盐胁迫下ABA 对樱桃幼苗光合及生理特性的影响

高 英，伍柳芬，刘 昊，田翁由，甘超林，杨丽芳

（1.天津农学院 园艺园林学院，天津 300392；2.天津市农业科学院 林业果树研究所，天津 300384）

土壤的盐碱化是世界性的难题，对世界农业的生产和发展影响颇大。中国盐碱地面广量大，主要分布在北部以及海滨地区[1]。提高植物的耐盐性，使其适应盐碱地的生长条件，对中国的种植产业发展具有非常重要的意义。盐害作为一种常见的非生物逆境，造成植物代谢紊乱，导致植物生长迟缓甚至死亡[2-3]。ABA 作为一种应激激素，对干旱、寒冷、盐害等逆境具有很好的缓解作用。陈燕等[4]研究发现，外源ABA 可以提高番木瓜幼苗的耐寒性。王璟[5]、朱菲菲等[6]研究发现，外施ABA 能够提高景天、灰毡毛忍冬幼苗耐盐性，缓解盐浓度过高导致的渗透胁迫和离子胁迫，保证水分平衡，维持细胞膜正常的功能，减缓盐胁迫对植物的伤害。Anbarasi 等[7]研究发现，外源ABA 可以增加盐胁迫下海洋碱蓬的叶绿素含量。刘旭等[8]研究表明，ABA 可以减缓盐胁迫对茄子幼苗造成的不利影响。肖强等[9]研究发现，一定浓度的外源脱落酸可以改善盐胁迫下甘薯幼苗的光合作用，提高植物的耐盐性。

樱桃是中国经济效益较高的水果之一，近二十年来中国甜樱桃发展迅速，现已成为新兴的高效益种植产业[10]。甜樱桃是以嫁接为主的栽培果树，在育苗时既要选择好接穗品种，也要选择好砧木品种[11]。砧木在植株抗逆性方面起着关键的作用，因此，关于樱桃砧木的研究也日益增多，但是大部分研究还是集中于樱桃砧木的栽培方面[12]。对于如何提高樱桃砧木抗逆性的研究较少，且仅限于对几个樱桃砧木品种之间抗逆性的比较[13-15]，而如何提高樱桃砧木的耐盐性是目前亟待解决的问题。

关于施加外源ABA 对樱桃砧木耐盐性的研究，目前还未见报道。本试验将以盐胁迫下的樱桃砧木幼苗为试材，研究施加不同浓度外源ABA 对植株光合及生理特性的影响，筛选出最适外源ABA 浓度，并为深入研究外源ABA 缓解盐胁迫的理论奠定基础，为樱桃的耐盐栽培提供理论参考和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为2 年生的樱桃砧木幼苗（大青叶），选择生长一致、无病虫害的植株，采用盆栽的方式，种植于天津市农业科学院的温室大棚内。栽培基质为珍珠岩、蛭石和草炭土，按其体积比为0.4∶1∶1 混匀后装盆。

1.2 试验设计

本试验采用完全随机设计的方法。先用中度胁迫盐浓度150 mmol·L-1的NaCl 进行处理[16]，然后设置6 个水平的ABA 浓度，分别为：CK2（0 mg·L-1）、A1（2.5 mg·L-1）、A2（5 mg·L-1）、A3（10 mg·L-1）、A4（20 mg·L-1）、A5（40 mg·L-1）。以不进行盐胁迫与ABA 处理的正常植株作为CK1，每个处理设置5 次重复。ABA 的施用为每株每5 d 喷施1 次，每次每株20 mL，共喷施6 次，处理30 d 时进行取样和指标的测定。

1.2.1 光合生理指标的测定 选取各处理植株中上部长势一致的叶片。处理30 d 时，采用CI-340-便携式光合测定仪测定叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间二氧化碳浓度（Ci），测定时间均为上午9：00—11：00。

1.2.2 叶绿素含量的测定 选择处理30 d 的植株，摘下中上部长势一致的新鲜樱桃叶片，提取叶绿体色素，参照文献[17]的方法。将叶绿素提取液放置于分光光度计的玻璃比色皿中，以95%的乙醇作为对照调零，在649、665 nm 处分别测定吸光度值，并通过下列公式进行计算：

1.2.3 渗透调节物质和抗氧化酶活性的测定 脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、POD 活性、SOD 活性分别采用磺基水杨酸法、考马斯亮蓝G-250 法、愈创木酚法、氮蓝四唑法测定[17]。

1.2.4 数据处理 本试验利用Microsoft Excel 2016整理原始数据，采用SPSS17.0 统计软件进行方差分析，用Duncan 法对各参数进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗叶绿素含量的影响

由图1 可知，CK2 处理的叶绿素a 含量显著低于CK1 处理，表明盐胁迫会抑制叶绿素的合成。在盐胁迫下，各处理随着喷施ABA 浓度的增加，叶绿素a 含量呈先上升后下降的趋势，喷施外源ABA 的A1、A2、A4 处理与CK2 处理不存在显著差异；A3 处理显著高于CK2 处理，较CK2 显著升高了19.32%；A5 处理显著低于CK2 处理，较CK2 显著降低了14.61%。以A3 的处理效果最佳，A5 的处理效果最差。

图1 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗叶绿素a 含量的影响

由图2 可知，在盐胁迫处理下，叶绿素b 含量与叶绿素a 含量的变化趋势一致，A3 处理较CK2 处理显著升高了16.29%，A5 处理较CK2 处理显著降低了15.48%，其中以A3 的处理效果最佳，A5 的处理效果最差。

图2 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗叶绿素b 含量的影响

由图3 可知，CK1 处理的叶绿素(a+b)的含量显著高于其他处理。在盐胁迫下，喷施外源ABA 的A1、A2、A4 处理分别与CK2 处理均不存在显著性差异，A3 处理较CK2 处理显著增加了18.44%，A5处理较CK2 处理显著降低了14.86%。

图3 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗叶绿素(a+b)含量的影响

综合以上分析可知，在盐胁迫下，喷施10 mg·L-1外源ABA 可以在一定程度上提升樱桃幼苗的光合色素含量，但喷施10 mg·L-1外源ABA 不足以使其恢复到正常的状态。

2.2 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗光合特性的影响

由图4 可知，经过盐胁迫的CK2 处理，其各光合指标明显低于未经过盐胁迫的CK1 处理，说明盐胁迫会降低植物叶片的光合作用。在盐胁迫下，喷施不同浓度外源ABA，各处理下的光合作用均显著高于CK2 处理，说明喷施外源ABA 会提高盐胁迫下植物叶片的光合作用，并随喷施ABA 浓度的增加，呈先升高后降低的趋势。A3 处理净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度最高，分别较CK2 处理显著增加了245.21%、151.93%、271.93%、17.81%，且A3 处理下除净光合速率外的光合指标与CK1 处理之间不存在显著性差异，说明A3 处理效果最佳。

图4 盐胁迫下外源ABA 对樱桃幼苗光合指标的影响

2.3 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗渗透调节物质的影响

2.3.1 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗可溶性蛋白含量的影响 由图5 可知，盐胁迫下，随着喷施外源ABA 浓度的增加，可溶性蛋白含量呈现逐渐升高的趋势，并在A5 处理时达到最高。喷施一定量的外源ABA 可以提高盐胁迫下樱桃幼苗叶片的可溶性蛋白含量。对照CK2 处理与A2 处理不存在显著性差异，但是A2 处理的可溶性蛋白含量较CK2 处理增加了4.15%。A5 处理可溶性蛋白含量达到最高，较CK2 处理显著增加了27.51%。

图5 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗可溶性蛋白含量的影响

2.3.2 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗脯氨酸含量的影响 由图6 可知，盐胁迫会促进脯氨酸含量的增加，CK2 处理较CK1 处理显著增加了245.87%。一定量的外源ABA 使盐胁迫下樱桃幼苗的脯氨酸含量增加。CK2 处理与A2、A3、A4、A5 处理之间均存在显著性差异，且A2、A3、A4、A5 处理分别较CK2 处理显著增加了9.29%、19.57%、12.16%、14.04%，并在A3 处理时脯氨酸含量达到最高值，表明A3 处理时的效果最佳。

图6 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗脯氨酸含量的影响

2.4 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗抗氧化酶活性的影响

2.4.1 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗POD 活性的影响 由图7 可知，盐胁迫会提高樱桃幼苗的POD活性，CK2 处理较CK1 处理显著增加了将近2 倍。A1、A2、A4、A5 处理的POD 活性与CK2 处理不存在显著性差异。而A3 处理的POD 活性显著高于CK1、CK2 处理，且较CK1、CK2 处理分别显著增加了近4 倍和1 倍，说明A3 处理效果最好。

图7 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗POD 活性的影响

2.4.2 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗SOD 活性的影响 由图8 可知，盐胁迫会增加樱桃幼苗的SOD活性，CK2 处理较CK1 处理显著增加了79.65%。适当浓度的外源ABA 会使盐胁迫下樱桃幼苗SOD 活性增加，A2、A3、A4、A5 处理SOD 活性均显著高于CK2 处理，SOD 活性呈现随外源ABA 浓度的升高而升高的趋势，A3、A4、A5 处理之间SOD 活性差异不显著，表明喷施外源ABA 浓度达到10 mg·L-1之后，SOD 活性的升高幅度不再明显。

图8 外源ABA 对盐胁迫下樱桃幼苗SOD 活性的影响

3 讨论与结论

3.1 外源ABA 对盐胁迫下植株光合色素的影响

脱落酸（ABA）是一种植物激素，可以延缓植物生长，具有促进植物体抵御外界非生物逆境胁迫的功能[18-19]，而在盐胁迫下植物体内脱落酸含量显著增加[20]，具有加强抵御盐胁迫的功效。本试验研究了植株在盐胁迫下喷施外源ABA 后的光合色素含量变化，结果表明喷施外源ABA 促进盐胁迫下樱桃幼苗叶片叶绿素的合成，这与刘旭等[8]研究结果一致。刘旭等对茄子幼苗生理特性的研究中发现，喷施外源ABA 可以提高茄子幼苗的叶绿素含量。笔者分析发现，本试验在10 mg·L-1ABA 浓度处理下，叶绿素含量始终保持最高，表明该浓度ABA 对抵御盐胁迫的效果最佳，而40 mg·L-1ABA 高浓度对抵御盐胁迫的作用不佳，甚至会引起抑制作用，而关于脱落酸的促进和抑制作用机理还有待深入研究。

3.2 外源ABA 对盐胁迫下植株光合特性的影响

本研究结果表明，喷施外源ABA 能有效提高盐胁迫下樱桃砧木幼苗的光合作用。在盐胁迫下，经过外源ABA 处理的樱桃砧木幼苗叶片的光合作用明显强于未经过外源ABA 喷施的处理，光合作用是植物积累有机物的重要途经，这对樱桃砧木在盐碱地能正常生长具有重要意义。ABA 是一种胁迫激素，在遭遇盐胁迫时，ABA 可以调节植物的生理生化过程，从而降低盐胁迫对植株的危害。本试验与黄杏的研究结果一致。黄杏[21]研究表明ABA 能提高甘蔗叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率值，并且能通过促进气孔开放来增强光合能力，促进光合作用。

喷施适当浓度的ABA 可以有效缓解盐胁迫对樱桃砧木幼苗的伤害，促进叶绿素的合成，确保光合作用的正常进行。但是，施加外源ABA 浓度要遵循适当原则。田礼欣等[22]研究发现，外源ABA 具有“低促高抑”的效应，本试验结果与其相符，在ABA 浓度为10 mg·L-1时，缓解盐胁迫下樱桃砧木幼苗光合作用的抑制现象最明显，ABA 浓度超过10 mg·L-1时会存在抑制现象。

3.3 外源ABA 对盐胁迫下植株渗透调节物质的影响

当植物遭受一定的逆境胁迫时，植物自身具备一定的自我调节能力。植物体内游离脯氨酸和可溶性蛋白质作为渗透保护物质，对植物的渗透调节起重要作用。高水平的脯氨酸有利于植物在逆境下维持细胞的结构和功能，同时对生物大分子的结构和功能起到稳定和保护作用[23]。在本研究中，盐胁迫下可溶性蛋白含量有所降低，与朱菲菲等[6]试验规律不完全相同，其原因可能是处理的天数过长或者是植物的耐盐机理不一样而产生的差异。可溶性蛋白含量随着外源ABA 浓度的升高而增高，当喷施ABA 浓度超过10 mg·L-1之后，可溶性蛋白含量的增加量不再显著。

喷施外源ABA 可以促进盐胁迫下樱桃砧木幼苗体内脯氨酸含量的增加，从而提高植株的抗逆性。本研究发现，在盐胁迫下，脯氨酸含量有所增加，以抵抗盐胁迫环境，这与刘旭等[8]的研究结论一致。脯氨酸含量随着外源ABA 的增加而不断增加，但是当外源ABA 浓度超过10 mg·L-1之后，缓解效应便不再显著。因此，10 mg·L-1ABA 为缓解盐胁迫植株的最佳浓度。

3.4 外源ABA 对盐胁迫下植株抗氧化酶活性的影响

当植物遭受盐胁迫时，植物体的POD、SOD 活性呈现先升高后降低的趋势，表明植物体内在遭受逆境时自身会自我调节，但是自我调节能力有限，足以看出抗氧化酶的活性与植物的抗逆性之间有着不可分割的联系[24]。盐胁迫会提高樱桃幼苗叶片的POD、SOD 活性，这与刘旭等[8]的研究结果一致。当喷施外源ABA 进行辅助时，可以提高植株抵抗逆境的能力。李小玲等[25]研究表明，外源ABA 可以提高盐胁迫下黄芩的POD 的活性，本研究与该结论一致。在本研究中，ABA 浓度为10 mg·L-1时POD 活性最高，即10 mg·L-1外源ABA 处理效果最佳。

SOD 是生物体内重要的抗氧化酶，生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质能被其消除，可以延长植物体的寿命。在本研究中，随着外源ABA 浓度的增加，SOD 活性也呈不断增加的趋势，但ABA 浓度达到一定值后，SOD 活性增加缓慢。本研究结果表明，当外源ABA 浓度高于10 mg·L-1时，SOD 活性升高幅度不再明显。

综上，中度盐胁迫对樱桃砧木大青叶的光合指标和叶绿素含量有明显的抑制作用，通过施用外源ABA 可以有效缓解胁迫作用，并且施用10 mg·L-1外源ABA 时效果最佳，提高了樱桃砧木的耐盐性。