盐胁迫对西瓜幼苗生长_叶片光合色素和脯氨酸含量的影响

盐胁迫对西瓜幼苗生长、叶片光合色素和脯氨酸含量的影响韩志平1,郭世荣13,冯吉mmol ・L -1NaCl 处理的叶片相对电导率分别比对照提高6136%、11197%、14125%、18170%和60167%(图22A )。

幼苗叶片的质膜相对透性随NaCl 浓度的升高而显著增大,表明盐胁迫破坏了西瓜幼苗细胞膜的稳定性,使膜结构遭到损伤,造成细胞内电解质渗漏加剧,且随盐胁迫增强,对植株细胞膜的伤害增大。

由图22B 可见,西瓜幼苗叶片中脯氨酸含量在低浓度NaCl 处理下升高,而在高浓度NaCl 胁迫下降低,50mmol ・L -1NaCl 处理达到最大值。

除75和100mmol ・L -1NaCl 处理的幼苗叶片中脯氨酸含量与对照差异不显著(分别比对照高12180%和低10140%)外,其他各处理之间均有显著差异。

此结果表明低浓度盐处理可能有利于西瓜幼苗叶片中脯氨酸的合成,高浓度盐胁迫则抑制了脯氨酸合成而促进了其降解。

图2　盐胁迫对西瓜幼苗叶片质膜相对透性(A)和脯氨酸含量(B)的影响F i g 12　Effect of s a li n ity on rel a ti ve m e m brane per m eab ility (A)and proli n e con ten t (B)i n leaves ofwa ter m elon seedli n gs3　讨论盐胁迫对植物生长的影响涉及渗透胁迫、离子毒害和矿质亏缺的综合反应[5,13],这些影响至今尚未完全阐明。

在盐胁迫下,由于植株碳同化量减少、渗透调节能耗和维持生长能耗增加等原因,一般会使植株生长量和积累量减少[14]。

本试验中低浓度(小于等于50mmol ・L -1)NaCl 处理下,西瓜幼苗株高、鲜重和干重均提高,表明低浓度盐处理可刺激西瓜幼苗植株生长,是西瓜植株对盐胁迫的一种适应性反应;而高于75mmol ・L -1NaCl 胁迫时,西瓜幼苗株高、叶片数和生物量积累都随盐浓度提高而迅速降低,表明植株受盐胁迫的伤害随NaCl 浓度提高而加重。

低浓度NaCl 对西瓜幼苗的生长不仅没有危害,反而还能促进植株生长,证明西瓜幼苗的生长需要一定量的Na +和Cl-[15]。

光合色素含量的稳定有利于幼苗在胁迫下维持正常的光合作用,从而增强幼苗对盐胁迫的耐受能力[16]。

一些研究表明,盐胁迫下植物叶片中叶绿素含量下降[17],其主要原因是盐胁迫提高了叶绿素酶的活性,促进了叶绿素降解,从而引起叶绿素含量减少[18]。

但段九菊等[16]、王素平等[6]研究表明,短期盐胁迫处理提高了幼苗叶片叶绿素含量。

本试验中较低浓度NaCl 胁迫(小于等于75mmol ・L -1)下,西瓜幼苗单位叶面积光合色素含量升高,高浓度盐胁迫则使其含量降低,且随浓度增大有迅速降低的趋势。

这一结果表明低浓度盐胁迫能够刺激叶片光合色素的合成,高盐胁迫则提高了叶绿素酶的活性,使光合色素合成减少、分解增加,叶绿素含量明显降低,这与冯志红等[19]、郭文忠等[20]和王宝增等[15]的试验结果一致。

同时也说明盐胁迫下光合色素含量的变化与作物种类、盐的种类以及处理方法等有关。

在盐胁迫下细胞膜损伤与质膜透性增加是盐伤害的本质之一[21]。

通常认为盐胁迫下细胞质膜受伤害的原因主要有两个,一是盐胁迫引起的膜质过氧化作用破坏了质膜结构[22],二是Na +在细胞中的过度积累,将具有稳定和保护质膜作用的Ca 2+置换掉[23]。

本试验中随NaCl 浓度提高,西瓜幼苗叶片质膜相对透性显著增大,说明盐胁迫引起的膜脂过氧化作用及Na +在细胞中的过度积累对细胞质膜结构的影响随盐胁迫增强而加剧,且高浓度盐胁迫对西瓜细胞质膜造成了严重破坏。

植物中脯氨酸含量一直是抗逆研究的常用指标,它具有调节渗透及保护细胞膜结构稳定的作用[24],但脯氨酸在盐胁迫下植物体中的生理作用存在较大争议。

一些报道表明遭受盐胁迫的植株中脯氨酸大量・53・第2期 韩志平等:盐胁迫对西瓜幼苗生长、叶片光合色素和脯氨酸含量的影响积累[21,25],并通过维持渗透调节,稳定蛋白质,保护细胞膜和胞质酶等在植物耐盐性中发挥作用[26],因此脯氨酸积累被作为衡量植株耐盐性的指标。

也有一些研究者认为脯氨酸积累是盐胁迫造成的代谢紊乱的伴随结果,因此没有实际意义[27]。

本研究中西瓜幼苗叶片在低浓度(小于等于50mmol ・L -1)盐胁迫下脯氨酸含量升高,高浓度盐胁迫则使脯氨酸含量迅速下降,可能表明低浓度NaCl 胁迫下西瓜幼苗通过积累脯氨酸维持渗透调节而有利于减轻盐胁迫伤害;而高浓度盐胁迫下脯氨酸合成所需能耗进一步增加,不利于西瓜幼苗正常生长以致其趋于降解、含量降低,这一推测有待于进一步研究来证明。

参考文献:[1]　A llakhverdiev S I,Saka mot o A,N ishiya ma Y,et al .I onic and os motic effects of NaCl 2induced inactivati on of phot osyste m s Ⅰand Ⅱin Synechococcus s p.[J ].Plant Physi ol,2000,123:104721056[2]　邵桂花,常汝镇,陈一舞.大豆耐盐性研究进展[J ].大豆科学,1993,12(3):2442248[3]　宁运旺,张永春.设施土壤次生盐渍化的发生与防治[J ].江苏农业科学,2001(4):49250,63[4]　刘友良,汪良驹.植物对盐胁迫的反应和耐盐性[M ]//余叔文,汤章城.植物生理与分子生物学.3版.北京:科学出版社,1998:7522769[5]　Munns parative physi ol ogy of salt and water stress [J ].Plant Cell Envir on,2002,25:2392250[6]　王素平,郭世荣,胡晓辉,等.盐胁迫对黄瓜幼苗叶片光合色素含量的影响[J ].江西农业大学学报,2006,28(1):32238[7]　宋世清,郭世荣,尚庆茂,等.外源S A 对盐胁迫下黄瓜幼苗的生理效应[J ].园艺学报,2006,33(1):68272[8]　Rai S P,Luthra R,Kumar S .Salt 2t olerant mutants in glycophytic salinity res ponse (GSR )genes in Catharanthus roseus [J ].Theor App lGenet,2003,106(2):2212230[9]　Parida A K,Das A B.Salt t olerance and salinity effects on p lants:a revie w [J ].Ecot oxicol ogy and Envir onmental Safety,2005,60:3242349[10]沈伟其.测定水稻叶片叶绿素含量的混合液提取法[J ].植物生理学通讯,1988(3):62264[11]李锦树,王洪春,王文英,等.干旱对玉米叶片细胞透性及膜脂的影响[J ].植物生理学报,1983,9(3):2232229[12]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M ].北京:高等教育出版社,2000:2582260[13]Yeo A.Molecular bi ol ogy of salt t olerance in the context of whole 2p lant physi ol ogy [J ].J Exp Bot,1998,49(323):9152929[14]罗庆云,於丙军,刘友良.大豆苗期耐盐性鉴定指标的检验[J ].大豆科学,2001,20(3):1772182[15]王宝增,赵可夫.低浓度NaCl 对玉米生长的效应[J ].植物生理学通讯,2006,42(4):6282632[16]段九菊,郭世荣.外源亚精胺对NaCl 胁迫下黄瓜幼苗耐盐性的影响[J ].中国蔬菜,2005(12):8210[17]刁丰秋,章文华,刘友良.盐胁迫对大麦叶片类囊体膜脂组成和功能的影响[J ].植物生理学报,1997,23(2):1052110[18]张其德.盐胁迫对植物及其光合作用的影响[J ].植物杂志,2000(1):28229[19]冯志红,闫立英,王久兴,等.Na 2S O 4和CaCl 2胁迫对不同黄瓜品种种子萌发和幼苗生长的影响[J ].河北农业科学,2004,8(4):47251[20]郭文忠,刘声锋,李丁仁,等.硝酸钙和氯化钠不同浓度对番茄苗期光合生理特性的影响[J ].中国农学通报,2003,19(5):28231[21]张云起,刘世琦,杨凤娟,等.耐盐西瓜砧木筛选及其耐盐机理的研究[J ].西北农业学报,2003,12(4):1052108[22]刘志媛,朱祝军,钱亚榕,等.等渗Ca (NO 3)2和NaCl 对番茄幼苗生长的影响[J ].园艺学报,2001,28(1):31235[23]Cramer G R,L uchli A,Polit o V S .D is p lacement of Ca 2+by Na +fr om the p las male mma of r oot cells [J ].Plant Physi ol,1985,79:2072211[24]汤章城.逆境条件下植物脯氨酸的累积及其可能的意义[J ].植物生理学通讯,1984(1):15221[25]SawahelW A,Hassan A H.Generati on of transgenic wheat p r oducing high levels of the os mop r otectant p r oline [J ].B i otechnol ogy Letters,2002,24:7212725[26]De m ir Y,Kocacaliskan I .Effect of NaCl and p r oline on bean seedlings cultured in vitro [J ].B i ol ogia Plantarum,2002,45(4):5972599[27]De m iral T,T ürkan I .Comparative li p id per oxidati on,anti oxidant defense syste m s and p r oline content in r oots of t w o rice cultivars differingin salt t olerance [J ].Envir onmental and Experi m ental Botany,2005,53:2472257责任编辑:范雪梅・63・ 南　京　农　业　大　学　学　报 第31卷。