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盐胁迫对黄蜀葵生长及金丝桃苷含量的影响



全 文 :


收稿日期: 2013-01-10
基金项目: 江苏苏中药业项目资金(S2010-1)和南京农业大学 SRT项目(1003A1)共同资助。
作者简介: 张晓倩,女,硕士研究生。E-mail:15850594804@163.com
* 通信作者: 王康才,男,教授。E-mail:wangkc@njau.edu.cn
安徽农业大学学报, 2013, 40(3): 510-513
Journal of Anhui Agricultural University
网络出版时间:2013-4-26 15:36:29
[URL] http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20130426.1536.009.html
盐胁迫对黄蜀葵生长及金丝桃苷含量的影响

张晓倩,王康才*,王雅男,张彦南,王 乾,崔志伟
(南京农业大学园艺学院,南京 210095)

摘 要:通过种子萌发试验和盆栽试验,探讨了盐胁迫对黄蜀葵种子发芽、生长发育、植株体内离子分布以及
金丝桃苷含量的影响。结果表明,盐胁迫对黄蜀葵种子萌发有一定的抑制作用,随着盐浓度的增加,其发芽率呈下
降趋势;低浓度 NaCl 胁迫有利于黄蜀葵生长,其中,0.3%的 NaCl 处理下生长发育较好;盐处理后,黄蜀葵根中
Na+ 和 K+含量显著高于茎与叶,Ca2+含量、K+/Na+和 Ca2+/ Na+值显著低于茎与叶;随 NaCl浓度提高,根中 Na+含
量逐渐增加,各个器官中 Ca2+和 K+含量均呈上升趋势。盐胁迫对黄蜀葵花冠中金丝桃苷含量影响显著,当 NaCl
浓度为 0.3%时,金丝桃苷含量达到最高,但当 NaCl 浓度为 0.7%时,金丝桃苷含量急剧下降。认为黄蜀葵为耐盐
植物,适度的盐胁迫可以提高黄蜀葵花冠中金丝桃苷的含量。
关键词:黄蜀葵;盐胁迫;离子分布;金丝桃苷
中图分类号:Q949.95 文献标识码:A 文章编号:1672−352X (2013)03−0510−04

Effects of salt stress on growth and hyperin content of Abelmoschus manihot (L.) Medic.

ZHANG Xiao-qian, WANG Kang-cai, WANG Ya-nan, ZHANG Yan-nan, WANG Qian, CUI Zhi-wei
(College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095)

Abstract: We conducted seed germination and pot experiment, and studied the effects of salt stress with dif-
ferent concentrations of NaCl on the seed germination, growth, ion distribution and hyperin content of Abelmo-
schus manihot . The results showed that seed germination of Abelmoschus manihot was inhibited under the salt
stress, and germination energy and germination rate declined with increased salinity. Abelmoschus manihot grew
well under the low concentration of NaCl stress, and 0.3% NaCl was advantage to the growth and development of
the plants. Na+ and K+ were mainly accumulated in the root, while Ca2+ was mainly accumulated in the leaf and
stem, and the ratios of K+/Na+ and Ca2+/ Na+ in roots were significantly lower than those in stem and leaf. The
content of Na+ in root and the contents of K+ and Ca2+ in the root, stem and leaf improved with increased salinity.
NaCl stress had great effects on hyperin content of Abelmoschus manihot corollas, and the content of hyperin in
corollas treated with 0.3% NaCl solution was the highest, while its would rapidly decrease with 0.7% NaCl solu-
tion. We conclude that Abelmoschus manihot is a species of salt-tolerant plant which can be planted in saline land,
and proper concentration of salt stress is good for the accumulation of hyperin in Abelmoschus manihot corollas.
Key words: Abelmoschus manihot; salt stress; ion distribution; hyperin

黄蜀葵 Abelmoschus manihot (L.) Medic.为锦葵
科(Malvaceae)秋葵属(Abelmoschus)植物,干
燥花冠入药,具有清利湿热、消炎解毒等功效[1]。
近年来,药材市场对黄蜀葵花的需求量日益增加,
江苏各地栽培面积迅速扩大。江苏土地资源复杂,
尤其是苏北地区盐碱地所占比例较大,土壤的盐碱
度是否影响黄蜀葵的生长及有效成分代谢,未见有
关报道。为此,本试验采用不同浓度 NaCl 溶液处
理黄蜀葵种子及植株,以了解盐胁迫对黄蜀葵生长
发育与金丝桃苷含量的影响,为实际生产提供技术
指导。
DOI:10.13610/j.cnki.1672-352x.2013.03.015
40卷 3期 张晓倩等: 盐胁迫对黄蜀葵生长及金丝桃苷含量的影响 511


1 材料与方法
1.1 材料
黄蜀葵种子来源于江苏泰州,经南京农业大学
中药材研究所王康才教授鉴定为锦葵科秋葵属植物
黄蜀葵 Abelmoschus manihot (L.) Medic.的种子。
1.2 方法
1.2.1 黄蜀葵种子萌发试验 2010 ~2011年,种子
萌发试验在室内光照培养箱中进行,设置 5个浓度
梯度为 0(CK)、0.1%、0.3%、0.5%和 0.7%的 NaCl
溶液进行盐胁迫处理,试验采用纸上发芽法,在直
径为 9 cm 的培养皿内铺双层滤纸,用移液管吸取
10 mL不同浓度的盐溶液于培养皿中,将黄蜀葵种
子均匀放置培养皿中,各处理重复 4次,将培养皿
放置光照培养箱内(25±1)℃,每天用称重法补充
损失的水分以保持一定盐浓度及湿度。发芽第 3 天
开始每天观察、记录发芽数,统计发芽率、发芽势。
1.2.2 黄蜀葵生长、离子分布及金丝桃苷含量研究
试验设计 2010~2011 年,黄蜀葵生长、离子分布
及金丝桃苷含量研究试验于在南京农业大学中药材
科学系实验基地进行。盆栽基质为石英砂和蛭石按
1:2的比例混合而成。种子催芽及播种出苗 14 d后,
分别采用浓度为 0(CK)、0.1%、0.3%、0.5%和 0.7%
的 NaCl溶液处理,NaCl溶液用量以盆底初见漏液
为止,每隔 1个月处理 1次,各处理重复 4次,共
处理 5次。定期浇灌Hoagland营养液(不渗出花盆)。
在加盐处理 15 d后,定期测定各处理的株高;最后
一次加盐处理 10 d后测定离子、金丝桃苷含量。
1.3 测定项目
1.3.1 发芽率和发芽势 发芽率(Gr)= n / N×
100%(式中,n 为第 7天累积发芽种子数,N 为供
试种子总数)。
发芽势(Ge)= n / N×100%(式中,n 为第 3
天累积发芽种子数,N 为供试种子总数)。
1.3.2 金丝桃苷含量 各处理随机采取黄蜀葵花冠
样品,干燥,取干燥品(60目)0.1 g,精密称定,
置 50 mL容量瓶中,加入 70 %乙醇约 40 mL,超声
处理 30 min(工作频率 40 kHz,功率 250 W),放
至室温,用 70 %乙醇定容,摇匀,取适量离心 5 min
(12 000 r·min-1),取上清液,即得。测定前经 0.45
μm微孔滤膜过滤。采用 HPLC测定金丝桃苷含量。
色谱柱 Shim-pack VP-ODS型 C18柱(4.6 mm×200
mm;5 μm);流动相:乙腈∶0.4 %磷酸(16∶84,
v/v),使用前经 0.45 μm 微孔滤膜过滤和超声波脱
气;流速:1.0 mL·min-1;检测波长:360 nm;进样
体积 20 μL。
1.3.3 Na+、Ca2+、K+离子含量 各处理随机取 3 株
黄蜀葵,将其根茎叶分离。自来水冲洗 3次后,蒸
馏水冲洗 3次,最后用去离子水冲洗 5次,滤纸吸
干表面水分。
材料 105 ℃杀青 1 h,70 ℃烘干,粉碎,分别
称取根、茎、叶粉末 0.5 g于消解管中,加入 15 mL
混合酸 HNO3+HClO4(4+1),塞上带孔管塞,放置
过夜。设置消解仪温度为 65 ℃,将消解管插入消
解孔中,酸回流清洗试管内壁,使样品与酸完全混
合,保持 10 min。升温到 100 ℃,此时,消解管中
充满红棕色浓烟,保持 30 min消解样品。用离子发
射光谱仪(ICP法)(仪器采用美国 PE公司生产型
号为 ELAN9 000的电感偶合等离子体质谱仪)测定
Na+、K+及 Ca2+含量。
1.4 数据处理
试验数据用 Excel2003和 SPSS16.0软件进行整
理并统计分析。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对种子萌发的影响
由表 1可知,随着盐浓度的升高,各处理的发
芽势与发芽率均呈地下降趋势,黄蜀葵种子发芽率
与发芽势规律相同。

表 1 NaCl溶液胁迫处理对黄蜀葵种子萌发的影响
Table 1 Effects of different NaCl concentrations on germination
of Abelmoschus manihot (L.) Medic.(n=4)
处理
Treatment
发芽势/%
Germination energy
发芽率/%
Germination rate
CK 63.00±10.00a 82.00±5.16a
0.10% 55.00±10.00a 76.00±11.78a
0.30% 50.00±5.16ab 77.00±8.87a
0.50% 50.00±9.52ab 76.00±11.31a
0.70% 37.00±11.49b 71.00±12.81a
注:不同小写字母表示差异达 0.05显著水平。下同。
Note: Different lowercase letters indicate significant dif-
ference at the 0.05 level. The same below.

2.2 盐胁迫对黄蜀葵生长的影响
由表 2可知,盐胁迫处理初期黄蜀葵生长较缓,
各处理株高均低于对照,但随着处理时间的延长,
各处理株高较对照均有一定程度的增加,0.3%盐胁
迫处理后黄蜀葵株高达 140.58±13.86 cm,为对照
的 1.28倍。说明适宜浓度处理,有利于黄蜀葵株高
生长,其机理有待进一步研究。
512 安 徽 农 业 大 学 学 报 2013年


表 2 不同盐浓度处理对黄蜀葵生长影响
Table 2 Effects of different NaCl concentrations on the growth of Abelmoschus manihot (L.) Medic. cm
NaCl浓度/%
NaCl
concentration
株高测量时间(月/日) Time for measuring plant height(month/date)
6/24 7/14 8/1 8/16 9/2 9/18 10/4
CK 19.56±3.17a 56.65±10.72b 67.00±15.62b 80.17±16.24 b 91.00±14.25c 108.58±14.11b 110.25±13.73c
0.1 19.54±4.42a 71.66±15.95a 84.52±17.78a 98.25±19.29a 112.65±21.23ab 127.42±25.62a 129.67±25.37ab
0.3 18.14±7.45ab 74.75±7.91a 91.88±15.62a 105.34±14.83a 122.02±12.58a 139.58±13.28a 140.58±13.86a
0.5 18.83±3.74a 71.31±10.54a 89.93±11.23a 102.67±12.76a 108.94±13.60b 124.50±14.53ab 129.75±17.48ab
0.7 13.71±6.21b 63.63±16.58ab 71.25±22.76b 82.17±24.51b 94.73±23.54c 109.42±29.45b 117.33±24.11bc

表 3 不同浓度 NaCl胁迫处理下黄蜀葵根、茎、叶中 Na+、Ca2+、K+含量
Table 3 Na+,Ca2+ and K+ concents in different organs of Abelmoschus manihot (L.) Medic. under different NaCl concentrations mg·g-1
NaCl浓度/%
NaCl
concentration
根 Root 茎 Stem 叶 Leaf
Na+ Ca2+ K+ Na+ Ca2+ K+ Na+ Ca2+ K+
CK 3.63± 0.13e
7.79±
0.95d
10.91±
0.75c
0.57±
0.02c
9.43±
0.62d
8.94±
0.40d
0.91±
0.13a
55.06±
2.06e
11.09±
1.99c
0.1 4.86± 0.46d
14.57±
0.41b
17.49±
0.68b
0.51±
0.06cd
17.74±
0.35c
13.67±
0.40c
0.53±
0.02c
79.88±
2.18d
16.98±
0.26a
0.3 6.04± 0.01c
12.52±
0.03c
20.42±
0.40a
1.03±
0.06a
20.89±
1.21b
17.56±
0.79a
0.49±
0.03c
95.20±
0.59c
12.57±
0.38bc
0.5 7.06± 0.33b
17.57±
0.90a
20.13±
0.19a
0.78±
0.09b
19.47±
1.47bc
16.72±
0.29a
0.45±
0.01c
101.24±
2.86b
19.01±
0.56a
0.7 8.81± 0.07a
17.57±
0.29a
17.85±
0.24b
0.45±
0.02d
24.46±
1.12a
14.99±
0.73b
0.72±
0.08b
107.91±
1.63a
13.51±
0.86b

表 4 盐胁迫对黄蜀葵不同器官中 K+/Na+、Ca2+/ Na+比值的影响
Table 4 Effects of different NaCl concentrations on ratios of K+/Na+ and Ca2+/ Na+ in different organs of Abelmoschus manihot (L.) Medic.
NaCl浓度/%
NaCl concentration
K+/Na+ Ca2+/Na+
根 Root 茎 Stem 叶 Leaf 根 Root 茎 Stem 叶 Leaf
CK 3.01±0.21bc 15.65±0.11d 12.25±1.95e 2.15±0.27bc 16.50±0.48d 61.28±7.19d
0.1 3.63±0.49a 27.18±2.89b 31.80±1.44b 3.02±0.29a 35.36±4.76b 149.57±5.37c
0.3 3.38±0.06ab 17.03±1.75d 25.59±2.07c 2.07±0.01c 20.19±0.13d 193.73±11.26b
0.5 2.86±0.14c 21.56±2.78c 42.07±0.10a 2.49±0.17b 25.03±3.06c 224.12±9.87a
0.7 2.03±0.018d 33.28±0.78a 18.80±1.14d 1.99±0.05c 54.31±0.63a 150.73±16.82c



不同小写字母表示差异达 0.05显著水平
Different lowercase letters indicate significant difference at the
0.05 level
图 1 不同浓度盐处理对黄蜀葵花冠中金丝桃苷含量影响
Figure 1 Effects of different NaCl concentrations on hyperin
content in Abelmoschus manihot (L.) Medic. Corolla

2.3 盐胁迫对不同器官Na+、Ca2+、K+分布规律影响
2.3.1 盐胁迫条件下不同器官 Na+、Ca2+、K+含量 盐
胁迫条件下,黄蜀葵根中 Na+含量显著高于茎与叶,
茎与叶中 Na+含量极少,随 NaCl 浓度提高,根中
Na+含量逐渐增加。初步说明黄蜀葵根系截留了大
部分吸收的 Na+。
盐胁迫后黄蜀葵根茎叶中 Ca2+含量有显著差
异,Ca2+含量为叶>茎>根。随盐胁迫浓度的增加,
根、茎、叶中 Ca2+含量较对照都有不同程度增加。
不同器官中 K+含量随盐浓度的增加呈上升趋
势,且根中 K+分布显著高于茎、叶中。说明 NaCl
胁迫下黄蜀葵根系对 K+的利用能力强,有利于缓解
过多 Na+、Cl-对植株造成毒害,从而提高了耐盐性。
2.3.2 盐胁迫条件下 K+/Na+、Ca2+/ Na+比值 表 4
中数据表明,随盐浓度的增加,黄蜀葵根、茎及叶
中 K+/Na+比值较对照均有不同程度提高,但当盐浓
度大于 0.5%时,其根中 K+/Na+比值呈下降趋势。在
盐胁迫条件下,黄蜀葵根系向地上部选择性运输 K+
的能力大增,导致黄蜀葵茎、叶中 K+/Na+迅速提高。
黄蜀葵在不同盐胁迫下根、茎与叶中 Ca2+/ Na+
比值具有显著差异,根<茎<叶,叶中 Ca2+/ Na+比值
为根的几十倍。
40卷 3期 张晓倩等: 盐胁迫对黄蜀葵生长及金丝桃苷含量的影响 513


2.4 盐胁迫对黄蜀葵花冠中金丝桃苷含量的影响
研究结果表明(见图 1),0.3%盐处理下黄蜀葵
花冠中金丝桃苷含量较对照有显著提高,0.7%盐胁
迫下金丝桃苷含量明显降低,0.1%、0.5%盐处理与
对照差异不显著,而 0.3%盐处理可显著提高黄蜀葵
花冠中金丝桃苷的含量。
3 讨论
3.1 盐胁迫对黄蜀葵生长及体内离子分布的影响
盐生植物的定义为凡能在含有 3.3 bar(相当于
0.4095%的单价盐)以上的盐水土壤中正常生长并
完成生活史的植物都是盐生植物,否则即是非盐生
植物[2]。研究结果表明,黄蜀葵在 0.5%的 NaCl 溶
液黄蜀葵仍可正常生长,0.7%的 NaCl 溶液处理对
黄蜀葵开始产生盐害。
盐胁迫是限制植物生长和产量的主要环境因
子,高浓度的盐分首先造成了离子平衡的破坏和渗
透胁迫等原初效应,引起离子毒害和矿质营养缺乏,
而后导致过氧化伤害等次生胁迫效应[3]。因此,保
持植物体内的离子平衡对盐胁迫下植株的正常生长
至关重要。离子区域化分布是植物耐盐的重要特性,
盐胁迫下棉花[4]、小麦[5]和大豆[6]等根系中 Na+含量
较高,是主要的聚 Na+部位。本试验中黄蜀葵根有
较强的聚 Na+能力,黄蜀葵通过离子区域化分布将
盐分控制在根中,减少盐分的向上运输来减轻盐害。
许多研究表明,K+和 Ca2+在植物耐盐性中发挥
着重要作用[4,7-8]。K+是高等植物体内含量最多的阳
离子,具有调控离子平衡、渗透调节、蛋白质合成、
细胞膨压、光合作用等生理功能。有些植物在盐渍
时能增加对 K+的吸收,维持营养元素平衡[3]。K+/Na+
值可以作为鉴定植物耐盐性的有效指标[9]。於丙军
等[10]研究发现,盐胁迫下 K+/Na+值高的大豆品种耐
盐性强。本研究中盐胁迫处理下,黄蜀葵各器官中
K+含量及 K+/Na+比值较对照明显增加,说明 K+参
与离子平衡的调节来提高耐盐性。
韩志平[11]研究发现,盐胁迫条件下施加适量外
源 Ca可以提高西瓜的耐盐性。叶片中维持一定浓度
的 Ca2+对棉花耐盐性来说,具有重要意义。有人认
为 NaCl 强烈抑制棉根对 Ca2+的吸收和运输[4,12]。本
实验结果表明,盐胁迫下 Ca2+主要集中在叶中,根<
茎<叶,说明黄蜀葵具有较强的根系向地上部选择性
运输 Ca2+的能力,有利于缓解盐胁迫对植株的伤害。
3.2 盐胁迫与黄蜀葵花冠中金丝桃苷含量的关系
植物在应答盐胁迫时会表现出一系列的形态、
生理和生物化学变化,近年来人们主要关注了糖、
有机酸以及氨基酸等一些含氮化合物在响应盐胁迫
时的变化[13]。苑鑫等[14]研究发现,拟南芥在受到
NaCl 胁迫时,莲座叶内的总芥子油苷含量明显升
高,并在 NaCl浓度为 50 mmol·L-1时,总芥子油苷
的含量达到最大。同时,不同种类芥子油苷的含量
响应 NaCl胁迫的变化存在差异。本实验结果表明,
当 NaCl浓度为 0.3%时,金丝桃苷含量达到最大,
当 NaCl浓度为 0.7%时,金丝桃苷含量急剧下降。
说明盐胁迫并不能无限制诱导植物次生代谢产物的
增加,当土壤中的盐浓度超过一定临界值,植株遭
受盐害,将影响代谢产物的合成。
参考文献:
[1] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典[S]. 北京: 中
国医药科技出版社, 2010: 287.
[2] 赵可夫, 李法曾, 樊守金, 等. 中国盐生植物[J]. 植物
学通报, 1999, 16(3): 201-207.
[3] 李合生. 现代植物生理学 [M]. 2版. 北京: 高等教育出
版社, 2006: 336-361.
[4] 郑青松, 王仁雷, 刘友良. 钙对盐胁迫下棉苗离子吸收
分配的影响[J]. 植物生理学报, 2001, 27(4): 325-330.
[5] 杨洪兵, 陈敏, 王宝山. 小麦幼苗拒 Na+部位的拒 Na+
机理 [J]. 植物生理与分子生物学报 , 2002, 28(3):
181-186.
[6] 於丙军, 罗庆云, 刘友良. NaCl胁迫下野生和栽培大豆
幼苗体内离子的再转运[J]. 植物生理与分子生物学报,
2003, 29(1): 39-44.
[7] 李长润, 刘友良. 盐胁迫下小麦幼苗离子吸收运输的
选择性与叶片耐盐量[J]. 南京农业大学学报 , 1993,
16(1): 16-20.
[8] 张古文, 朱月林, 杨立飞, 等. NaCl 胁迫对番茄嫁接苗
生物量及离子含量的影响[J]. 西北植物学报, 2006, 26
(10): 2069-2074.
[9] Poustini K, Siosemardeh A. Ion distribution in wheat cul-
tivars in response to salinity stress[J]. Field Crops Re-
search, 2004, 85(2/3): 125-133.
[10] 於丙军, 罗庆云, 刘友良. 盐胁迫对野生野大豆生长和
离子分布的影响[J]. 作物学报, 2001, 27(6): 776-780.
[11] 韩志平. 盐胁迫对小型西瓜生长、生理代谢的影响及外
源钙和腐胺的缓解效应研究[D]. 南京: 南京农业大学,
2008: 1-16; 51-61.
[12] Khatkar D, Kuhad M S. Short-term salinity induced
changes in two wheat cultivars at different growth stag-
es[J]. Biology of Plant, 2000, 43(4): 629-632.
[13] Grument R, Isleib T G, Hanson A D. Genetic control of
glycinebetaine level in barley[J]. Crop Science, 1985,
25(4): 618-622.
[14] 苑鑫, 戴绍军, 陈思学, 等. NaCl 胁迫对拟南芥莲座叶
中芥子油苷含量的影响[J]. 东北林业大学学报, 2008,
36(3): 51-52.