨酸含量采用茚三酮比色法测定[22]；过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚比色法测定[22]；丙二醛(MDA)含量和可溶性糖含量采用硫代巴比妥酸比色法进行测定[22]。

1.3 数据统计与分析

用JMP 6.0(SAS Institute)进行方差及多元相关性分析，以及群体指标平均值差异显著性(P<0.05)检验。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对燕麦幼苗生长指标的影响

由表 1看出，3个燕麦品种幼苗的同一生长指标在同一盐浓度下随处理时间的延长其变化趋势一致。

1) 株高。3个燕麦品种幼苗在无胁迫和低浓度(1 g/kg)时，株高随时间段的延长逐渐升高且各时间段内均达显著性差异；在2 g/kg和4 g/kg时其增速开始减缓，在较高浓度(6 g/kg和8 g/kg)胁迫下，幼苗的株高在7 d后无显著变化。NaCl浓度为1 g/kg时燕麦幼苗株高明显高于其余各处理，说明，低浓度的盐处理有利于燕麦幼苗长高。

2) 根长。3个燕麦品种幼苗的根长随盐浓度增加、处理时间延长均呈较类似的变化趋势。在无胁迫和NaCl浓度为1 g/kg时，同一浓度下燕麦幼苗的根长随处理时间延长显著增长；同时，NaCl浓度为1 g/kg时幼苗的根长也显著高于其余盐胁迫处理。当NaCl浓度≥2 g/kg时，同一浓度下各处理时间幼苗的根长均无显著差异；且随着盐浓度的升高，3个燕麦品种的根长生长均受到明显抑制。

3) 根数和存活率。在无胁迫处理和当NaCl浓度≤6 g/kg时，3个燕麦品种幼苗的根数和存活率均随处理时间的延长呈逐渐增加趋势；当NaCl浓度达8 g/kg时，各时段燕麦幼苗的根数和存活率无明显变化。

2.2 盐胁迫对燕麦幼苗生理指标的影响

由表2看出3个燕麦品种幼苗在同一盐浓度下随处理时间的延长各生理指标的变化趋势。

1) 叶绿素含量。由于燕麦幼苗在第7天时叶片尚未展开，因此未对该时间的叶绿素含量进行测定。在生长至第14天和第21天时，随着NaCl浓度的增加，3个燕麦品种叶绿素含量呈类似的变化趋势。在无胁迫和NaCl浓度≤2 g/kg时，3个燕麦幼苗的叶绿素含量随处理时间的延长均呈显著上升趋势；在NaCl浓度达4 g/kg时，幼苗的叶绿素含量随处理时间的延长无显著变化；当NaCl浓度≥6 g/kg时，幼苗的叶绿素含量随处理时间的延长呈逐渐下降趋势。另外，2～6 g/kg的NaCl浓度比无胁迫处理在相同时长处理下的叶绿素含量高，说明，一定浓度盐胁迫(2～6 g/kg)使叶绿素含量增加。

2) 脯氨酸含量。相同NaCl浓度下3个燕麦品种幼苗的脯氨酸含量随处理时间的延长呈逐渐升高趋势。在无胁迫处理和NaCl浓度≤1 g/kg时，燕麦幼苗的脯氨酸含量随处理时间的延长均呈逐渐上升趋势，但增速较缓、含量较低；当NaCl浓度达2 g/kg时，其脯氨酸含量随处理时间的延长而迅速增加，变化显著。因此，高浓度盐胁迫对燕麦幼苗体内的脯氨酸含量有较大影响，说明燕麦体内的脯氨酸含量可以作为潜在的盐胁迫程度指标之一。

3) POD活性和MDA含量。随培养时间的增加，无胁迫处理3个燕麦品种幼苗叶片的POD活性和MDA含量均无显著变化；当NaCl浓度≥1 g/kg时，相同NaCl浓度下燕麦幼苗中POD活性和MDA含量均随处理时间的延长呈逐步上升趋势，且随胁迫程度的加大而增加。

4) 可溶性糖含量。3个燕麦品种各处理幼苗体内的可溶性糖均随处理时间的延长呈逐步上升趋势，其中，NaCl浓度为6 g/kg时3个燕麦品种的可溶性糖含量均在21 d时达最大，且均高于同一品种的其余处理。说明，该浓度有利于提高燕麦幼苗体内的糖代谢水平，有利于糖分积累。

2.3 燕麦幼苗各生理指标间的相关性

经相关性分析，盐胁迫下3个燕麦品种幼苗的MDA含量、POD活性、脯氨酸含量及可溶性糖含量均互呈极显著正相关(P<0.01)。其中，POD活性与脯氨酸的斯皮尔曼秩相关系数最大，达0.852 3；MDA含量与脯氨酸含量、POD活性的相关系数分别为0.665 5和0.666 7；可溶性糖含量与脯氨酸含量、POD活性和MDA含量的相关系数分别为0.649 1、0.566 4和0.576 3。说明，盐胁迫环境下4者间的变化紧密联系。

2.4 燕麦幼苗生理指标与形态指标间的相关性

经相关性分析，盐胁迫下3个燕麦品种的SPAD值和MDA含量与根数呈显著正相关(P<0.05)，相关系数分别为0.340 0和0.280 4；脯氨酸含量和可溶性糖含量与根数呈极显著正相关(P<0.01)，相关系数分别为0.443 2和0.591 0，说明，根数的增加对脯氨酸含量、可溶性糖含量的积累有促进作用。3个燕麦品种幼苗POD活性与存活率呈显著负相关性，相关系数为-0.292 4；脯氨酸含量、POD活性及MDA含量均与株高、根长呈极显著负相关，其相关系数分别为-0.460 1、-0.628 4和-0.399 6，-0.547 6、-0.685 9和-0.423 4，其中POD活性与株高、根长的相关系数绝对值最大，说明，随着株高、根长的增长POD活性反而降低。

3 结论与讨论

该研究发现，NaCl浓度为1 g/kg时有利于燕麦幼苗的生长，说明低盐环境可能对燕麦幼苗的生长有促进作用。当盐浓度高于2 g/kg时，燕麦幼苗生长即开始受到明显的胁迫；而当NaCl浓度较高(≥6 g/kg)时处理7 d后幼苗的生长受到严重抑制。分析发现，即使在同一盐浓度胁迫条件下，不同燕麦品种间的幼苗高度也存在明显差异，这将为燕麦抗盐品种育种改良提供依据和材料。3个燕麦品种幼苗的根长、根数的变化与燕麦幼苗植株的高度呈现较类似的变化趋势，即在NaCl浓度为1 g/kg时达最高，并随着盐浓度的增加呈明显降低趋势，与黄玉梅等[23-25]的研究结果类似。在种子萌发初期，适当的低盐浓度(1 g/kg)有利于种子萌动，这可能是适当的低盐分可以起到抑制环境微生物的作用。此外，尽管高盐浓度(8 g/kg)降低了种子的萌动率，但是随着时间的延长，燕麦幼苗的存活率没有显著变化，说明，即使高盐碱环境下燕麦长出的幼苗依旧可以顽强的生长。这对于盐碱地的燕麦广适性评价和推广十分重要。

该研究结果表明，低盐浓度可促进燕麦幼苗的光合强度，有助于增加净光合速率，可能是其通过自身调节适应不良环境的一种表现；而高浓度的盐胁迫可能使燕麦幼苗的光合速率下降，但细胞中脯氨酸等氨基酸含量则可能随NaCl含量的增加而增强，说明，燕麦体内的脯氨酸含量可以作为潜在的盐胁迫程度指标之一，与JUNGKLANG等[26-27]的研究结果类似。植物受到逆境胁迫时体内细胞代谢的动态平衡被打破，从而引起代谢紊乱，随后植株体内会启动一系列保护系统，如POD和MDA等组成的抗氧化酶促系统以维持植株的正常生理功能[28-29]。不同燕麦品种在盐浓度增高时其POD活性和MDA含量的变化不同，但值得注意的是当盐浓度为1 g/kg时，幼苗中的POD活性和MDA含量均逐步上升，说明，燕麦体内的POD和MDA对盐胁迫非常敏感，即低浓度胁迫就开始对环境作出响应，很可能直接参与细胞渗透势的调节从而应对盐胁迫的恶劣环境，同时也可以在某种程度上反映出燕麦幼苗抵御逆境胁迫的能力。该试验首次研究了燕麦幼苗在高浓度盐胁迫植株中糖分的积累，分析发现，即使在较高浓度(≥6 g/kg)盐胁迫下燕麦幼苗体内的可溶性糖仍在不断积累，这可能是燕麦长期进化过程中形成的适应机制，使其在高盐环境中仍能积累有机物以维持自身的生长发育。但各生理指标在盐胁迫下发生变化的分子机制还有待深入探索和研究。