褐藻酸钠对白萝卜幼苗耐盐适应性的影响

杨晓玲 郭彦东

（1淮海工学院海洋学院，江苏连云港 222005；2Purdue University，West Lafayette 47906）

褐藻酸钠对白萝卜幼苗耐盐适应性的影响

杨晓玲1郭彦东2

（1淮海工学院海洋学院，江苏连云港 222005；2Purdue University，West Lafayette 47906）

采用水培的方式研究了褐藻酸钠对白萝卜幼苗遭受盐胁迫的缓解作用。结果表明，在3～12 g·L-1的氯化钠胁迫下，加入0.5 g·L-1褐藻酸钠后，白萝卜幼苗的存活率提高41.1 %，根数增加34.9 %，单株质量增加34.7 %，超氧化物歧化酶（SOD）活性增强35.4 %。褐藻酸钠可提高白萝卜幼苗的耐盐适应性，缓解氯化钠胁迫造成的伤害。

白萝卜；褐藻酸钠；耐盐；适应性

土壤盐分过多对植物产生胁迫作用，在重盐碱区可导致植物死亡，如何让植物适应盐渍环境已成为一个重要的研究课题。传统农业力求改变盐渍环境，常用水洗盐、客土替换等治理技术，以求降低土壤含盐量，使之适合植物生长。这种治理技术需耗费大量的资金和水资源，且收效甚微（杨小玲 等，2008）。近年来对盐碱地的改良利用已逐渐转向生物学措施。对于多基因控制的植物耐盐数量性状，由于不知道多少基因参与耐盐性状调控，并且存在转基因技术局限性、基因沉默和基因产物能否满足供应等问题，使通过基因工程方法培育耐盐植物品种难以成功（马进等，2009）。目前，在盐碱土壤上通过农业生物技术培育有经济价值的盐生植物和耐盐植物取得了很大的进展和成就（卢树昌和苏卫国，2004；程钰宏 等，2008；张玲菊 等，2008）。为了提高植物对盐渍环境的适应性，本试验在氯化钠胁迫的培养溶液中添加褐藻酸钠，研究褐藻酸钠在白萝卜（Raphanus sativus L.）幼苗耐盐适应性中的作用，以便探讨植物适应盐渍环境的新条件。

1 材料与方法

1.1 试验材料

白萝卜品种春早生，种子购于本地市场，试验于2010年4～5月在淮海工学院海洋学院进行。

1.2 试验方法

1.2.1 MS培养液的配制 参照邹琦（2000）的MS培养基配方，在蒸馏水中加入:KNO31.9 g·L-1；KH2PO4170 mg·L-1；NH4NO31.65 g·L-1；MgSO4·7H2O370 mg·L-1；CaCl2·2H2O440 mg·L-1；Na2-EDTA37.3 mg·L-1；FeSO4·7H2O27.8 mg·L-1；H3BO36.2 mg·L-1；MnSO4·4H2O22.3 mg·L-1；ZnSO4·7H2O8.6 mg·L-1；CuSO4·5H2O25 μg·L-1；Na2MoO4·2H2O250 μg·L-1；KI830 μg·L-1；CoCl2·6H2O25 μg·L-1。调pH为7.0，作为本试验的MS培养液。

1.2.2 试验处理 精选白萝卜种子300粒埋入沙土中萌发，待其长出两片子叶时，选取长势一致的白萝卜幼苗，用蒸馏水冲洗干净幼苗的根部，栽于含有不同浓度褐藻酸钠（天津市福晨化学试剂厂，药用级）和氯化钠的MS培养液中，置于智能光照培养箱（ZGX—300C型）中培养，每天调换位置以及补水，保持白萝卜幼苗生长条件的恒定与一致。设褐藻酸钠浓度为0、0.5、1.0 g·L-1，氯化钠浓度为3、6、9、12 g·L-1，共计12种组合，每一组合栽白萝卜幼苗20株，分装在4个培养杯中培养。15 d后测定幼苗存活率、根数、单株鲜质量及超氧化物歧化酶（SOD）的活性。

存活率:存活率=存活植株数/处理植株总数×100 %

单株鲜质量:用吸水纸吸干白萝卜幼苗根上所携带的水分，用电子天平称量每株幼苗的质量。

根数:统计每株白萝卜幼苗的总根数（包括主根和长度在3 mm以上的各级侧根条数），然后计算植株根数的平均值。

SOD活性采用邻苯三酚自氧化法进行测定（张中林 等，2009）。

2 结果与分析

2.1 褐藻酸钠对白萝卜幼苗存活率的影响

由图1可以看出，随着MS培养液中氯化钠浓度的升高，白萝卜幼苗的存活率呈现下降的趋势，但加入褐藻酸钠后，幼苗存活率提高。在不同浓度氯化钠下，褐藻酸钠对提高白萝卜幼苗存活率的作用浓度从大到小依次:0.5 g·L-1＞1.0 g·L-1＞0 g·L-1（对照）。在添加0.5 g·L-1的褐藻酸钠条件下，不同浓度氯化钠中白萝卜幼苗的存活率平均比对照增加41.1 %。说明0.5 g·L-1的褐藻酸钠可以有效缓解盐胁迫对白萝卜幼苗造成的伤害，提高白萝卜幼苗在盐胁迫下的生存能力，即提高白萝卜幼苗的耐盐性。

2.2 褐藻酸钠对白萝卜幼苗根数和单株鲜质量的影响

由图2、3可知，白萝卜幼苗根数和单株鲜质量的变化趋势与存活率的变化趋势一致。即随着 MS培养液中氯化钠浓度的升高，白萝卜幼苗的根数和单株鲜质量呈现下降趋势，加入褐藻酸钠后，白萝卜幼苗的根数和单株鲜质量都明显提高。在不同浓度氯化钠下，褐藻酸钠对提高白萝卜幼苗根数和单株鲜质量的作用浓度从大到小依次为:0.5 g·L-1＞1.0 g·L-1＞0 g·L-1（对照）。在加入0.5 g·L-1的褐藻酸钠条件下，不同浓度氯化钠中白萝卜幼苗的根数平均比对照增加34.9 %，单株鲜质量平均比对照增加34.7 %。说明0.5 g·L-1的褐藻酸钠可以有效减轻盐胁迫的伤害，保障白萝卜幼苗在盐胁迫下的生长。

图1 褐藻酸钠对白萝卜幼苗存活率的影响

图2 褐藻酸钠对白萝卜幼苗根数的影响

2.3 褐藻酸钠对白萝卜幼苗SOD活性的影响

由图4可见，随着MS培养液中氯化钠浓度的升高，白萝卜幼苗的SOD活性不断增加，呈现上升的趋势。加入褐藻酸钠后，白萝卜幼苗的 SOD活性进一步提高。在不同浓度氯化钠下，褐藻酸钠对提高白萝卜幼苗SOD活性的浓度从大到小依次:0.5 g·L-1＞1.0 g·L-1＞0 g·L-1（对照）。在加入0.5 g·L-1的褐藻酸钠条件下，不同浓度氯化钠中白萝卜幼苗的 SOD活性平均比对照增加35.4 %。说明0.5 g·L-1的褐藻酸钠可以提高白萝卜幼苗在盐胁迫下的存活率，保障白萝卜幼苗在盐胁迫下的生长，其重要原因之一是SOD活性的提高，因为SOD活性的提高可有效清除逆境条件下氧自由基，从而提高白萝卜幼苗的耐盐性。

图3 褐藻酸钠对白萝卜幼苗单株鲜质量的影响

图4 褐藻酸钠对白萝卜幼苗SOD活性的影响

3 结论与讨论

盐胁迫通过渗透胁迫、离子伤害等过程损伤植物，最普遍和最显著的效应就是抑制生长，造成植物发育迟缓，抑制植物组织和器官的生长和分化（王新伟，1998）。褐藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种多糖碳水化合物，是由1，4聚-β-D-甘露糖酸和α-L-古罗糖醛酸组成的一种线型聚合物。它易溶于水，容易被植物细胞吸收，使细胞原生质粘度增大、弹性增强、细胞液浓度增大、水分的吸收能力和保水能力提高，并保持水解酶、蛋白酶和脂酶的稳定，从而使质膜结构免受破坏，植物的抗逆性增强（孙锦 等，2005）。本试验中，在不同浓度的氯化钠胁迫下，加入0.5 g·L-1褐藻酸钠可有效缓解盐胁迫对白萝卜幼苗造成的伤害，保障白萝卜幼苗在盐胁迫下的生长，使白萝卜幼苗的存活率提高41.1 %，根数增加34.9 %，单株鲜质量增加34.7 %。表明褐藻酸钠提高了白萝卜幼苗的耐盐适应性。由于本试验的目的是寻找缓解蔬菜作物耐盐的新途径，重点在于提高植物耐盐适应性，因此只设计了在不同盐浓度下的试验内容，未涉及褐藻酸钠对无盐栽培的白萝卜幼苗生长有无促进作用。

白萝卜幼苗耐盐适应性提高的另一原因是褐藻酸钠提高了其在逆境下的SOD活性。植物细胞中存在着活性氧的产生和清除两个过程。逆境胁迫一方面会促进活性氧产生增加，破坏活性氧的代谢平衡，从而引发膜脂质过氧化作用，破坏膜结构，影响膜功能（Alscherr et al.，1997）。另一方面会诱导有关的保护酶如SOD、POD、CAT等活性升高，清除产生的活性氧。植物体内的氧保护酶SOD、POD和CAT中，SOD构成了对抗活性氧的第一道防线（郭启芳 等，2004），SOD活性的变化是逆境条件下植物耐盐适应性的最重要体现。在盐胁迫下，加入0.5 g·L-1褐藻酸钠可以使白萝卜幼苗的SOD活性增强35.4 %，说明褐藻酸钠增强了白萝卜幼苗的耐盐适应性。但对于SOD活性增强时，POD、CAT活性所发生的相应变化有待进一步研究。

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Effect of Sodium Alginate on Raphanus sativus L. Seedlings in Adaptation to Salt-tolerance

YANG Xiao-ling1, GUO Yan-dong2
（1School of Marine Science and Technology of Huaihai Institute of Technology, Lianyungang222005, Jiangsu, China;2Purdue University, West Lafayette47906, USA）

The effect of sodium alginate on Raphanus sativus L. seedlings in adaptation to salttolerance was studied by water culture. The results showed that after culture solution seedlings of Raphanus sativus L. were dealt with NaCl concentration at3-12 g·L-1, adding sodium alginate concentration at0.5 g·L-1, the seedlings survival rate was increased by41.1 %, the number of root was increased by34.9 %, the single plant seedlings weight was increased by34.7 %, and the SOD activity was increased by35.4 %. All these indicated that sodium alginate can increase salt-tolerance adaptability of Raphanus sativus L. seedlings, and relief the harm brought about by NaCl stress.

Raphanus sativus L.; Sodium alginate; Salt-tolerance; Adaptability

S631.1

A

1000-6346（2011）02-0081-04

2010-08-19；接受日期:2010-11-25

淮海工学院自然科学基金（Z2007036）

杨晓玲，女，硕士，教授，专业方向:植物资源，E-mail:gjyao6688@yahoo.com.cn