外源脱落酸对大庆地区盐胁迫下甜瓜幼苗生理指标的影响

李 响，王兴柱，聂 鑫，聂海洋，付兴隆，张 萌，杨 磊，靳亚忠

（1.黑龙江八一农垦大学农学院 黑龙江大庆 163319；2.黑龙江省农业科学院大庆分院 黑龙江大庆 163316；3.大庆市银浪牧场黑龙江大庆 163411；4.友谊农场 黑龙江双鸭山 155800；5.大庆油田有限责任公司矿区服务事业部园林绿化公司花卉公司 黑龙江大庆 163453；6.大庆油田第四采油厂生产准备大队准备七队 黑龙江大庆 163511）

外源脱落酸对大庆地区盐胁迫下甜瓜幼苗生理指标的影响

李 响1，王兴柱2，聂 鑫1，聂海洋3，付兴隆4，张 萌5，杨 磊6，靳亚忠1

（1.黑龙江八一农垦大学农学院 黑龙江大庆 163319；2.黑龙江省农业科学院大庆分院 黑龙江大庆 163316；3.大庆市银浪牧场黑龙江大庆 163411；4.友谊农场 黑龙江双鸭山 155800；5.大庆油田有限责任公司矿区服务事业部园林绿化公司花卉公司 黑龙江大庆 163453；6.大庆油田第四采油厂生产准备大队准备七队 黑龙江大庆 163511）

通过模拟大庆地区土壤盐胁迫环境，研究了不同浓度脱落酸对该环境下甜瓜幼苗生理指标的影响。结果表明，盐胁迫下甜瓜幼苗叶绿素a、b含量以及a/b值、脯氨酸含量、可溶性糖含量、根系活力降低，丙二醛含量升高；盐胁迫下，加入外源脱落酸可调节甜瓜幼苗的生长，1×10-7mol·L-1和1×10-6mol·L-1脱落酸处理能改善甜瓜各种生理指标，而高浓度外源脱落酸则增加了胁迫伤害程度。说明一定浓度范围的外源脱落酸能提高甜瓜耐盐性，缓解了大庆土壤盐胁迫环境对甜瓜幼苗的伤害。

甜瓜；幼苗；脱落酸；盐胁迫；大庆地区

果蔬生产受气候、土壤的影响最为直接，是对种植条件及环境因素最为敏感且依赖的产业。随着我国设施栽培技术迅速发展，果蔬生产期得到延长，由于种植过程中肥料使用不合理、耕作方式不当、地域环境不良等原因，作物不得不在逆境条件下生长[1]。而坐落于黑龙江西部、松嫩平原中部的大庆市，属中生代沉陷地带，地表积水且坡降小，排水不畅，地下水储量大，盐分易积累。大庆市耕地面积45.7万hm2，重度盐碱化土地面积仍以每年1.4%的速度扩展，盐碱化程度仍在不断加剧，有1/3的盐碱化草地碱斑大面积连片，不能利用而沦为丢弃之地，严重制约大庆农业的发展[2]。而提高作物抗逆性，保证果蔬安全生产是当下急需解决的问题。目前提高作物耐盐性的重要途径之一，就是利用外源激素调控，提高作物的逆境生长能力[3]。脱落酸（abscisic acid，ABA）是植物中普遍存在的内源激素，具有调节植物生长、抑制种子萌发及促进衰老的作用，在植物高盐、低温、干旱等逆境胁迫下起着重要的抗逆、调控作用[4]。脱落酸对作物盐胁迫下的抗逆性的影响及其在农业生产中的应用得到了研究者们的关注[5]。我国学者针对脱落酸在黄瓜[6]、番茄[7]、辣椒[8]等作物上的抗逆性研究方面都有相关报道，而针对脱落酸处理盐胁迫下甜瓜幼苗抗逆性的相关研究报道较少。笔者以薄皮甜瓜幼苗为研究对象，研究外源脱落酸在模拟大庆地区盐渍化土壤环境下对薄皮甜瓜幼苗生理指标的影响，探索外源脱落酸调控薄皮甜瓜幼苗耐盐的生理机制，为脱落酸在大庆地区薄皮甜瓜耐盐栽培中的应用提供理论依据。

1 材料及方法

1.1 材料

以黑龙江省农业科学院大庆分院培育的‘龙庆三号’甜瓜为供试材料，选取同一年份、籽粒饱满、大小一致的种子进行试验；模拟大庆地区初夏高温、干旱、盐渍化程度高的条件，将NaCl与Na2SO4按质量比3∶2配置20 g·L-1的复盐溶液作为盐胁迫溶液[9]。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验于2015年在黑龙江八一农垦农学院试验室内进行，4月1日将种子浸种后放在催芽箱内，2 d后把出芽的种子播种到塑料营养钵中，以 V蛭石∶V珍珠岩=3∶1的混合基质为栽培基质，放置于育苗温室中进行培养。待幼苗3叶1心时进行根部浇灌处理。试验设5组处理，CK：蒸馏水处理；处理 A：蒸馏水+20 g·L-1复盐溶液；处理B：蒸馏水+20 g·L-1复盐溶液+1×10-7mol·L-1脱落酸；处理 C：蒸馏水+20 g·L-1复盐溶液+1×10-6mol·L-1脱落酸；处理D：蒸馏水+20 g·L-1复盐溶液+1×10-5mol·L-1脱落酸。采取随机区组设计，每组处理20株，设3次重复，一次每株浇灌50 mL。之后每隔5 d处理1次，处理15 d后进行相关生理指标的测定。

1.2.2 测定项目及方法 叶绿素含量采用丙酮乙醇混合液比色法测定[10]，电导率采用DDS-11A型电导仪测定[11]，脯氨酸含量采用酸性茚三酮法测定[11]，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定[12]，过氧化物酶活性采用愈创木酚法测定[12]，可溶性糖含量采用蒽酮法测定[13]，根系活力采用TTC法测定[14]。

2 结果与分析

2.1 不同处理对甜瓜幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

由表1可知，所有处理中甜瓜幼苗叶片的叶绿素a含量均显著低于CK，叶绿素b含量显著高于CK，a/b值均显著低于CK；处理A的叶绿素a含量显著低于CK，而叶绿素b含量显著高于CK，说明大庆地区土壤盐环境抑制了甜瓜幼苗叶片叶绿素a的合成积累、促进了叶绿素b的合成积累，但是采用脱落酸处理甜瓜幼苗，可以缓解大庆地区土壤盐环境对甜瓜幼苗叶绿素a的破坏作用并降低叶绿素b的合成积累，其中处理B的叶绿素a含量显著高于其他浓度脱落酸处理，而叶绿素b含量显著低于其他浓度脱落酸处理。此外，叶绿素a/b的值和类胡萝卜素含量也呈现出与叶绿素a相同的变化趋势，而各处理与CK相比，叶绿素a+b的总量与CK之间差异不显著，类胡萝卜素含量除处理B与CK组无明显差异外，其余处理都显著低于CK。

表1 甜瓜幼苗叶片内叶绿素含量 （mg·g-1）

2.2 不同处理对甜瓜幼苗叶片相对电导率的影响

由表2可知，处理A甜瓜幼苗叶片的相对电导率增大，显著大于CK。使用脱落酸处理后，不同浓度的脱落酸对叶片中相对电导率均有调节作用，处理B和处理C甜瓜叶片相对电导率显著低于处理A，而处理D甜瓜叶片相对电导率与处理A之间无显著差异。

表2 甜瓜幼苗抗性指标

2.3 不同处理对甜瓜幼苗叶片脯氨酸含量和丙二醛含量的影响

由表2可知，各处理甜瓜叶片中的脯氨酸含量显著高于CK。处理A甜瓜幼苗叶片脯氨酸含量显著增加，比CK高出39.72%。采用脱落酸处理后各处理甜瓜叶片中的脯氨酸含量显著高于处理A。与CK相比，处理A甜瓜幼苗叶片的丙二醛含量显著高于对照，而采用脱落酸处理后，甜瓜幼苗叶片的丙二醛含量都显著低于处理A，但显著高于CK。

2.4 不同处理对甜瓜幼苗叶片可溶性糖含量的影响

图1表明，各甜瓜幼苗叶片的可溶性糖含量均显著高于对照；采用脱落酸处理后的甜瓜幼苗叶片内可溶性糖含量差异显著，1×10-7mol·L-1脱落酸处理（处理B）的甜瓜叶片可溶性糖含量显著低于处理A，而1×10-6mol·L-1（处理C）脱落酸处理的甜瓜叶片可溶性糖含量与处理A之间无显著差异，但显著高于处理B；1×10-5mol·L-1（处理D）脱落酸处理的甜瓜叶片内可溶性糖含量最高。

图1 不同处理对甜瓜幼苗叶片可溶性糖含量的影响

2.5 不同处理对甜瓜幼苗叶片根系活力的影响

由图2可知，在盐胁迫条件下，甜瓜根系活力显著低于对照。采用不同浓度的脱落酸处理后，随着脱落酸浓度的增加，各处理甜瓜根系活力逐渐升高，且各脱落酸处理之间存在显著差异，但明显低于CK。说明使用脱落酸处理甜瓜幼苗可一定程度缓解土壤盐胁迫对其根系的伤害。

图2 甜瓜幼苗根系活力

3 讨论与结论

有研究表明，在盐胁迫下叶绿素a/b值降低，植物叶片的光合作用也明显减弱。脱落酸能调节植物的耐盐性，在大豆研究中发现，10 μmol·L-1的脱落酸能够提高光和系统II的光能转化效率以及Rubisco含量，进而提高大豆的耐盐性[15]；在番茄研究中发现，1.5 mg·L-1的脱落酸能促进一定浓度NaCl胁迫下番茄种子的萌发，降低发芽种子中丙二醛的含量[7]；在辣椒中，脱落酸能够通过调节辣椒体内抗氧化酶活性以及谷胱甘肽等抗逆物质的合成，增强辣椒耐盐性，但是脱落酸各处理之间存在差异[8]。本试验结果表明，模拟大庆地区土壤盐环境栽培的甜瓜叶片中叶绿素a含量以及叶绿素a/b值降低，叶绿素b含量升高，并且甜瓜幼苗叶片中相对电导率、丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量增加，根系活力降低；但是，在甜瓜幼苗处于盐胁迫环境时，加入一定浓度的脱落酸进行处理，发现1×10-7mol·L-1脱落酸处理下，甜瓜幼苗叶片的叶绿素a含量以及叶绿素a/b值升高，叶绿素b含量降低，叶片中相对电导率、丙二醛和可溶性糖含量降低，根系活力升高，但并没有达到CK的值。随着脱落酸浓度的升高，可溶性糖含量升高，脯氨酸含量降低，因此推测，高浓度的脱落酸与土壤中的盐导致甜瓜幼苗受到双重盐胁迫，而在番茄的研究中也发现同样现象[7]。脱落酸既可以通过调节植物体能抗逆代谢产物的生成和抗氧化酶系统酶活性的变化，进而调节植物的耐盐性，其内在原因可能是脱落酸通过结合植物体内脱酸酸受体蛋白[16]，触发植物体内Ca2+信号转移途径[17]，导致植物体自身产生抗逆物质，激发了免疫系统，从而增强了耐盐性，但是其中内在的调控机制还需从分子生物学方向进一步研究。

综上所述，浓度为 1×10-7～1×10-6mol·L-1的脱落酸对增强大庆地区土壤盐环境栽培的甜瓜幼苗的耐盐性具有一定作用，可改善盐胁迫下甜瓜幼苗生长。在大庆地区甜瓜生产中，可选用一定浓度的脱落酸处理来增强甜瓜幼苗对土壤环境中盐胁迫的适应性，缓解盐害。

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Effects of exogenous abscisic on physiological indexes of melon seedling under salt stress in Daqing

LI Xiang1,WANG Xingzhu2,NIE Xin1,NIE Haiyang3,FU Xinglong4,ZHANG Meng5,YANG Lei6,JIN Yazhong1
（1.College of Agronomy,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319,Heilongjiang,China;2.Daqing Branches of Heilongjiang Academy of Agrichltural Sciences,Daqing 163316,Heilongjiang,China;3.Daqing Yinlang Ranch,Daqing 163411,Heilongjiang,China;4.Youyi Farm,Shuangyashan 155800,Heilongjiang,China;5.Flower Company of the Mining Services Group Landscaping Company,Daqing Oilfield Company Limited,Daqing 163453,Heilongjiang,China;6.The Seventh Team of Production Preparations for the Brigade,Petrochina Daqing Oilfield No.4 Oil Production Plant,Daqing 163511,Heilongjiang,China）

By simulating salt stress of soil environment in Daqing region,the effects of different concentrations of abscisic acid on physiological indexes of melon seedlings under salt stress was studied.The results showed that the content of chlorophyll a,chlorophyll b,proline,soluble sugar and root vitality of melon seedlings decreased,while the content of malondialdehyde increased.The physiological properties of melon could be regulated by exogenous abscisic acid.The abscisic acid concentration of 1×10-7mol·L-1and 1×10-6mol·L-1could improve the physiological indexes of melon seedlings,while higher concentration could inhibit.In conclution,a certain concentration range of abscisic acid can improve the salt resistance of melon and reduce the harm of salt stress on seedlings in Daqing region.

Melon;Seedling;Abscisic acid;Salt stress;Daqing region

2016-08-15；

2016-11-29

李 响，男，在读硕士研究生，研究方向为设施果蔬栽培与配套技术。E-mail：6880506@163.com

靳亚忠，男，博士，研究方向为园艺植物营养生理。E-mail：277168601@qq.com