摘要研究不同浓度nacl和na2co3对耐盐植物盐地碱蓬和耐碱植物小花碱茅幼苗生长、叶片光合放氧速率、叶片中丙二醛(mda)含量及超氧化物歧化酶(sod)活性的影响。结果表明:随着nacl浓度的升高,盐地碱蓬的鲜干重、光合放氧速率以及sod活性都出现先升高后降低的趋势,而叶片中mda含量仅在高盐度下增加;小花碱茅的鲜干重、光合放氧速率以及sod活性不断降低,mda含量不断增加。而随着na2co3浓度的增加,盐地碱蓬和小花碱茅的鲜干重、光合放氧速率、sod活性都不断降低;而mda含量不断增加,但盐地碱蓬的变化幅度大于小花碱茅。结果表明na2co3对2种植物的胁迫都要大于nacl对二者的胁迫。
关键词盐地碱蓬;小花碱茅;nacl;na2co3;干鲜重
comparativestudyoneffectsofnaclandna2co3onthegrowthofsuaedasalsa l.andpuccinelliatenuifloraseedlings
chen guan-yizhou mei-limeng guo-huafan hai *zhao ke-fu
(college of life science,shandong normal university,jinan shandong 250014)
abstractthe paper investigated the effects of different concentration of nacl and na2co3 on seedling growth,the photosynthetic oxygen evolution rate,mda content and the activity of superoxide dismutase (sod) of suaede salsa l. and puccinellia tenuiflora. the results showed that the fresh and dry weight of suaede salsa l.,the oxygen evolution rate and sod activity increased first and then decreased with the increasing of nacl concentration,while mda content only increased under high nacl concentration. as for puccinellia tenuiflora,the fresh and dry weight,oxygen evolution rate and sod activity all decreased steadily with nacl concentration,while mda increased at the same time.however,the fresh and dry weight,the oxygen evolution rate and sod activity of the two plants all decreased with the increasing of na2co3,as mda content increased simultaneously. the rangeability of suaede salsal l. was greater than that of puccinellia tenuiflora. this experiment suggested that the stress of na2co3 on the suaede salsa l. and puccinellia tenuiflora were more severe than the effect of nacl.
key wordssuaede salsa l.;puccinellia tenuiflora;nacl;na2co3;dry and fresh weight
近年来,有关植物抗盐性方面的研究有很大进展[1],研究中把nacl等中性盐胁迫称为盐胁迫,na2co3等碱性盐胁迫暂称为碱胁迫[2]。WWw.133229.CoM初步研究已证实,na2co3对植物的胁迫因素除了和nacl共有的离子毒害、渗透胁迫之外,还有高ph值因子的影响。而且在na2co3对植物的胁迫因素中,高ph值是首要因素,离子毒害次之,渗透效应最小。na2co3对植物的作用,在有机酸、离子、可溶性糖含量以及植物生长、质膜透性、光合酶活性都不同于nacl。na2co3对植物的伤害作用明显大于nacl,也具有更大的生态破坏力[3]。
小花碱茅(puccinellia tenuiflora)是禾本科碱茅属多年生草本植物,适应性强,喜湿润和盐渍性土壤,耐寒、耐旱、耐盐碱。用于治理碱斑、改良碱化草地和恢复植被的效果极好,已经得到广泛地推广应用[4]。
盐地碱蓬(suaede salsa l.)为藜科碱蓬属一年生草本肉质化真盐生植物,耐盐碱、耐旱、耐涝。种植盐地碱蓬可降低土壤含盐量,增加土壤有机质含量。盐地碱蓬既可生长在潮间带,也可生长在地势较高或距海边较远的内陆盐碱地[5]。
该文初步研究了nacl和na2co3胁迫对盐地碱蓬和小花碱茅地上、地下部分的鲜干重、叶片光合放氧速率、叶片中丙二醛(mda)含量及超氧化物歧化酶(sod)活性的影响,以为研究盐、碱对盐地碱蓬和小花碱茅的胁迫提供参考。
1材料与方法
1.1植物的培养与处理
选取籽粒饱满的盐地碱蓬与小花碱茅的种子分别播种于盛有洗净细沙的花盆中,用hoagland(霍格兰氏)营养液浇灌,待长至4~5片真叶时进行间苗,每盆留10株。1个月后进行盐处理。nacl溶液设5个浓度:0、100、200、300、400 mmol/l,用hoagland营养液配制ph值均为6.7,na2co3溶液设5个浓度0(ph值6.7)、25(ph值10.93)、50(ph值11.07)、75(ph值11.19)和100(ph值11.29)mmol/l,均用完全hoagland营养液配制。2种处理中0 mmol/l浓度均为对照处理(ck)。材料每天用100 ml相应浓度的盐溶液浇灌。nacl每天以50 mmol/l的浓度递增,na2co3每天以25 mmol/l的浓度递增;待其共同达到各自的终浓度后处理20 d测定各相关生理指标。
1.2试验方法
1.2.1植株地上部分与地下部分鲜、干重的测定。将植物地上部分与地下部分用去离子水快速冲洗干净,吸干表面水分,称鲜重;然后放入105 ℃的烘箱中杀青10 min,80 ℃烘至恒重,称干重。
1.2.2叶片光合放氧速率的测定。采用英国hansatech公司生产的oxy-lab系统(chlorolab2型液相氧电极)测定。光照由冷光源提供,反应杯内光照强度为1 mmol/m
2·s,反应杯温度用恒温水浴控制,温度为(22.0±0.2)℃。
1.2.3丙二醛(mda)的测定。参考林植芳等[6]的硫代巴比妥酸(tba)测定方法。
1.2.4超氧化物歧化酶(sod)的活性测定。参照李合生等[7]的方法进行测定。
2结果与分析
2.1不同浓度的 nacl和na2co3对盐地碱蓬和小花碱茅鲜干重的影响
如表1所示,在nacl胁迫下,盐地碱蓬地上部分的鲜干重随着其浓度的升高先增加后减小,且在200 mmol/l时达最大值,400 mmol/l较200 mmol/l下降显著;在na2co3胁迫下,盐地碱蓬地上部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,且100 mmol/l较ck下降极显著。地下部分的鲜干重随着nacl浓度的升高先增加后减小,200 mmol/l胁迫下达最大值,400 mmol/l时其鲜重和干重明显低于对照[8];在na2co3胁迫下盐地碱蓬地下部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,且100 mmol/l较ck下降极显著。
如表2所示,在nacl胁迫下小花碱茅地上部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,且400 mmol/l较ck下降极显著;在na2co3胁迫下小花碱茅地上部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,且100 mmol/l较ck下降极显著。地下部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,下降显著,且干重400 mmol/l较ck下降极显著;在na2co3胁迫下小花碱茅地下部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,且100 mmol/l较ck下降极显著。
2.2不同浓度的nacl和na2co3对盐地碱蓬和小花碱茅叶片光合放氧速率的影响
在nacl胁迫下,随着盐浓度的增加盐地碱蓬光合放氧的速率先升高后降低(图1),200 mmol/l时光合放氧速率较对照增加不显著,400 mmol/l时较对照下降极显著;小花碱茅光合放氧速率随nacl浓度的升高不断下降,400 mmol/l较对照下降极显著。在na2co3胁迫下,随着na2co3浓度的增加盐地碱蓬和小花碱茅光合放氧的速率不断下降,当na2co3浓度大于75 mmol/l时较对照下降极显著,且盐地碱蓬的下降幅度大于小花碱茅(图2)。
2.3不同浓度的nacl和na2co3对盐地碱蓬和小花碱茅叶片中丙二醛(mda)含量的影响
在nacl胁迫下,盐地碱蓬叶片中mda含量的变化趋势不明显,在400 mmol/l下有所上升;但小花碱茅叶片中的mda含量随着nacl浓度的升高不断增加,且400 mmol/l较ck增加显著(图3)。在na2co3胁迫下,盐地碱蓬和小花碱茅叶片中mda含量随着浓度的升高不断增加,盐地碱蓬的增加幅度大于小花碱茅(图4)。
2.4不同浓度的nacl和na2co3对盐地碱蓬和小花碱茅叶片超氧化物歧化酶(sod)活性的影响
在nacl胁迫下,盐地碱蓬叶片中sod活性随着浓度的升高先增加后降低,在200 mmol/l时活性最大,且400 mmol/l较200 mmol/l降低极显著;小花碱茅叶片中的sod活性随浓度的升高不断降低,且400 mmol/l较ck降低极显著(图5)。在na2co3胁迫下,盐地碱蓬和小花碱茅叶片中sod活性随浓度的升高不断降低,且100 mmol/l较对照增加极显著,盐地碱蓬中sod的下降幅度大于小花碱茅(图6)。
3结论与讨论
一般认为盐地碱蓬对中性盐nacl的抗性要强于对碱性盐na2co3的抗性,而耐碱植物小花碱茅对碱性盐na2co3的抗性要强于对中性盐nacl的抗性。这2种盐(碱)胁迫对植物幼苗的生长以及光合作用会造成一定的影响。植物在遭受胁迫时会产生大量的活性氧,活性氧可使酶失活,膜脂被氧化,核酸缺失,甚至引起突变[9-10]。sod主要清除超氧阴离子自由基,因此,保持高水平的sod活性是盐渍生境中盐生植物生存所必需的[11]。
用nacl处理盐地碱蓬,随着nacl浓度的增加,叶片中mda的含量只在高盐度下增加,而同时sod活性在低盐度下上升,在高盐度下减小,通过测定叶片的光合放氧速率发现,在200 mmol/l nacl时速率最大,这些都与盐地碱蓬地上、地下部分鲜干重的变化相一致,说明盐地碱蓬具有较强的抗中性盐能力。当用na2co3处理盐地碱蓬时,随着na2co3浓度的增加,叶片中mda的含量不断增加,且100 mmol/l时较对照增加极显著,叶片中sod的活性不断减小,当浓度大于75 mmol/l时sod活性较对照下降极显著,100 mmol/l时几乎接近于零。通过测定叶片的光合放氧速率发现,随着盐浓度的增加光合放氧速率下降显著,这些都与盐地碱蓬地上、地下部分鲜干重的变化相一致。表明中性盐nacl对于耐盐植物盐地碱蓬的胁迫小于碱性盐na2co3对其的胁迫。
随着nacl浓度的增加,小花碱茅叶片中mda的含量不断增加,而sod活性不断下降,通过测定叶片的光合放氧速率发现,随着浓度的增加光合放氧速率不断下降,这些都与小花碱茅地上、地下部分鲜干重的变化相一致。当用na2co3处理小花碱茅时,随着na2co3浓度的增加,叶片中mda的含量不断增加,且增加幅度比nacl处理的大;sod的活性不断减小,且减小的幅度比nacl处理的大,导致对活性氧的清除能力(尤其是对o2-)要比用nacl处理时弱,对植物造成伤害更大。通过测定叶片的光合放氧速率发现,随着浓度的增加光合放氧速率下降显著,这些都与小花碱茅地上、地下部分鲜干重的变化相一致。表明中性盐nacl对于耐碱植物小花碱茅的胁迫小于碱性盐na2co3对其的胁迫。
综上所述,虽然盐地碱蓬具有较强的抗nacl能力,而小花碱茅具有强的抗na2co3能力,但中性盐nacl对耐盐植物盐地碱蓬和耐碱植物小花碱茅的胁迫小于碱性盐na2co3对二者的胁迫。
4参考文献
[1] martinez v,lauchli a.salt-induced inhibition of phosphate uptake in plant of cotton(gossypium hirsutum l.)[j].new phytol,1994,126(4):609-614.
[2] 石德成,殷立娟.盐(nacl)与碱(na2co3)对星星草胁迫作用的差异[j].植物学报,1993,35(2):144-149.
[3] 曲元刚,赵可夫.nacl和na2co3对盐地碱蓬胁迫效应的比较[j].植物生理与分子生物学学报,2003,29(5):387-394.
[4] 李景信,马义,付喜林.种植星星草改良碱斑地的研究[j].
