不同品种半夏组培苗对盐胁迫的生理响应

陈阳春++许伟++陈集双

摘要：以半夏山东栽培种（L2）、江苏大丰野生种（JD2）、浙江栽培种（Z2）、湖北栽培种（H2）、四川南充栽培种（SN6）、甘肃栽培种（G2）等为试验材料，用NaCl浓度为0.80%的培养基胁迫处理60 d，观察各品种生长状态，并测其生物量、干物率、细胞内有机渗透物质、丙二醛、总生物碱、超氧化物歧化酶活性。结果发现，半夏耐盐性能排序为 L2>Z2>G2>H2>JD2>SN6。

关键词：盐胁迫；半夏；生理响应

中图分类号： S567.23+9.01文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）06-0314-03

收稿日期：2015-05-10

基金项目：江苏省重大创新载体建设（编号：BY2011011）。

作者简介：陈阳春（1989—），女，江苏盐城人，硕士，主要从事药用植物组培及其生理特性研究。E-mail：chenyangchun2011@163.com。

通信作者：许伟，博士，教授，主要从事生物资源高值化利用研究，E-mail：xuweiyc@163.com；陈集双，博士，教授，主要从事生物资源研究和植物生物反应器开发，E-mail：biochenjs@njut.edu.cn。土壤盐渍化是植物生长中经常遇到的自然逆境之一，也是严重限制农业生产发展的重要因素[1]。植物耐盐性生理生化指标是研究植物耐盐机理和耐盐能力的基础[2]。目前关于半夏盐胁迫研究还没有系统报道，为了探讨盐胁迫对不同品种半夏生长及生理指标的影响，本试验以不同来源的6个半夏品种为材料，在盐浓度为0.80%的培养基下胁迫 60 d，以期评鉴各品种半夏的耐盐性能，为半夏大面积开发利用提供科学依据。

1材料与方法

1.1材料

供试半夏品种为山东栽培种（L2）、江苏大丰野生种（JD2）、浙江栽培种（Z2）、湖北栽培种（H2）、四川南充栽培种（SN6）、甘肃栽培种（G2）。供试材料为半夏试管苗，笔者所在试验室前期诱导获得。将上述品种取叶柄在固体培养基中培养10 d，将长势较好的丛生芽状态的三叶半夏，在无菌超净台中切去叶片和较长的叶柄，取大小为0.5～0.8 cm3的组织块作为外植体。

1.2方法

取半夏外植体，接种到含盐的固体培养基中进行诱导，每瓶接5个外植体。设定的固体培养基NaCl浓度为0.80%。将组培瓶置于温度（25±2） ℃，光照2 000～3 000 lx，每天光照16 h的条件下培养。采用完全随机试验设计，3次重复。在胁迫60 d取材，测各项生理指标。

1.3测定指标与方法

本试验采用多指标的综合评价方法，包括直接鉴定和间接鉴定。直接鉴定是植物在逆境条件下所受的直接伤害程度进行的耐盐性评价，主要有生物量、干物率以及外观形态。间接鉴定是用生理生化分析手段研究作物在盐逆境条件下生理代谢过程中的物质变化而进行的耐盐性评价，主要有可溶性糖、可溶性蛋白、总生物碱、游离脯氨酸、丙二醛、SOD酶活性等生理生化指标。

2结果与分析

2.1盐胁迫对半夏组培苗生长参数的影响

2.1.1生长状态在0.80%的盐胁迫下，半夏的生长几乎停滞，只有L2、Z2、G2长出较多芽点，但是未生长形成叶柄，且底部的愈伤组织体积增大。JD2、H2、SN6只有很少的芽点长出来，也未生长形成叶柄，底部的愈伤组织体积只有部分增大（表1）。

表1不同品种半夏组培苗在盐胁迫下的生长状态

半夏品种愈伤状态丛生芽状态

L2颜色多呈黄绿色，底部呈白色，体积增大芽点多，状态较好，但未生长形成叶柄

JD2颜色呈褐色，个别体积略微增大芽点较少，状态差，接近死亡状态

Z2颜色呈绿白色，体积增大，底部多为疏松愈伤芽点多，状态好，未形成叶柄

H2颜色呈绿褐色，部分体积增大，底部呈黑色芽点较少，状态差，但未生长形成叶柄

SN6颜色呈黄褐色，体积增大一部分芽点，状态差，未形成叶柄

G2颜色多呈褐色，体积增大，底部多疏松芽点多，状态好，未生长形成叶柄

2.1.2生物量H2的生物量最高，与L2、Z2之间无显著性差异，但是与其他品种半夏有极显著性差异。L2、Z2、SN6、G2之间无极显著性差异。JD2的生物量最低，与SN6存在显著性差异，与其他品种半夏存在极显著性差异（表2）。

2.1.3干物率L2、JD2、Z2、H2、G2之间的干物率无显著性差异，SN6的干物率最低，与其他品种的半夏有极显著性差异（表3）。

2.2盐胁迫对半夏组培苗生理指标的影响

2.2.1盐胁迫对半夏组培苗细胞内有机渗透调节物质的影响

2.2.1.1可溶性糖L2和Z2的可溶性糖含量最高，且两者之间无显著性差异。H2和G2的含量其次，且两者无显著性差异。JD2的可溶性糖含量较低，与其他品种存在极显著性差异。SN6的可溶性糖含量最低，与其他品种存在极显著性差异（表4）。

2.2.1.2可溶性蛋白L2的可溶性蛋白含量最高，与其他品种半夏有极显著性差异。JD2、Z2、H2、G2含量其次，且四者无显著性差异，与其他品种有极显著性差异。SN6的含量最低，与其他品种半夏有极显著性差异（表5）。

2.2.1.3脯氨酸L2的脯氨酸含量最高，与其他品种半夏有极显著性差异。Z2、H2、G2的脯氨酸含量其次，三者无显著性差异，与其他品种有极显著性差异。JD2的含量较低，与其他品种有极显著性差异。SN6的含量最低，与其他品种半夏有极显著性差异（表6）。

2.2.2盐胁迫对半夏组培苗丙二醛含量的影响SN6的丙二醛含量最高，与其他品种半夏有极显著性差异。JD2、H2的含量其次，与其他品种有显著性差异。L2、Z2、G2的含量最低，且三者间无显著性差异，与其他品种有显著性差异（表7）。

2.2.3盐胁迫对半夏组培苗总生物碱含量的影响L2的总生物碱含量最高，与其他品种半夏有极显著性差异。JD2、Z2、H2、G2的含量其次，且四者无显著性差异，与其他品种有极显著性差异。SN6的含量最低，与其他品种有极显著性差异（表8）。

2.2.4盐胁迫对半夏组培苗SOD酶活性的影响L2、Z2的SOD酶活性最高，与其他品种半夏有极显著性差异。G2的活性其次，与其他品种半夏有极显著性差异。H2的活性较低，与其他品种半夏有极显著性差异。JD2的活性低，与SN6有显著性差异，与其他品种半夏有极显著性差异。SN6的活性最低，除与JD2有显著性差异外，与其他品种有极显著性差异（表9）。

3讨论

形态变化是植物受到逆境胁迫最直接的反应[3]。植株的生物量、干物率等作为生长参数在耐盐鉴定中广泛使用[4]。生长状态、生物量、干物率在盐胁迫下变化明显， 可以评价半夏的耐盐性能。本试验中，盐胁迫后各品种半夏生长受到严重的抑制。其中L2、Z2、G2长出较多芽点，但是未生长形成叶柄，且底部的愈伤组织体积增大。JD2、H2、SN6只有很少的芽点长出来，也未生长形成叶柄，底部的愈伤组织体积只有部分增大。H2的生物量最高，与L2、Z2之间无显著性差异，L2、Z2、SN6、G2之间无极显著性差异，JD2的生物量最低。SN6的干物率最低，其他品种的干物率之间无显著性差异。由此可推出：L2、Z2、H2、G2的耐盐性能高于JD2、SN6。

在盐胁迫条件下水稻幼苗能通过自身细胞的渗透调节作用，如在细胞内合成脯氨酸、可溶性糖等具有渗透调节功能和较强亲水力的相容性溶质[5]，以保护细胞中蛋白质、蛋白复合物和膜结构免遭降解或破坏，从而使细胞维持正常的生理活动[6]。在高盐度下，植物细胞中蛋白质的合成代谢增强，合成更多蛋白质，参与渗透调节，使植物适应高盐环境[6-8]。本试验中，盐胁迫后L2和Z2的可溶性糖含量最高，H2和G2的含量其次，JD2的可溶性糖含量较低，SN6的可溶性糖含量最低。L2的可溶性蛋白含量最高，JD2、Z2、H2、G2含量其次，SN6的含量最低。L2的可溶性蛋白含量最高，JD2、Z2、H2、G2含量其次，SN6的含量最低。由此可推出：L2的耐盐性能高于Z2、H2、G2，Z2、H2、G2的耐盐性能高于JD2，JD2的耐盐性能高于SN6。

丙二醛是具有细胞毒性的物质，能与膜结构上的蛋白质和酶结合、交联而使之失去活性，从而破坏膜结构[9]。在高盐浓度下，植物的膜脂过氧化作用明显加大，植物细胞受损伤的程度也明显加大，丙二醛含量显著性增加[10]。本试验中，盐胁迫后SN6的丙二醛含量最高，JD2、H2的含量其次，L2、Z2、G2的含量最低。由此可推出：L2、Z2、G2的耐盐性能高于JD2，H2的耐盐性能高于SN6。

生物碱是评价半夏药材质量好坏的重要指标之一[11]。盐胁迫下可以提高长春花幼苗的生物碱产量[12]。逆境可以增加植物生物碱的积累，原因可能是在逆境条件下，植物体内的自由氨基酸含量升高，从而为生物碱的合成提供了原料。该试验中，盐胁迫后L2的总生物碱含量最高，JD2、Z2、H2、G2的含量其次，SN6的含量最低。由此可推出：L2的耐盐性能高于JD2、Z2、H2、G2，JD2、Z2、H2、G2的耐盐性能高于SN6。

超氧化物歧化酶是细胞膜系统的保护酶[13-14]，可在盐胁迫时增强活性，加快对活性氧的清除，具有维持活性氧代谢平衡、保护膜结构的功能，是植物能以忍耐体内高浓度盐的机理之一[15]。在盐分胁迫条件下棉花叶片细胞内能够保持较高SOD酶活性[16]。本试验中，盐胁迫后L2、Z2的SOD酶活性最高，G2的活性其次，H2的活性较低，JD2的活性低，SN6的活性最低。由此可推出：L2、Z2的耐盐性能高于G2，G2高于H2，H2高于JD2，JD2高于SN6。

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