苹果属两种砧木对盐胁迫的响应

焦灰敏 王新建 党艳青

摘要：以海棠果和SH的实生苗为试材，对其进行不同盐浓度处理比较其耐盐性的差异。结果表明，2种砧木叶绿素含量的变化在低盐浓度时呈相反的趋势，而在高盐浓度时变化趋势相同，均呈先下降后上升的趋势，且海棠果的上升趋势大于SH的变化趋势;在高盐浓度时，2种砧木游离脯氨酸含量均呈积累状态，而可溶性蛋白含量呈下降趋势，海棠果叶片中的可溶性糖含量呈上升趋势，SH叶片中的可溶性糖含量呈下降趋势;海棠果SOD活性的变化趋势为上升-下降-上升-下降，POD活性的变化趋势为先上升后下降，SH叶片内2种保护酶活性变化趋势均为上升-下降-上升。

关键词：苹果砧木;盐胁迫;生理指标;综合得分

中图分类号：S661.1         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）10-0092-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.10.021           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： The seedlings of plum leaf crab and SH were used as test materials. The salt tolerance of plum leaf crab and SH seedlings were compared by different salt concentration treatments. The results showed that the changes of chlorophyll content of the two rootstocks showed the opposite trend at low salt concentration， but the same trend at high salt concentration. The trend of chlorophyll content of the two rootstocks decreased first and then increased，and the rising trend of Plum leaf crab is greater than that of SH. At high salt concentration， the free proline content of the two rootstocks was accumulated， while the soluble protein content decreased， the soluble sugar content in the leaves of Plum leaf crab showed an upward trend， and the soluble sugar content in the leaves of SH showed a downward trend. The change trend of SOD activity in plum leaf crab was ascending-descending-ascending-descending， POD activity was ascending first and then descending， and the activities of two protective enzymes in SH blade interior showed an upward-downward-upward trend.

Key words： apple rootstock; salt stress; physiological index; comprehensive score

新疆是蘋果属植物的起源中心之一，也是中国盐碱地较为严重的地区之一，其盐碱地面积占灌区耕地面积总数的32.07%，但又因气候、土壤和降水等原因使得新疆各地区土壤盐渍化程度有所不同，新疆南疆盐类型主要以NaCl为主，其最为严重的是天山南麓、塔里木盆地西部等。不管是栽培苹果还是观赏苹果在新疆都有悠久的历史，同时苹果产业也是新疆林果产业的重要成分之一，所以对苹果属砧木进行耐盐性研究具有重要的意义。盐胁迫下，随着胁迫浓度的增加会使叶绿素含量逐渐下降，说明盐渍环境降低了叶绿素的合成，也可能加快了叶绿素的衰老和分解[1，2]。植物叶片中叶绿素随盐浓度增加呈先升后降或者逐渐升高的趋势，并在一定范围内有利于叶绿素的合成，说明植物具有较强的耐盐能力[3-5]。研究表明，在盐胁迫前期，随着盐浓度的增加和处理时间的延长，脯氨酸含量增加，说明新疆野苹果在受到胁迫后能及时产生脯氨酸，降低细胞的渗透势，防止细胞脱水死亡，其机体内受到损害，脯氨酸产量降低，这说明在一定的盐度下，新疆野苹果具有耐盐性[6，7]。Molassiotis等[8]研究表明，中度盐胁迫可以提高苹果属植物SOD和POD活性，但同时也降低了CAT活性。马丽清等[9]的研究发现，珠美海棠在盐胁迫处理后其体内的保护酶活性比较高。研究发现在相同的胁迫条件下，新疆野苹果叶片中的SOD、POD、CAT活性和游离脯氨酸含量均低于株美海棠[10]。迄今为止，少见关于海棠果和SH实生后代耐盐性研究的相关报道。本研究通过对苹果属2种砧木进行不同浓度NaCl胁迫处理，并对其相关指标进行分析，以期为以NaCl为主的盐碱地区的苹果产业提供适宜的砧木类型及科学理论依据。

1  材料与方法

1.1  试验材料

试验以智能温室大棚中繁育的海棠果和SH两年生实生苗为试材，培养基质以蛭石∶草炭∶珍珠岩=10∶7∶3（V∶V∶V）进行配置。

1.2  试验设计

以0.25%、0.50%、0.75%、1.00%的NaCl溶液进行胁迫处理，并以清水作为对照。每个重复选取10株长势健壮的实生苗，共设3组重复。为避免高浓度NaCl胁迫处理造成的冲击效应[11]，对高浓度处理采用分步分天进行（即第一天加入0.25%的NaCl溶液，以此类推，第四天达到终浓度），胁迫处理12 d后开始采样并测定相关指标。

1.3  试验方法

选取植株中上部位的成熟叶片为试材，叶绿素含量采用95%的乙醇进行提取，可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸比色法进行测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝（G-250）法进行测定，游离脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法测定，超氧物歧化酶活性采用NBT光化还原法进行测定，过氧化物酶活性采用愈创木酚显色法进行测定。

1.4  数据处理

试验数据采用Microsoft Excel软件进行分析。

2  结果与分析

2.1  盐胁迫对苹果叶片叶绿素含量的影响

叶绿素是一种最为重要的光合色素，由叶绿体产生，当植物受到胁迫时，各细胞器遭到破坏，导致各细胞器合成的物质下降，叶绿素的含量也随之下降[12]。由图1可知，SH系叶片叶绿素含量随着盐浓度的增加呈升-降-升的趋势，且2次峰值出现盐浓度为在0.25%和1.00%，SH系在0.25%盐胁迫时大于其他处理。海棠果叶绿素含量的变化趋势为降-升-降-升，峰值出现在盐浓度为0.50%和1.00%。SH叶片叶绿素含量在盐浓度为0.25%后一直呈下降的变化趋势，仅在盐浓度为1.00%时的叶绿素含量略有上升，而海棠果叶片叶绿素含量在盐浓度为1.00%时的上升趋势大于SH的变化趋势，说明SH受伤害较为严重。

2.2  盐胁迫对苹果叶片渗透调节物质的影响

2.2.1  盐胁迫对苹果叶片可溶性糖含量的影响  植物为了适应各种恶劣的环境变化，如盐碱、干旱、水涝、低温等，自身会主动积累一些可溶性糖，降低渗透势，以适应环境的变化带来的伤害。从图2可以看出，随着盐浓度的增加，海棠果叶片可溶性糖含量在高浓度下处于上升趋势，且在盐浓度为1.00%时达到最大值，较对照增加了0.8个百分点，且整个过程的变化趋势为先升高后下降再上升的趋势，说明此时的海棠果没有受到较大的伤害。而SH随着盐浓度的增加呈下降-上升-下降的变化趋势，处理后的峰值出现在盐浓度为0.75%时，说明其后期受到了较大的伤害，导致可溶性糖处于分解状态。

2.2.2  盐胁迫对苹果叶片可溶性蛋白含量的影响  由图3可以看出，随着盐浓度的增加，所有参试苹果可溶性蛋白含量均呈现相同的变化趋势，即降-升-降的变化规律，最低值均出现在盐浓度为0.50%时;盐胁迫处理后，参试苹果叶片可溶性蛋白含量最大值均出现在盐浓度为0.75%时，而此时海棠果、SH叶片可溶性蛋白含量较对照处理分别降低了3.2、6.5 mg/g。

2.2.3  盐胁迫对苹果叶片游离脯氨酸含量的影响  由图4可知，随着盐浓度的增加，海棠果叶片中游离脯氨酸含量的变化趋势呈上升-下降-上升的变化趋势，而SH叶片中的游离脯氨酸含量的变化规律为下降-上升-下降-上升，不仅变化趋势不同，而且最大值出现的浓度也不相同，海棠果叶片中游离脯氨酸含量最大值出现在盐浓度为0.25%，SH出现在盐浓度0.50%，盐浓度为1.00%时，2种参试植物游离脯氨酸含量均出现上升趋势，但均小于此前的最大值。

2.3  盐胁迫对苹果叶片保护酶活性的影响

2.3.1  盐胁迫对苹果叶片超氧物歧化酶（SOD）活性的影响  由图5可以看出，不同盐浓度下苹果叶片SOD活性的变化趋势略有不同，海棠果叶片中SOD活性随盐浓度增加而呈上升-下降-上升-下降的趋势，2次峰值出現在盐浓度为0.25%和0.75%，最大值出现在0.75%，SH的SOD活性在盐浓度为0.75%之前的变化趋势与海棠果基本一致，但在盐浓度为1.00%时呈快速上升趋势，并达到最大值。

2.3.2  盐胁迫对苹果叶片过氧化物酶（POD）活性的影响  由图6可知，不同盐浓度下苹果叶片POD活性的变化趋势略有不同，海棠果POD活性随盐浓度的增加呈先升后降的趋势，且最大值出现在盐浓度为0.75%;而SH的POD活性随盐浓度增加而呈上升-下降-上升的变化趋势，说明SH在盐浓度为0.50%时受到了严重的伤害，而海棠果叶片在盐浓度为0.75%以后POD活性下降，说明其在盐浓度为0.75%依然可以正常生长。

3  结论与讨论

有关报道显示，在盐胁迫处理下绝大多数植物体内叶绿素含量会随着盐浓度的升高而呈下降的趋势，其原因在于胁迫促进了植物体内叶绿素酶的活性，进而影响了叶绿素的合成，并加快了叶绿素的分解和衰老[1，2]。但骆建霞等[4]的报道却得出了不同的结果，发现叶绿素含量随着盐浓度的增加而呈先下降后上升或先上升后下降的趋势，而并非单一的下降，说明不同的参试植物，应对盐胁迫后叶绿素含量的变化有所不同，本试验中2种苹果砧木叶绿素含量的变化在低浓度时呈相反的趋势，而在高浓度时的变化趋势相同，均呈先下降后上升的趋势，且海棠果的上升趋势大于SH的变化趋势。

在逆境环境中，植物通过渗透调节作用来抵御环境对自身的伤害，并利用可溶性糖、有机酸、可溶性蛋白质、游离氨基酸、游离脯氨酸、甜菜碱等渗透调节物质来调节植物体内渗透势的相对平衡，以减轻因逆境胁迫对植物自身造成的伤害[13-16]。但渗透调节物质因植物种类、胁迫类型的不同而有所差异。有研究发现，植物在受到盐碱胁迫时，可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量呈上升的变化趋势[17，18]。而早期有研究发现，脯氨酸含量和可溶性蛋白含量随盐胁迫浓度的升高而呈下降的趋势，脯氨酸的积累造成植物受到伤害，同时诱导蛋白质的分解，抑制蛋白质的合成，从而使植物体内蛋白含量下降[19-23]。本研究发现，2种砧木在盐浓度为1.00%时，游离脯氨酸含量呈积累状态，而可溶性蛋白含量呈下降趋势，这与前人的研究结果一致。在高浓度下，海棠果叶片中的可溶性糖含量均呈上升趋势，SH叶片中的可溶性糖含量呈下降趋势，前者处于糖积累状态，而后者处于糖分解状态，说明后者受到的伤害较大。

盐胁迫不仅可以影响植物体内的渗透调节，还可以影响其体内保护酶的活性，比如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等都是保护酶系统的重要组成部分，以此清除体内的自由基、维持自由基的动态平衡以及减轻胁迫对自身带来的伤害。相关报道指出，超氧化物歧化酶和过氧化物酶在盐胁迫中有协同作用的关系[7]。研究发现，通过对苹果属不同砧木进行盐胁迫处理得出，其叶片中SOD活性和POD活性随着盐浓度的升高而呈不同的变化趋势，一种为随着盐浓度的增加而先升高后下降的趋势，说明高盐胁迫已经超出其保护的范围，另一种为随着盐浓度的增加而呈先上升后下降再上升或呈上升-下降-上升-下降的趋势[24]，本试验中海棠果SOD活性的变化趋势为上升-下降-上升-下降，POD活性的变化趋势为先上升后下降，SH 2种保护酶活性变化均为上升-下降-上升。

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