盐胁迫对6 个小叶杨无性系光合和生理指标的影响

王小东，张锦梅，李晨，刘宝尧

（1 西宁市北山林场，青海西宁 810003；2 西宁市林业科学研究所，青海西宁 810016）

1 试验地概况

试验地位于西宁市城北区，该地区类属高原半干旱大陆性气候，海拔2226～2340m，地处河湟谷地。干旱、降水量少、蒸发量大、无霜期短、日温差大、紫外线强。年平均气温7.7℃，极端最低气温-33.1℃，极端最高气温29.3℃，7 月平均气温16.2℃，1 月平均气温-8.2℃，≥10℃年有效积温2070℃，年无霜期213d，年蒸发量1273.2mm，年平均降水量366.3mm，主要集中在7-9月，年蒸发量是降水量的4.8 倍。水源为湟渠灌溉水，水量充足。

2 材料与方法

2.1 试验材料

试验材料分别采集于青海省门源县的M09、M29、M50，贵德县的G10、G42 和循化县文都乡的W100。所选择的母株树龄为两根一杆（即：培育一年的小叶杨，将树干部分从基部剪去，再培育一年，即根系生长了两年，树干生长了一年）。2015 年3 月在树木萌发之前选择健壮、无病虫害的植株作为母株，选取两年生，腋芽饱满、枝条通直健壮，直径为0.8～1cm 的枝条。将穗条剪成长度为15～18cm 的插条，上平下斜，置于清水中浸泡催芽处理。

2.2 试验方法

试验在日光温室内进行，采用盆栽土培法，将腐殖土和耕作土按1∶4 的比例拌均匀，用45%多菌灵800倍液消毒，装入30cm×30cm 塑料花盆中，每个花盆装土为8kg[5]。将处理后的插条扦插于花盆中，每盆扦插插条1 株，进行浇水、除草、病虫害防治等抚育管理，保证苗木正常生长。2016 年5 月待生长状况正常后开始进行盐胁迫处理，选择株型、株高、粗细度等性状相近的试验植株。

试验共设置6 个梯度，分别为不加NaCl 的清水（CK）、50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L和250 mmol/L 浓度的NaCl 溶液，以CK 作为对照。每个无性系每个梯度处理5 盆，重复3 次，共计540 盆。每个梯度的NaCl 浓度平均分成5 次浇入花盆内，每次每盆NaCl 溶液为1L，每隔5d 浇灌1 次，直至加盐浓度达到设计梯度的浓度。在花盆底部放置1 个托盘，每次浇灌完成后将渗出的溶液倒入到花盆内，防止花盆水分和溶液流失影响试验数据。全部浇灌完成后开始测定生长量及形态指标观测，采集叶片测定丙二醛、脯氨酸、可溶性糖及光合速率指标[6-10]。

3 测定方法

3.1 各无性系形态学指标测定

主要测量和统计试验植株的株高、地径、叶片数，株高测量地面以上部分，地径测量新生枝条的基部，工具为卷尺和游标卡尺。

3.2 叶片丙二醛（MDA）

采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法测定[11]。称取0.25g样品，置于研钵中，向研钵中加入1ml 10%三氯乙酸溶液和少量石英砂，继续加入10%三氯乙酸溶液1.5mL进一步研磨。研磨后移入离心管离心，上清液为MDA提取液。取1 支对照试管，加入2 mL蒸馏水，3 支样品试管，加入2mL MDA 提取液，加入0.5%硫代巴比妥酸溶液2 mL，盖紧塞子。沸水浴20 min，取出试管冷却，比色，并根据公式（1）和公式（2）计算含量。

（1）3.3 叶片游离脯氨酸

采用酸性茚三酮显色法测定[12]。取0.5g 样品放入试管中，加入3%的磺基水杨酸溶液5mL，封口沸水浴中提取10min，冷却过滤。抽取2mL的滤液，加入酸性茚三酮和冰乙酸各2mL，经沸水浴30min 并冷却后加入甲苯5mL，充分摇晃振荡，取上层甲苯液于520nm 下比色，根据公式（3）计算含量。

3.4 叶片可溶性糖

采用蒽酮比色法测定[13]。称取0.1g 样品放入试管中，加入10mL蒸馏水，封口沸水浴20min，冷却后过滤。吸提取液0.5mL，加蒸馏水1.5mL，蒽酮乙酸乙酯0.5ml，沿试管壁缓慢加入浓硫酸5mL，充分振荡。立即将试管放入沸水浴中，逐管均准确保温1min，取出后自然冷却，630 nm 比色，根据公式（4）计算可溶性糖的含量。

3.5 净光合速率

在盐溶液全部浇灌完成后测量净光合速率，测量仪器为Li-6400 型光合仪。测量时天气晴朗，时间为9:00-11:00，在每一试验株树上选取标准叶，测量时重复3 次。

3.6 数据分析方法

试验数据采用EXCEL、DPS 等软件进行处理分析，并采用隶属函数值法综合评价不同测定指标下小叶杨无性系抗逆性。将测得各指标数据通过隶属函数公式定量转换后取各指标隶属函数平均值进行比较，得出小叶杨无性系间抗逆性强弱差异[14]。每一无性系综合指标的隶属函数值用公式求得：

当所测指标与评判结果负相关时，采用反隶属函数计算公式：

4 结果分析

4.1 盐胁迫处理下各无性系形态学指标测定结果

6 个小叶杨无性系在不同浓度的盐胁迫处理下，虽然能够生长，但是随着浓度的增加，生长量逐渐缓慢。由图1可知，随着盐胁迫浓度的增加，试验苗木植株高度、地径的生长量和叶片数量等形态学指标值逐渐降低，与CK 有较为显著的差异。而无性系W100 的植株高度、M29 的地径、M50 的叶片数量在不同浓度盐胁迫下差异并不明显，无性系M29 在盐胁迫浓度达到150mmol/L 时，叶片数量急剧下降。

图1 不同浓度盐胁迫对6 个无性系小叶杨形态学指标的影响

4.2 盐胁迫下对小叶杨丙二醛含量的影响

由图2 可知，随着盐浓度的增加，各无性系丙二醛含量逐渐增加，相同盐浓度胁迫下，丙二醛含量表现为M09 最高，G42 最低。其中在浓度为250mmol/L 时M09丙二醛含量为3.36μg/g，G42 最低为2.20μg/g，而M29在浓度为250mmol/L 时丙二醛含量急剧增高达到3.35μg/g，说明无性系M09 和M29 细胞受损情况最严重，G42 细胞受损情况相对较弱。其他无性系随着盐胁迫的逐步加重，丙二醛含量也在逐步增高，细胞受到胁迫损害的程度也在增加，

图2 不同盐胁迫浓度丙二醛含量变化

4.3 盐胁迫下对小叶杨脯氨酸含量的影响

由图3 可知，随着盐浓度的增加，6 个小叶杨无性系的游离脯氨酸含量整体呈增加趋势。在浓度50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L 时，各无性系游离脯氨酸含量增加较为平缓，无性系M29 保持较低的含量为77.54～89.8μmol/g，无性系W100 含量较高为438.5～572.19μmol/g，M09、M50 和G10 脯氨酸含量变化不大，G42 在浓度150mmol/L 时，为6 个无性系中最高595.59μmol/g；当浓度达到200mmol/L 时，M09 和M50 上升较快，M09 脯氨酸含量为690.29μmol/g，而M50 脯氨酸含量快速增高达到1081.33μmol/g，M29 依旧变化不大，在6 个无性系中含量最低，为104.28μmol/g；盐浓度为250 mmol/L 时，M09、M29、M50的游离脯氨酸含量急速上升，分别为2106.28μmol/g、3037.66μmol/g、2198.75μmol/g，G10 含量增幅不大为515.37μmol/g。说明随着小叶杨在盐胁迫浓度增加，脯氨酸含量升高适应性也在增强。

图3 不同盐胁迫浓度脯氨酸含量变化

4.4 盐胁迫对小叶杨可溶性糖含量的影响

由图4 可知，随着盐胁迫浓度不断增加，植物体内的可溶性糖含量整体呈现逐渐上升的趋势。在相同的盐胁迫浓度中无性系M09 可溶性糖含量高于其他无性系，当盐胁迫浓度增加到150mmol/L 时达到峰值，可溶性糖含量为0.82%，其余5 个无性系在盐胁迫浓度增加到250mmol/L 时达到最高值。

图4 不同盐胁迫浓度可溶性糖含量变化

4.5 盐胁迫下对小叶杨净光合速率的影响

由图5 可以知，当盐浓度到50mol/L 时各无性系净光合速率出现不同程度的下降，随着盐胁迫程度不断增强，6 个小叶杨无性系净光合速率呈现不同程度的下降，其中M29 和M50 下降得较快。当盐浓度达到250mol/L 时，M09、M29、M50、W100、G10、G42 的净光合速率分别下降了30.2%、56.1%、49.1%、40.8%、36.4%、33.6%，净光合速率降幅最大的是M29 和M50，净光合速率降幅最低为G42 和M09，说明无性系M29 和M50对盐较敏感。

图5 不同盐胁迫浓度净光合速率变化

4.6 盐胁迫下抗逆性综合比较

根据可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛含量和光合速率4 个指标综合评价6 个小叶杨无性系，按照公式（5）和公式（6），将试验的6 个小叶杨无性系所有指标隶属函数值累加，求其平均数，根据隶属度均值对供试品种的耐盐能力进行排序，数值越大的抗盐性越强。由表1 可知，通过隶属值分析盐胁迫下，6 个参试小叶杨材料耐盐水平的大小排序为：M09 ＞G10 ＞M50＞G42＞W100＞M29。

表1 盐胁迫下不同小叶杨无性系各测定指标隶属值

5 结论与分析

盐胁迫下小叶杨会表现出一定的不良生理反应，其生长量表现最为明显，随着盐胁迫程度加重，小叶杨在苗高生长量、地径生长量和叶片数都表现出不同程度的下降，对植物的生长产生了一定的抑制和影响。在盐胁迫下小叶杨的丙二醛、游离脯氨酸和可溶性糖含量在不同浓度的盐胁迫梯度下呈现出一定的变化，不同的小叶杨无性系各项生理指标产生了一定的差异，体现出不同的盐耐受程度。同时小叶杨试验材料叶片的光合速率也随着胁迫程度的增强而降低，也体现出了不同无性系对盐的敏感程度的差异。因此，结合以上指标数据综合分析，6 份小叶杨无性系在不同浓度盐胁迫条件下，抗盐能力的大小排序为：M09 ＞G10 ＞M50 ＞G42 ＞W100＞M29。