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NaCl对酸模叶蓼相关生理指标的影响



全 文 :NaCl对酸模叶蓼相关生理指标的影响
任洪霞,冯玲枫,潘晶晶,吴雪燕,林静静,翁梨燕,陈建华* (浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华 321004)
摘要 [目的]研究 NaCl溶液对酸模叶蓼幼苗相关生理指标的影响。[方法]以药用植物酸模叶蓼幼苗为试验材料,将其用不同浓度
的 NaCl溶液(0、50、75、100、125、150 mmol /L)处理,测定其中的叶绿素、可溶性糖和丙二醛的含量,以判断酸模叶蓼的抗盐能力。[结果]
在 NaCl浓度≤125 mmol /L时,叶绿素含量随着盐浓度的增加而显著增加,而 MDA含量随着盐浓度的增加而显著减少,可溶性糖含量则
是先增加后降低;在 NaCl浓度为 150 mmol /L时,叶绿素含量明显比对照组的含量少,MDA含量明显比对照组的量大,可溶性糖含量也
高于对照组。[结论]在0 ~150 mmol /L浓度范围内时,NaCl对酸模叶蓼的胁迫作用会致使酸模叶蓼启动自身的防御机制来适应这种胁
迫的环境,表明酸模叶蓼具备一定的抗盐能力。
关键词 酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium L.);NaCl;生理指标
中图分类号 S156. 4 + 4 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)30 -18551 -02
Effects of NaCl Solution on the Physiological Indices of Polygonum lapathifolium L.
REN Hong-xia et al (College of Chemistry and Life Sciences,Zhejiang Normal University,Jinhua,Zhejiang 321004)
Abstract [Objective]The aim was to study on the effects of NaCl solution on the physiological indices of Polygonum lapathifolium L. seed-
lings. [Method]Taking P. lapathifolium seedlings as the research materials,the chlorophyll,soluble sugar,and malonaldehyde contents were
detected under different treatments of NaCl solutions (0,50,75,100,125,150 mmol /L),so as to determine the salt - resistant ability of P.
lapathifolium. [Result]When NaCl≤125 mmol /L,chlorophyll content increased as the NaCl concentration enhanced. But MDA content re-
duced significantly;and soluble sugar content firstly enhanced and then fell. When NaCl concentration was 150 mmol /L,chlorophyll content was
significantly less than that in the CK;MDA content was significantly greater;and soluble sugar content was also greater. [Conclusion]Within the
range of 0 -150 mmol /L,stress of NaCl on P. lapathifolium would start the self - defense mechanism of P. lapathifolium to adapt to the environ-
mental stress. Thus,P. lapathifolium had certain salt - resistant ability.
Key words Polygonum lapathifolium L.;NaCl stress;Physiological indices
基金项目 浙江省新苗人才计划基金项目(2009R404053)。
作者简介 任洪霞(1987 -) ,女,浙江义乌人,硕士,从事植物学与中药
资源学研究,E-mali:xiahongren@ 126. com。* 通讯作者,教
授,博士,从事植物学、中药资源学教学与研究工作,E-mail:
sky78@ zjnu. cn。
收稿日期 2011-07-13
土壤盐渍化是当今世界普遍关注的问题之一。目前,在
全世界现有耕地中,约有 3. 4 亿 hm2 的耕地是氯化物盐
土[1]。土壤盐渍化严重影响农业生产和生态环境。在盐的
胁迫下,植物生长缓慢,代谢受抑制,严重时出现盐斑,叶子
萎蔫,甚至死亡[2]。酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium L.) ,
为蓼科(Polygonaceae)一年生直立草本植物,广泛分布于南
北各地,高 50 ~80 cm。叶片呈披针形或宽披针形,下面有腺
点,基部呈楔形,上部分为绿色,并常有黑褐色新月形斑点,
两面近无毛。酸模叶蓼性温,味辛、苦,具有除湿化滞,杀虫
解毒之功效,用于治疗疮毒湿疹,痢疾肠炎,瘰疬结核等
症[3]。研究表明,酸模叶蓼对镉和锌具有较强的耐性和富集
特征,对铜和铅具有一定的耐性和富集能力[4]。然而关于其
耐盐性及其耐盐机理的研究鲜有报道。故笔者对酸模叶蓼
在盐胁迫下的生理生化反应进行研究,从而探讨酸模叶蓼的
耐盐能力,以期为盐碱地区的生态环保应用及盐碱地的种植
推广提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium L.) ,
采自浙江省金华北山。
1. 1. 2 主要仪器。数显恒温水浴锅,购自于苏金坛市恒丰
仪器制造有限公司;离心机,购自于德国 Sigma 公司;UV-
1100型紫外可见分光光度仪,购自于上海美谱达仪器有限
公司。
1. 1. 3 主要试剂。无水乙醇(分析纯)、丙酮(分析纯)、硫代
巴比妥酸(化学纯)、蒽酮硫酸溶液,市售。
1. 2 方法
1. 2. 1 样品的处理。挑选生长健壮、长势一致的带根酸模
叶蓼幼苗,进行盆栽水培,每隔 1 d补水 1次,培养 7 d后,将
水培苗随机分为 6组,每组 5株(重复 3次试验)。将分好组
的幼苗分别用 100 ml 不同浓度(0、25、50、75、100、150
mmol /L)的 NaC1溶液处理,连续 7 d。
1. 2. 2 叶绿素含量的测定。叶片叶绿素含量的测定参照波
钦若克的方法[5]。
1. 2. 3 可溶性糖含量的测定。可溶性糖含量测定参照李合
生,梁慧敏等的方法[6 -7]。
1. 2. 4 丙二醛含量的测定。丙二醛(MDA)的测定参照李合
生等的方法[8]。
1. 3 试验数据分析方法 采用 SPSS19. 0 数理统计软件进
行方差分析和显著性检验。
2 结果与分析
2. 1 NaCl溶液对幼苗叶片叶绿素含量的影响 由图 1 可
知,随着盐浓度的增加,酸模叶蓼叶片中叶绿素 a、b以及 a +
b的含量的变化趋势一致。在盐浓度为 50、75、100、125
mmol /L时,叶绿素 a、b、a + b 的含量随着浓度的增加而增
加,增加的幅度较大,且都比对照(0 mmol /L)品处理的含量
要大。叶绿素 a + b 的含量分别为对照品的 112. 82%、
122. 13%、139. 57%、164. 53%,在浓度为 125 mmol /L时达到
最大,在盐浓度为 150 mmol /L时下,叶绿素 a、b、a + b的含量
下降,且下降幅度较大,此时叶绿素 a + b的含量为对照品的
94. 60%;而且在此浓度下,观察到叶片开始枯萎,这说明酸
模叶蓼适应盐胁迫的能力较强,低浓度的盐能够刺激酸模叶
蓼叶绿素的合成,叶绿素含量的积累有利于抵抗外界盐环境
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(30):18551 - 18552,18555 责任编辑 石金友 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.30.208
的伤害,但高浓度的盐会导致酸模叶蓼体内活性氧对叶绿素
的破坏,最终导致叶绿素含量降低。
注:叶绿素含量表示“平均值 + 2x标准偏差”,不同字母表示在
(P <0. 05)水平下差异显著,下同;叶绿素 T =叶绿素 a +叶
绿素 b。
Note:Chlorophyll content represented“mean + 2xSD”;different
letters meant significant difference(P < 0. 05) ,the same as
below;Chlorophyll T = Chlorophyll a + Chlorophyll b.
图 1 不同浓度 NaCl胁迫下酸模叶蓼幼苗叶片中叶绿素含量的
变化
Fig. 1 Effects of NaCl concentration on chlorophyll content in
seedling leaves of P. lapathifolium
2. 2 NaC1溶液对幼苗叶片可溶性糖含量的影响 由图
2可知,在不同浓度的 NaCl 溶液的胁迫下,酸模叶蓼幼苗叶
片中的可溶性糖含量先升高再降低,且在增加的过程中,幼
苗叶片内可溶性糖含量都高于对照组。各种浓度的盐胁迫
已经对植物产生了伤害,且当盐浓度为 50 和 75 mmol /L 时
极为明显,此时其可溶性糖含量增加量较大,分别为对照组
的 2. 62 倍和 1. 79 倍;而当盐浓度为 100、125、150 mmol /L
时,可溶性糖含量的增加趋势趋于平缓,分别为对照组的
1. 52、1. 45、1. 41倍,这表明酸模叶蓼的幼苗在受到盐的胁迫
时,能够通过提高可溶糖的含量来进行自身调节,从而在一
定范围内适应不利的环境。综上所述,酸模叶蓼幼苗在较高
浓度的盐胁迫时,调节能力有所下降,原因可能是高浓度的
盐严重影响了植物的自身调节能力;而在盐浓度为 150
mmol /L时,酸模叶蓼的可溶性糖含量仍大于对照组,这说明
酸模叶蓼幼苗在较高的盐胁迫环境下还是具有一定的抗盐
胁迫能力的。
图 2 不同浓度 NaCl胁迫下酸模叶蓼幼苗叶片中可溶性糖含量
的变化
Fig. 2 Effects NaCl concentration on soluble sugar content in
seedling leaves of P. lapathifolium
2. 3 NaCl溶液对幼苗叶片丙二醛含量的影响 由图 3 可
知,随盐胁迫浓度的增大,酸模叶蓼幼苗叶片中 MDA含量先
下降后上升。在盐浓度低于 125 mmol /L时,MDA的含量随
着 NaCl浓度的增加而降低,分别为对照组的 99%、95%、
86%和 81%;盐浓度为 150 mmol /L时,MDA 的含量急剧上
升,为对照组的 114. 5%。结果表明低浓度的 NaCl溶液对酸
模叶蓼幼苗的伤害较小,而高浓度的影响下,酸模叶蓼幼苗
的叶片膜质过氧化程度高,受到的伤害加大。其原因可能是
在较低盐浓度的胁迫下,酸模叶蓼自身的保护机制使内源性
SOD活性增强,从而清除了部分自由基,使得膜质过氧化程
度降低,使 MDA含量呈现下降趋势,而植物本身没有受到活
性氧的损伤;较高盐浓度的胁迫造成了酸模叶蓼幼苗叶片膜
质较强的氧化损伤。综上所述,酸模叶蓼膜系统受害程度会
随着盐胁迫浓度的增加而增大;酸模叶蓼具有一定的抗盐能
力,耐受的最大 NaCl浓度为 125 mmol /L。
图 3 不同浓度 NaCl胁迫下酸模叶蓼幼苗叶片中丙二醛含量的
变化
Fig. 3 Effects NaCl concentration on MDA content in seedling
leaves of P. lapathifolium
3 结论与讨论
(1)叶绿素含量可以用来表示植物在盐渍条件下光合作
用的强弱,常与其他指标相结合,一起作为植物抗盐性判断
的依据[8]。试验表明,酸模叶蓼在较低浓度盐的胁迫下,叶
绿素含量明显增加,而在较高盐浓度的胁迫时,叶绿素含量
明显降低。表明酸模叶蓼具有一定的抗盐能力。而试验结
果与章文华[9]、郭文忠[10]等的研究结果相似。由此可见,低
浓度的盐溶液可能会刺激叶绿素的合成,而高浓度的盐溶液
会减少植株叶片叶绿素的合成,并加快叶绿素的分解。
(2)MDA是生物膜的氧化产物之一,据王爱国等[11]研
究证实,MDA的含量可以用来表示膜损伤程度、叶片膜质过
氧化的程度大小以及对盐胁迫反应的强弱,常作为鉴定耐盐
性强弱的指标[12]。叶绿素是类囊体膜上色素蛋白复合体的
重要组成成分,在盐的胁迫下,植物叶片细胞中叶绿素与叶
绿体蛋白间的连接变得松弛,叶绿素遭到破坏[13],导致叶绿
素的含量下降。因此,盐胁迫下叶绿体膜质过氧化产物
MDA的含量和叶绿素的含量之间存在着负相关关系。
(3)盐分胁迫可引起植株一系列代谢功能的变化,以调
节植株对环境的适应。在盐的胁迫下,植物体内可溶性糖含
量与植物抗性之间存在一定的相关性[14]。孙国荣等对星星
草可溶性糖含量的研究表明,星星草可溶性糖的含量随着盐
(下转第 18555页)
25581 安徽农业科学 2011 年
图 1 多糖Ⅰ对·OH的清除作用
Fig. 1 Scavenging effect of polysaccharideⅠ on hydroxy free
radical
图 2 多糖Ⅲ、多糖Ⅳ对·OH的清除作用
Fig. 2 Scavenging effect of polysaccharideⅢ andⅣ on hydroxy
free radical
糖Ⅲ在一定的浓度范围内浓度与清除率呈良好的正相关,
且存在显著差异(P < 0. 05) ;而多糖Ⅳ在所研究的浓度范围
内与清除率无显著的相关性。
3 结论
研究表明,猪苓多糖在不同浓度乙醇中溶解度不同,醇
析程度亦不同。乙醇浓度为 80%时,醇析效果相对较好。在
对浓度为 40%、80%、90%的乙醇醇析获取的猪苓多糖进行
·OH清除作用的研究中发现,3 种不同等级的猪苓多糖对
·OH具有清除作用,且在一定的浓度范围内,浓度 40%、
80%乙醇醇析获取的多糖浓度与对·OH的清除能力呈良好
的正相关。
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356 -359.
(上接第 18552页)
胁迫浓度的增加而增加[15],且积累程度超过一般的植物。
而试验说明了酸模叶蓼也具有一定的耐盐能力,在一定浓度
的盐胁迫下其渗透调节能力较强,可溶性糖是其渗透调节物
之一。
(4)植物对盐分胁迫的反应和适应是一个复杂的生理过
程,是植物体内一系列生理生化过程综合作用的结果。因此
仅从某一侧面或某些层次去研究植物的耐盐能力还是不够
的,有待于进一步深入研究。
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