外源脱落酸对盐胁迫下茄子幼苗生理特性的影响

刘旭， 林碧英， 李彩霞， 吴宏琪， 祖颖达， 钟路明

(福建农林大学园艺学院，福建 福州 350002)

胞膜透性、离子流等变化，可引起较多活性氧在植物体内积累，进而影响植物渗透调节、光合能力，并打乱植物正常的生理代谢过程。代谢紊乱可导致植物生长迟缓甚至死亡[1-2]，施用外源物质是缓解植物盐胁迫的一种简单、有效的方式[3]。YANG[4]研究表明，外源Mg2+可以改善荞麦的耐盐性。肖强等[5]研究发现，盐胁迫下外源ABA可提高甘薯的渗透调节能力，并维持细胞内外渗透压的平衡。石如意等[6]研究发现，喷施一定浓度的ABA可减轻玉米由低温胁迫引起的氧化胁迫和渗透胁迫。王秀田等[7]研究发现，外源ABA可有效防止小麦在低温胁迫下光合色素含量的减少。研究发现，植物抗氧化酶系统与植物自身代谢之间有密切的关系[8]。为了维持植物正常生长发育，盐胁迫下抗氧化酶系统发挥作用，将多余的活性氧从植物体内清除，进而维持活性氧的平衡。邱璐[9]研究发现，在NaCl胁迫下藜麦体内SOD、CAT活性显著增强来适应盐胁迫的外界环境。阿曼古丽·买买提阿力[10]研究发现，盐胁迫会导致棉花SOD、POD、CAT酶活性上升。茄子是中国主要栽培蔬菜之一，设施栽培面积仅次于黄瓜和番茄。赵跃锋等[11]研究发现，盐浓度过高能抑制茄子幼苗的光合速率和叶绿素合成并使抗氧化酶系统遭受破坏。吴雪霞等[12]研究发现，NaCl胁迫能抑制茄子幼苗生长和光合作用。外源ABA对植物的抗性强弱有一定的调节作用，虽然植物自身存在一定的耐盐性调节能力，但是调节能力有限，在盐胁迫环境下，植物原来正常的代谢环境会出现紊乱的现象。因此，分析不同浓度外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗渗透调节能力、酶活性及膜脂过氧化的影响，进而研究外源ABA缓解茄子幼苗盐胁迫的机理具有重要的意义。本试验以茄子为试材，探讨不同浓度外源ABA对茄子幼苗渗透调节能力、抗氧化酶活性、细胞膜及叶绿素含量的影响，筛选最适外源ABA浓度，并为外源ABA缓解茄子幼苗盐胁迫的机理研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试茄子(SolanummelongenaL.)材料为‘福农绿茄’品种，是福建农林大学园艺学院选育品种；ABA由上海麦克林生化科技有限公司提供。

1.2 试验设计

试验是在福建农林大学温室和设施农业科学与工程实验室进行。种子进行常规温汤浸种后催芽，待种子露白后，播到穴盘中育苗，育苗基质采用m(草炭)∶m(蛭石)∶m(珍珠岩)=3∶1∶1，待幼苗长至3叶1心移入8 cm×10 cm的塑料营养钵栽培，待苗长至4叶1心开始进行盐胁迫处理(为避免盐溶液浓度过高对茄子幼苗造成刺激伤害，在盐胁迫处理第1天每株灌根50 mL 的80 mmol·L-1NaCl溶液，随后在第3、5、7天每株灌根50 mL 的120 mmol·L-1NaCl溶液)。根据前人研究结合预试验结果显示，若大于120 mmol·L-1NaCl茄子幼苗会萎蔫失水严重，后续试验难以进行，因此确定NaCl盐胁迫的浓度为120 mmol·L-1，最后一次盐处理后，再用外源ABA处理，其浓度依次为0.05(A1)、0.1(A2)、0.15 (A3)、0.2 (A4)、0.25(A5) mmol·L-1，以无盐胁迫喷施清水为对照1(CK1)，以盐胁迫后喷施清水为对照2(CK2)，早晚各喷1次，连续喷3 d，喷施程度以叶面均匀布满雾状水滴为宜，每个处理设置3个重复。由于盐胁迫对茄子的生长存在抑制作用，在5 d后生长速度极其缓慢，因而测定指标取样至第5天，分别在外源ABA处理后第1、3、5天随机选取3株各处理叶片剪碎混合后进行茄子幼苗的相关生理生化指标的测定。

1.3 测试指标及方法

叶绿素含量采用丙酮-乙醇混合液提取法[13]；POD活性采用愈创木酚法[14]；CAT活性采用紫外吸收法测定[14]；SOD活性采用氮蓝四唑法测定[14]。电导率采用电导法测定[14]；脯氨酸含量采用磺基水杨酸法测定[15]；MDA含量采用硫代巴比妥酸法测定[15]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[15]；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法测定[15]。

1.4 数据处理

试验数据采用SPSS20.0软件进行单因素方差分析和差异显著性分析(P<0.05)，使用Excel 2010进行图表绘制，图表中数据为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗MDA含量的影响

由图1可知，盐胁迫下CK2处理与CK1处理相比，MDA的含量有所增加。随着处理时间的延长，盐胁迫下所有处理均呈逐渐上升的趋势，在处理第5天时达到最大。在盐胁迫处理下，在喷施外源ABA中，所有处理的MDA含量都低于盐胁迫喷施清水处理(CK2)，其中A4处理的MDA含量最低，在处理第5天时与CK2处理相比减少了17.65%，且达到显著性差异，以A1处理的MDA含量最高，在处理第5天时与CK2处理相比仅减少了3.12%，且无显著性差异。在处理第5天时，各处理的MDA含量从高到低依次为CK2>A1>A5>A2>A3>A4>CK1。说明以0.2 mmol·L-1ABA缓解细胞膜伤害的效果最好，而以0.05 mmol·L-1ABA处理效果最差。

注：图中不同处理下不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。Note: There is signficant difference in different letters under different treatments at 0.05 level. The same as below.图1 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗MDA含量的影响

2.2 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗电导率的影响

由图2可知，所有处理随着处理时间的延长，茄子幼苗的电导率均呈逐渐上升的趋势，并在处理第5天时达到最大，其中CK1处理变化不大。在盐胁迫下，CK2处理的电导率显著高于CK1处。在喷施外源ABA的各处理中，以A4处理与CK2相比电导率最低，在处理第5天时A4处理与CK2相比电导率降低了28.91%，且差异达到显著性水平，A1、A2、A3、A5处理与CK2处理相比电导率在处理第5天时分别降低了2.89%、11.48%、16.98%、4.00%。在处理第5天时，各处理的电导率从高到低依次为CK2>A1>A5>A2>A3>A4>CK1。说明在盐胁迫处理下，以A4处理降低茄子幼苗的电导率效果最好。

图2 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗电导率的影响

2.3 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗脯氨酸含量的影响

由3图可知，在盐胁迫处理下，CK2处理与CK1处理相比，茄子幼苗的脯氨酸含量有显著增加，盐胁迫下，所有处理随着盐胁迫时间的延长，脯氨酸的含量逐渐增加，在处理第5天时达到最高。在喷施外源ABA后，所有处理的脯氨酸含量均高于CK2处理，且差异都达到显著性水平，其中以A4处理的脯氨酸含量最高，且在整个盐胁迫处理时期均达到最高，而以A1处理的脯氨酸含量除在第1天高于A5处理外，其他盐胁迫处理时期都最低。在处理第5天时，各处理的脯氨酸含量从高到低依次为 A4>A5>A3>A2>A1>CK2>CK1。说明外源ABA能显著提高盐胁迫下茄子幼苗的脯氨酸含量，其中以A4处理效果最好，而以A1处理效果最差。

图3 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗脯氨酸含量的影响

2.4 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗可溶性蛋白含量的影响

由4图可知，在盐胁迫处理下，CK2处理与CK1处理相比，茄子幼苗的可溶性蛋白含量有所增加。盐胁迫下，所有处理中除A1处理外，其余处理的可溶性蛋白含量均呈逐渐上升的趋势，并在处理第5天时达到最大，但CK2处理无明显变化，说明盐胁迫清水处理对茄子幼苗的可溶性蛋白的影响较小。在外源喷施ABA后，以A4处理与CK2处理相比可溶性蛋白含量最高，且在整个盐胁迫处理时期差异均达到显著性水平，而A1处理除第1天外，在其他处理时间，A1处理的可溶性蛋白含量均最低，且在整个盐胁迫处理时期与CK2处理相比均无显著性差异。在处理第5天时，各处理的可溶性蛋白含量从高到低依次为 A4>A3>A2>A5>A1>CK2>CK1。说明在盐胁迫处理下，以A4处理对提高茄子幼苗可溶性蛋白含量的效果最好，而以A1处理效果最差。

图4 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗可溶性蛋白含量的影响

2.5 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗可溶性糖含量的影响

由图5可知，在盐胁迫处理下，CK2处理与CK1处理相比茄子幼苗的可溶性糖含量显著增加。随着盐胁迫时间的延长,盐胁迫下所有处理均呈逐渐上升的趋势，并在处理第5天时达到最大。在处理第5天时，各处理的可溶性糖含量从高到低依次为A4>A5>A3>A2>A1>CK2>CK1。在喷施外源ABA中，所有处理的可溶性糖的含量均高于CK2处理，除第1，第5天的A1处理外，其余处理与CK2处理相比差异均达到显著性水平，其中以A4处理的可溶性糖含量最高，而A1处理的可溶性糖含量最低。说明外源ABA能提高盐胁迫下茄子幼苗的可溶性糖含量，其中以A4处理效果最好，以A1处理效果最差。

图5 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗可溶性糖含量的影响

2.6 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗抗氧化酶活性的影响

由图6-A、6-B、6-C可知，在盐胁迫处理下，CK2处理的茄子幼苗的SOD、CAT、POD活性与CK1处理相比均有所增加。盐胁迫下，所有处理的SOD与POD活性均呈逐渐上升的趋势，在处理第5天时达到最高，而CAT活性呈先上升后下降的趋势，在处理第3天时达到最高。在外源喷施ABA各处理中，以A4处理与CK2处理相比SOD活性最高，在处理第5天时，A4处理的SOD活性与CK2处理相比增加了18.20%，且差异达到显著性水平，以A1处理与CK2处理相比SOD活性最低，在处理第5天时，A1处理的SOD活性与CK2处理相比仅增加了5.52%，且无显著性差异。在处理第5天时，各处理的SOD活性从高到低依次为A4>A3>A2>A5>A1>CK2>CK1。以A4处理与CK2处理相比POD活性最高，A3处理次之，且在整个盐胁迫处理时期，A4与A3处理与CK2处理相比差异均达到显著性水平，在处理第5天时分别比CK2处理增加了32.95%、25.66%，除第1天外，A5处理与CK2处理相比POD活性最低，在处理第5天时，A5处理与CK2处理相比POD活性仅增加了8.96%。在处理第5天时，各处理的POD活性从高到低依次为A4>A3>A2>A1>A5>CK2>CK1。以A4处理与CK2处理相比CAT活性最大，在处理第3天时，A4处理与CK2处理相比CAT活性增加了38.61%，且差异达到显著性水平。除第5天外，A4处理的CAT活性也均显著高于其他处理。在整个盐胁迫处理时期，A1处理与CK2处理相比CAT活性虽有所上升但无显著性差异，在处理第3天时，A1处理与CK2处理相比CAT活性仅增加了2.65%。在处理第5天时，各处理的CAT活性从高到低依次为A4>A3>A5>A1>A2>CK2>CK1。说明外源ABA能有效提高盐胁迫下茄子幼苗的抗氧化酶的活性，其中又以A4处理效果最好。

2.7 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗叶绿素含量的影响

由图7可知，在盐胁迫处理下，CK2处理的茄子幼苗的叶绿素含量低于CK1处理。盐胁迫下各处理随着处理时间的延长呈逐渐下降的趋势。在喷施外源ABA中，所有处理的叶绿素含量均高于CK2处理，其中以A4处理的叶绿素含量最高。随着盐胁迫时间的延长，除第1天外，A4处理的叶绿素含量与其他盐胁迫处理相比差异达到显著性水平，而A1处理的叶绿素含量除第1天外，在所有处理中均最低，且在整个盐胁迫处理时期与CK2处理相比均无显著性差异。在处理第5天时，各处理的叶绿素含量从高到低依次为CK1>A4>A3>A5>A2>A1>CK2。说明以A4处理对提高茄子幼苗叶绿素含量的效果最好，而以A1处理效果最差。

图6 外源ABA对盐胁迫下茄子SOD(A)、CAT (B)、POD(C)活性的影响

图7 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗叶绿素含量的影响

3 讨论与结论

3.1 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗细胞膜的影响

膜脂过氧化可严重影响植物的光合及相关代谢过程，电导率值可直接反映植物细胞膜受伤害的程度，间接反映细胞膜透性的变化。ABA可缓解干旱胁迫及盐胁迫对植物造成的伤害，对提高植物抗性具有十分重要的作用，如ZHE等[16]研究发现，外源ABA可降低甘薯的MDA含量，并提高了甘薯叶片的光合能力。顾亮[17]研究发现，随着NaCl浓度的升高，蓝莓叶片细胞膜受到破坏，导致细胞膜透性增大。本试验结果表明，在盐胁迫处理下茄子幼苗的MDA含量、电导率值均高于无盐胁迫清水处理(CK1)，而在外源喷施ABA处理下各处理的MDA含量、电导率值均低于为盐胁迫清水处理(CK2)，说明盐胁迫破坏了茄子幼苗细胞质膜完整性，导致电解质外渗，而外源喷施ABA后在一定程度上可以缓解细胞质膜的破坏。在整个盐胁迫下外源喷施ABA处理过程，以A1处理的MDA含量及电导率值与CK2处理相比始终无显著性差异，除第1天，A4处理的MDA含量与CK2处理相比无显著性差异外，其他处理时期均显著低于CK2处理，而电导率值始终显著低于CK2处理。表明喷施0.2 mmol·L-1ABA处理对缓解茄子幼苗盐胁迫效果显著，这与赵许朋等[18]在番茄上的研究结果一致，而以0.05 mmol·L-1ABA处理对缓解茄子幼苗的盐胁迫效果不明显。

3.2 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗渗透调节能力的影响

植物自身具备一定的自我调节能力。当外界正常生长条件发生变化时，植物自身相关的调节系统会发挥作用，维持植物正常的生长代谢。这表明，其中渗透调节是植物在逆境胁迫环境下一种非常重要的自我调节与适应方式。盐胁迫改变细胞水势，进而造成植物生理干旱自身无法正常吸水，可通过渗透调节物质含量的高低调节细胞水势，维持细胞水势平衡[19]。汤日圣等[20]研究发现，ABA可促进在盐胁迫下辣椒幼苗渗透调节物质的积累，进而提高辣椒幼苗对盐分的耐受性。彭浩等[21]研究表明，脯氨酸是维持细胞渗透压的重要物质，低浓度ABA可促进玉米脯氨酸等渗透调节物质的积累，避免植物发生渗透胁迫。本试验结果表明，在盐胁迫后清水处理(CK2)下，茄子幼苗的渗透调节物质含量均高于无盐胁迫后清水处理(CK1)，说明盐胁迫可促进茄子幼苗渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量大量积累。而喷施外源ABA后，各处理的渗透调节物质含量高于CK2处理，说明外源ABA可进一步促进渗透调节物质的积累，加强了茄子幼苗的渗透调节能力，增强了茄子的吸水能力，进而使茄子幼苗能适应盐胁迫环境，其中以0.2 mmol·L-1ABA处理下的渗透调节物质积累最多，这与颜宏等[22]的研究结果一致。

3.3 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗抗氧化酶特性的影响

当植物生长环境盐分超过正常水平时，造成茄子幼苗体内活性氧自由基的大量增加，其动态平衡被打破，造成茄子幼苗膜脂过氧化伤害，引起茄子幼苗抗氧化酶系统及非酶系统共同作用消除多余自由基，进而维持茄子幼苗自身正常的活性氧水平。李小玲等[23]对黄芪耐盐性的研究发现，外源ABA可提高黄芪幼苗POD、CAT活性，进而提高了黄芪的耐盐性。李武琴等[24]研究发现，施用外源ABA、GA均可提高烟草抗氧化酶活性，提高烟草的抗逆能力。本试验结果表明，在盐胁迫处理下，茄子幼苗的POD、SOD、CAT活性均有所提高，其中CAT活性在处理后第5天有所下降；而喷施外源ABA后从不同程度均提高了茄子幼苗的POD、SOD、CAT活性，其中以A4处理的抗氧化酶活性最接近CK1处理。说明喷施外源ABA可减少盐胁迫下细胞内活性氧自由基的产生，有效的维持了细胞内活性氧代谢的平衡。

3.4 外源ABA对盐胁迫下茄子幼苗叶绿素含量的影响

植物叶片中叶绿素含量高低直接影响植物的光合能力，高盐环境可破坏植物叶绿体结构，导致叶绿体合成相关酶比例的变动。刘琦等[25]研究发现，盐胁迫不仅抑制番茄叶绿素的合成，而且加强了叶绿素分解相关酶的活性，导致叶绿素合成减少，分解增加。AMIRA等[26]研究发现，在盐胁迫下，蚕豆幼苗的光合色素比正常环境下的含量低。张环宇[27]研究发现，外源喷施ABA、GA、SA可以有效缓解由盐胁迫引起的叶绿素含量的降低。本试验结果表明，在盐胁迫处理下，茄子幼苗的叶绿素含量下降明显，与CK2处理相比，外源喷施ABA后可抑制茄子幼苗叶绿素含量的降低，其中以A4处理效果最明显，而以A1处理的效果最差，说明以0.2 mmol·L-1ABA处理可明显缓解盐胁迫对茄子幼苗叶绿素含量的影响，而以0.05 mmol·L-1ABA处理的缓解效果不理想。

在盐胁迫处理下，外源ABA可促进茄子幼苗的渗透调节物质、叶绿素含量的积累以及增强抗氧化酶活性，进而改变在盐胁迫下茄子幼苗体内代谢，维持细胞膜完整性，并缓解盐胁迫对茄子幼苗生长的不利影响。其中，以喷施0.2 mmol·L-1ABA缓解效果最佳，而以0.05 mmol·L-1ABA处理缓解效果最不明显。在外源喷施ABA处理后第1 天，在外源ABA处理下的所有处理与CK2处理相比，茄子幼苗的MDA、叶绿素、渗透调节物质含量以及电导率值、抗氧化酶活性增加幅度较小，说明外源ABA要经过一段时间(至少24 h以上)的代谢变化，才能显著调控茄子幼苗体内代谢，提高茄子对盐胁迫的适应性能力。