山蚂蝗种质资源苗期耐盐性研究

刘 华

(青海省草原总站，青海 西宁 810008)

盐渍化土壤在世界上广泛分布，我国各类盐碱地面积约有3 460×104hm2，是世界盐碱地大国之一[1，2]。20世纪30年代以来，美国、前苏联、巴基斯坦、印度、埃及、以色列及澳大利亚就十分注意土壤的盐碱化和植物耐盐性研究[3]。我国于20世纪80年代以来开展了大量的耐盐性植物种质资源评价工作[4]。山蚂蝗属植物在全世界约有350种，多分布于亚热带和热带地区，我国有27种5变种，大部分分布于西南至东南部，仅1种产陕、甘西南部[5]。1980年先后从澳大利亚和哥伦比亚等国引进绿叶山蚂蝗、银叶山蚂蝗和卵叶山蚂蝗等种质，在海南、广东、云南等省区种植[6～8]，生产性能良好。是极具潜力的多用途豆科植物，如橡胶园覆盖作物，或饲料作物，混播草地等，对热带亚热带地区草地畜牧业和环境保护具有重要作用[9～11]。本试验选用山蚂蝗的不同品种为材料，通过观察植株形态反应，测定叶绿素含量、质膜相对透性和脯氨酸含量等指标，综合比较和分析各品种的耐盐能力，筛选出山蚂蝗耐盐品种，为生产实践提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料种质编号、经纬度、采集地等具体情况见表1。

表1 供试材料一览表

续表：

1.2 试验方法

1.2.1 种子播种处理 采用80 ℃热水处理4 min，晾干、置于培养皿中，放在人工光照气候箱中培养，在恒温28 ℃的条件下催芽两天。待种子露白后，播种于沙床上，待长到四五片叶后移植到水培箱。

1.2.2 营养液配置

(1)母液配置方法

A液：Ca(NO3)2.4H2O 221.6g KNO3101.2g

B液：KH2PO427.2g MgSO4.7H2O 138.6g

C液：FeSO4.7H2O 13.9g Na2-EDTA 18.6g

H3BO32.86g MnCl2.4H2O 1.81g

ZnSO4.7H2O 0.22g CuSO4.5H2O 0.08g

H2MO4.H2O 0.02g

分别称取A液、B液、C液各所需化合物溶解，并分别定容至1L，放入棕色瓶中保存。

(2)工作液配置方法

配70L(桶)工作液：首先，放40%的水量(28L)，将A母液应加入量(175ml)倒入其中混匀，再加入B母液(175ml)慢慢倒入其中，并不断加水稀释，至达到总水量80%，最后按C母液按量(35ml)加入其中，然后加足水量并不断搅拌。

1.2.3 实验处理 当幼苗具有3～4片真叶时，挑选生长一致的植株洗净根部基质后，移栽于塑料箱中。用塑料袋套在泡沫箱内壁上避免水分渗透，每箱盛25L营养液。用泡沫板固定植株，覆盖在塑料箱顶部，在泡沫塑料板上挖21个小孔(每箱7行，每行3孔)，将幼苗植入塑料板的孔中，每箱种植七个种，每行一个种，每行三株。每个种设置三个重复，用0.5%、1.0%、1.5%、2.0%4种浓度梯度的盐溶液处理植株(盐浓度为加入的纯NaCl占培养箱里的培养液浓度)，并设对照(0%)。

1.2.4 盐胁迫方法 把苗移植到装有固定量培养液的培养箱中，每天观察水位并补充营养液，到稳定后，加盐处理，使所加盐量与培养箱里的培养液浓度为实验设定比值，一次加完所需盐量，记下刻度，每天观察水位并补充营养液。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 盐胁迫下的植株形态反应 盐处理后，每两天对其植株及叶片萎焉情况、死亡情况等进行观测和记录。

1.3.2 叶绿素含量的测定[12]采用丙酮提取比色法，三次重复。

1.3.3 细胞质膜透性的测定[13]采用电导法，三次重复。

1.3.4 脯氨酸含量的测定[14]采用磺基水杨酸法，三次重复。

1.4 评价方法

参考吐尔逊娜依[15]等的综合评价方法。

1.5 数据处理方法

本论文中所涉及的数据采用SAS9.0软件以及Excel软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫下的植株形态反应

从表2可以看出，在0.5%盐浓度下，CIAT13110与050307498差异极显著，其余均不显著。050307498枯萎率最低，CIAT13110枯萎率最高。在1.0%盐浓度下，CIAT13120、050307498枯萎率较低，CIAT13110、CIAT13108、070311008枯萎率很高。表明各品种在受伤害后，随着盐浓度的升高叶片枯萎率增大，其中CIAT13120、050307498受害程度较轻。供试各品种均能耐0.5%和1.0%盐胁迫，少数品种能耐1.5%盐胁迫，均不能耐2.0%盐胁迫。

表2 盐害20d下山蚂蝗各品种的枯萎程度

2.2 盐胁迫下植株叶绿素含量

盐胁迫可导致植株叶片的叶绿素含量降低。这主要是由于受盐胁迫，植株体内的叶绿素酶活性增强，从而促进了叶绿素b的降解所致[16]。从表3可见，CIAT13120、070303020、CIAT13646、070115045、CIAT13649在0.5%NaCl盐胁迫下叶绿素相对含量高于对照，其它10种山蚂蝗均低于对照。在5种叶绿素含量高于对照的品种中，CIAT13120、070303020、CIAT13649在 1.0%浓度条件下叶绿素含量高于0.5%浓度的叶绿素含量，CIAT13646、070115045在1.0%浓度条件下叶绿素含量低于0.5%浓度的叶绿素含量，表明叶绿素含量的高低和耐盐性没有一致性的关系[17]。

在0.5%，1.0%，1.5%盐胁迫条件迫下，CIAT13120、050222175、CIAT13289、070303020、070115045叶绿素含量相对稳定。说明CIAT13120、050222175、CIAT13289、070303020、070115045叶绿素含量受盐胁迫的影响较小。

表3 盐害20d各品种叶绿素相对含量的差异

续表：

2.3 盐胁迫下细胞质膜透性

调节植物体内盐分的运输和分配是植物耐盐的重要机制，而膜结构和功能的完整性是控制离子运转和分配的主导因素，因此，膜系统是植物盐害的主要部位，是逆境对植物伤害的原初位点[18]。研究表明，质膜膜脂物理状态改变可能是植物感受渗透胁迫的原初响应，细胞膜盐胁迫直接影响细胞的膜脂和膜蛋白，使脂膜透性增大和膜脂过氧化[19]，从而影响膜的正常生理功能。把测定的细胞膜功能做为鉴定树种的抗盐性是一种较好的方法[20]。

通过表4可知，同一山蚂蝗品种随盐浓度的升高电解质渗出率增大，表明各山蚂蝗品种在受伤后，细胞膜透性增大，叶片内的相对电导率大量增加，其电解质外渗量随盐浓度的增高而增大，受迫强度不同，电解质外渗量各异。在0.5%，1.0%盐浓度下，CIAT13120、050222175、070110005、CIAT13289、070303020电解质外渗量变化较小。

表4 盐害20d下山蚂蝗叶片种内相对电解质渗出率

2.4 盐胁迫下脯氨酸含量

植物在盐胁迫等逆境条件下，积累脯氨酸是一种较普遍的现象。它具有保水作用，可以降低细胞水势，抵抗外界渗透胁迫有利于抗盐[17]。从表5可以看出，各不同品种山蚂蝗叶片的脯氨酸含量受盐浓度胁迫变化很大。在0.5%盐浓度下070110005的脯氨酸含量急剧增加，050307498、070108019的脯氨酸含量有点下降。在1.0%盐浓度下除了CIAT13120、CIAT13089、070303020、CIAT13649外，其余的各个品种脯氨酸含量急剧增加。这说明不同品种山蚂蝗对不同浓度的NaCl反应不同。从脯氨酸绝对含量来分析，070110005、CIAT13089的耐盐性以次排在前面；070108019、050222175则排在后面。

表5 盐害20d下山蚂蝗各品种叶片脯氨酸含量差异

2.5 耐盐综合评价

通过对山蚂蝗各品种盐胁迫20d后的枯萎程度，叶绿素，细胞膜透性，脯氨酸含量四项指标的测定，参考吐尔逊娜依在8种牧草耐盐性综合评价的方法进行分析和综合评价，得出15种山蚂蝗品种的耐盐性大小。由表6可以看出：050222175的综合评价最高，为32分； CIAT13110评价最低，为13分；其排序是： 050222175﹥CIAT13120﹥070303020﹥CIAT13289﹥070110005﹥CIAT13649﹥CIAT13089﹥060327003﹥CIAT13108﹥070115045﹥050307498﹥070311008﹥070108019﹥CIAT13646﹥CIAT13110。

表6 六种山蚂蝗品种的耐盐性评价

续表：

3 讨论

3.1 盐胁迫对植株枯萎程度的影响

在不同的盐浓度下，山蚂蝗各品种的枯萎程度随盐浓度的增大而增大。这与李孔晨[21]等的实验结果相符。本实验对照中050222175、CIAT13110出现少量的枯萎，可能是病虫害所致。

3.2 盐胁迫对叶片相对叶绿素的影响

在不同的盐浓度下，叶绿素的含量的变化与各山蚂蝗品种有关，CIAT13120、070303020、CIAT13646、070115045、CIAT13649在0.5%盐胁迫下叶绿素相对含量高于对照，其它10种山蚂蝗均低于对照。在5种叶绿素含量高于对照的品种中，CIAT13120、070303020、CIAT13649在 1.0%浓度条件下叶绿素含量高于0.5%浓度的叶绿素含量，CIAT13646、070115045在1.0%浓度条件下叶绿素含量低于0.5%浓度的叶绿素含量，表明叶绿素含量的高低和耐盐性没有一致性的关系。这与李孔晨[21]等的实验结果不相符。这5种山蚂蝗在盐胁迫条件下相对叶绿素的含量高，可能是NaCl刺激了叶绿素的合成，也可能是NaCl胁迫下抑制了叶片的生长速度，而叶绿素合成没有受到多大影响。这就使单位面积叶绿素的含量增加。

3.3 盐胁迫对叶片膜透性和脯氨酸的影响

在不同的盐浓度下，各种山蚂蝗的叶片膜透性大小和脯氨酸含量随盐浓度的增大而增大。同一品种在不同浓度处理下，植株的膜透性和脯氨酸含量变化很大。这与李孔晨[21]等的实验结果相符。很多的研究者认为脯氨酸是主要的有机渗透调节物质，脯氨酸积累是植物为了对抗盐胁迫而采取的一种保护性措施[16]。

4 结论

植物在盐胁迫下表现的耐盐性是一个比较复杂的过程，其耐盐能力的大小是多种指标的综合表现，如果用单一的指标来评价植物的抗盐性大小，不能客观的反应植物耐盐的真实性。因此，为了能更客观，更实际的衡量一种植物的耐盐性，要尽可能的选多个指标。实验与耐盐理论联系，按多个生物学指标进行了综合评定。其最终的耐盐性大小顺序为：050222175﹥CIAT13120﹥070303020﹥CIAT13289﹥070110005﹥CIAT13649﹥CIAT13089﹥060327003﹥CIAT13108﹥070115045﹥050307498﹥070311008﹥070108019﹥CIAT13646﹥CIAT13110。