NaCl胁迫下木芙蓉幼苗叶片的抗氧化特性

赵兵+张凡+薛春荣

摘要：本研究以木芙蓉（Hibiscus mutabilis L.）品种牡丹粉和醉芙蓉的幼苗为试验材料，通过盆栽控盐的方法，研究NaCl胁迫对两品种幼苗叶片相对含水量及SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性的影响，分析其耐盐性及生理机制。结果表明：在盐胁迫下，醉芙蓉幼苗叶片保水能力较牡丹粉强，平均抗氧化酶活性高于牡丹粉，为木芙蓉耐盐性鉴定和园林栽培木芙蓉品种的选择提供了可靠的理论基础和依据。

关键词：木芙蓉；耐盐性；相对含水量；抗氧化酶活性

中图分类号：S685.01 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2016）11-0057-04

Abstract Using seedlings of Hibiscus mutabilis L. cv. Zuifurong and Mudanfen as experimental materials， the salt tolerance and physiological mechanism were analyzed through measuring the leaf relative water content and antioxidant enzyme activities， such as SOD， POD and CAT， under NaCl stress with pot culture method. The results showed that under salt stress conditions， the seedling leaves of Zuifurong had higher water retaining capacity and average antioxidant enzyme activities than those of Mudanfen. This research provided reliable theoretical bases for salt resistance identification and selection of Hibiscus mutabilis L. cultivars in garden cultivation.

Keywords Hibiscus mutabilis L.； Salt tolerance； Relative water content； Antioxidant enzyme activities

木芙蓉（Hibiscus mutabilis L.）为锦葵科木槿属落叶灌木或小乔木，高2～5 m，晚秋开花，花大色美。木芙蓉不仅具有观赏价值高、繁殖容易、管护粗放和净化大气等优良特性[1]，还因其含有丰富的黄酮苷、金丝桃甙、菊糖甙、酚类、还原糖等成分，具有很高的药用和食用价值[1-3]。目前，我国土壤盐渍化相对较多，面积达到了500×104 hm2，主要分布在山东、河北、辽宁等省和江苏北部的海滨冲积平原等地区[4]。过多的盐分对植物生长发育有很大影响，不仅会使植物的生长受到抑制，植株矮小，叶面积变色、变小，严重时植株死亡[5]，还会影响到植物的细胞显微结构、细胞膜透性及生理生化代谢。唐学玺等[6]发现，盐胁迫下小麦膜透性增大，细胞的丙二醛（MDA）和微粒体膜的磷脂含量分别呈上升和下降趋势，推测NaCl对膜的伤害很可能是由膜脂过氧化和脱脂化作用共同引起的。大量实验证明，提高植物体内的抗氧化酶活性及增强抗氧化代谢水平是提高植物耐盐性的有效途径。

目前有关木芙蓉耐盐性，特别是耐盐生理机制方面的研究报道还较少。现代遗传学家和植物生理学家逐步达成共识，即植物对盐胁迫的反应机制和抗盐机理的深入研究是指导通过生物工程方法或其它措施改造植物，提高植物抗盐能力的前提[7]。因此，本试验以木芙蓉品种牡丹粉和醉芙蓉的幼苗为研究对象，通过测定分析NaCl胁迫下其叶片相对含水量和抗氧化酶活性变化，比较了两品种的耐盐能力，探讨了其耐盐的生理机制，以期为木芙蓉的耐盐性鉴定和园林栽培提供理论基础和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

木芙蓉品种为牡丹粉和醉芙蓉。选取长势一致、均匀的木芙蓉幼苗于春季栽于装有相同重量基质土的花盆中，底部通气，置于培养室中于12 000 lx、25℃下培养。每10 d浇一次水，移栽30 d后于2015年6月8日进行盐胁迫处理，每盆每隔一天浇150 mL 含200 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland溶液。分别采集处理0（CK）、1、3、8、13、18 d的幼苗第4片功能叶作为试验材料，3次重复。

1.2 叶片相对含水量的测定

剪下叶片后立刻称鲜重，然后置于烧杯中，暗中放置24 h后称饱和重，之后于鼓风烘箱中80℃恒温烘干48 h，称干重，计算相对含水量（RWC），重复3次，取其平均值。

叶片相对含水量：RWC（%）=（鲜重-干重）/（饱和重-干重）×100 。

1.3 抗氧化酶活性的测定

1.3.1 酶液提取 酶提取液为 50 mmol·L-1磷酸缓冲液[pH 7.0，含 1% （W/V） PVP、0.1 mmol·L-1 EDTA-Na2和 0.05% （W/V） Triton X-100]。取0.5 g幼苗叶片（去叶脉），加入2 mL酶提取液冰浴研磨成匀浆，加提取液至终体积为10 mL。4℃、12 000×g 离心15 min，取上清液待测。

1.3.2 SOD活性测定 采用氮蓝四唑（NBT）法[8]测定。将加有1.5 mL酶液的试管置于光照培养箱中，于4 000 lx、25℃下反应20 min，以不照光的对照管调零，测定560 nm下的吸光度值，以抑制NBT光化还原的50%为一个酶活单位，SOD活性单位为U·g-1FW。

1.3.3 POD活性测定 采用愈创木酚法[9]测定，酶液中加入H2O2启动反应，以每分钟吸光度值变化0.01为1个酶活性单位，POD活性以U·g-1FW表示。

1.3.4 CAT活性测定 参照Aebi[10]的方法测定。取2.9 mL反应液加入0.1 mL酶液，以PBS为对照调零，测定240 nm吸光度值在40 s内的变化。以每分钟吸光度值减少0.01为1个酶活性单位，CAT活性以U·g-1FW表示。

1.3.5 APX活性测定 参照Nakano等[11]的方法测定APX的活性，以1 min内A290变化0.01为一个酶活性单位，APX活性以U·g-1FW表示。

2 结果与分析

2.1 NaCl胁迫对幼苗叶片相对含水量的影响

NaCl胁迫下，牡丹粉和醉芙蓉幼苗叶片的相对含水量均下降（图1）。胁迫处理0 d时，牡丹粉和醉芙蓉幼苗叶片中的相对含水量分别为94.53%、96.41%，处理18 d后分别下降到46.66%、52.57%。处理前期，两品种间差异较小，处理18 d时醉芙蓉的叶片相对含水量明显高于牡丹粉。

2.2 NaCl胁迫对幼苗叶片抗氧化酶活性的影响

2.2.1 NaCl胁迫对幼苗叶片SOD活性的影响 随着NaCl胁迫时间的延长，牡丹粉和醉芙蓉幼苗叶片SOD活性均表现为先升高后降低的变化趋势，处理8 d时活性最高（图2A）。两品种间，醉芙蓉叶片的SOD活性高于牡丹粉。

2.2.2 NaCl胁迫对幼苗叶片POD活性的影响 牡丹粉和醉芙蓉叶片中的POD活性在NaCl胁迫下的变化趋势与SOD活性相似，均呈先升高后降低的变化趋势，处理13 d时活性达到最高，至处理18 d时POD活性大幅下降，降幅分别为20.74%、26.23%（图2B）。两品种间，除处理3 d时牡丹粉的POD活性略高于醉芙蓉外，其它处理均为醉芙蓉的POD活性高。

2.2.3 NaCl胁迫对幼苗叶片CAT活性的影响 牡丹粉和醉芙蓉幼苗叶片CAT活性随处理时间的延长均呈先升高后降低的变化趋势，处理13 d时最高（图2C）。两品种间，醉芙蓉的CAT活性大于牡丹粉。

2.2.4 NaCl胁迫对幼苗叶片APX活性的影响 两品种的APX活性均随NaCl处理时间的延长呈先升高后降低的趋势，但达到峰值的时间不同，牡丹粉在处理13 d时达到峰值，而醉芙蓉在处理8 d达到峰值（图2D）。两品种间，除处理18 d时牡丹粉的APX活性高于醉芙蓉外，其它处理均低于醉芙蓉。

3 讨论与结论

盐胁迫会破坏植物对水分的吸收及植物叶片的保水能力，相对含水量是反映植物叶片保水能力的重要指标。无论耐盐性强的植物还是盐敏感型植物，在盐胁迫下叶片的相对含水量均会下降，且耐盐性强的植物叶片含水量下降的速率小于耐盐性弱的植物。本研究结果表明：在盐胁迫下，牡丹粉和醉芙蓉幼苗叶片的相对含水量均有所下降，醉芙蓉叶片中的相对含水量高于牡丹粉，但差异不明显。醉芙蓉叶片相对含水量的下降速率低于牡丹粉，说明在盐胁迫下醉芙蓉叶片的保水能力强于牡丹粉。

盐胁迫下，植物体产生H2O2等过氧化性物质，对植物造成伤害[12]。在盐胁迫下，SOD、POD等抗氧化酶活性增强，且耐盐品种的POD活性比盐敏感品种高 [13-15]。本研究结果表明：抗氧化酶活性在盐胁迫条件下初期呈增强趋势，随着盐胁迫时间的延长，抗氧化酶活性降低，这与Raza等[14]和魏国强等[16]的研究结果相一致。但两品种抗氧化酶对盐胁迫的响应程度有所差异。醉芙蓉幼苗叶片中的SOD和APX均是在盐处理8 d时达到最大值，且均高于牡丹粉。牡丹粉和醉芙蓉幼苗叶片中CAT和POD活性均为盐处理13 d时达到最大，且均为醉芙蓉高于牡丹粉。但是，在长时间的盐胁迫下各种抗氧化酶活性的降幅在两个品种间没有较明显差异。通过木芙蓉耐盐性的研究试验，掌握不同品种的耐盐强度差异，可为城市绿化和园林景观设计中木芙蓉品种的选择提供科学的理论依据。

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