不同切花菊品种响应盐胁迫的生理特性研究

王玲玲 罗艳 马蓉蓉 霍芸芸 虎淘淘 张黎 严瑞

关键词：切花菊；耐盐性：生理生化指标

菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）原产于中国，是中国十大传统名花和世界四大切花之一，在花卉市场上具有相当重要的地位。随着干旱、盐碱及沙漠化等全球性问题的日益加重，菊花在生产过程中经常会受到干旱、高温等逆境胁迫．因此选育抗逆性强的菊花品种是当前研究的一个重要方向。土壤盐害是影响现代农业及生态环境的一个世界性问题，严重影响作物产量和品质。盐胁迫对植物的伤害主要是破坏细胞膜的透性，使细胞内的渗透压平衡受到影响，并持续影响跨膜运输，其次是破坏细胞内的渗透调节和活性氧调节，影响植物的新陈代谢。它们对植物的伤害并不是单一的，而是相互作用相互联系。因此，对植物耐盐性的研究必须从其形态、生理等多方面指标的变化规律出发，并从中筛选出主要指标和成分来对植物进行耐盐性鉴定评价。

目前，国内外对菊花的研究主要集中在花期调控及优良品种选育上。李胜兰等研究了粉色茶用菊花品种中农华夏的主要性状、栽培技术要点及其应用价值：王海华等选育了菊花新品种怀紫菊1号。对菊花逆境胁迫的研究主要集中在水分胁迫和温度胁迫方面：程祥飞等研究了不同温度下秋菊晚花品种金龙腾云叶片的叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性等生理生化指标的变化：时丽冉等研究了不同程度干旱胁迫对地被菊光合生理特性及水分利用率的影响，杨若鹏等也做了类似研究。而盐胁迫相关研究主要集中在茶用菊和菊花近缘属种上：李艳锋研究了不同浓度盐胁迫对茶菊生长、开花、生理生化特性及生物量的影响，并在此基础上对茶菊品种进行耐盐性评价：王磊等以金丝皇菊为供试材料对其进行4种NaCl浓度胁迫处理，研究其叶绿素荧光、抗氧化酶活性以及脂肪酸含量等相关指标的变化，并探讨其脂肪酸去饱和酶关键基因的表达状况：管志勇等研究比较了5种菊花近缘种属植物的耐盐性，对32个菊花近缘种属植物做了耐盐性筛选。但可以看出，关于不同切花菊品种对盐胁迫的响应及其耐盐性评价的报道尚少。本试验以6个切花菊品种的扦插苗为材料，研究不同浓度盐胁迫下其生长性状表现和理化特性响应，分析不同品种耐盐能力的差异，确定菊花耐盐评价的主要指标，筛选出耐盐品种，以为今后菊花耐盐育种及其在盐碱地上的推广应用提供理论参考。

1材料与方法

1.1试验材料

供试材料为盛唐花卉小镇基地的6个切花菊品种的扦插苗，分别为‘公主心、‘凯文粉、‘银星紫、‘汉城、‘芙妮和‘条纹（图1A～F）。

1.2试验设计及方法

试验于2022年6月进行。选用长5.5～8.5cm生长旺盛、长势一致的健壮切花菊插穗进行扦插，待不同品种切花菊生根后，将扦插生根苗移栽定植到花盆（高8.5cm，上口径10cm．下口径7cm）中，缓苗一周后进行盐胁迫处理。各处理在同一时间分别浇灌0（CK）、50、100、150mmol/LNaCl溶液100mL，每个处理重复3次。为了防止盐溶液对幼苗的盐冲击效应，采取多次施盐、逐级递增的方式进行浇灌，保证基质被完全浇灌透，且花盆底部托盘内渗出溶液但不外流为准。盐胁迫处理10天时选取植株完全展开叶片采样，用于测定各项生理生化指标。

1.3测定指标及方法

1.3.1生长指标包括株高、叶片数、叶片长和叶宽，于盐处理前和盐胁迫10d时计数叶片数并用钢卷尺测量切花菊其他3个生长指标，每个处理重复3次。

1.3.2生理生化指标对盐胁迫10d时采集的样品测定各切花菊品种的可溶性蛋白、叶绿素含量和相对含水量等生理生化指标。每个处理重复3次，求平均值加减标准差。采用考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量：采用氮蓝四唑光还原（NBT）法测定超氧化物歧化酶活性：采用愈创木酚法测定过氧化物酶活性：采用硫代巴比妥酸（TBA）显色法测定丙二醛含量。使用电导率仪（型号：DDSJ-319L）测定叶片的膜相对透性（REC）；使用电子天平（型号：cp153）稱量叶片鲜重Ml和干重M2，计算叶片相对含水量（RWC）；使用便携式叶绿素仪（型号：SPAD-502Plus）测定叶片叶绿素含量（SPAD值）。以上生理生化指标均参照李合生的方法测定。

1.4数据统计与分析

试验数据用Microsoft Excel 2022进行处理与制表，Origin软件制图，SPSS 26.0软件进行显著性分析（P<0.05）和主成分分析。

2结果与分析

2.1盐胁迫前不同切花菊品种生长期性状比较

由表1可知，盐胁迫前6个切花菊品种的株高、叶片数有显著差异，叶片长宽无显著差异。6个切花菊品种的株高范围为8.22～11.34cm．其中‘凯文粉最高，‘汉城最低，前者比后者高出37.96%，株高排序为‘凯文粉>‘条纹>‘芙妮>‘银星紫>‘公主心>‘汉城：叶长范围为4.45～5.13cm，其中‘银星紫叶片最长，‘凯文粉叶片最短，前者比后者多出15.28%；叶宽范围为2.77～3.50cm，其中‘芙妮叶片最宽，‘凯文粉叶片最窄，前者比后者多出26.35%。

2.2盐胁迫对不同切花菊品种生长性状的影响

由表2可知，不同盐浓度胁迫下6个切花菊品种的生长性状均存在显著差异。盐浓度为50mmol/L时，‘公主心‘凯文粉‘条纹‘汉城和‘银星紫株高有所升高。50mmol/L NaCl处理‘凯文粉叶片数显著高于其150mmol/L NaCl处理，且显著高于其他5个品种各NaCl浓度处理。随着盐胁迫浓度增加，各切花菊品种叶宽均呈现先上升后下降趋势。由此表明，低浓度NaCl胁迫对切花菊植株生长影响不大。

2.3盐胁迫对不同切花菊品种表型的影响

由图2A～F可知，50mmol/L NaCl胁迫下，‘凯文粉‘芙妮和‘公主心叶片无明显萎蔫现象，而‘银星紫‘条纹和‘汉城叶片出现轻微萎蔫；100mmol/L NaCl胁迫下，‘凯文粉‘芙妮和‘公主心叶片出现部分萎蔫现象，‘银星紫‘汉城和‘条纹叶片出现明显萎蔫，且基部叶片出现枯萎：150mmol/L NaCl胁迫下，6个品种的叶片均出现明显萎蔫，其中‘凯文粉‘汉城‘芙妮和‘公主心部分基部叶片出现枯萎，而‘银星紫和‘条纹基部多数叶片出现枯萎。由此表明，‘凯文粉‘芙妮‘汉城和‘公主心的耐盐性较强，而‘银星紫和‘条纹的耐盐性较差。

2.4盐胁迫对不同切花菊品种理化性状的影响

2.4.1盐胁迫对切花菊叶片光合色素含量的影响

由图3可知，随着盐浓度增加，各切花菊品种的叶片SPAD值呈下降趋势，且有显著性差异。50、100mmol/L NaCl胁迫下，‘公主心‘银星紫和‘凯文粉的SPAD值降幅较大，‘芙妮降幅最小：150mmol/L NaCl胁迫下各品种叶片SPAD值降至最低，6个切花菊分别比各自CK下降12.61%、14.28%、16.61%、19.73%、8.47%和18.61%，‘公主心和‘凯文粉降幅较大。综合比较，‘公主心‘银星紫和‘凯文粉的叶绿体受损较大，其耐盐性较弱，‘条纹‘汉城和‘芙妮的耐盐性较强。

2.4.2盐胁迫对切花菊叶片水分状况的影响由图4可知，各切花菊品种叶片相对含水量随着盐浓度增加而减少，且差异显著。50、100mmol/LNaCl胁迫下‘汉城叶片相对含水量降幅最小，较CK下降1.17%和4.67%：‘条纹和‘银星紫叶片相对含水量降幅较大，较CK分别下降18.37%、12.76%和24.20%、28.38%0 150mmol/L NaCl胁迫下‘银星紫叶片相对含水量降幅最大，较CK下降57.29%。综合比较，‘条纹‘银星紫‘芙妮和‘凯文粉叶片相对含水量降幅较大，说明其耐盐能力较弱，而‘汉城和‘公主心叶片相对含水量降幅较缓，说明其耐盐能力较强。

2.4.3盐胁迫对切花菊叶片细胞质膜相对透性的影响

由图5可知，随着盐胁迫浓度增加，6个切花菊品种的叶片相对电导率（REC）均增大，且大多差异显著。50mmol/L NaCl胁迫下‘条纹‘公主心和‘凯文粉的相对电导率增幅较大，分别较CK士曾加54.17%、58.14%和64.10%; 150mmol/L NaCl胁迫下，各品种的相对电导率分别较CK增加233.13%、114.71%、97.82%、86.05%、78.13%和97.44%．‘条纹和‘汉城的相对电导率增幅较大。综合比较，叶片相对电导率增幅排序为‘条纹>‘汉城>‘银星紫>‘凯文粉>‘公主心>‘芙妮。‘条纹‘汉城和‘银星紫受到盐胁迫时，其细胞膜内电解质外渗较多，说明其耐盐性较弱，而‘公主心‘芙妮和‘凯文粉细胞膜内电解质外渗较少，说明其耐盐性强。

2.4.4盐胁迫对切花菊叶片丙二醛含量的影响

由图6可知，随着盐胁迫浓度增加，各切花菊品种的叶片MDA含量均呈逐渐增加趋势。50、100mmol/L NaCl胁迫时，‘芙妮和‘银星紫的MDA含量升幅较大，较CK分别增加52.45%、32.15%和87.25%、58.61%; 150mmol/L NaCl胁迫时，‘芙妮‘银星紫和‘公主心升幅较大，较CK分别上升122.74%、70.38%和55.17%。综合比较，叶片MDA含量综合升幅排序为‘芙妮>‘银星紫>‘公主心>‘凯文粉>‘条纹>‘汉城，‘芙妮‘银星紫和‘公主心的叶片MDA含量变化较大，说明其耐盐性较弱，而‘汉城‘条纹和‘凯文粉的MDA含量变化相对稳定，说明其耐盐性较强。

2.4.5盐胁迫对切花菊叶片抗氧化系统的影响

由图7可知，随着盐胁迫浓度增加，各切花菊品种叶片的SOD、POD活性均呈现先上升后下降趋势，说明短时间低浓度盐胁迫可诱导其产生SOD、POD，使其活性增强。各品种的SOD和POD活性均在IOO mmol/L NaCl胁迫时达到高峰，这也说明随着盐胁迫浓度增加其SOD、POD活性会降低，抗氧化系统能力衰退，不能有效地保护膜系统，这可能是切花菊受盐害的原因。50mmol/L NaCl胁迫时，‘凯文粉和‘公主心的叶片SOD活性增幅较小，较CK分别升高17.92%和4.23070：100mmol/L NaCl胁迫时，‘汉城和‘公主心的SOD活性增幅较小，较CK分别升高26.57%和16.39%；150mmol/L NaCl胁迫时，‘芙妮和‘公主心的SOD活性增幅较小，较CK分别士曾加5.53070和2.47%。50、100、150mmol/LNaCl胁迫时，‘芙妮和‘凯文粉的POD活性增幅均较小，依次较CK分别增加23.11%、21.99%，58.16%、89.81%和36.30%、53.21%.

综合比较各品种不同浓度盐胁迫下的SOD、POD活性增幅变化认为，‘汉城‘公主心‘芙妮和‘凯文粉耐盐性较强。

2.4.6盐胁迫对切花菊叶片可溶性蛋白（SP）含量的影响

由图8可知，盐胁迫下各切花菊品种的叶片SP含量较CK均提高，随着盐胁迫浓度增加其SP含量有所下降。50mmol/L NaCl胁迫时，‘凯文粉的SP含量增幅较小，较CK增加38.79%，‘公主心的增幅最大．较CK增加125.37%;100mmol/L NaCl胁迫时，‘凯文粉和‘银星紫的SP含量增幅较小，‘芙妮的增幅最大，较CK增加94.33%：150mmol/L NaCl胁迫下各品种的SP含量降至最低，‘芙妮‘凯文粉‘条纹‘汉城‘公主心和‘银星紫的SP含量比CK分别士曾加23.07%、37.92%、38.95%、41.56%、37.84%和18.32%，‘芙妮和‘银星紫的增幅较小。综合比较，‘汉城‘凯文粉和‘银星紫的叶片SP含量变化相对较为稳定，说明其耐盐性较强，相反‘条纹‘芙妮和‘公主心的耐盐性较弱。

2.5不同切花菊品种耐盐性主成分分析

对不同浓度盐胁迫处理下切花菊的7个指标进行主成分分析（表3），共提取出3個主成分，其中第一主成分贡献率为50.689%，第二主成分贡献率为16.872%，第三主成分贡献率为16.439%，3个主成分的累积贡献率为84.000%。

由表4可知，第一主成分中相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）含量、POD活性、SOD活性有绝对值较大的得分系数，第二主成分中叶绿素、丙二醛（MDA）、可溶性蛋白含量有绝对值较大的得分系数，第三主成分中叶绿素含量、相对含水量、SOD活性、可溶性蛋白含量有绝对值较大的得分系数。

综合表3、4结果可以得出，REC、MDA含量、SOD活性这3个指标能概括7个指标的大部分信息，可作为切花菊耐盐性鉴定指标。

3讨论与结论

植物的形态特征能直观地反映其生长状态。盐胁迫处理后，最直观的变化是植株叶片萎蔫、变黄脱落，甚至还会造成植物死亡。刘昊华等研究表明，盐胁迫下桑树叶片出现枯萎，随着盐浓度的增加出现大面积黄化并开始落叶。本研究结果表明，随着盐浓度增加，6个切花菊品种叶片均出现不同程度的萎蔫，这表明随着盐胁迫程度增加植株受害症状加重。其中，‘凯文粉‘芙妮‘汉城和‘公主心的受害症状较轻、耐盐性较强，其余品种受害症状较重、耐盐性较差。叶绿素含量在盐胁迫下降低，其降低程度与盐胁迫强度呈正相关。盐胁迫下植物叶片叶绿素含量下降，其主要原因可能是盐胁迫提高了叶绿素酶的活性，促进叶绿素降解，导致叶绿素含量减少：也可能是叶绿素与叶绿素蛋白结合，使叶绿素遭到破坏。而不同切花菊品种盐胁迫下叶绿素含量下降的原因有待进一步研究。本试验中，盐胁迫下‘条纹‘汉城和‘芙妮叶绿素含量的降幅较其他3个品种小。

细胞膜脂过氧化产物MDA含量与膜透性是反映植物逆境伤害的主要指标。有研究表明，盐胁迫通常会破坏植物细胞膜透性和完整性，引起膜脂过氧化和膜透性增大。本试验中，随着NaCl浓度增加，6个切花菊品种的叶片相对电导率和MDA含量呈增加趋势。其中，NaCl浓度为150mmol/L时，6个切花菊品种的相对电导率显著升高。这表明高浓度盐胁迫造成切花菊质膜结构破坏，细胞内电解质外漏，引起电导率值增加。这与丁丁等的研究结果一致。叶片细胞质膜相对透性的变化幅度比MDA含量大，说明盐胁迫下细胞质膜相对透性的变化更敏感，膜脂过氧化程度稍微提高，膜透性就发生变化，导致细胞内电解质大量外渗，从而引起代谢紊乱。因此相对电导率和MDA含量可作为切花菊耐盐性评价的重要指标。

植物在正常生长情况下，体内保护酶系统（SOD、POD）能维持体内活性氧产生与清除的动态平衡，降低自由基的毒害，而逆境胁迫往往使这种平衡受到破坏。活性氧清除能力的强弱就成为植物抗逆性强弱的重要标志。本研究中，随着NaCl浓度增加，6个切花菊品种的SOD、POD活性均呈先升高后降低趋势，这表明低浓度盐胁迫能够促进SOD和POD活性的增大，但高浓度盐胁迫则抑制其活性。SOD和POD活性升高可有效清除过量的活性氧自由基，减轻其对植物细胞膜的伤害，但在高浓度盐胁迫下，可能这种调节活性达到极限，致使细胞膜仍会受到严重伤害。

渗透调节是植物在逆境胁迫下的一种自我调整与适应。盐胁迫下，植物会通过积累一些渗透调节物质来抵抗盐胁迫的伤害。可溶性蛋白（SP）是一种重要的渗透调节物质，其含量的多少是了解植物总代谢水平的一个主要指标。本试验中，随着盐浓度增加，不同切花菊品种的叶片SP含量呈先增加后降低趋势。这说明低浓度NaCl处理促进切花菊叶片内SP积累以适应初期盐胁迫对植株幼苗的伤害，高浓度NaCl处理则一定程度上抑制了蛋白质合成，植株细胞受损。

植物的耐盐性是一个由多基因控制的极其复杂的过程，不同植物的耐鹽机理不同，即使是同一植物在不同生长时期的耐盐机制或方式也可能不同。本试验以6个切花菊品种为试材进行耐盐性研究，结果表明，随着盐胁迫增加，6个品种的外部形态出现不同程度的萎蔫，叶片SPAD值和RWC逐渐降低，叶片的REC和MDA含量均呈增加趋势，SOD和POD活性则随盐胁迫浓度增加呈先升高后降低的变化趋势，SP含量也呈先升高后降低趋势。综合供试切花菊品种各个指标的表现看出，盐胁迫对‘银星紫和‘条纹的影响较大，对‘公主心‘芙妮和‘凯文粉的影响次之，对‘汉城影响较小，说明‘汉城的耐盐能力相对较强，可以作为耐盐品种进行推广种植，耐盐能力最弱的是‘银星紫。各指标主成分分析结果表明，相对电导率（REC）、MDA含量、SOD活性这3个指标能概括7个指标的大部分信息，可作为切花菊耐盐性鉴定指标。