水杨酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株生长及锌吸收累积的影响

王俞丹，黄七强，王丹，王金明，肖艳辉

（韶关学院英东农业科学与工程学院，广东韶关512005）

水杨酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株生长及锌吸收累积的影响

王俞丹，黄七强，王丹，王金明，肖艳辉*

（韶关学院英东农业科学与工程学院，广东韶关512005）

摘要：以内蒙古小茴香为试验材料，采用营养液培养方式，研究了10 mg/L锌浓度下，不同水杨酸浓度（100 μmol/L，200 μmol/L）处理对茴香植株株高、生物量、地上部和根系锌含量的影响.结果表明：锌胁迫下，水杨酸处理不利于茴香植株株高的生长，且高浓度水杨酸对株高生长的抑制较大；高浓度水杨酸处理能显著降低茴香植株的生物量累积，但可提高茴香植株的根冠比；200 μmol/L水杨酸处理能显著促进茴香植株对锌的吸收累积；水杨酸处理在茴香不同阶段对锌的吸收累积的影响不同；水杨酸处理后，不利于锌在茴香植株体内的迁移.

关键词：茴香；水杨酸；不同生长阶段；生长；锌含量

Zn是植物生长发育必需的微量元素，缺少Zn，植物便不能正常生长；但当土壤中Zn含量过高时，植物体则会积累过量的Zn，从而影响植物正常生长、光合和呼吸作用，从而导致植物减产，严重时造成绝收.污染土壤中的Zn通过在土壤—粮食—人和土壤—蔬菜—人食物链中的积累、迁移和传递，最终会给人体健康带来严重的危害，因此如何缓解过量锌对植物生长的抑制作用及提高植物修复重金属污染土壤的效率，成为科研人员高度关注的问题之一.水杨酸（SA）作为一种信号分子，能缓解重金属引起的氧化毒害.水杨酸对重金属镉［1-2］、铅［3］、铬［4］、锌［5］等的胁迫均具有一定的缓解作用.但植物不同的生长阶段，水杨酸对植物吸收累积重金属如何，是随着植物生物量的增加，植物吸收累积重金属也随之增加，还是植物生长前期对重金属的吸收累积较多，而到了生长后期对重金属的吸收累积减少，这均需要进一步研究.因此，本试验以内蒙古小茴香为材料，采用营养液培养的方式，研究了不同浓度水杨酸处理对锌胁迫下茴香植株不同生长阶段的株高、生物量及锌含量的变化，探讨了水杨酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株生长及锌吸收积累的影响，从而为水杨酸缓解植物锌毒害方面的研究和水杨酸合理地应用于芳香植物修复锌污染土壤方面的研究提供参考.

1材料和方法

1.1试验材料

以内蒙古小茴香（Foeniculum vulgare Mill.）为试验材料.茴香种子来源为中国茴香产区之一的内蒙古托克托县，种子生产时间为2015年.

1.2实验方法

1.2.1实验设计

2015年10月10日将种子浸泡5 h后进行催芽.2015年10月14日于韶关学院塑料大棚中进行播种育苗.采用河沙作为育苗基质，选取大小均匀、饱满、已经发芽的茴香种子播于育苗盘中，为防止水分蒸发，育苗盘上覆盖一层干草，每天进行浇水.11月8日，待茴香长至两叶一心时，选择生长健壮、大小一致、无病虫害的植株移栽于水培箱（霍格兰培养液，培养液30 L）的定植板上，每个水培箱培养24株茴香，确保茴香根系完全浸没在营养液中.培养茴香植株期间，使用空气压缩泵进行不间断供氧.每个培养箱均安装2个通气砂头，以保证增氧均匀.茴香幼苗移栽初期，使用1/2剂量的培养液培养，缓苗一段时间后，观察茴香的生长状况（植株黄化程度等）.12月2号换成全剂量营养液进行培养，并开始进行锌和水杨酸处理.锌处理（以ZnSO4形式加入）浓度为10 mg/L，水杨酸（SA）处理浓度分别为0 μmol/L（CK）、100 μmol/L、200 μmol/L，处理代号分别为Zn+SA0、Zn+SA100、Zn+SA200，共设3次重复.处理后，每隔4天进行一次取样，并测定茴香植株株高、生物量及锌含量，共连续取样5次.

1.2.2指标的测定与方法

每个处理分别随机取样15株，分别测定茴香株高，并取其平均值.每个处理分别随机取5株，将根系用蒸馏水洗净后，将地上部和根部分开，105℃烘15 min，80℃烘至恒重后，将地上部和根部烘干样品称重，并计算根冠比（地下部干重与地上部干重之比）.将烘干样品粉碎、过2 mm筛后，将其装于密封袋中保存，用于测定锌含量.

植株锌含量测定的前处理：准确称取粉碎过筛的样品0.200 0 g，将其放入小烧杯中，加10 mL硝酸：高氯酸=4：1，消化管上方加一小漏斗，过夜.次日，将消化管放到电热板上加热消化，一直消化到样品为无色或淡黄色透明液体，并剩余2 mL左右时取下并冷却，然后定容至50 mL容量瓶中用于测定锌含量.锌含量的测定用原子吸收分光光度计（型号：AA700 0，岛津）.Zn测定仪器参数为：波长213.9 nm；狭缝宽为0.7 nm；工作灯电流为3 mA；预热灯电流为2 mA；负高压为300 V；燃气流量为1.0 L/ min；燃烧器高度为6.0 mm；燃烧器位置为4.0 mm.迁移系数是植物地上部和根部重金属含量的比值.

1.2.3数据分析

所得数据采用SPSS软件包进行方差分析，用Duncan’s新复极差法进行平均数的显著检验.

2结果与分析

2.1不同浓度水杨酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株株高的影响

表1　不同浓度水杨酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株株高的比较

从表1可以看出，5次取样表现为添加水杨酸处理比对照的株高均有所下降（Zn+SA100处理除外），但下降程度不同.锌胁迫下，200 μmol/L水杨酸处理均比100 μmol/L水杨酸处理的株高下降幅度大，且随着取样时间推移，茴香植株株高降低幅度越大.因此，锌胁迫下，水杨酸处理不利于茴香植株株高生长，且高浓度水杨酸对株高生长的抑制作用较大.随着时间的推移，抑制作用更加显著.

2.2不同浓度水杨酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株生物量的影响

不同浓度水物酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株生物量的比较见表2.从表2可以看出，锌胁迫下，水杨酸处理降低了茴香植株地上部干重，200 μmol/L水杨酸处理均比100 μmol/L水杨酸处理的地上部干重降低幅度大，且除了第1次取样外，其余4次取样的200 μmol/L水杨酸处理的地上部干重均显著低于对照和100 μmol/L水杨酸处理；锌胁迫下，水杨酸处理后，仅第5次取样的Zn+SA200处理显著低于对照和Zn+SA100，其余4次取样各处理的根系干重差异均不显著；全株干重除了第1次取样各处理之间差异不显著外，其余4次取样的Zn+SA200处理均显著低于对照和Zn+SA100；除了第1次取样外，其余4次取样的Zn+SA200处理的根冠比均显著高于对照和Zn+SA100.因此，高浓度水杨酸处理能显著降低茴香植株的生物量累积，但提高了茴香植株的根冠比.

表2　不同浓度水杨酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株生物量的比较

2.3不同浓度水杨酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株Zn含量的影响

锌胁迫下，水杨酸处理能明显影响茴香植株对锌的吸收和累积如表3所示.锌胁迫下，5次取样的100 μmol/L水杨酸处理地上部锌含量均显著低于对照和200 μmol/L水杨酸处理，而200 μmol/L水杨酸处理与对照相比，仅第3次和第4次取样的200 μmol/L水杨酸处理地上部锌含量显著高于对照，其余3次取样均差异不显著或显著低于对照.锌胁迫下，5次取样的200 μmol/L水杨酸处理的根系锌含量均显著高于100 μmol/L水杨酸处理和对照，但100 μmol/L水杨酸处理和对照的根系锌含量差异不显著.此外，随着取样时间推移，水杨酸处理后茴香植株对锌的吸收累积与对照相比有明显差异，对照对锌的吸收基本呈增加趋势，而水杨酸处理后，地上部对锌的吸收累积在第5次取样时有明显下降；第2次取样的根部锌含量比第1次取样明显降低，从第3次取样开始，对照的根系锌含量变化不显著，而水杨酸处理的根系锌含量均呈下降趋势.5次取样中，均以对照的迁移系数最高，且以第2次取样的迁移系数高于其余4次取样.

因此，锌胁迫下200 μmol/L水杨酸处理能显著促进茴香植株对锌的吸收累积，随着时间的推移，促进作用呈现先增强后减弱趋势；水杨酸处理后，不利于锌在茴香植株体内的迁移.

表3　不同浓度水杨酸对锌胁迫下不同阶段茴香植株Zn含量的比较

3结论

研究表明，0.25～0.50 mg/L SA能提高铬胁迫下绿豆幼苗的株高和鲜质量［4］；SA能缓解锌胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用［5］；夏瑾华等人认为，水杨酸对铅胁迫下小白菜的生长存在着“低促高抑”效应，当SA浓度达到一定浓度，不但不能缓解重金属的毒害，还会加深毒害［6］.本实验结果表明，前3次取样的100 μmol/L水杨酸处理比对照和200 μmol/L水杨酸处理的生物量略增加，但并未达到显著水平；水杨酸处理并不能显著缓解锌胁迫对茴香植株株高的抑制，且水杨酸浓度越高对茴香株高生长的抑制作用较大，随着时间的推移，抑制作用更加显著.此外，200 μmol/L水杨酸处理显著降低了茴香植株的生物量累积，但能提高茴香植株的根冠比，这与夏瑾华［6］等人的研究结果基本相似.

本研究结果还表明，锌胁迫下，200 μmol/L水杨酸处理能显著促进茴香植株对锌的吸收累积.但随着时间的推移，并非茴香植株对锌的吸收累积越多，而是在第4次取样时植株对锌的吸收累积较多一些.这对于利用茴香植株来修复锌污染土壤时，适当施用一定浓度的水杨酸和适时收获修复植物，从而提高修复效率提供了一定的参考.此外，锌在茴香植株地上部和根部的高累积，会抑制植物正常的生理生化代谢和对其他矿质离子的吸收，这可能是造成茴香植株株高生长和生物量累积受到抑制的主要原因.

迁移系数体现植物从根部向地上部运输重金属的能力，也能反映出Zn在植物内的分布情况［7］.本实验结果发现，锌胁迫下，水杨酸处理降低锌的迁移系数.

参考文献：

［1］池春玉.喷施水杨酸缓解镉对黑麦草毒害作用的研究［J］.中国农学通报，2012，28（19）：39-41.

［2］陈珍，江景勇.水杨酸对花椰菜幼苗镉胁迫的缓解作用［J］.浙江农业科学，2009（3）：566-569.

［3］李红侠，韩雪飞.水杨酸对铅胁迫下玉米幼苗生理特性的影响［J］.滁州学院学报，2011，13（5）：60-62.

［4］张小梅，王智鑫，李广录.水杨酸对铬胁迫下绿豆幼苗生长抑制的缓解效应［J］.河南农业科学，2012，41（11）：52-54.

［5］常云霞，王红星，陈龙.水杨酸对锌胁迫下小麦幼苗生长抑制的缓解效应［J］.西北植物学报，2011，31（10）：2052-2056.

［6］夏瑾华，叶利民，俞晓凤.水杨酸对小白菜抗铅胁迫的诱导［J］.亚热带植物科学，2012，41（1）：36-38.

［7］李玉双，孙丽娜，孙铁珩，等.超富集植物叶用红菾菜（Betavulgaris var.cicla L.）及其对Cd的富集特征［J］.农业环境科学学报，2007，26（4）：l386-1389.

（责任编辑：邵晓军）

中图分类号：Q945.78

文献标识码：A

文章编号：1007-5348（2016）04-0042-05

［收稿日期］2016-03-02 ［基金项目］广东省攀登计划项目.

［作者简介］王俞丹（1995-），女，河南禹州人，韶关学院英东农业科学与工程学院学生；研究方向：芳香植物栽培与生理.*通讯作者.

Effects of Salicylicacid on Fennel（Foeniculum vulgareMill.）Plant Growth and Zinc Uptake and Accumulation at Different Stages Under Zinc Stress

WANG Yu-dan，HUANG Qi-qiang，WANG Dan，WANG Jin-ming，XIAOYan-hui
（YingdongCollegeofAgricultural ScienceandEngineering，ShaoguanUniversity，Shaoguan512005，Guangdong，China）

Abstract:In this paper，effects of different concentration of salicylic acid（100 μmol/L，100 μmol/L）on biomass，plant height，zinc content of Fennel plant were studied at 10 mg/L Zn concentration using hydroponics method.Theresults showedthat salicylic acidtreatment isn’t conducivetotheheight of Fennel plant.Salicylic acid at highconcentrationinhibited theheight of plant,and significantly reduced biomass accumulationof Fennel plant，butitcanimprovetheroot-shootratioofFennel plantunderZinc stress.Salicylic acidconcentrationat200μmol/L can significantly promotes Zinc uptake and accumulation in Fennel plant，however，the effects of salicylic acid treatment on zinc uptake and accumulation at different stages was different，and salicylic acid treatment was unfavorableforZinc tobetransferredfromroottoshoot.

Key words:Fennel；salicylic acid；differentgrowthstage；growth；Zinc content