水杨酸对盐胁迫下商洛黄芩生理特性的影响

李小玲，华智锐

(商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 726000)

水杨酸对盐胁迫下商洛黄芩生理特性的影响

李小玲，华智锐

(商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 726000)

在5 g/L NaCl胁迫下，测定了不同浓度(0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mmol/L)水杨酸(SA)处理下黄芩种子的发芽势、发芽率、发芽指数，以及幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、叶片叶绿素和丙二醛(MDA)含量，研究不同浓度SA对盐胁迫下商洛黄芩种子萌发及幼苗生长特性的影响。结果表明，5 g/L NaCl胁迫下的黄芩种子萌发受到明显抑制，经0.5～2.5 mmol/L SA处理后,萌发指标均有升高。以1.0 mmol/L SA处理效果最佳，其种子的发芽率(28.7%)、发芽指数(17.4)、发芽势(23.0%)均比盐对照组(CK2)高，且达到最大值；SOD、POD活性分别是CK2的1.52倍和7.56倍；叶绿素含量达CK2的1.45倍。说明适宜浓度的SA能够有效地缓解盐害，提高黄芩的抗盐性，以1.0 mmol/L SA处理效果最佳。

商洛黄芩； 水杨酸； 盐胁迫； 生理特性

随着我国土壤盐地面积的不断扩大，土壤盐渍化问题正严重制约着农业生产的可持续发展及生态环境的维持[1-2]。盐胁迫使得植物细胞体内正常的电子传递链被阻断，导致活性氧代谢失去平衡，引起细胞结构和功能的破坏，最终影响植物体正常的生长和发育[3]。为了缓解逆境对植物的伤害作用，植物体形成的自身酶促防护体系是活性氧的有效清除剂，可使植物更好地适应逆境条件。

目前对盐渍化土地的改良主要集中在对土壤方面的改良，而针对提高植物自身耐盐性方面的研究则较少。近年来，通过对植物盐害及耐盐机制的研究发现，化学调控手段是提高植物耐盐性的有效方法之一。因此，在植物生长过程中，通过施加不同浓度外源物质的方式增强植物对盐胁迫的耐受性至关重要。水杨酸(salicylic acid，SA)全称邻羟基苯甲酸，是植物体内普遍存在的一种酚类化合物，能作为一种植物内源信号物质和新的植物激素，是植物在逆境胁迫反应中产生的一种信号分子。研究发现，SA具有对非生物逆境的抗性，而且能提高植物对逆境的抵抗能力[4]。

黄芩为双子叶唇形科多生草本植物，其根可入药，是我国常用药材之一[5]。随着我国中药现代化进程不断发展，对黄芩药材的需求量不断上升，而野生资源不断下降，已不能满足市场的需求。目前，栽培黄芩已经成为我国黄芩药材的主要来源，但由于不合理的灌溉和耕作措施，土壤盐渍化问题日益突出，严重影响黄芩的生产。寻求一种高效、低成本提高黄芩耐盐性的途径，对于扩大黄芩栽培面积和提高黄芩产量具有重要意义。目前，有关SA在提高植物抗盐能力方面的研究也有一些报道，例如SA对提高豌豆、莴苣、水稻、黄瓜等[6-9]的抗盐能力研究，但已有报道主要集中在农作物方面，而在药用植物方面利用抗逆诱导物质缓解盐分障碍的报道较少。现拟从缓解盐害逆境因子出发，探讨外施SA对盐胁迫下商洛道地药材黄芩幼苗生理特性的影响，旨在为利用SA作为化控措施缓解黄芩盐害的研究提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

试验所用商洛黄芩种子购于洛南药源种植基地，选择标准为：颗粒饱满的新种子；SA和NaCl购自西安晶博试剂公司，含量≥99.5%，分析纯试剂AR 级。

1.2 试验方法

将筛选出的颗粒饱满健康的商洛黄芩种子用40～50 ℃温水浸种，浸种时间10 h，用10%次氯酸钠浸泡10 min消毒，用蒸馏水洗净，然后置于铺有滤纸的培养皿(直径9 cm)，每皿80粒，分别加入不同浓度SA溶液和5 g/L NaCl，以蒸馏水和不加SA处理作对照。对照1(CK1)：蒸馏水；对照2(CK2)：5 g/L NaCl;处理T1：5 g/L NaCl+0.5 mmol/L SA;处理T2：5 g/L NaCl+1.0 mmol/L SA;处理T3：5 g/L NaCl+1.5 mmol/L SA;处理T4：5 g/L NaCl+2.0 mmol/L SA;处理T5：5 g/L NaCl+2.5 mmol/L SA，共7个处理，重复3次。

1.3 种子萌发和幼苗相关生理指标的测定

将种子在25 ℃恒温光照培养箱中暗培养，每天用配置的溶液和蒸馏水浇1次(以倾斜培养皿的边缘有少量溶液即可)，种子萌发第5天测定发芽势，第7天测定发芽率和发芽指数。发芽率(GP)=∑(Gt/t)×100%，发芽指数(GI)=∑(Gt/Dt)，式中，Gt为在t日的发芽数，Dt为相应的发芽天数；发芽势=规定天数发芽的种子数/供试种子数×100%。

待种子萌发后(第7天)转为光照培养，直到种子长出2片子叶时测定商洛黄芩超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量等生理指标。测定方法参见文献[10]：SOD活性的测定采用氮蓝四唑法，以能抑制反应50%的酶量为1个SOD酶单位，用U表示；POD活性的测定采用愈创木酚法，以每分钟吸光度(A)的变化表示酶活性的大小，即以每分钟A值减小0.01定义为1个酶活力单位(U)。叶绿素含量的测定采用丙酮-碳酸钙法，MDA含量测定参考硫代巴比妥酸(TBA)检测法。各项指标重复测定3次，求其平均值，数据统计分析采用Excel 2003。

2 结果与分析

2.1 SA浸种对盐胁迫下商洛黄芩种子萌发的影响

由表1可知，5 g/L NaCl处理的发芽率、发芽指数、发芽势均比CK1有所降低。低浓度的SA处理对种子萌发具有缓解作用，随着SA浓度的提高，发芽率、发芽指数、发芽势呈现先升后降的趋势，T2处理(5 g/L NaCl+1.0 mmol/L SA)种子的发芽率、发芽指数、发芽势均比CK2高，且均达到最大值。

表1 不同浓度SA对盐胁迫下商洛黄芩种子萌发的影响

2.2 SA对盐胁迫下黄芩幼苗叶片SOD活性的影响

由图1可知，5 g/L NaCl处理的SOD活性比CK1明显降低。随着SA浓度的升高，商洛黄芩幼苗体内的SOD活性呈现先升后降的趋势，并且以处理T2(5 g/L NaCl+1.0 mmol/L SA)和T3(5 g/L NaCl+1.5 mmol/L SA)的SOD活性较高，分别是CK2的1.52倍和1.48倍。由此得知，盐胁迫能降低商洛黄芩体内的SOD活性，但是一定浓度的SA对其有缓解作用，提高了其SOD活性，对植物具有一定的保护作用。

图1 SA对盐胁迫下商洛黄芩幼苗叶片SOD活性的影响

2.3 SA对盐胁迫下商洛黄芩幼苗叶片POD活性的影响

由图2可知，5 g/L NaCl处理的POD活性比CK1有所下降，随着SA浓度的升高，商洛黄芩幼苗体内的POD活性整体呈现先升后降的趋势，以处理T2(5 g/L NaCl+1.0 mmol/L SA) 的POD活性最高,是CK2的7.56倍。

图2 SA对盐胁迫下商洛黄芩幼苗叶片POD活性的影响

2.4 SA对盐胁迫下商洛黄芩幼苗叶片叶绿素含量的影响

由图3可知，5 g/L NaCl处理的叶绿素含量降低。SA处理对其有缓解作用，能够阻止叶绿素含量进一步降低；处理T2(5 g/L NaCl+1.0 mmol/L SA)中叶绿素含量最高，是CK2的1.45倍，之后随着SA浓度的进一步升高，叶绿素含量呈现下降趋势。

图3 SA对盐胁迫下商洛黄芩幼苗叶片叶绿素含量的影响

2.5 SA对盐胁迫下商洛黄芩幼苗叶片MDA含量的影响

由图4可知，5 g/L NaCl处理的MDA含量比CK1有所上升，不同浓度的SA对商洛黄芩具有缓解作用，并且以处理T1(5 g/L NaCl+0.5 mmol/L SA)缓解效果最强，在处理T5(5 g/L NaCl+2.5 mmol/L SA)时，MDA含量最大，比CK2高1.24倍，并且加重了对商洛黄芩种子萌发和生长的抑制作用。由此可知，低浓度的外源SA能够降低膜脂过氧化产物的含量，缓解盐胁迫下对植物的伤害，并且以处理T1(5 g/L NaCl+0.5 mmol/L SA)中SA的浓度为宜。

图4 SA对盐胁迫下商洛黄芩幼苗叶片MDA含量的影响

3 结论与讨论

本试验结果显示，盐胁迫使商洛黄芩种子的发芽率、发芽势和发芽指数相比于蒸馏水对照组明显降低。种子萌发和生长受到抑制的原因可能是盐胁迫使得植物细胞的渗透势改变导致细胞失水，或者是细胞膜遭到破坏导致里面的溶质外流，使细胞的生理功能遭到破坏[11]。

此外，盐胁迫导致黄芩幼苗叶片中的SOD活性、POD活性和叶绿素含量比蒸馏水对照组降低，并且导致MDA含量比蒸馏水对照组升高，这是因为植物在盐胁迫下，活性氧的产生与清除之间的动态平衡被破坏，活性氧具有很强的氧化能力，对不饱和脂肪酸、蛋白质、核酸等生物分子具有破坏作用，可引起酶失活、蛋白质降解和脂质过氧化等反应。植物体内积累较多的活性氧，使SOD、POD等活性氧清除剂的结构受到破坏，造成膜脂的过氧化和脱脂作用，使膜蛋白和膜脂损失，从而导致植物清除活性氧的防御能力下降。盐胁迫下植物叶片叶绿素含量降低，原因可能是因为盐胁迫下，植物吸收不到足够的水分和矿质营养，致使叶绿素含量降低，影响色素蛋白复合体的功能，从而降低叶绿体对光能的吸收，或者是离子毒害的结果，过量的Cl-渗入细胞，使原生质凝聚，叶绿素被破坏[12]。随着盐胁迫时间的延长植物体内的保护酶活性降低，MDA含量上升。低浓度SA处理下，黄芩幼苗叶片中的SOD活性、POD活性和叶绿素含量随着SA浓度的升高，其活性和含量也不断升高，说明一定浓度的SA能提高黄芩幼苗叶片中的SOD活性、POD活性和叶绿素含量，降低MDA含量，能缓解盐胁迫对植物的伤害，SOD可以使超氧化物阴离子发生歧化作用而转化为毒性较小的H2O2，POD 则可以将 H2O2分解掉。因此，SOD与 POD 的平衡对维持细胞功能至关重要，正常情况下，其协调作用可以使活性氧维持在较低的水平。但是超过一定范围后黄芩幼苗叶片中的SOD活性、POD活性和叶绿素含量反而降低，MDA含量反而升高，说明高浓度的SA加深了盐胁迫对植物的伤害。SA可能通过调节活性氧水平来调节植物对盐胁迫的响应，低浓度的SA可能诱导适度 H2O2的积累，进而诱导防卫反应的产生，高浓度的SA会导致H2O2急剧上升，产生重度氧化胁迫，进而加剧了盐胁迫对植物的伤害。由此可知，低浓度的SA能提高盐胁迫下商洛黄芩中保护酶的活性，而高浓度SA反而会降低其活性加深盐胁迫的作用。

本试验结果表明，对商洛黄芩的不同处理中以T2处理(5 g/L NaCl+1.0 mmol/L SA)效果最好，建议在实际应用中选择1.0 mmol/L SA作为缓解黄芩盐害的最佳浓度，但对于SA对商洛黄芩其他生理特性的影响及作用机制还有待进一步的研究。

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Effects of Salicylic Acid on Physiological Characteristics of ShangluoScutellariabaicalensisunder Salt Stress

LI Xiaoling,HUA Zhirui

(College of Biology Pharmacy and Food Engineering,Shangluo University,Shangluo 726000,China)

In order to explore the effects of salicylic acid(SA)on seed germination and physiological characters of ShangluoScutellariabaicalensisunder salt stress,under 5 g/L NaCl stress condition,the effects of SA with different concentrations on the seed germination rate,and skullcap superoxidedismutase(SOD),peroxidase(POD) activity,chlorophyll content of leaves,malondialdehyde(MDA) content were investigated.The results showed that the seed germination of ShangluoScutellariabaicalensisunder 5 g/L NaCl stress was significantly inhibited,and the germination index increased after the treatment with 0.5—2.5 mmol/L SA,the effect of 1.0 mmol/L SA treatment was best.For the treatment with 1.0 mmol/L SA,the seed germination rate(28.7%),germination index(17.4)and germination potential(23.0%) were higher than the salt control group(CK2),and achieved the maximum; the SOD,POD activity were 1.52 and 7.56 times the values of CK2; the chlorophyll content was 1.45 times the value of CK2.Therefore,moderate SA could mitigatethe injuries induced by the NaCl stress,and improve the salt resistance of ShangluoScutellariabaicalensis,the effect of the treatment with 1.0 mmol/L SA was the best.

ShangluoScutellariabaicalensis; salicylic acid; salt stress; physiological characteris

2016-08-20

陕西省科技厅科研项目(2009K01-11)；陕西省商洛市科技局科研项目

李小玲(1980-)，女，陕西蓝田人，副教授，硕士，主要从事植物资源开发利用研究。E-mail:lxlflower@163.com

S567.23

A

1004-3268(2016)03-0116-04