不同糯玉米品种苗期对氯化钠胁迫的生理响应及耐盐性比较

苏法，张亮亮

（安徽荃银高科种业股份有限公司，安徽合肥 230031）

玉米作为我国的三大作物之一，对于国家粮食结构有着非常大的影响，同时，玉米也是盐敏感植物，耐盐能力较低，盐胁迫是玉米生长的主要限制因素之一。盐胁迫会导致玉米生长发育迟缓，在苗期抑制玉米的生长与分化，使植物的发育进程提前[1]。研究表明，盐胁迫会导致植物产生大量的活性氧，改变植物体内的氧化平衡状态，引起作物的早衰和死亡[2]。该试验对8 个不同糯玉米品种进行苗期氯化钠胁迫处理，探索玉米苗期抗氧化酶活性及丙二醛含量的变化，研究糯玉米在苗期面对氯化钠胁迫时在生理上所作出的应答反应，以期选择出对氯化钠胁迫抗逆性最优的品种，为耐盐品种的选定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料。试验玉米材料由安徽科技学院作物实验室提供，8 个品种分别为凤糯2146、华美糯7 号、鲜玉糯4 号、彩甜糯3 号、苏科糯5 号、万彩甜糯118 号、彩甜糯10 号、苏科糯4 号。

1.1.2 试验药品。由安徽科技学院药品储藏室提供，分别为四水硝酸钙、硝酸钾、硝酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、七水硫酸亚铁、EDTA.Na、碘化钾、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、钼酸钠、硫酸铜、氯化钴、蒸馏水；测定所需药品为聚乙烯吡咯烷酮、氮蓝四唑、EDTA.Na、核黄素、愈创木酚、H2O2、硫代巴比妥、磷酸缓冲液。

1.1.3 试验仪器。10～50 mL 量筒、发芽盒、100～1 000 mL容量瓶、50～500 mL 烧杯、镊子、恒温水浴锅、烘箱、人工气候箱、高压蒸汽灭菌锅、直尺、分光光度计、移液枪、小花盆、研钵、冰箱等。

1.2 方法

1.2.1 试验设计。

（1）试验材料的培养与选取。选取籽粒饱满适中、大小一致、发育程度相似的8 个玉米品种的种子分成8 组，加上对照组共16 个处理，每个处理重复3 次，共计48 盆。用相同成分的营养液培养，其中1 份加入氯化钠，另1 份加入等量蒸馏水。

（2）发芽处理。将选取的籽粒按照品种分别放入不同的发芽盒中，加入少量的水，然后放入培养箱中24 h。待种子发芽且芽长1～2 cm 时，将其取出放入小花盆中，先在小花盆内部放一块大小合适能刚好盖住底端的纱布，然后加入沙土，沙土量约为小花盆2/3 体积，最后将发芽的种子放入小花盆中，每盆15 粒种子，再次加沙土，直到覆盖住种子且露出芽。然后用配好的营养液定期等量地浇玉米，每个品种6 盆，其中用含氯化钠的营养液在3 叶1 心时浇3 盆作为处理组，用量为细沙持水量的4 倍；另3盆用不含氯化钠的营养液进行浇溉，作为对照组。所有处理共处理7 d。

（3）测定前处理。待所有玉米苗均处理7 d 后，将玉米苗拔出，清洗干净，称重，记下鲜重，然后晾干，放入袋中标明品种及处理，进行冷藏，待后续测定时用。

1.2.2 测定项目和方法。

（1）粗酶液的制备。在晾干后的所有玉米苗株中，在其叶片和根系中各取0.2 g 于研钵中，然后加入含有2%聚乙烯吡咯烷酮的50 mmol/L（pH 7.8）磷酸缓冲液5 mL 并研磨，直到呈匀浆状，然后在离心机中于4℃、10 000 r/min 条件下离心30 min，离心完成后，上清液即为粗酶液，取上清液标注品种、处理放置于冰箱。

（2）超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定。利用SOD 对NBT 氮蓝四唑（NBT）的光抑制作用来测定[4]，在试管中加入0.05 mmol/L 的磷酸缓冲液（pH 7.8）1.5 mL，然后加入0.13 mol/L 的Met 溶液0.3 mL，0.75 mol/L 的NBT 溶液0.3 mL，0.1 mol/L 的EDTA-Na2溶液0.3 mL，0.02 mol/L 的核黄素溶液0.3 mL，最后加入0.05 mL 的粗酶液和0.25 mL 的蒸馏水。再做2 支对照管，其中1 支对照管用黑布包裹遮光，另1 支试管不遮光。然后将所有试管置于4 000 lx 的日光灯下光照20 min，使其反应。待反应结束后，用黑布罩上所有试管终止其继续发生反应。然后将对照组中遮光的试管作为空白调零，在560 nm 波长下测定其余各管的吸光度。

（3）过氧化物酶（POD）活性的测定。利用愈创木酚法测定[4]。取粗酶液0.5 mL 于试管中，加入0.05 mol/L 的磷酸缓冲液（pH 7.8）1.5 mL，25 mmol /L 愈创木酚0.5 mL，0.2 mol/L H2O20.5 mL 摇匀放置于分光光度计中，立即计时3 min，每隔1 min 读数1 次，以0.5 mL 0.05 mol/L 磷酸缓冲液（pH 7.8）替代粗酶液470 nm 下调零。

（4）丙二醛（MDA）含量的测定。利用硫代巴比妥酸法测定[4]，在试管中先加入1 mL 的粗酶液，然后加入2 mL 0.5%硫代巴比妥酸混匀后，先沸水浴20 min，20 min 结束后立即放置于冰水浴中进行冷却，冷却后在3 000 r/min的条件下离心10 min，之后于532、600、450 nm 进行比色，并记录数据，其中空白对照用1 mL 0.5%硫代巴比妥酸代替粗酶液。

1.3 数据处理

超氧化物歧化酶（SOD）活性（U/g）=（ACK-AE）×V/（0.5×ACK×W×Vt），其中ACK：未遮光对照的吸光度；AE：样品吸光度；V：测定时取用酶液体积（mL）；W：测定取样时样品鲜质量（g）；Vt：测定时样品粗酶液用量（mL）。

过氧化物酶（POD）活性[U/（g·min）]=（△A470×VT）/（W×Vs×0.01×t），其中△A470：反应时间内吸光度的变化；VT：提取酶液总体积（mL）；W：样品鲜重质量（g）；Vs：测定时取用酶液体积（mL）；t：反应时间（min）。

丙二醛（MDA） 浓度C（μmol/L）=6.45（A532-A600）-0.56A450，其中：A450、A532、A600分别代表样品在450、532、600 nm 波长下的吸光度值。

MDA 含量=MDA 浓度×提取液体积/鲜重。

用Excel 及SPASS 进行数据处理和方差分析。

2 结果与分析

2.1 氯化钠胁迫对糯玉米SOD 活性的影响

从图1 可以看出，受到氯化钠胁迫的处理组，根部SOD酶的活性都有不同程度的增加。受氯化钠胁迫后，万彩甜糯118 号与华美糯7 号对比、彩甜糯10 号与苏科糯4 号对比、彩甜糯3 号与凤糯2146 对比，根部SOD 酶的活性皆无显著差异；鲜玉糯4 号与其他品种对比，均呈显著差异。

图1 不同品种糯玉米根的SOD 活性面对氯化钠胁迫时的反应

从图2 可以看出，受到氯化钠胁迫的处理组，苗部SOD 酶的活性都有不同程度的增加，但除了万彩甜糯118号和苏科糯5 号2 个品种增加幅度较大外，其他品种受氯化钠胁迫后苗部SOD 酶活性增加幅度相对较小。受氯化钠胁迫后，彩甜糯10 号、万彩甜糯118 号、苏科糯4 号、彩甜糯3 号4 个品种苗部SOD 酶的活性较高，4 个品种间差异不显著，但它们与其他几个品种差异显著。

图2 不同品种糯玉米苗的SOD 活性面对氯化钠胁迫时的反应

2.2 氯化钠胁迫对糯玉米POD 活性的影响

从图3 可以看出，营养液对照组和氯化钠处理组之间对比，万彩甜糯118 号、华美糯7 号、鲜玉糯4 号、苏科糯5 号在受到氯化钠胁迫时，玉米根POD 活性都有不同程度的下降，其中由于苏科糯5 号的营养液对照组的POD 活性本身就少，仅为12.89 U/g，虽然减少了82%，但不具备代表性；万彩甜糯118 号的营养液对照组POD 活性为504.48 U/g，其氯化钠处理组的根部POD 活性相比其营养液对照组减少了47%。而彩甜糯10 号、苏科糯4号、彩甜糯3 号、凤糯2146 在受到氯化钠胁迫时，其根部的POD 活性都有不同的增加，其中凤糯2146 的增幅最大，高达163%；苏科糯4 号的增幅最小，仅为5%。

图3 氯化钠胁迫对糯玉米根POD 活性的影响

从图4 可以看出，在营养液对照组，所有品种的苗部POD 活性均呈极显著差异，而在氯化钠试验组，除了万彩甜糯118 号与彩甜糯3 号苗部POD 活性无显著差异外，其余各个品种之间皆为极显著差异。对比营养液对照组和氯化钠处理组可以发现，万彩甜糯118 号、彩甜糯3 号、华美糯7 号、鲜玉糯4 号、苏科糯5 号在受到氯化钠胁迫时，苗部POD 活性都有不同程度的下降，其中由于苏科糯5 号的营养液对照组的POD 活性本身就少，仅为12.52 U/g，虽然减少了357%，但不具备代表性；而华美糯的营养液对照组苗部POD 活性为98.93U/g，其氯化钠试验组对比其营养液对照组减少了191%，出现了巨幅下降。彩甜糯10 号、苏科糯4 号、凤糯2146 在受到氯化钠胁迫时，其苗部的POD 活性都有不同的增加，其中凤糯2146 的增幅最大，为25%，而彩甜糯10 号的增幅较小，为19%。

图4 氯化钠胁迫对糯玉米苗POD 活性的影响

2.3 氯化钠胁迫对糯玉米MDA 含量的影响

MDA 是膜脂过氧化的最终分解产物，是植物细胞膜质过氧化程度的体现，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。MDA 含量高，说明植物细胞膜质过氧化程度高，细胞膜受到的伤害严重[9-10]。从图5 和图6 可以看出，糯玉米在受到氯化钠胁迫时，品种间表现差异较大，大部分品种苗部的MDA 含量都会下降，特别是彩甜糯3 号，下降幅度高达79%，仅彩甜糯10 号与凤糯2146 的MDA含量略有增加，增幅仅分别为13%和18%。而根部的MDA含量在受到氯化钠胁迫时，万彩甜糯118、彩甜糯10 号、苏科糯4 号、苏科糯5 号这4 个品种的MDA 含量较营养液对照组都有提高，而华美糯7 号、鲜玉糯4 号、彩甜糯3号和凤糯2146 这4 个品种的MDA 含量都有下降，且下降幅度相对较大。

图5 氯化钠胁迫对糯玉米根MDA 含量的影响

图6 氯化钠胁迫对糯玉米苗MDA 活性的影响

2.4 糯玉米的耐盐性综合比较

从表1 可以看出，玉米对氯化钠胁迫的抗逆性是由多种元素共同决定的。在该试验中，将6 个生理指标的权重比设为一致，利用隶属函数对不同品种玉米的6 个生理指标进行数量转换。彩甜糯3 号对氯化钠胁迫的抗逆性最优，其次是凤糯2146，而苏科糯5 号最差。

表1 不同品种的玉米幼苗在氯化钠胁迫下的影响

3 结论与讨论

该试验通过综合对比发现，糯玉米在受到氯化钠胁迫时，其根与苗的SOD 活性都会有不同的提升，提升程度因品种而异，也就是说，在面对氯化钠胁迫时，糯玉米清除活性氧的能力普遍会得到提升；其POD 活性不同品种间有差异，有的下降，有的提高，这说明在面对氯化钠胁迫时，糯玉米清除体内的过氧化物的能力也因品种而异；其MDA 的含量品种间表现差异较大，部分品种根部和苗部的MDA 含量都出现较大幅度的下降，说明其在受到盐胁迫时细胞膜并未受到严重伤害；耐盐性综合评价显示，彩甜糯3 号和凤糯2146 对氯化钠胁迫的抗逆性相对较好。通过探索氯化钠胁迫对糯玉米幼苗抗氧化酶和丙二醛的影响，可以为糯玉米抗氯化钠胁迫的研究提供一定理论依据，为选育耐氯化钠胁迫的糯玉米品种提供参考。