盐胁迫对北五味子幼苗生理特性的影响

2023-11-29王立凤刘秋月

牡丹江师范学院学报（自然科学版） 2023年4期

王立凤，刘秋月

（牡丹江师范学院生命科学与技术学院, 黑龙江牡丹江 157011）

北五味子（Schisandra chinensis）为五味子科（Schisandraceae）五味子属（Schisandra）植物.北五味子是我国东北地区重要的经济树种，营养成分丰富，果实中含有油脂、蛋白质、柠檬酸、多种维生素等.[1]北五味子的果实北五味子是中药材，可用于治疗呼吸系统及消化系统疾病、提高免疫功能、防护心血管系统疾病、抑制中枢神经系统的兴奋性，对治疗糖尿病有帮助.[2]本实验以北五味子实生幼苗为实验材料，研究北五味子生理特性指标对土壤盐胁迫的响应，为该物种的迁地引种以及推广应用提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 供试材料

1 年生北五味子实生幼苗，植株长势基本一致，生长旺盛，无病虫害.

1.2 试验方法

将1 年生北五味子实生幼苗栽植于塑料营养钵内，栽培基质为蛭石和珍珠岩（体积比3：1），放置于温度、光照、湿度等环境因素相同的条件下培养.用不同浓度的NaCl 溶液进行盐胁迫模拟.实验设置7 个梯度，NaCl 浓度分别为0.15%，0.3%，0.45%，0.6%，0.75%，0.9%，以蒸馏水（CK）为对照组. 每个浓度重复3 次.

1.3 测定项目及方法

盐胁迫处理的第20 d，选取有代表性的北五味子幼苗2 株，测定其丙二醛（MDA）含量、游离脯氨酸含量、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性. 丙二醛（MDA）含量的测定使用硫代巴比妥酸(TAB) 法，游离脯氨酸含量的测定使用茚三酮比色法，过氧化物酶（POD）活性的测定使用愈创木酚法，超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定使用氮蓝四唑（NBT）光还原法.[3]

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对幼苗叶片MDA 和脯氨酸含量的影响

在土壤盐胁迫下，植物细胞膜发生脂质过氧化，产生MDA，其含量可以用来反映植物抵抗逆境条件的能力以及植物受到盐害的程度.[4]

图1 显示，随着盐胁迫浓度的增加，北五味子叶片的MDA 含量与培养溶液盐分含量呈正相关.当NaCl 浓度为0.45% 和0.6% 时，MDA 含量约为CK 的3.6 倍及3.7 倍；当浓度为0.75% 和0.9% 时，叶片的MDA 含量显著高于前5 组处理的，此时，细胞膜的透性增大，植物细胞受到较大的胁迫.随着NaCl 胁迫浓度的增加，北五味子幼苗叶片的脯氨酸含量均高于CK，叶片的脯氨酸含量呈现先增加后减少再增加的趋势.当溶液浓度为0.15%～0.45%时，北五味子幼苗叶片的脯氨酸含量有所增加，但不明显；当盐胁迫浓度为0.6%时，幼苗叶片的脯氨酸含量较前一浓度有小幅度的降低.随着NaCl 浓度的逐渐增加，叶片的脯氨酸含量也逐渐增加，当溶液盐分含量达0.9%时，脯氨酸含量约为CK 的4.7 倍.

图1 不同浓度盐胁迫处理下北五味子幼苗叶片的MDA 和脯氨酸含量

2.2 盐胁迫对幼苗叶片MDA 和脯氨酸含量的影响

POD 是叶片细胞内重要的抗氧化酶，可以用来反映植物对胁迫环境的响应. 从图2 可以看出，幼苗叶片的POD 活性随着盐胁迫浓度的增加而增加. 当NaCl 浓度为0.15% 和0.3% 时，叶片的POD 活性减少和增加的幅度不明显；当NaCl 浓度为0.45%和0.6%时，叶片的POD 活性显著增加，近CK 的3 倍；当NaCl 浓度达到0.75% 和0.9% 时，POD 活性显著提高，大约是CK 的6 倍. 说明当盐分浓度增加时，植物会提高过氧化物酶活性以适应不良环境.

图2 不同浓度盐胁迫处理对北五味子幼苗叶片POD 和SOD 的影响

SOD 是植物叶片细胞内重要的抗氧化酶. 从图2 可以看出，在不同浓度盐胁迫下，叶片的 SOD活性在NaCl 浓度为0.15% 时下降，之后随着盐胁迫浓度逐渐增加. 当胁迫浓度为0.15% 时，叶片的SOD 活性较CK 大约降低了7%；在NaCl 浓度上升到0.45% 和0.6% 时，北五味子幼苗的SOD活性显著增加，此时，叶片的SOD 活性已经超过CK 的3 倍. 当NaCl 浓度为0.9% 时，叶片的SOD 活性达到最高.

3 讨论与结论

3.1 盐胁迫对北五味子幼苗叶片MDA 含量的影响

叶片中的MDA 含量越高，说明该植物的抗盐能力越弱.[5]植物在盐胁迫环境中由于发生膜脂过氧化产生MDA，MDA 的产生也代表着叶片细胞膜受到了破坏.MDA 产生的量可以表示该植物抵抗盐胁迫的能力以及植物受到盐害的程度. 本实验中，盐胁迫浓度越高，叶片的MDA 含量增加越显著. 说明植株在盐胁迫过程中膜脂过氧化程度很高，植株叶片的细胞膜受到严重破坏.

3.2 盐胁迫对北五味子幼苗叶片脯氨酸含量的影响

植物细胞中的脯氨酸呈游离态，当植物受到土壤盐胁迫时，细胞中的脯氨酸大量积累以调节细胞的渗透势，这是植物受到盐渍胁迫后而产生的一种保护自身的生理响应[6].脯氨酸作为植物的有机渗透调节物质，可降低细胞对毒性离子的吸收，调节细胞内外渗透势，从而维持细胞环境的相对稳定.本实验中，北五味子叶片细胞内的脯氨酸含量均高于CK，表明随着盐分含量的增加，北五味子幼苗可积累大量的脯氨酸以调节细胞的渗透压，含盐量越高，脯氨酸的积累量越多，植株调节渗透势的能力越强.

3.3 盐胁迫对北五味子幼苗叶片POD 和SOD 的影响

叶片细胞中的SOD 和POD 是通过协同作用来降低细胞内的活性氧的数量. 在土壤盐胁迫逆境环境下，植物可以通过提高抗氧化酶的活性清除多余的活性氧，以减少活性氧的增加对植物造成伤害.SOD 可以将细胞内的活性氧转化为H2O2和O2，POD 可以将SOD 产生的多余的H2O2清除掉.[8]本实验北五味子叶片的POD 和SOD 随着盐胁迫浓度的增加总体呈上升趋势，随着盐分含量的增加而增加，北五味子幼苗的耐盐性随着盐胁迫浓度的增加而增加.