外源NaHS对盐胁迫下板栗幼苗的缓解效应

孙晓莉　田寿乐　沈广宁　许林

摘要：为探讨外源硫化氢对盐胁迫下板栗幼苗的缓解作用，以两年生红栗2号板栗幼苗为试材，研究不同浓度（0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 mmol·L-1）的硫化氢供体硫氢化钠（NaHS）对100 mmol·L-1 NaCl胁迫下板栗幼苗叶片光合特性、叶绿素含量、脯氨酸含量及丙二醛（MDA）含量的影响。结果表明：喷施外源NaHS可不同程度缓解盐胁迫对板栗幼苗叶片造成的伤害，与100 mmol·L-1 NaCl胁迫处理相比，叶绿素含量提高，MDA含量降低，脯氨酸含量升高，从而有效降低了盐胁迫下细胞膜受损程度，提高了板栗对盐渍环境的适应性，且这种缓解效应存在明显的剂量效应，以0.5、1.0 mmol·L-1 NaHS两个浓度效果较好。

关键词：板栗；NaHS；盐胁迫；缓解效应

中图分类号：S664.201 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2017）04-0051-04

Alleviation Effect of Exogenous Sodium Hydrosulfide

on Chestnut Seedlings under Salt Stress

Sun Xiaoli， Tian Shoule， Shen Guangning， Xu Lin

（Shandong Institute of Pomology， Taian 271000， China）

Abstract In order to study the alleviation effect of exogenous hydrogen sulfide on chestnut seedlings under salt stress，using two years old chestnut ‘Hongli 2 seedlings as materials， the effects of different concentrations （0， 0.1， 0.2， 0.5， 1.0， 2.0 mmol·L-1） of sodium hydrosulfide （NaHS） on the photosynthetic characteristics， chlorophyll content， proline content and malondialdehyde （MDA） content of chestnut leaves were investigated under 100 mmol·L-1 NaCl stress. The results showed that spraying exogenous NaHS could alleviate the damage caused by salt stress on the leaves of chestnut seedlings in different degrees. Compared with 100 mmol·L-1 NaCl treatments，the chlorophyll and proline content increased， MDA content significantly dropped，which effectively reduced the damage of cell membrane under salt stress and improved the adaptability of chestnut to saline environment. In addition， the NaHS dosage influenced the alleviation effect obviously， and 0.5 mmol·L-1 and 1.0 mmol·L-1 NaHS had better alleviation effect.

Keywords Chestnut； NaHS；Salt stress； Alleviation effect

土壤鹽碱化是世界范围内农业面临的主要非生物胁迫之一，盐胁迫常导致渗透胁迫、离子毒害、营养失衡和氧化胁迫[1]。板栗（Castanea mollissima） 在中国区域内广泛分布，主要栽植于山地、丘陵等贫瘠地带，适应性强。但其属于低耐盐植物，生长状况与土壤类型密切相关，对土壤的pH值要求严格，适宜范围为4～7，最适宜值为5～6，超过7.5时生长不良[2]。缓解盐胁迫对板栗生长的影响具有重要意义。

硫化氢（hydrogen sulfide，H2S）是新近发现的一种多功能气体信号分子。研究证实，在低浓度下，H2S可作为一种多功能的气体信号分子促进植物的生长发育并调控对外界生物及非生物胁迫的响应[3]。已有研究表明，H2S可以缓解盐胁迫对小麦、苜蓿种子萌发的抑制作用[4，5]。硫氢化钠（NaHS）预处理能显著缓解100 mmol·L-1 NaCl胁迫对苜蓿种子萌发和幼苗生长的抑制作用，并提高根部K/Na比率，从而增强对盐胁迫的适应能力[6]。而且，NaHS处理可差异性激活抗氧化酶同工酶或相应转录物活性，包括SOD、CAT、POD、APX等，从而缓解盐胁迫导致的氧化损伤[6]，而加入NO专一性清除剂cPTIO可逆转上述作用，这表明H2S诱导的保护作用可能与内源NO密切相关[6]。此外，对盐敏感品种鲁麦15的研究表明，不同浓度的外源NaHS预处理12 h可明显减轻100 mmol·L-1 NaCl胁迫对小麦种子发芽率、发芽指数、活力指数和幼苗生长的抑制，且其缓解作用具有明显的浓度依赖性[7]。

本试验以红栗2号为材料，采用喷施法研究100 mmol·L-1 NaCl盐胁迫下不同浓度NaHS对板栗幼苗叶片光合特性及相关生理指标的影响，为利用外源H2S提高板栗的抗盐性提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为红栗2号板栗两年生幼苗。试验于2016年在山东省果树研究所万吉山板栗基地采用盆栽方式进行。遇雨加盖防雨棚，其它时间处在自然条件下。

1.2 试验处理

1.2.1 试验预处理 CK：清水；C1：0.1 mmol·L-1NaHS；C2：0.2 mmol·L-1 NaHS；C3：0.5 mmol·L-1 NaHS；C4：1.0 mmol·L-1 NaHS；C5：2.0 mmol·L-1 NaHS。每天8∶00和14∶00各喷1次，以叶片湿润而不滴水为标准，连续喷3 d。

1.2.2 盐胁迫处理 试验分7个处理，每处理3株幼苗，重复3次。处理Ⅰ：CK+清水浇灌；处理Ⅱ：CK+100 mmol·L-1 NaCl溶液浇灌；处理Ⅲ：0.1 mmol·L-1 NaHS+100 mmol·L-1 NaCl溶液浇灌；处理Ⅳ：0.2 mmol·L-1 NaHS +100 mmol·L-1 NaCl溶液浇灌；处理Ⅴ：0.5 mmol·L-1 NaHS +100 mmol·L-1 NaCl溶液浇灌；处理Ⅵ：1.0 mmol·L-1 NaHS+100 mmol·L-1 NaCl溶液浇灌；处理Ⅶ：2.0 mmol·L-1 NaHS +100 mmol·L-1 NaCl溶液浇灌。每两天浇灌1次处理液，分别于浇灌处理液的第0、3、6、9 d采集样品测定生理指标。

1.3 测定项目与方法

叶绿素相对含量采用SPAD-502 PLUS叶绿素测定仪测定（选取每个处理从上方数第3片功能叶测定）；丙二醛（MDA）含量测定采用硫代巴比妥酸（TBA） 法；脯氨酸（Pro）含量测定采用茚三酮显色法[8]；光合指标采用英国 PP-SYSTEM生产的CIRAS-2 光合仪测定，自带光源和二氧化碳钢瓶。

1.4 数据处理

试验数据用DPS v7.05统计软件进行数据分析，用Microsoft Excel 2003软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 外源NaHS对板栗幼苗叶片光合特性的影响

由表1可以看出，C1、C2、C3、C4处理下板栗叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）高于或显著高于对照，其中C3处理即0.5 mmol·L-1 NaHS浓度下板栗叶片净光合速率最高，而C5处理条件下，胞间CO2浓度（Ci）、Gs显著低于对照，可能是高浓度NaHS处理对植株产生了有害影响。

2.2 外源NaHS对盐胁迫下板栗幼苗叶片叶绿素含量的影响

由表2可知，连续3天喷施不同浓度NaHS预处理提高了板栗幼苗叶绿素含量，而盐胁迫处理，随着处理时间延长，叶绿素含量出现不同程度下降。其中盐胁迫3、6 d时不同浓度NaHS处理与单独盐胁迫处理相比皆显著提高板栗幼苗的叶绿素含量，其中1.0 mmol·L-1NaHS处理下叶片叶绿素含量最高，分别高于单独盐胁迫处理20.1%、20.5%。在9 d时，除1.0 mmol·L-1 NaHS处理下板栗叶片叶绿素含量保持较高水平外，其它处理下都有不同程度降低，可能由于植株深度盐胁迫引起植株生长发育紊乱所致。由此可见，喷施NaHS处理可减缓盐胁迫下板栗幼苗叶片叶绿素含量的降低，保护光合色素免受胁迫的伤害，有利于维持光合作用，促进幼苗生长。

2.3 外源NaHS对盐胁迫下板栗幼苗脯氨酸含量的影响

由图1可知，对照（喷施清水）处理下的板栗幼苗叶片脯氨酸含量最低，盐胁迫处理下叶片脯氨酸含量升高。随着盐胁迫时间的延长，叶片脯氨酸含量呈现先升高后降低的趋势，且显著高于对照；在喷施外源NaHS情况下，各浓度处理均提高盐胁迫下板栗叶片脯氨酸含量，其中处理3、6 d时，0.5 mmol·L-1 NaHS处理组脯氨酸含量最高，與单独100 mmol·L-1 NaCl处理相比增加最多，提高了40.74%、22.56%；处理9 d时，不同浓度 NaHS处理与仅NaCl胁迫处理的板栗叶片脯氨酸含量相比无显著差异，但显著高于清水处理。正常生长条件下，喷施NaHS对板栗叶片脯氨酸含量无明显影响。

2.4 外源NaHS对盐胁迫下板栗幼苗MDA含量的影响

MDA是脂质过氧化作用的最终产物，其含量能够间接反映细胞膜脂过氧化损伤程度[9]。由图2可知，对照（喷施清水）处理的板栗幼苗叶片的 MDA 含量保持在较低水平，且在板栗生长过程中保持相对稳定。盐胁迫处理下板栗幼苗叶片MDA含量显著升高，喷施一定浓度的NaHS可抑制MDA含量的升高。在未喷施NaHS条件下，盐胁迫下板栗叶片MDA含量与对照（喷施清水）相比显著升高，且随着时间延长，呈现先升高后降低的趋势。而喷施NaHS处理下，盐胁迫的叶片MDA含量均显著低于未喷施NaHS的叶片，其中1.0 mmol·L-1 NaHS处理对MDA含量升高的抑制作用最为明显，在3、6、9 d处理下分别低于未喷施NaHS盐胁迫处理下板栗叶片32.8%、29.3%、26.0%，表明喷施NaHS缓解了盐胁迫对板栗叶片膜脂过氧化伤害，提高了植物抗性。

3 讨论与结论

已有研究表明，盐胁迫主要通过抑制或诱导多种酶系统以及气孔导度等途径来降低光合作用和能量代谢，抑制植物组织的生长与发育，从而降低植物干物质积累与植物产量[10-12]。盐胁迫下植物叶片叶绿素含量不仅直接关系到植物光合同化过程，而且也是衡量植物耐盐性的重要生理指标之一[13]。本研究下，前期处理中，喷施不同浓度 NaHS溶液提高或显著提高了叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr），表明外源NaHS对提高植物叶片光合作用具有积极意义。而盐胁迫处理导致板栗叶绿素含量下降，喷施一定浓度的NaHS可以有效减缓盐胁迫下板栗幼苗叶片叶绿素含量的降低，保护光合色素免受胁迫伤害，其中喷施1.0 mmol·L-1 NaHS溶液处理下叶绿素含量最高，作用最明显。

脯氨酸是既富含能量、又富含氮的化合物[14]，是逆境条件下植物体内氮和能量的一种贮存库，对降低细胞内溶质的渗透势、维持细胞内酶正常的结构和构象具有重要意义。本研究结果表明，盐胁迫下，板栗叶片脯氨酸含量升高，与陈托兄等[15]研究盐胁迫下大麦、湖南稷子等5种拒盐植物脯氨酸含量明显上升结果一致，而喷施0.5 mmol·L-1 NaHS处理下，板栗叶片脯氨酸含量升高且显著高于未喷施NaHS盐胁迫处理下的叶片脯氨酸含量，表明喷施一定浓度的NaHS可以有效提高植物对盐渍生境的生态适应。

MDA作为膜脂过氧化作用的主要产物之一，其含量的高低和细胞质膜透性的变化是反映细胞膜脂过氧化作用强弱和质膜破坏程度的重要指标[16]。孙黎等[17]在对藜科植物抗盐性研究中发现，MDA在盐胁迫下可将质膜中自由基维持在较低水平， 防止膜脂过氧化，保持质膜稳定性。本研究中，与清水浇灌植物处理相比，100 mmol·L-1 NaCl胁迫处理显著增加板栗叶片MDA含量，膜脂过氧化作用显著增强。而适当浓度的 NaHS可有效降低叶片MDA含量，保护板栗叶片细胞膜结构的稳定性，缓解盐胁迫对植物细胞的伤害，其中1.0 mmol·L-1 NaHS效果最好。

综上所述，与100 mmol·L-1 NaCl胁迫处理相比，施用不同浓度NaHS处理可不同程度缓解盐胁迫对板栗幼苗叶片造成的伤害，植物叶绿素含量提高，MDA含量降低，脯氨酸含量升高，从而有效降低了盐逆境下细胞膜受损程度，提高板栗对盐渍环境的适应性。这种缓解效应并非随着处理浓度的增大而升高，而是存在明显的剂量效应，以0.5、1.0 mmol·L-1 NaHS两个浓度下处理效果较好。这可为阐明NaHS的生理功能提供参考价值，但关于其调控的其它生理代谢过程需要进一步的探索。

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