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不同品种油菜幼苗抗盐性评价

2020-02-21

衡水学院学报 2020年1期
关键词:抗盐脯氨酸叶绿素

崔 兴 国

(衡水学院 生命科学学院,河北 衡水 053000)

土壤盐渍化已成为制约农业生产发展的重要因子之一,也严重影响设施蔬菜栽培的利用效率和增产潜力。衡水地区盐碱耕地面积较大,对盐碱地的开发利用直接影响地区经济的发展[1]。油菜(brassica napusL.)作为蔬菜和油料作物均具有较高的经济价值,种植面积日益扩大。近年来随着农村产业结构的调整及新形势下产业发展要求的变化,筛选培育抗逆性强、高产优质的油菜品种日益受到关注,目前为止有关油菜的研究多集中在选育与栽培技术及农艺性状上,对其抗盐性研究较少。周文波[2]等研究了过表达IrrE 基因提高油菜的抗盐胁迫能力。柴雁飞[3]研究了盐碱混合胁迫对油菜种子萌发的胁迫效应。李春龙[4]等研究了盐胁迫对4 个“神油系列”油菜种子萌发及幼苗生长的影响。本试验通过研究盆栽不同品种油菜幼苗在不同质量分数的中性盐NaCl 胁迫下,丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖以及叶绿素含量等多项生理指标的变化,旨在综合分析评价不同油菜品种的抗盐能力,为探讨植物的抗盐机制提供理论依据,同时为当地农民种植结构调整提供指导,推动地区农业的可持续发展。

1 材料与方法

1.1 材料培养

试材5 个油菜品种(绿冠王、新绿3 号、香奈儿、四月蔓、冀绿)由衡水市种子公司提供。

挑取饱满种子,经0.1%的HgCl2消毒10 min,蒸馏水冲洗干净,播种于蛭石为基质的塑料盆中,出苗后用1/2 荷格伦特营养液培养,待幼苗长至五叶期,每盆定苗10 株,开始进行盐处理。设置5 个盐质量分数梯度0、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%,处理液用1/2 荷格伦特营养液配制。0 做对照(CK)为1/2 荷格伦特营养液。每个处理设3 次重复。为避免盐冲击效应[5],采用每天递增的方式逐步提高盐质量分数,达到NaCl 处理的最终质量分数为0.3%、0.6%、0.9%和1.2 %后连续处理15 d,每3 d 浇灌一次,每次浇处理液150 mL。

1.2 测定指标及方法

盐胁迫结束,每一处理选取相同部位新鲜叶片进行各项指标的测定。分别测定植物的丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖、叶绿素等含量。硫代巴比妥酸法测定MAD 含量;酸性茚三酮法测定Pro 含量;蒽酮比色法测定可溶性总糖含量;分光光度计测定叶绿素总含量[6]。试验数据用Excel 和SPSS18 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对油菜丙二醛含量的影响

遭遇盐胁迫会对细胞膜造成伤害,主要表现是膜脂组分发生改变,膜脂过氧化水平增高,其主要产物是丙二醛,故MDA 含量升高作为膜损伤的主要标志,用来衡量植物在逆境胁迫中受损害程度。与对照相比MDA 变化少,表明质膜在盐胁迫下受到损害程度较低,表明该品种抗盐性较强。盐胁迫对油菜新鲜叶片MDA 含量的影响见表1。

表1 盐胁迫对油菜新鲜叶片MDA 含量的影响 mmol/g

表1显示:在盐胁迫下,各油菜品种在不同盐处理质量分数下MDA 含量均表现一致,随胁迫质量分数的升高均呈增加趋势。具体在较低处理质量分数下增加较少,如0.3%质量分数下与对照相比,分别增加3.95% ~ 9.64%,但随胁迫质量分数的升高MDA 含量均明显增加,如在1.2%质量分数下,分别比对照增加408.43% ~ 553.95%。表明在低盐胁迫中,油菜叶细胞膜基本没有受到损害,且NaCl 为植物提供了必需元素Na 和Cl,有利于叶片的生长。而较高盐胁迫对油菜的膜质造成了较强的氧化损害,导致MDA的含量明显升高。

2.2 盐胁迫对油菜游离脯氨酸含量的影响

脯氨酸具有较强的水合力,且对植物无毒害作用,对蛋白质分子结构和功能的稳定起保护作用,其含量与植物忍受逆境胁迫的能力相关。表2显示:随着NaCl 质量分数升高,各品种油菜幼苗脯氨酸的含量均表现升高趋势,在1.2% 质量分数下分别比对照增加238.9% ~ 287.61%。

表2 盐胁迫对油菜新鲜叶片脯氨酸含量的影响 mg/g

油菜在盐胁迫下主动积累脯氨酸参与渗透调节,这是其适应盐环境的生理基础之一。

2.3 盐胁迫对油菜可溶性糖含量的影响

各品种油菜在盐胁迫下可溶性糖含量均高于对照,并随NaCl 质量分数升高表现增高趋势。在1.2%质量分数下分别比其对照增加40.04% ~ 56.48%,见表3。

逆境下可溶性糖含量的增加可以使植物的细胞渗透压下降,减少失水,保护原生质体。与对照相比可溶性糖含量升高越多的品种表明该品种抗盐性较强。

表3 盐胁迫对油菜新鲜叶片可溶性糖含量的影响 mg/g

2.4 盐胁迫对油菜叶绿素含量的影响

盐胁迫对各品种油菜叶片叶绿素的含量均有影响且变化趋势一致,在低质量分数(0.3%、0.6%)处理下,叶绿素含量升高,在高质量分数(0.9%、1.2%)处理下叶绿素含量降低,见表4。

表4 盐胁迫对油菜新鲜叶片叶绿素含量的影响 mg/g

分析得出:0.6%质量分数下分别比对照提高8.22% ~ 24.09%,1.2%质量分数下则分别比对照降低19.41% ~ 35.42%。表明较低质量分数范围的盐胁迫对油菜的叶绿素合成不但没有抑制反而有促进作用,随着盐胁迫质量分数的逐渐增加,叶绿素合成受到抑制而表现含量降低。

2.5 采用平均隶属函数法综合评价5 个油菜品种抗盐能力

使用模糊数学综合隶属函数的方法,对试验的5 个品种的4 项指标测定值进行了隶属函数值计算加权平均值[4]。根据计算结果综合评价5 个油菜品种的抗盐性,由高到低为冀绿>四月蔓>香奈儿>绿冠王>新绿3 号。

3 结果与结论

耕种土壤中的中性盐NaCl 对植物的伤害主要是造成渗透胁迫,致使MDA 含量升高,植物在渗透胁迫条件下主动合成和积累有机物脯氨酸、可溶性糖,以增大细胞的渗透势,降低水势以抵抗脱水,同时脯氨酸有清除羟自由基、保护原生质中活性生物大分子的作用。因此植物在盐胁迫中保持低水平的MDA,主动产生渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖是抗性的关键。盐胁迫下油菜MDA、脯氨酸和可溶性糖含量都较低,表明较低程度的盐胁迫对油菜基本不造成伤害,随胁迫程度加深而均逐步升高,这和李春龙的研究结果相一致[4]。

植物叶片中叶绿素含量的高低是植物与外界发生物质和能量交换的重要基础,也容易受到逆境胁迫的影响。较低程度的盐处理对油菜叶绿素合成不但没有造成伤害,还有利于其含量提高,但较强盐胁迫下叶绿素含量降低,叶片绿色变浅,光合作用受到影响。这与于爽在龙葵研究中得到的结论相一致[7]。综合分析多项测定结果表明冀绿、四月蔓、香奈儿和绿冠王四个油菜品种,具有一定的抗盐能力,可以在衡水地区含盐质量分数不超过0.6%的轻度盐碱土壤中推广种植。

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