NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长及细胞膜透性的影响

沈季雪，蒋景龙＊，田 雲，刘 璇

（1.陕西理工大学生物科学与工程学院，陕西汉中723001；2.汉中铺镇中学，陕西汉中723001）

生理生化·耕作栽培

NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长及细胞膜透性的影响

沈季雪1，蒋景龙1＊，田 雲1，刘 璇2

（1.陕西理工大学生物科学与工程学院，陕西汉中723001；2.汉中铺镇中学，陕西汉中723001）

为黄瓜耐盐性生理机制的研究奠定基础及耐盐品种的推广应用提供参考，以津研四号、新津研七号、新津春四号、新津优一号、唐山秋瓜和春夏秋王6个黄瓜品种幼苗为试验材料，研究添加不同浓度NaCl溶液处理对幼苗生长形态、叶片鲜重、干重、叶面积、相对电导率和丙二醛含量等指标的影响，并利用隶属函数法综合分析其耐盐性。结果表明：随NaCl溶液处理浓度增加，幼苗叶片鲜重、干重和叶面积下降；叶片细胞膜伤害程度加重，相对电导率和丙二醛含量升高。6个黄瓜品种的耐盐能力强弱依次为津研四号＞新津研七号＞新津春四号＞新津优一号＞唐山秋瓜＞春夏秋王。

黄瓜；盐胁迫；相对电导率；丙二醛；隶属度

黄瓜（Cucumis sativus L.）为葫芦科黄瓜属植物，起源于喜马拉雅山的热带雨林地区，是世界各地普遍种植的蔬菜作物［1］。我国是世界上黄瓜种植面积最大的国家，在我国北部地区，黄瓜为设施栽培的主要蔬菜。随着设施园艺的发展，我国保护地黄瓜发展势头迅猛，目前已占到黄瓜种植面积的42%左右，但随之带来许多生产问题，由于设施土壤不受雨水淋洗，施入的多余肥料全部残留于土壤中并逐年累积引起设施土壤次生盐渍化，严重影响蔬菜的产量和品质，阻碍蔬菜生产的可持续发展［2］。盐胁迫是影响作物生长与产量的主要非生物胁迫之一，引起设施土壤次生盐渍化主要有8种盐分离子，土壤次生盐渍化中NaCl含量较多［3］。目前，有关作物对盐胁迫响应的研究多集中于小麦和玉米等作物［46］，而对黄瓜的相关研究较少。为此，笔者等选取6个品种黄瓜幼苗为供试材料，分析生长形态和细胞膜透性对NaCl胁迫的响应，以期为黄瓜耐盐性生理机制的研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 黄瓜品种

唐山秋瓜、新津优一号、新津春四号、津研四号、春夏秋王和新津研七号等6个品种黄瓜种子于2016年2月26日从陕西省汉中市特优蔬菜种子站购得，具体特征及来源见表1。

表1 供试黄瓜品种特征及其来源Table 1 Characteristics and origin of tested cucumber cultivars

1.2 试验设计

将黄瓜种子用50℃温水浸泡20min后放置于蒸馏水中吸胀6h。然后将种子播种于营养土中，置于智能光照培养箱中培养，待所有幼苗第1片真叶完全展开时，选取长势一致的幼苗分别用NaCl溶液100mmol／L、150mmol／L和200mmol／L（即3个处理）相同用量连续浇灌10d，以蒸馏水浇灌作为对照，取黄瓜幼苗真叶测定有关指标，3次重复。

1.3 指标测定

1.3.1 生长指标 随机选取幼苗测量第2片真叶的叶长（叶柄至叶尖的长度），根据文献［7］的方法计算叶面积。用蒸馏水冲洗干净叶片并吸干水分后称鲜重，于105℃杀青15min，85℃下烘干12h后称干重［8］。

1.3.2 生理指标 参照文献［9］的方法测定相对电导率（REC），参照文献［10］的方法计算细胞伤害率（MIP），采用硫代巴比妥酸法［11］测定丙二醛（MDA）含量。

REC＝（浸泡液电导率／煮沸后浸提液电导率）×100%

式中，R为盐处理下电解质渗出率，RCK为对照组的电解质渗出率。

1.3.3 叶片超氧阴离子分布 氮蓝四唑（NBT）在超氧阴离子（O2－·）作用下还原形成不溶于水的蓝色二甲替，从而达到定位O2－·的作用。因此，采用氮蓝四唑染色法［12］检测黄瓜叶片内源超氧阴离子组织分布变化。

1.4 耐盐性综合评价

采用隶属函数法对数据进行分析，以确定各指标对黄瓜耐盐性影响的程度，评价其抗盐能力。隶属函数公式：

式中，i为某个黄瓜品种，j为某项指标，Tij为i品种j指标抗盐隶属函数值，Xij为i品种j指标测定值，Xjmin为所有品种所有盐度梯度下j指标最小值，Xjmax为所有品种所有盐度梯度下j指标最大值。某项指标与抗盐性呈负相关，则用1减去正相关的隶属函数值即为该项目的隶属函数值。隶属函数值越大抗盐能力越强，反之抗性越弱。

1.5 统计分析

用软件Microsoft Excel 2003统计，用Spss 13.0软件进行单因素方差分析及多重比较。

2 结果与分析

2.1 黄瓜幼苗的生长形态

从图1看出，随NaCl浓度增加黄瓜幼苗受影响的程度逐渐加重，主要表现为叶片生长受到抑制，叶片较小，植株缺水萎蔫。NaCl浓度为100mmol／L时，津研四号叶片边缘出现发黄卷曲现象，唐山秋瓜、新津春四号、春夏秋王和新津研七号叶片略有萎蔫，新津优一号受影响程度较小；浓度为150mmol／L时，新津优一号和津研四号叶片边缘发黄，唐山秋瓜、新津春四号、春夏秋王和新津研七号叶片萎蔫，第2片真叶生长受到抑制；浓度达200mmol／L时，唐山秋瓜和春夏秋王植株萎蔫现象严重，新津优一号、新津春四号和新津研七号生长受到明显抑制，幼苗与对照组相比株高降低。表明，NaCl胁迫下新津研七号和新津春四号植株的耐盐性较强，植株受影响较小。

2.2 黄瓜叶片的生长性状

从表2看出，6个黄瓜品种在NaCl胁迫下叶片生长均受到明显抑制，与对照组相比，叶片鲜重、干重和叶面积均呈下降趋势，3个NaCl浓度处理下6个黄瓜品种的叶片鲜重均显著降低。NaCl浓度为100mmol／L时，新津优一号叶片干重下降不显著，新津研七号叶片干重下降幅度最大；浓度为150mmol／L、200mmol／L时，新津优一号下降幅度最小。NaCl浓度为100mmol／L时，唐山秋瓜叶面积下降不显著；浓度为150mmol／L时，津研四号叶面积下降幅度最小；浓度为200mmol／L时，春夏秋王叶面积下降幅度最小。表明，在6个黄瓜品种中，津研四号和新津优一号叶片受到NaCl胁迫的影响较小，耐盐性表现较强。

图1 不同NaCl浓度处理黄瓜幼苗的生长形态Fig.1 Growth form of cucumber seedlings treated with different concentrations of NaCl

表2 不同NaCl浓度处理黄瓜幼苗叶片的生长性状Table 2 Growth characteristics of cucumber seedlings treated with different concentrations of NaCl

2.3 黄瓜叶片的细胞膜透性

从表3看出，随着NaCl浓度增加6个黄瓜品种的叶片相对电导率、细胞伤害率逐渐升高。与对照组相比，NaCl浓度为100mmol／L时，新津春四号的叶片相对电导率升高不显著，春夏秋王的升高幅度最大；浓度为150mmol／L时，新津研七号的升高幅度最小，津研四号的升高幅度最大；浓度为200mmol／L时，新津研七号的升高幅度最小，唐山秋瓜的升高幅度最大。NaCl浓度为100mmol／L时，新津春四号的细胞伤害率最低，春夏秋王最高；浓度为150mmol／L时，新津研七号的细胞伤害率最低，津研四号最高；浓度为200mmol／L时，新津研七号的细胞伤害率最低，唐山秋瓜最高。表明，在6个黄瓜品种中，NaCl处理对新津研七号细胞膜透性的伤害较小。

表3 不同NaCl浓度处理黄瓜叶片的相对电导率（REC）和细胞伤害率（MIP）Table 3 RECand MIPof cucumber leaf treated with different concentrations of NaCl

2.4 黄瓜叶片的超氧阴离子分布

从图2可知，与对照组相比，随NaCl浓度增加，6个黄瓜品种的叶片染色均呈加重趋势。NaCl浓度为100mmol／L时，新津春四号和唐山秋瓜叶片中超氧阴离子染色染色程度较重，新津研七号染色面积较小；浓度为150mmol／L时，春夏秋王和新津研七号的染色面积较大，新津优一号染色面积较小；浓度为200mmol／L时，6个黄瓜叶片中超氧阴离子染色范围均呈增大趋势，其中新津春四号和春夏秋王叶片基本全部染色，新津研七号染色面积较小。

图2 不同NaCl浓度处理黄瓜叶片的超氧阴离子组织化学定位Fig.2 O2ˉ·histochemical localisation of cucumber leaf treated with different concentrations of NaCl

2.5 黄瓜叶片的丙二醛含量

从表4看出，与对照组相比，除NaCl浓度为100mmol／L外，其他浓度6个黄瓜品种的丙二醛含量均呈上升趋势。NaCl浓度为100mmol／L时，唐山秋瓜的丙二醛含量上升幅度最大，与对照组间差异显著；浓度为150mmol／L、200mmol／L时，春夏秋王的丙二醛含量上升幅度均最大，与对照组间差异显著。表明，在NaCl胁迫下，春夏秋王的细胞膜脂过氧化程度高，细胞膜受到的伤害最为严重。

表4 不同NaCl浓度处理黄瓜叶片的丙二醛含量Table 4 MDA content in cucumber leaf treated with different concentrations of NaCl mmol／L

表5 6个黄瓜品种的耐盐隶属度Table 5 Subordinate function values under salt stress of six cucumber cultivars

2.6 6个黄瓜品种的耐盐性综合评价

从表5看出，津研四号的平均隶属度最大，为0.86；春夏秋王最低，仅0.04。表明，津研四号的抗盐能力最强，春夏秋王的抗盐能力最低。6个黄瓜品种的抗盐能力依次为津研四号＞新津研七号＞新津春四号＞新津优一号＞唐山秋瓜＞春夏秋王。

3 结论与讨论

盐胁迫是影响作物生长和产量的主要非生物胁迫之一，全球超过1／5的耕地受到高盐危害［13］。1）植物在盐胁迫下幼苗叶片生长受到明显抑制，如随盐浓度的增加，补血草幼苗的叶长和叶宽下降［14］。研究结果表明，随NaCl处理浓度增加，唐山秋瓜等6个黄瓜品种的幼苗叶片鲜重、干重及叶面积明显减小。2）植物组织受到逆境伤害时，由于膜脂过氧化、膜蛋白变性及膜脂流动性改变，造成膜相变化和膜结构破坏，使得细胞膜透性增大，从而使细胞内电解质外渗，以至植物细胞浸提液的电导率增大，同时膜脂过氧化产生丙二醛（MDA）［11］。如在胁迫环境下紫荆幼苗的MDA含量明显上升，说明幼苗膜脂过氧化作用加强［15］；在盐胁迫下黄菖蒲幼苗［16］也有相似结果。研究结果表明，随NaCl处理浓度增加，黄瓜叶片MDA含量和细胞膜相对透性显著增加，说明NaCl胁迫造成了黄瓜幼苗的膜脂过氧化，细胞膜结构遭到破坏。

应用隶属函数法对6个黄瓜品种的耐盐性进行综合评价，其耐盐性依次为津研四号＞新津研七号＞新津春四号＞新津优一号＞唐山秋瓜＞春夏秋王。

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（责任编辑：冯 卫）

Effects of NaCl Stress on Growth and Cell Membrane Permeability of Cucumber Seedlings

SHEN Jixue1，JIANG Jinglong1＊，TIAN Yun1，LIU Xuan2
（1.School of Biological Science and Engineering，Shaanxi Sci－Tech University，Hanzhong，Shaanxi 723001；2.Hanzhong Puzhen Middle School，Hanzhong，Shaanxi 723001，China）

In order to provide basis for studying on physiological mechanism of salt tolerance of cucumber and provide references for generalization and application of salt－tolerant cucumber cultivars，seedlings of six cultivars of cucumber，including Jinyansihao，Xinjinyanqihao，Xinjinchunsihao，Xinjinyouyihao，Tangshanqiugua and Chunxiaqiuwang，were used as experimental materials to study effects of different concentration of NaCl treatments on growing state，leaf fresh weight，leaf dry weight，leaf area，physiological indexes of relative electric conductivity and contents of malondialdehyde.By the method of subordinate function，comprehensive evaluation on the salt resistance of different cultivars was made.Results：With the increasing of NaCl concentration，leaf fresh weight，leaf dry weight and leaf area decreased significantly.Cell membrance damage of leaf gradually increased.Both the relative electric conductivity and contents of malondialdehyde showed a rising trend.The salt－tolerant ability of the six cucumber cultivars followed the sequence of Jinyansihao＞Xinjinyanqihao＞Xinjinchunsihao＞Xinjinyouyihao＞Tangshanqiugua＞Chunxiaqiuwang.

cucumber；salt stress；relative electric conductivity；malondialdehyde；membership degree

S642.201

A

1001－3601（2016）08－0330－0019－06

2016－07－11；2016－08－02修回

陕西省科技厅自然科学基础研究计划项目“H2O2制剂对柑橘抗冻性作用机理研究”（2014JQ3113）；陕西理工大学科研基金项目“低温胁迫下柑橘的生理应答与CBF3基因克隆”（SLGKY15－41）；陕西理工大学研究生创新基金项目“低温胁迫下不同栽培品种黄瓜的抗寒性分析”（SLGYCX1617）

沈季雪（1991－），女，在读硕士，研究方向：逆境植物学。E－mail：summer＿victory＠163.com

＊通讯作者：蒋景龙（1980－），男，讲师，博士，硕士生导师，从事逆境植物学研究。E－mail：jiangjinglong511＠163.com