盐胁迫对金露梅叶片酶活性和叶绿素含量的影响*

刘行，张彦广

(1.江苏农牧科技职业学院 园林园艺系，江苏　泰州225300；2.河北农业大学 园林与旅游学院,河北　保定071000)



盐胁迫对金露梅叶片酶活性和叶绿素含量的影响*

刘行1,2，张彦广2

(1.江苏农牧科技职业学院 园林园艺系，江苏泰州225300；2.河北农业大学 园林与旅游学院,河北保定071000)

以金露梅扦插苗为材料，通过浇灌不同浓度Na2SO4溶液，研究了盐胁迫对金露梅叶片中酶活性和叶绿素含量的影响，以及重要耐盐生理指标间的相关性。结果表明，随Na2SO4胁迫的不断增强，金露梅叶片中SOD活性、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均呈下降趋势；POD活性随胁迫时间的延长呈先降后升趋势；而叶绿素a/b比值未呈现单一变化规律。相关性表明，叶片中叶绿素含量与POD活性、丙二醛含量呈负相关，与SOD活性呈正相关，丙二醛含量与SOD活性呈负相关，而与POD活性呈正相关，说明Na2SO4胁迫下，丙二醛的大量积累降低了SOD的活性，加速了叶绿素的降解；而对POD活性无明显影响。综上分析可知，金露梅对Na2SO4盐具有一定的忍耐能力，适宜在盐渍化程度低的地区进行种植推广。

盐胁迫；金露梅；SOD；POD；叶绿素含量

在中国盐碱地区广泛存在“春泛盐，秋泛硝”的现象，由于气温的变化和盐溶解度的不同，盐碱地里春天会析出食盐，主要成分为NaCl，秋天又会析出芒硝，主要成分是Na2SO4·10H2O。目前，在植物耐盐碱性方面的研究主要集中于NaCl胁迫的影响[1～10]，而对Na2SO4对植物的盐胁迫方面的研究甚少。为丰富盐碱地区城市绿化植物种类，选用了蔷薇科(Rosaceae)委陵菜属(Potentilla)金露梅(PotentillafruticosaL.)作为试材。金露梅为落叶花灌木，花黄色，5瓣，形似梅花而得名，花期长，观赏价值高[11]。为了全面的研究植物的耐盐机理，本项目采用不同浓度的Na2SO4对金露梅进行胁迫，试验并观察其叶片中酶和叶绿素的动态，以及重要耐盐生理指标间的相关性分析，以明确金露梅在盐碱城市绿化的应用前景。

1　材料与方法

1.1试验材料

选取河北农业大学苗圃中植株健壮、长势基本一致的2年生金露梅扦插苗作为试材。

1.2方法

1.2.1试验方法

将金露梅试材定植于直径21cm、深25cm的陶制花盆中，栽培基质主要为普通园土。每10盆为1组，每处理30盆，即3个重复。分别将0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的Na2SO4溶液1L分3次浇入盆中，清水为对照(CK)，每隔5d补浇1次，共3次。花盆底部放置托盘，以防盐分流失。试验材料放置于露天培养，但具有遮雨设施。

1.2.2数据分析

试验数据主要采用EXCEL软件进行处理，数据的方差和指标间的相关性分析采用SPSS13.0软件(P= 0.05水平)处理。

2　结果与分析

2.1盐胁迫对金露梅叶片酶活性的影响

2.1.1盐胁迫对金露梅叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

从表1可看出，随Na2SO4胁迫强度的增加，SOD活性整体呈现下降的趋势。在Na2SO4盐浓度低于0.6%水平，且胁迫时间少于7d时，叶片SOD活性保持基本稳定状态。而在高盐浓度(0.8%、1.0%)水平，胁迫时间超过7d后，SOD活性下降幅度迅速增加，且盐胁迫13d后，不同盐处理水平间存在显著差异。说明在中低胁迫强度下，SOD活性的稳定性对细胞质膜具有一定保护作用，但随盐胁迫强度的不断加大，SOD被分解，酶活性降低，无法及时清除活性氧，使膜系统受到破坏。

表1　Na2SO4胁迫对金露梅叶片SOD酶活性的影响

注：用不同字母标记的数字在P=0.05水平差异显著，以a1,b1,c1……表示不同盐浓度间的差异(纵向)，以 a2,b2,c2……表示不同胁迫时间之间的差异(横向)，下同。

2.1.2盐胁迫对金露梅叶片过氧化物酶(POD)活性的影响

如表2所示，随Na2SO4胁迫时间延长，叶片中POD活性呈先降后升趋势。盐胁迫前期(0-3d)，叶片中POD活性较平稳，略有下降；胁迫中后期(3-13d)，POD活性随Na2SO4浓度的增加而迅速上升，尤以盐胁迫13d后，POD活性增加幅度最大，且各盐处理水平间均存在显著差异。说明金露梅对Na2SO4盐胁迫具有一定适应性，以提高POD活性来减轻活性氧对细胞质膜的伤害。

表2Na2SO4胁迫对金露梅叶片POD酶活性的影响

Tab.2The effect of Na2SO4stress on POD enzyme activities ofPotentillafruticosaL.leaves

A470·min-1·g-1(FW)

2.2盐胁迫对金露梅叶片中叶绿素含量的影响

2.2.1盐胁迫对金露梅叶片中叶绿素a含量的影响

如表3所示，随Na2SO4胁迫强度的增强，金露梅叶片中叶绿素a含量总体呈下降趋势。盐胁迫前期(0-3d)，叶绿素a含量下降幅度较小，盐胁迫中后期，叶绿素a含量迅速减少。在Na2SO4浓度大于0.4%水平时，随盐胁迫时间的延长，叶片叶绿素a含量差异达显著水平。随Na2SO4浓度的增加，叶片中叶绿素a含量呈下降趋势，尤以盐胁迫13d后，叶绿素a含量下降幅度最大，且不同盐浓度水平间存在显著差异。

2.2.2盐胁迫对金露梅叶片中叶绿素b含量的影响

盐胁迫对金露梅叶片中叶绿素b含量的影响见表4。

表3　Na2SO4胁迫对金露梅叶片叶绿素a含量的影响

表4　Na2SO4胁迫对金露梅叶片叶绿素b含量的影响

从表4可知，Na2SO4胁迫的增强，阻碍了叶绿素b的合成，并促其分解，导致叶绿素b含量不断减少，从而使叶片的光合作用受到影响。盐胁迫前期(0-3d)，叶绿素b含量减少幅度不断加大，随后有所缓和。Na2SO4胁迫期间，随盐浓度的增加，叶绿素b含量相应减少，不同盐浓度水平的叶绿素b含量与CK均存在显著差异，且各盐浓度水平间也差异显著。

2.2.3盐胁迫对金露梅叶片中叶绿素总量的影响

从表5可知，Na2SO4胁迫过程中，随胁迫强度的增加，叶片中叶绿素总量呈下降趋势，且其含量在各盐浓度水平间存在显著差异，说明叶绿素对盐胁迫较敏感。盐浓度为0.2%水平时，叶绿素总量减少幅度较小，基本比较平稳，叶片的色泽与CK差异不明显，呈鲜绿色，有光泽。随盐浓度的增加，叶绿素总量减少幅度增大，均明显低于CK，部分叶片出现发黄、萎蔫现象。尤以高盐浓度1.0%水平时，金露梅植株的大部分叶片枯黄脱落，叶绿素总量在时间因素达显著水平，说明Na2SO4胁迫对叶绿素的抑制作用逐渐增强。

表5　Na2SO4胁迫对金露梅叶片叶绿素总量的影响

2.2.4盐胁迫对金露梅叶片中叶绿素a/b的影响

如表6所示，Na2SO4胁迫下，叶片中叶绿素a/b比值未呈现单一变化趋势。在盐浓度水平为0.2%、0.4%、0.6%水平时，叶绿素a/b比值呈先升后降趋势，但幅度不大，趋于平稳。而在高盐浓度(0.8%、1.0%)下，随胁迫时间的延长叶绿素a/b比值总体呈上升趋势，说明在Na2SO4盐胁迫下，金露梅可通过调节叶绿素a/b比值来调节自身的光合作用，缓解盐害。

表6　Na2SO4胁迫对金露梅叶片叶绿素a/b比值的影响

2.3盐胁迫下叶片中生理指标的相关性分析

在胁迫环境下，植物细胞，特别是叶绿体和线粒体内自由基代谢平衡被破坏。过剩的自由基引发膜脂过氧化，细胞膜系统受到伤害。MDA作为膜脂过氧化作用的最终产物，其含量的多少可表示细胞膜系统受伤害的程度[15～16]。金露梅叶片中MDA含量随Na2SO4胁迫的增加呈增长趋势。由相关性分析可知，叶片中MDA含量与叶绿素含量呈负相关，且在盐胁迫3-13d阶段均达到极显著水平；MDA含量与SOD活性呈负相关，盐胁迫7d后，呈显著相关，盐胁迫13d后，达极显著水平。表明盐胁迫的增强，导致金露梅叶片中MDA含量迅速积累，而MDA对植物细胞具有毒害作用，能降低SOD活性，膜脂过氧化作用加剧[17]。同时MDA含量的增加也致使蛋白质结构发生变化，在加速叶绿素降解的同时也抑制了叶绿素的合成，最终致使叶绿素含量降低。MDA含量与POD活性呈正相关，并于盐胁迫13d后达极显著水平，说明金露梅叶片中积累的MDA并未降低POD的活性，与陈少裕所得结论不一致[17]，从而可看出，植物耐盐机理受多因素所影响，具有一定的复杂性。

植物体的保护酶系统主要由超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)组成，其中SOD与POD是保护细胞膜系统免受活性氧及其它自由基伤害的关键酶[18～19]。从表7可看出，在Na2SO4胁迫的各个阶段，金露梅叶片中SOD活性与叶绿素含量呈正相关。盐胁迫7d后，叶绿素a、叶绿素总量与SOD活性均呈显著正相关，而叶绿素b含量与SOD活性呈极显著正相关；盐胁迫13d后，均与SOD活性呈极显著正相关。POD活性与叶绿素含量呈负相关，胁迫3d后均达显著水平；胁迫7d后，叶绿素b含量与POD活性呈极显著正相关；胁迫13d后，叶绿素b、叶绿素总量与POD活性均呈极显著负相关。说明SOD活性与叶绿素的关系更为密切，起到间接的保护作用。

表7　Na2SO4胁迫金露梅叶片生理生化指标间的皮尔森相关分析

注：**表示相关性极显著(P<0.01)，*表示相关性显著(P<0.05)。

3　结论与讨论

(1)在Na2SO4胁迫下，金露梅叶片中SOD活性与叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量呈下降趋势，但在盐浓度低于0.4%水平时，随胁迫时间的延长，下降幅度不大，较平稳；而在高盐浓度下，下降幅度迅速增加，与王斌等的研究结论一致[20～21]。而POD活性随胁迫浓度的增加而增强，有利于细胞中过氧化物自由基的清除，一定程度上保护了细胞膜系统[22]。叶绿素a/b值的变化未呈现单一规律。Na2SO4浓度低于0.6%时，叶绿素a/b值呈先升后降趋势，趋于平稳；在0.8%、1.0%盐浓度水平时呈上升趋势，说明金露梅可通过调节叶绿素a/b的比值来抵御Na2SO4的伤害。

(2)在逆境下，植物体内自由基得不到及时清理，而导致膜脂过氧化作用，积累大量MDA，MDA是膜脂过氧化的最终产物，其含量的多少可代表质膜受损伤的程度[23]。同时，MDA可与细胞膜上的酶、蛋白质等结合，致使蛋白质失活，膜系统的结构和功能受到破坏[24]。通过相关性分析可知，在Na2SO4胁迫下，金露梅叶片中SOD活性、叶绿素含量均与MDA呈负相关，证实了MDA的积累对SOD活性的降低作用，对叶绿素的降解作用及其合成的阻碍作用。SOD活性与叶绿素含量呈正相关，进一步说明SOD活性与叶绿素关系密切，可短期保护叶绿素免受盐害。但作为清除过氧化物自由基的POD与叶绿素含量呈负相关，与MDA含量呈正相关，进一步说明植物的耐盐性是受多基因控制的，盐对植物体内蛋白质合成的调控和诱导是一个非常复杂的过程[25]。

(3)通过耐盐指标的综合分析可知，在盐胁迫下，金露梅在Na2SO4浓度低于0.4%水平时，SOD活性、POD活性以及叶绿素含量的变化趋势比较平稳，并可通过调节叶绿素a/b比值的方式使植株免受盐害，因而，金露梅对Na2SO4盐具有一定的忍耐能力，适宜在盐渍化程度低的地区进行种植推广。然而，植物耐盐性是受多因素影响的复杂性状，需尽可能采用多的指标综合评价植物的耐盐性，因而可适当考虑增加甜菜碱、抗盐蛋白、激素等耐盐指标来使试验结果可信度更高。另外，本试验主要以盆栽金露梅苗为材料，若将其栽植于大田中，影响植株耐盐性的外在因素随之增多，因而植物抵御盐胁迫的过程是一个复杂而多变的过程，有待于进一步的研究。

[1]李旭新,刘炳响,郭智涛,等.NaCl胁迫下黄连木叶片光合特性及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的变化[J].应用生态学报,2013,24(9):2479-2484.

[2]魏国强,朱祝军,方学智,等.NaCl胁迫对不同品种黄瓜幼苗生长、叶绿素荧光特性和活性氧代谢的影响[J].中国农业科学,2004,37(11):1754-1759.

[3]惠红霞,许兴,李前荣.NaCl胁迫对枸杞叶片甜菜碱、叶绿素荧光及叶绿素含量的影响[J].干旱地区农业研究,2004,22(3):109-114.

[4]朱士农,郭世荣,张爱慧,等.NaCl胁迫对西瓜嫁接苗叶片抗氧化酶活性及光合特性的影响[J].西北植物学报,2008,28(11):2285-2291.

[5]刘正祥,张华新,杨升,等.NaCl胁迫对沙枣幼苗生长和光合特性的影响[J].林业科学,2014,50(1):32-40.

[6]魏秀君,殷云龙,芦治国,等.NaCl胁迫对5种绿化植物幼苗生长和生理指标的影响及耐盐性综合评价[J].植物资源与环境学报,2011,20(2):35-42.

[7]洪立洲,王茂文,丁海荣,等.NaCl胁迫对马齿苋光合作用及叶绿素荧光特性的影响[J].西北植物学报,2011,31(12):2516-2521.

[8]张明轩,黄苏珍,绳仁立,等.NaCl胁迫对马蔺生长及生理生化指标的影响[J].植物资源与环境学报,2011,20(1):46-52.

[9]袁琳,克热木·伊力,张利权.NaCl胁迫对阿月浑子实生苗活性氧代谢与细胞膜稳定性的影响[J].植物生态学报,2005,29(6):985-991.

[10]刘凤歧,刘杰淋,朱瑞芬,等.4种燕麦对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性评价[J].草业学报,2015,24(1):183-189.

[11]阎文虎,纪殿荣,李东义.中国野生花卉原色图鉴(北方卷)[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1999.

[12]荆家海,丁钟荣译(X.H.波钦若克著,1976).植物生物化学分析方法[M].北京:科学出版社,1981.

[13]张治安,张美善,蔚荣海.植物生理学实验指导[M].北京:中国农业科学技术出版社,2004：132-133.

[14]邹琦.植物生理学[M].北京:中国农业大学出版社,2000:163-166.

[15]王爱国.丙二醛作为脂质过氧化指标的探讨[J].植物生理学通讯,1986(2):55-57.

[16]赵可夫,邹琦,李得全,等.盐分和水分胁迫对盐生植物和非盐生植物膜脂过氧化作用的效应[J].植物学报,1993,35(7):519-525.

[17]陈少裕.膜脂过氧化对植物细胞的毒害作用[J].植物生理学通讯,1991(2):84.

[18]罗广华,王爱国,邵从本,等.超氧化物歧化酶(SOD)在大豆下胚轴线粒体内的定位[J].植物学报,1987(2):171-177.

[19]刘琛,丁能飞,傅庆林,等.盐胁迫对3种蔬菜幼苗抗氧化酶活性的影响[J].安徽农业科学,2010,38(1):115-116.

[20]王斌.NaCl和Na2SO4胁迫下沼泽小叶桦生理响应[J].南京林业大学学报,2013,37(1):132-136.

[21]梅海军,王宁,李自阳,等.NaCl和Na2SO4胁迫对香樟幼苗生理特性的影响[J].西北林学院学报,2011,26(6):30-34.

[22]廖祥儒,朱新产.活性氧代谢和植物抗盐性[J].生命的化学,1996,16(6):19-23.

[23]张亚冰,刘崇怀,潘兴,等.盐胁迫下不同耐盐性葡萄砧木丙二醛和脯氨酸含量的变化[J].河南农业科学,2006(4):84-86.

[24]徐恒刚,张萍,李临杭.对牧草耐盐性测定方法及其评价指标的探讨[J].中国草地,1997(5):52-54.

[25]贺志理.盐胁迫下苜蓿中盐蛋白的诱导产生[J].植物生理学报,1991,17(1):71-79.

Effects of Salt Stress on the Enzyme Activity and Chlorophyll Content of Potentilla fruticosa L.

LIU Hang1,2,ZHANG Yan-guang2

(1.Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College,Taizhou Jiangsu 225300,P.R.China;2.College of Landscape Architecture and Tourism,Agricultural University of Hebei,Baoding Hebei 071000,P.R.China)

By watering Na2SO4solution of different concentration,the effects of salt stress on enzyme activity and chlorophyll content in the leaves ofPotentillafruticosaL was studied,and the correlation among the important physiological characteristics of salt tolerance was also studied.The results show that the SOD activity,chlorphylla,chlorophyllb and total chlorophyll content decreased with the constant enhancement of Na2SO4stress;POD activity decreased at the beginning and then increased when the stress time was prolonged;the chlorophyll a/b ratio didn’t show a single direction variation.The correlation indicated that the chlorophyll content of leaves was negatively correlated with POD activity and MDA content,and positively correlated with SOD activity;MDA content was negatively correlated with the SOD activity,and positively correlated with POD activity,which proves the MDA accumulation decrease SOD activity,accelerated the degradation of chlorophyll but had no obvious influence on POD activity under Na2SO4stress.This study showed thatPotentillafruticosaL.has a certain tolerance to salt Na2SO4,and it is suitable for planting in areas with low salinization.

salt stress;PotentillafruticosaL.;SOD;POD;chlorophyll content

2015-09-29

河北省林业局资助项目(0209218)。

刘行(1983-)，女，讲师，硕士，主要从事野生花卉引种栽培以及园林植物生理特性方面的研究。

E-mail:260322136@qq.com

S 685.99

A

1672-8246(2016)04-0095-06

doi:10.16473/j.cnki.xblykx1972.2016.04.016