超重力处理对甘蓝幼苗抗盐性的影响

冀华，杨美红，郭春绒，康新立

（1.山西农业大学 文理学院，山西 太谷 030801;2.山西运城市环境保护研究所，山西 运城 044000)

超重力处理对甘蓝幼苗抗盐性的影响

冀华1，杨美红1，郭春绒1，康新立2

（1.山西农业大学 文理学院，山西 太谷 030801;2.山西运城市环境保护研究所，山西 运城 044000)

试验以早熟甘蓝8398为材料，以不同超重力、不同时间长度对刚萌动的种子进行处理，用0.7%的NaCl溶液模拟盐胁迫，测定相关的生理生化指标。结果表明：随处理时间的延长，处理超重力的加大，甘蓝的发芽率和发芽指数有不同程度的降低。各个处理的根系活力、游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性都显著高于对照（P＜0.05)，其中3000×g处理显著高于2000×g处理（P＜0.05)，4000×g处理显著低于3000×g处理（P＜0.05);处理组 MDA含量均低于对照，3000×g比2000×g处理显著减少（P＜0.05)，4000×g比3000×g处理显著增加（P＜0.05)，所以3000×g处理抗盐性高于2000×g处理，4000×g处理抗盐性低于3000×g处理，随处理时间的变化，抗盐性变化规律较复杂。

甘蓝;超重力;盐胁迫

甘蓝（Brassicaoleracea)在我国栽培历史较短，但发展普及十分迅速，是我国各地普遍种植的一种重要蔬菜。干旱和盐碱胁迫是我国农业生产中的两大自然灾害，我国约有600多亿平方米盐碱地，且有逐渐增加的趋势。应用常规育种方法来培育耐盐植物获得变异植株需要的时间长，随微重力科学技术在科研和生产中的应用［1，2］，超重力科学技术亦引起了人们的广泛关注，并已在工业中逐渐得到了应用［3］，但这一全新技术的特点和应用前景，以及在这项技术中尚未充分揭示的现象仍值得深入研究。Takemura，M Yoshida，S［4］指出，对DNA聚合酶I施加4×g的超重力，模板DNA聚合酶I的Km值减小，Vm值不变，结果表明超重力处理可以提高DNA聚合酶I的活性。杨致芬等［5，6］研究发现利用超重力处理植物种子后对幼苗的生长发育有一定的影响。杨美红等［7，8］研究发现超重力处理对苜蓿幼苗抗盐性有一定的影响。为此，本研究选用甘蓝为材料，对刚萌动的种子进行不同超重力、不同时间的处理，探讨利用超重力处理作物种子来提高其抗盐性的生理生化基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验甘蓝材料为中国农业科学院蔬菜花卉研究所育成、邢台市种子公司生产的早熟春甘蓝一代杂种8398。

1.2 盐胁迫处理条件选择

在25℃培养箱中，培养皿（吸水纸上)中培养甘蓝种子，待种子刚萌动，随机选取100粒，浇含0.7%、0.9%、1.1%，1.3%NaCl的1／2Hoagland营养液，每处理设4个重复，各培养皿中所加体积一致，都为10mL，每天在同一时间记录发芽数（胚芽鞘长出1cm为发芽)。

1.3 试验设计

将材料种子用0.1%HgCl2消毒10min，用无菌水冲洗3次，置于培养皿中，在25℃培养箱中暗培养1d，当种子刚萌动，随机抽取100粒甘蓝种子分别以2000×g、3000×g和4000×g的超重力处理2h、3h和4h，每处理设3个重复，对照没有进行处理。然后在培养皿中进行砂基培养，浇含0.7%NaCl的1／2Hoagland营养液10mL·皿－1，在实验室条件下进行培养，每天观察记录出苗时间，出苗率。

1.4 指标测定及统计分析

取胁迫8d的甘蓝幼苗，随机剪取不同部位的叶片来制备样品（根系活力的测定是选根)。测定游离脯氨酸含量（酸性茚三酮比色法)［9］、丙二醛（MDA)含量［10］、超氧化物歧化酶（SOD)活性（采用光化学－NBT还原法测定)［11］、根系活力（TTC法)［11］。

试验数据用SAS软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫条件的选择

用含不同浓度NaCl的1／2Hoagland营养液对甘蓝进行胁迫处理，测定其发芽率（Gr)、发芽指数（Gi)，结果见表1。

表1 不同浓度盐胁迫下甘蓝的发芽率、发芽指数Table 1 Cabbage germination rate and germination index on different concentration salt stress

结果表明，0.9%、1.1%、1.3%的 NaCl溶液胁迫甘蓝时，各处理的Gr、Gi极显著低于对照（P＜0.01)。0.7%的 NaCl溶液胁迫时的 Gr、Gi显著低于对照（P＜0.05)。因此，含0.7%NaCl的1／2Hoagland溶液是较合适的胁迫浓度。

2.2 不同超重力处理对甘蓝发芽的影响

在0.7%的盐胁迫下，对不同超重力处理的甘蓝发芽情况进行了比较（见表2)。随处理超重力的加大和处理时间的延长，甘蓝的Gr和Gi有不同程度的降低，2000×g处理组和3000×g处理组差异不显著（P＞0.05)，4000×g处理组极显著低于以上两个处理组（P＜0.01)。可能是比较大超重力和较长的处理时间对刚萌动的甘蓝种子有一定的机械损伤，从而影响了它们的发芽率及发芽指数。

2.3 不同超重力处理对甘蓝幼苗生理指标的影响

不同超重力处理对甘蓝幼苗游离脯氨酸含量、MDA含量、根系活力、SOD活性的影响见表3。

2.3.1 不同超重力处理对甘蓝幼苗游离脯氨酸的影响

由表3可知，不同超重力处理的甘蓝，经0.7%NaCl胁迫后，4000×g、4h处理组的游离脯氨酸含量低于对照，但二者差异不显著（P＞0.05)，其余各处理均显著高于对照（P＜0.05)。3000×g处理显著高于2000×g处理（P＜0.05)，4000×g处理显著低于3000×g处理（P＜0.05)。4000×g处理随处理时间的延长其游离脯氨酸含量有减少趋势，3000×g处理组随处理时间的延长呈增加趋势，3h和4h处理变化不显著（P＞0.05)。2000×g处理随处理时间的变化先增加后减少，从本试验的结果来看，3000×g、3h是较为合适的处理。

表2 不同超重力处理对甘蓝发芽的影响Table 2 The effect of cabbage germination under different hypergravity treatment

表3 不同超重力处理对甘蓝幼苗生理指标的比较Table 3 Comparison of physiological index of cabbage seedling on different hypergravity treatment

2.3.2 不同超重力处理对甘蓝MDA含量的影响

通过比较可知，处理组MDA含量极显著低于对照组（P＜0.01)，3000×g比2000×g处理的MDA含量显著减少（P＜0.05)，4000×g显著高于3000×g处理（P＜0.01)。4000×g和2000×g处理中MDA含量随处理时间的延长呈降低趋势，但各处理组间的差异不显著（P＞0.05)。3000×g处理随处理时间的延长先降低后增加。以3000×g、3h处理的甘蓝幼苗的MDA含量最低，说明3000×g、3h处理为最佳处理。

2.3.3 不同超重力处理对甘蓝幼苗根系活力的影响

由表3可知，各处理的根系活力均高于对照，3000×g处理显著高于2000×g处理（P＞0.05)，4000×g处理显著低于3000×g处理（P＞0.05)。2000×g、3000×g处理组随处理时间的延长其根系活力增大，4000×g处理随处理时间的延长而减小。3000×g、4h和3000×g、3h处理差异不显著（P＞0.05)，这两个处理极显著高于其余各处理（P＜0.01)。因此，以3000×g、3h处理为合适的处理。

2.3.4 不同超重力处理对甘蓝幼苗超氧化物歧化酶活性的影响

由表3可知，4000×g、4h处理的SOD活性低于对照，但二者比较差异不显著（P＞0.05)，其它各处理都显著高于对照（P＜0.05)。3000×g、4h和3000×g、3h处理的SOD活性极显著高于其它处理（P＜0.01)，但这两组比较差异不显著（P＞0.05)，3000×g处理极显著高于2000×g处理（P＜0.01)，4000×g处理极显著低于3000×g处理（P＜0.01)。3000×g处理随处理时间的延长其SOD活性增加，但4h和3h处理差异不显著（P＞0.05)，4000×g、2000×g处理随处理时间的延长变化较复杂。从不同处理的SOD活性变化来看，3000×g、3h为较合适的处理。

3 讨论

3.1 超重力条件的选择

本试验是研究超重力条件对植物抗盐性的影响。对甘蓝种子进行超重力处理后，随处理时间的延长，处理超重力的加大，Gr和Gi有不同程度的降低;测定其游离脯氨酸含量、根系活力、MDA含量、SOD活性，经分析可知，随处理超重力的增加，抗盐性先增加后降低，因此，3000×g处理是较合适的处理，随处理时间的变化规律较复杂，3000×g处理中，3h和4h处理差异不显著，说明处理时间不能无限延长，处理超重力也不能无限加大。分析这些指标的变化趋势，在实际应用中，可选择3000×g、3h处理。

3.2 植物对盐胁迫的响应

植物抗盐性是多种生理性状的综合表现，是由多基因控制的，即植物的抗盐性是由多种生理性状在一种植物中叠加起来形成的［12］。在盐胁迫下，抗盐植物通过产生较多的脯氨酸来对渗透调节起关键作用，游离脯氨酸积累是植物体抵抗渗透胁迫的有效方式之一，一般认为，植物体内游离脯氨酸含量高，耐盐性也强［13］，本试验涉及的9个处理中，有8个处理的游离脯氨酸含量都显著高于对照组。MDA作为脂质过氧化的产物［14］，在正常生长的植株体内含量较低［15］，其含量多少可代表膜损伤程度的大小，本试验中处理组MDA含量比对照组都低。SOD活性相应较高，SOD是生物体内的重要保护酶，能催化超氧阴离子自由基的歧化反应并清除它［16］，在逆境中植物组织的SOD活性的高低以及变化趋势在一定程度上可反映植物抗逆性的强弱。处理组体内较强的SOD活性使活性氧维持在一个较低水平，从而减轻活性氧对细胞膜系统的伤害，保持了膜的完整性。植物的根系主要供应地上部分生长所需要的水分和矿物质，根系活力的大小反映了根系代谢强度的大小［17］，抗盐性强的植物在干旱、盐碱胁迫下根系活力增加，可以认为是植物对逆境的适应性反映。处理组根系活力比对照成倍增加，这些都说明利用一定程度的超重力处理可以提高甘蓝的抗盐性。

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Effects of Hypergravity on Salt-tolerence of Cabbage Seedlings（Brassicaoleracea)

JI Hua1，YANG Mei-hong1，GUO Chun-rong1，KANG Xin-li2
（1.CollegeofArtsandScience，ShanxiAgriculturalUniversity，TaiguShanxi030801，China;2.ShanxiYuncheng EnvironmentalProtectionInstitue，YunchengShanxi044000，China)

Early cabbage（Brassicaoleracea)8398were used as plant material in the experiment，and the germinating seeds were treated with 0.7%NaCl solution for imitating salt stress in different levels of hypergravity and time.The relevant physiological and biochemical indices were determined.The results showed that germination rate and germination index of cabbage were decreased under the conditions of extending the processing time and increasing hypergravity.The roots activity，contents of free proline and activities of superoxide dismulase（SOD)of treatment groups were significantly higher than that of control.The 3000×g＇s was significantly higher than 4000×g＇s and 2000×g＇s lower than 3000×g＇s significantly.The contents of malondialdehyde（MDA)of treatment groups were lower than that of control.The 3000×g＇s was significantly lower than 4000×g＇s and 2000×g＇s was higher than 3000×g＇s significantly.So the salt-tolerence of 3000×g treatment groups of cabbage was higher than that of 2000×g＇s and 4000×g＇s lower than 3000×g＇s.The regularity of salt-tolerence was complex with the change of time.

Brassicaoleracea;Hypergravity;Salt-tolerance

S642.2

A

1671-8151（2011)06-0502-04

2011-10-15

2011-11-01

冀华（1964-)，男（汉)，河北安次人，助理实验师，硕士，主要从事生化实验方面的研究。

郭春绒，教授，硕士生导师。Tel：0354- 6288341;E-mail：gcr893＠163.com

山西省自然科学基金资助项目（20031067);山西省高等学校教学改革重点项目（J2011022)

（编辑：武英耀)