生姜苗期耐盐性综合评价及水通道蛋白基因表达模式分析

摘要：【目的】探究盐胁迫对生姜苗期形态变化及生理指标的影响，建立生姜耐盐评价体系，发掘耐盐种质资源，为生姜耐盐品种选育提供理论依据。【方法】以我国5个生姜主产区的主栽品种为试验材料，设置对照（CK）与盐胁迫（NaCl）2个处理，利用主成分分析将不同处理条件下生姜的生理生化指标等单项指标整合为3个综合指标，结合隶属函数法进行耐盐性综合评价，并分析水通道蛋白（AQP）基因在耐盐品种与敏感品种中不同的表达模式。【结果】在盐胁迫下，各生姜品种的株高、茎粗、叶片数、根系活力、叶片水势和叶片渗透势均下降。叶片的过氧化氢（H2O2）含量、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性均升高。超氧化物歧化酶（SOD）活性在贵州黄姜中显著升高（P<0.05，下同），在其他4个品种中下降。过氧化氢酶（CAT）活性在山东大姜中下降，在其他4个品种中升高。苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性在山东大姜和竹根姜中下降，在其他3种品种中升高。相关分析结果表明，株高、茎粗和叶片数均与综合评价值（D值）呈显著正相关；叶片MDA含量、H2O2含量、水势和渗透势与D值呈负相关；根系活力与D值呈极显著正相关（P<0.01）。生姜耐盐性由强到弱排序依次为山东大姜、贵州黄姜、凤头姜、罗平小黄姜、竹根姜。8个AQP基因的表达模式分析显示，山东大姜叶片中7个AQP基因在盐胁迫处理后表达下调，根部4个AQP基因表达下调；竹根姜叶片中3个AQP基因表达下调，根部6个AQP基因表达下调。【结论】5个生姜品种苗期耐盐性评价结果表明，山东大姜耐盐性最强，竹根姜耐盐性最弱。株高、茎粗、叶片数和根系活力可作为生姜耐盐品种筛选的主要参考指标。

关键词：生姜；盐胁迫；水通道蛋白；苗期耐盐性评价；生理响应

中图分类号：S632.5文献标志码：A文章编号：2095-1191（2024）08-2431-11

Comprehensive evaluation of salt tolerance in ginger at seedling stage and expression pattern of aquaporin protein

MA Jia-wei GUO Chang-quan LI Hui-ling ZAN Tian-xiang GAO Wei WANG Yan-hong LIU Yi-qing1*，ZHU Yong-xing1*

（1College of Horticulture and Gardening/Spice Crops Research Institute，Yangtze University，Jingzhou，Hubei 434025，China；2Jingzhou Jiazhiyuan Biotechnology Co.，Ltd.，Jingzhou，Hubei 434025，China）

Abstract：【Objective】To investigate the effects of salt stress on morphological changes and physiological indexes of ginger at seedling stage，establish a salt-tolerant evaluation system for ginger，explore salt-tolerant germplasm resources，which could provide theoretical reference for the selection and breeding of salt-tolerant varieties of ginger.【Method】The main plant varieties from 5 major ginger producing areas in China were used as experimental materials，and 2 treatments，control（CK）and salt stress（NaCl），were set up.Principal component analysis was used to integrate the physiological and biochemical indexes and other individual indexes into 3 comprehensive indexes，and combined with the method of the membership function to carry out a comprehensive evaluation of salt tolerance，and to analyze the expression of the aqua-porin protein（AQP）gene in the salt-tolerant varieties and the sensitive varieties.【Result】The increase in plant height，stem thickness，number of leaf，root vigour，leaf water potential and leaf osmotic potential decreased in all ginger varie-ties under salt stress.Hydrogen peroxide（H2O2）content，malondialdehyde（MDA）content and peroxidase（POD）activity of leaves were increased.Superoxide dismutase（SOD）activity was significantly increased in Guizhou ginger（P<0.05，the same below）but decreased in the other 4 varieties.Catalase（CAT）activity was decreased in Shandong big ginger but elevated in the other 4 varieties.Phenylalanine deaminase（PAL）activity decreased in Shandong big ginger and Zhugen ginger，but increased in the other 3 varieties.Plant height，stem diameter and number of leaf were significantly and posi-tively correlated with the comprehensive evaluation value（D value）.Leaf MDA content，H2O2 content，water potential and osmotic potential were negatively correlated with D values，root vigour was extremely significantly and positively correlated with D value（P<0.01）.The salt tolerance of ginger was ranked from the strongest to the weakest as Shandong big ginger，Guizhou yellow ginger，Fengtou ginger，Luoping small yellow ginger and Zhugen ginger.Expression pattern analysis of 8 AQP genes showed that 7 AQP genes were down-regulated in Shandong big ginger leaves and 4 AQP genes were down-regulated in roots after salt stress treatment；3 AQP genes were down-regulated in leaves and 6 AQP genes were down-regulated in roots of Zhugen ginger.【Conclusion】Salt tolerance evaluation of 5 ginger varieties at seed-ling stage indicates that Shandong big ginger has the strongest salt tolerance and Zhugen ginger has the weakest salt tole-rance.Plant height，stem diameter，number of leaf and root vigour can be the main reference indexes for screening ginger salt-tolerant varieties.

Key words：ginger；salt tolerance；aquaporin protein；evaluation of salt tolerance at seedling stage；physiologicalresponse

Foundation items：Hubei Key Research and Development Project（2022BBA0061）；Hubei Natural Science Founda-tion（2024EHA011）；Hubei International Science and Technology Cooperation Project（2024EHB559）；Chongqing Talent·Excellent Science Project（2022CQYC0167）

0引言

【研究意义】生姜（Zingiber officinale Roscoe）为姜科姜属多年生草本植物，具有独特的药食同源特性（Peng et al.，2022）。盐胁迫通常会导致生姜光合作用能力减弱，植株矮小，矿物质积累减少，产量降低（高伟，2023）。我国盐渍化土地面积已超9000万ha，占可用耕地面积的21.4%，并呈逐年递增趋势，严重制087pgXX2TuwLFeBOgI+rbQ==约农业发展（Zhu et al.，2019）。研究表明盐害对作物的影响主要集中在出芽期和苗期（刘谢香等，2020），因此，综合评价生姜苗期耐盐性对于筛选耐盐生姜品种及扩大生姜种植面积具有重要意义。【前人研究进展】盐胁迫对植物造成危害的主要方式为渗透胁迫。盐胁迫初期，土壤中高浓度的Na+与Cl-等盐离子通过降低土壤渗透势，造成植物吸水困难，抑制细胞分裂与生长。高伟（2023）研究发现盐胁迫下生姜叶片保水能力与根系水力学导度显著降低，从而导致叶片水势和渗透势显著降低，随着胁迫时间的延长，盐离子在生姜体内过量累积产生毒害作用。此外，盐胁迫还会造成植物体内活性氧（Reactive oxygen，ROS）积累，产生氧化损伤，损害细胞蛋白质及核酸等生物大分子。团队前期研究表明，盐胁迫使竹根姜叶片丙二醛（MDA）和过氧化氢（H2O2）含量显著上升，导致细胞膜脂质过氧化（高伟等，2023）。当前大多数研究结合多个指标采用主成分分析及隶属函数法对植物抗逆性进行综合评价（高雪等，2018）。王苗苗等（2022）利用MDA含量和抗氧化酶活性等指标通过主成分分析筛选出燕麦苗期耐盐性评价指标；丁守鹏等（2021）利用地上生长量和MDA含量等指标结合隶属函数法对葡萄耐盐性进行评价，初步探明葡萄各项指标耐盐系数及评价标准。李港等（2022）结合株高、茎粗、MDA含量、抗氧化酶活性等指标采用隶属函数法研究淹水胁迫对生姜的影响，探明生姜受涝害时的生理响应机制，得出株高、茎粗和叶片MDA含量可作为生姜耐涝性重要参考指标。【本研究切入点】相关研究发现不同生姜品种表型、抗氧化酶活性、ROS累积等指标有明显差异（於志远等，2021），但不同品种生姜对盐胁迫的抗性和响应机制尚不清楚，不利于生姜抗盐性育种及对抗盐品种的利用。【拟解决的关键问题】探究山东、湖北、重庆、云南和贵州等我国5个生姜主要产区主栽生姜品种在盐胁迫下的生长生理、抗氧化酶系统和水通道蛋白（AQP）基因的响应机制，并通过隶属函数法筛选生姜耐盐评价主要参考指标，建立生姜耐盐评价体系，为生姜耐盐品种选育及盐碱地资源利用提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

供试生姜品种由长江大学香辛作物研究院和荆州佳之源生物科技有限公司提供，于2022年5月10日—7月30日在长江大学西校区园艺园林学院玻璃温室大棚完成试验。选用5个来自我国不同生姜主产区生姜品种作为试验材料，分别是云南罗平小黄姜、湖北凤头姜、山东大姜、四川竹根姜和贵州黄姜。挑选大小一致、姜芽饱满的健康姜种种植于园土、椰糠、珍珠岩比例为7∶4∶2的混合基质中，待生姜幼苗生长2个月后挑选长势一致、7～9片叶的健康生姜幼苗作为试验材料。

1.2试验方法

设2个处理，即常规生长（CK）和盐胁迫处理（NaCl）。每个品种每处理10株，3次重复。盐胁迫处理的前期种植管理方式与CK一致，清水浇灌，待生姜生长2个月后取生长一致的姜苗，使用20 g/L NaCl浇灌生姜苗进行处理，每盆浇灌500 mL，CK浇灌等量清水。NaCl浓度由前期预试验确定，前期分别设15、20和25 g/L浓度梯度进行处理，盐胁迫处理15 d后，20 g/L NaCl浓度下不同生姜品种间形态相较其他浓度差异更明显，生姜幼苗生长受到抑制但不会造成植株死亡，因此选择20 g/L NaCl浓度盐胁迫并于15d时对各项指标进行测定。

1.3测定指标及方法

盐胁迫处理15 d后分别测量并记录生姜株高、茎粗、叶片数，并对生姜由下往上第1～5片叶进行拍照记录。参照秦曼丽等（2022）的方法进行取样，取由上往下数第3～4片成熟功能叶测定生理生化指标及水势、渗透势，取干净新鲜根尖测定根系活力；将生姜叶片及根系样品取样后置于液氮速冻，保存于-80℃超低温冰箱中备用。

采用TTC法测定根系活力；用1050D-EXP型植物气穴压力室［点将（上海）科技股份有限公司］测定叶片水势；用Osmometer Model 3250冰点渗透压仪（安达望科技有限公司，美国）测定叶片渗透势。按照试剂盒（北京索莱宝科技有限公司）说明书测定叶片MDA和H2O2含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性。

1.4耐盐性综合评价

使用隶属函数法对各生姜品种的耐盐性进行综合评价。

（1）计算隶属函数值（U）：

U（Xj）=U（Xj-Xmin）/U（Xmax-Xmin）

式中，第j项因子得分值以Xj表示，Xj最小值记为Xmin，最大值记为Xmax。

（2）计算权重（W）：

Wj=Pj/Pj

式中，Wj代表第j项综合特征量在全体综合特征量集合中的相对重要性权重；Pj被定义为不同品种对于第j项综合特征量的贡献比例。

（3）综合评价：

式中，D值表示各生姜品种的耐盐性综合评价值（李港等，2022）。

1.5 AQP基因的相对表达量分析

使用诺唯赞RNA Isolater Total RNA Extraction Reagent试剂盒（南京诺维赞生物科技有限公司）提取RNA，实时荧光定量PCR使用诺唯赞SYBR qPCR MasterMix试剂盒，具体步骤参考试剂盒说明书，采用Bio-Rad CFX96实时定量PCR仪［伯乐生命医学产品（上海）有限公司］进行PCR扩增。引物序列信息如表1所示，以生姜RBP基因作为内参基因（Li et al.，2022），每个样品3次重复。采用2-ΔΔCt法计算AQP基因的相对表达量，每处理4次重复。

1.6统计分析

试验数据使用Excel 2021进行处理；利用SPSS 26.0进行差异显著性分析、相关分析及主成分分析；使用GraphPad Prism制图。

2结果与分析

2.1盐胁迫对生姜苗期根系活力的影响

由图1可知，与CK相比，NaCl处理后各品种生姜根系活力均显著降低（P<0.05，下同）。凤头姜、竹根姜、贵州黄姜、罗平小黄姜和山东大姜的根系活力分别显著下降28.68%、41.52%、18.32%、31.93%和11.20%，其中，竹根姜根系活力下降幅度最大，山东大姜根系活力下降幅度最小。

2.2盐胁迫对生姜苗期叶片形态的影响

如图2所示，NaCl处理15 d后，各生姜品种的叶片均产生不良反应，不同品种叶片形态变化差异明显。其中，贵州黄姜叶片叶尖出现黄化，少部分部位有卷曲情况且黄化严重；山东大姜少数叶片叶尖泛黄，并有略微卷皱；凤头姜大部分叶尖出现黄化，少数叶尖呈黄褐化并微卷曲；罗平小黄姜所有叶片黄化，半数叶尖黄褐化；竹根姜叶片均黄化，大部分叶片叶尖黄褐化，小部分叶片卷曲枯死。表明盐胁迫对山东大姜和贵州黄姜叶片形态影响较小，对竹根姜和罗平小黄姜叶片形态影响最大。

2.3盐胁迫对生姜苗期生长的影响

由表2可知，与CK相比，NaCl处理后各生姜品种的株高、茎粗及叶片数均有所下降。NaCl处理后，5个生姜品种株高均显著下降，其中，山东大姜株高下降最少，为18.22%，竹根姜株高下降最多，为40.81%，凤头姜、贵州黄姜和罗平小黄姜的株高分别下降27.76%、22.65%和23.44%。山东大姜和贵州黄姜的茎粗下降幅度较小，分别为17.39%和22.58%；竹根姜、凤头姜和罗平小黄姜的茎粗分别显著下降33.33%、27.78%和28.40%。山东大姜和贵州黄姜的叶片数受胁迫影响较小，降幅分别为9.09%和14.63%，而凤头姜、竹根姜和罗平小黄姜皆显著下降，降幅分别为18.69%、21.01%和18.63%。上述结果表明，盐胁迫对生姜的生长指标均有抑制作用，其中山东大姜和贵州黄姜受抑制较弱，凤头姜、罗平小黄姜和竹根姜受抑制较强。

2.4盐胁迫对生姜苗期叶片生理的影响

2.4.1盐胁迫对叶片MDA和H2O2含量的影响

由表3可知，与CK相比，各生姜品种的叶片在受盐胁迫后MDA和H2O2含量均有所增加。其中，竹根姜叶片MDA含量增幅最大，为66.32%，山东大姜增幅最小，为16.28%；凤头姜、贵州黄姜和罗平小黄姜叶片MDA含量分别显著增加27.84%、33.19%和21.71%。竹根姜、贵州黄姜和罗平小黄姜叶片H2O2含量分别显著增加55.78%、22.41%和19.50%，而山东大姜和凤头姜的叶片H2O2含量增幅较小，分别为9.50%和14.77%。因此，山东大姜受盐胁迫影响较小，其叶片MDA和H2O2含量增幅均最小，竹根姜受盐胁迫影响最大，其叶片MDA和H2O2含量增幅均最大。

2.4.2盐胁迫对叶片抗氧化酶活性的影响由表3可知，NaCl处理下除贵州黄姜外，其余4个生姜品种的叶片SOD活性均受到抑制，其中，山东大姜和罗平小黄姜的叶片SOD活性分别下降2.67%和1.96%，但下降不显著（r>0.05，下同），凤头姜和竹根姜的叶片SOD活性分别显著下降3.25%和2.64%。受盐胁迫后，生姜叶片POD活性均提高，其中山东大姜、罗平小黄姜、贵州黄姜和竹根姜4个品种分别显著提高13.40%、3.94%、7.25%和2.52%。生姜叶片CAT活性出现不同程度的提高或下降，其中，凤头姜、贵州黄姜和竹根姜的叶片CAT活性分别显著下降25.27%、37.86%和41.01%，罗平小黄姜叶片CAT活性下降不显著，而山东大姜叶片CAT活性提高7.81%。

2.4.3盐胁迫对叶片PAL活性的影响与CK相比，NaCl处理后凤头姜叶片PAL活性显著上升100.00%，竹根姜叶片PAL活性显著下降52.13%；贵州黄姜和罗平小黄姜的叶片PAL活性分别上升14.09%和18.76%，山东大姜叶片PAL活性下降9.21%（表3）。

2.5盐胁迫对生姜苗期叶片水势和渗透势的影响

NaCl处理后各生姜品种叶片的水势和渗透势均受到不同程度的抑制（图3）。其中，山东大姜和凤头姜叶片水势分别下降8.91%和12.33%；罗平小黄姜、贵州黄姜和竹根姜叶片水势分别显著下降43.09%、23.31%和54.74%。山东大姜、罗平小黄姜和凤头姜叶片期渗透势分别下降4.69%、4.94%和6.22%，竹根姜和贵州黄姜叶片渗透势分别显著下降41.54%和29.50%。可见，竹根姜叶片水势和渗透势下降幅度均最大，山东大姜叶片水势和渗透势下降幅度均最小。

2.6不同生姜品种苗期耐盐性综合评价

对盐胁迫下5个生姜品种的12个指标进行主成分分析，提取3个主成分，即PC1、PC2和PC3，其特征值分别为7.430、2.378和0.817，对应的贡献率分别为61.920%、19.820%和13.560%，累计贡献率达95.300%。PC1的主要决定因子是株高、茎粗、MDA含量、H2O2含量及根系活力，PC2的主要决定因子是叶片数、POD活性及渗透势，PC3的主要决定因子是SOD活性、CAT活性、PAL活性和水势（表4）。

根据隶属函数法得到各生姜品种的D值，D值得分越高，则该品种的耐盐性越强。从表5可知，5个生姜品种耐盐性由强到弱排序依次为山东大姜、贵州黄姜、凤头姜、罗平小黄姜、竹根姜，即山东大姜的耐盐性最强，竹根姜的耐盐性最弱。

采取Pearson相关系数法对盐胁迫下5个生姜品种苗期的12个指标及D值进行相关分析，结果（图4）表明，MDA和H2O2含量与株高呈显著负相关；叶片数和根系活力与茎粗呈极显著正相关（P<0.0 下同），POD活性与茎粗呈显著正相关；POD活性和根系活力与叶片数呈极显著正相关；POD活性与根系活力呈显著正相关；H2O2含量与MDA含量呈极显著正相关，渗透势与MDA含量呈显著正相关；根系活力与D值呈极显著正相关；株高、茎粗和叶片数与D值呈显著正相关。综上可知，株高、茎粗、叶片数和根系活力可作为筛选生姜耐盐性的主要参考指标。

2.7盐胁迫对生姜苗期AQP基因表达影响

为进一步揭示生姜品种间的抗性机制，本研究选取抗盐性强的山东大姜和抗盐性弱的竹根姜作为材料，研究盐胁迫对生姜AQP基因表达模式的影响。

2.7.1对质膜内在蛋白（Plasmamem-brane intrinsic proteins，PIPs）家族的影响如图5所示，在盐胁迫下，山东大姜叶片的PIPs家族中ZoPIP1、ZoPIP1;2、ZoPIP2;6和ZoPIP3基因相对表达量均显著下调，分别下调69.45%、43.75%、62.81%和58.03%；其根部ZoPIP1和ZoPIP1;2基因相对表达量分别显著下调32.47%和23.99%，ZoPIP2;6基因相对表达量显著上调44.01%，ZoPIP3基因相对表达量无显著变化，仅上调1.57%。竹根姜叶片中PIPs家族基因相对表达量皆上调，其中ZoPIP1、ZoPIP1;2、ZoPIP2;6基因相对表达量分别显著上调244.98%、32.00%、38.78%，ZoPIP3基因相对表达量上调6.73%；其根部ZoPIP1;2、ZoPIP2;6和ZoPIP3基因相对表达量分别显著下调18.45%、30.11%和61.98%，ZoPIP1基因相对表达量显著上调203.90%。

2.7.2对AQP基因生姜液泡膜内在蛋白（Tonoplast intrinsic proteins，TIPs）和根瘤素26-类内在蛋白（Nodu-lin 26-like intrinsic proteins，NIPs）家族的影响如图6所示，从生姜TIPs基因的相对表达量来看，盐胁迫下山东大姜叶片基因相对表达量均显著下调，其中ZoTIP1;1、ZoTIP2;2和ZoTIP4;1基因相对表达量分别下调54.93%、64.83%和47.57%；而山东大姜根部ZoTIP1；1基因相对表达量显著上调38.37%，ZoTIP2;2显著下调34.04%。竹根姜叶片基因表达量有较大差异，其中ZoTIP2;2和ZoTIP4;1基因相对表达量分别显著上调3677.46%和186.15%，ZoTIP1;1基因相对表达量显著下调33.57%；而竹根姜根部中TIPs基因表达量均下调，其中ZoTIP1;1基因相对表达量显著下调37.22%，ZoTIP2;2和ZoTIP4;1基因相对表达量分别下调41.92%和18.14%。

生姜中NIPs基因在盐胁迫下均上调，其中，山东大姜叶片ZoNIP1基因相对表达量显著上调156.01%，根部显著上调58.50%；竹根姜叶片ZoNIP1基因相对表达量上调6.73%，根部显著上调89.79%。

3讨论

3.1盐胁迫对不同品种生姜苗期叶片形态、生长指标及根系活力的影响

盐胁迫会影响植株的正常生长，导致植物地上部叶片发黄萎蔫、干枯（王佺珍等，2017），生物量及株高、叶片数等生长指标降低（Zhu et al.，2020）。本研究中，各生姜品种在受到盐胁迫15 d后生长形态均出现较明显的盐害症状且变化差异较为明显，叶片形态上山东大姜受盐胁迫影响最小，仅少数叶片泛黄；贵州黄姜和凤头姜叶尖黄化较明显；而竹根姜和罗平小黄姜受胁迫影响最严重，2个品种大部分叶片黄化严重，竹根姜部分叶片枯死。山东大姜的株高、茎粗和叶片数变化受盐胁迫影响最小，可能是由于山东大姜耐盐性较强，盐胁迫下能维持基本生长；同其他品种相比，竹根姜受到胁迫影响最大，生长受到严重抑制。各品种生姜在受到盐胁迫后，生长形态变化差异较为明显，也体现出各品种生姜对于盐胁迫的耐受能力不同。

根系是植物吸收营养物质的主要器官，根系活力标志着植株根系吸收水分和养分的强弱，是反映根系吸收功能的重要指标，在盐胁迫下，植物根系受损伤导致根系活力下降，但耐盐品种根系调节能力更强，受损伤更小（谷娇娇等，2019）。本研究中，盐胁迫下5个生姜品种的根系活力均有所下降，但下降程度不同，盐敏感品种根系活力下降程度远远高于耐盐品种，其中竹根姜根系受损最严重，根系活力下降幅度最大，达40.22%，山东大姜根系受损较轻，根系活力下降幅度最小，仅12.61%。

3.2盐胁迫对不同品种生姜苗期叶片MDA和H2O2含量及抗氧化酶活性变化的影响

植物正常生长条件下体内ROS（如O2（-）和H2O2）可作为细胞内的信号分子发挥作用，但胁迫条件下ROS产生和清除的平衡被打破，导致过量ROS积累，进而诱发细胞膜脂质过氧化，影响植物正常的生理代谢（董杰等，2018；张玲玲等，2023）。MDA是植物细胞膜脂质过氧化的代谢产物，其含量是判断植物细胞膜受损程度的重要指标（彭慧敏等，2023）。本研究中，盐胁迫处理下5个生姜品种MDA含量均升高，其中竹根姜叶片H2O2和MDA含量增幅最大，受损伤最严重，山东大姜的H2O2和MDA含量增幅最小，受损伤最轻。

植物可通过抗氧化防御系统清除体内过量的ROS，其中SOD可将O2（-）转化为H2O POD和CAT将H2O2还原为H2O和O 从而清除ROS，减少氧化损伤（彭慧敏等，2023）。本研究中，各生姜品种叶片抗氧化酶活性均有不同程度的上升或下降，其中5个生姜品种的POD活性均上升，而CAT活性仅山东大姜上升、其他4个品种均下降，SOD活性仅贵州黄姜上升、其他4个品种活性下降，其变化趋势存在差异，可能与各品种抗氧化酶自我调节峰值浓度不同有关。

PAL是植物体内苯丙烷类化合物代谢途径的限速酶，在植物的生长发育和逆境防御中发挥重要作用（秦余等，2022）。研究发现，盐胁迫下木薯中的PAL活性增加，促进苯丙烷类次生代谢产物的生物合成。而苯丙烷类次生代谢产物的合成可提高细胞内抗氧化酶活性（董春娟等，2015）。本研究中，盐胁迫处理后各品种生姜叶片PAL活性呈上升或下降的不同变化趋势，且存在较大差异，可能是因为部分生姜品种在受到盐胁迫时已出现不可修复的损伤，导致PAL活性下降，ROS清除能力下降。

3.3盐胁迫对不同品种生姜苗期水势和渗透势的影响

盐胁迫下，根系外界与内部环境间的渗透差会引起渗透胁迫（朱永兴等，2019）。植物可通过提高渗透调节物质含量来降低细胞中水势和渗透势，保障细胞吸水，维持植物的正常生长（Zhu et al.，2015，2020）。研究发现盐胁迫下植物渗透势显著降低，且随着胁迫时间的延长进一步下降（吕昕培，2022），且抗性较强的品种中积累的渗透调节物质比抗性较弱的品种多，渗透势更低（何子华，2022）。本研究中，所有生姜品种水势和渗透势皆下降，其中山东大姜的水势和渗透势相较CK下降幅度最小，竹根姜下降幅度最大。但在5个生姜品种耐盐性综合评价中，山东大姜抗性最强，竹根姜抗性最弱。可能是由于竹根姜耐盐性差，盐胁迫导致细胞膜脂质过氧化程度严重，细胞膜的结构和功能遭到破坏，膜透性增大，导致外界盐离子大量进入植物体内，造成盐离子的过量累积，从而导致细胞的水势和渗透势显著降低。

3.4盐胁迫对山东大姜和竹根姜苗期AQP基因表达的影响

AQP是植物中广泛存在的一类膜蛋白，在植物生长发育和逆境响应中发挥重要作用（曾黎明和曾坚，2020）。研究表明，过表达OsPP1a能提高水稻对高盐胁迫的耐受性（Liao et al.，2016）；小麦TaAQP8、海马齿SpAQP1、盐芥TsTIP1;2、番茄SlTIP2;2和香蕉MaPIP1;1基因的异源过表达可增强转基因拟南芥的抗盐性（彭静静等，2019）。

大量研究表明，PIPs基因亚族在植物水分转运中具有重要作用（鲁雨晴等，2020）。盐胁迫下，山东大姜叶片PIP和TIP基因均下调表达，而竹根姜叶片中，除ZoTIP1;1基因显著下调外，其他PIP基因均上调。拟南芥中过表达HtTIP2-2可提高气孔导度和蒸腾速率，推测山东大姜叶片中PIP和TIP基因的下调可能通过降低蒸腾速率来减少水分散失，从而在盐胁迫下保持正常生长（孙琳琳等，2015）。在拟南芥和大麦中，盐胁迫抑制根部PIP基因的表达，降低根的导水率以提高植株耐盐性（Kirch et al.，2000）；部分AQP基因通过上调表达促进植株通过AQP介导的共质体途径吸收水分以维持细胞稳态。本研究中，盐胁迫下山东大姜和竹根姜根系中4个PIP基因中仅1个显著上调，其余显著下调或不显著；山东大姜中的ZoTIP1;1和ZoTIP4;1基因显著上调，而竹根姜中仅ZoTIP1;1基因显著下调，NIP基因则均上调。推测盐胁迫下抗盐品种生姜叶片TIP基因表达水平的降低可能有利于水分保持，而根系TIP基因表达水平的升高有利于水分吸收，从而提高植株抗盐性。然而，具体的调控机制和响应机制尚需进一步研究。不同品种生姜AQP基因的表达模式存在差异，具有组织特异性，生姜AQP基因表达与品种抗盐性之间的关系需进一步验证。

4结论

盐胁迫条件下，耐盐性较强的生姜品种可通过保持较高的根系活力和抗氧化酶活性以抵御氧化损伤，通过降低叶片中部分AQP基因表达及提高根系AQP基因表达以增强生姜保水能力，进而提高抗盐性。5个生姜品种中山东大姜在苗期受盐胁迫时表现较好，耐盐性最强，竹根姜出现不良症状最多，耐盐性最弱。株高、茎粗、叶片数和根系活力可作为生姜耐盐品种筛选的主要参考指标。

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（责任编辑邓慧灵）