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不同浓度氯化钠胁迫对金盏菊生长发育的影响



全 文 :北方园艺2013(24):67~69 植物·园林花卉·
第一作者简介:高慧(1973-),女,硕士,讲师,研究方向为设施园艺
学。E-mail:gh20130301@sina.com.
基金项目:江苏省淮安市农业科技支撑资助项目(SN12035)。
收稿日期:2013-09-24
不同浓度氯化钠胁迫对金盏菊生长发育的影响
高   慧,陈 梦 玲,朱 小 燕
(淮阴工学院 生化学院,江苏 淮安223002)
  摘 要:以金盏菊为试材,研究了不同浓度NaCl(40、80、120、160、200mmol/L)胁迫对金盏菊
生长和生理特性的影响。结果表明:在不同浓度NaCl胁迫下,金盏菊的株高、茎粗、叶片数、叶片
和根的鲜重与干重、叶绿素含量、蛋白质含量和可溶性糖含量均呈先上升后下降的趋势,而根长
和根体积呈逐渐下降趋势。表明金盏菊耐盐阈值80mmol/L。
关键词:金盏菊;氯化钠(NaCl);胁迫;生长发育
中图分类号:S 682.1+1 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)24-0067-03
  据统计全世界盐渍土面积约有9.5×108 hm2,而我
国的盐渍化土壤面积约1×108 hm2,并随着生态环境的
恶化和不合理地开发利用,仍在进一步扩大。土壤盐渍
化是影响农业生产、生态环境以及可持续发展的严重问
题。盐分是影响植物生长和产量的一个重要环境因子,
同时盐胁迫是影响植物生命活动的主要外界环境因子
之一,它会改变植物一系列的生理生化过程,破坏植物
组织和细胞的结构功能,抑制植物的生长发育,如干扰
植物组织和细胞的离子平衡、减少叶绿素质量分数、抑
制植物光合作用等[1],也可使植物体内活性氧积累,启
动膜脂过氧化,导致细胞膜结构和蛋白质的损伤[2]。刘
爱荣等[3]报道,盐渍化土壤对观赏植物生长发育及观赏
价值有不良影响。因此,通过研究观赏植物的耐盐机
制,挖掘观赏植物品种的耐盐能力,合理利用耐盐的观
赏植物资源,对盐渍化土壤的生态环境进行改良和美化
已成为国内外研究的热点之一。因此,研究观赏植物的
耐盐性及其机理具有重要的理论和现实意义。
金盏菊(Calendula officinalis)属菊科金盏菊属植
物。目前对金盏菊的研究主要集中于栽培[4]、育苗技
术[5]、施肥技术[6]、对Cd和Pb积累能力[7]、利用城市生
活污水能力[8]等领域,但对其耐盐生理机制尚鲜见报
道。现以金盏菊为试材,研究了不同浓度的NaCl胁迫
对金盏菊生长和生理特性的影响,以期为引种驯化和栽
培应用金盏菊提供依据,加快其在园林绿化中的应用步
伐,为金盏菊抗盐性、耐盐范围确定、合理利用金盏菊改
良盐渍土壤和美化环境提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试金盏菊为德国“邦邦”黄色品种;采用54孔塑
料穴盘,基质为专门的育苗基质。
1.2 试验方法
2012年10月25日将金盏菊种子播于装有基质的
穴盘中,每个穴盘播54粒种子,以1个穴盘为1个处理,
共6个处理,3次重复,共18个穴盘。喷透水置于日光
温室中萌发。出苗后用日本园试配方营养液浇灌培养,
第15天进行选苗,每个穴盘留取长势一致的幼苗进行
管理,以后各项管理措施一致。前期每隔7d浇1次营
养液,后期每隔5d浇1次营养液。生长至2012年12
月6日,长至5~6片真叶时开始进行NaCl胁迫处理,浓
度为40、80、120、160、200mmol/L,以不加NaCl的营养
液作为对照(CK)。每隔7d处理1次,共处理2次。每
处理7d后,测定相关指标,结果取其平均值。
1.3 项目测定
叶绿素含量测定采用乙醇提取法;蛋白质含量测定
采用考马斯亮蓝法;可溶性糖含量测定采用蒽酮比
色法。
1.4 数据分析
试验数据采用Excel及STAT软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同浓度NaCl胁迫对金盏菊生长的影响
在盐渍环境条件下,植物生长受到抑制,且NaCl浓
度越高,受抑制现象越明显。植株株高是评价植株逆境
伤害的指标之一[9],在多数情况下,植物受到 NaCl胁迫
伤害的形态反应之一是停止生长。从表1可以看出,金
盏菊的株高、茎粗及叶片数随NaCl浓度的升高表现先
上升后下降的趋势,40~80mmol/L浓度下,随着处理浓
度的增加,金盏菊的长势明显增长,表明低浓度盐胁迫
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·园林花卉·植物 北方园艺2013(24):67~69
对金盏菊的生长有促进作用。而120~200mmol/L浓
度下,金盏菊的株高、茎粗及叶片数指标均明显下降,表
明高浓度的盐胁迫下,随着处理时间的延长金盏菊受抑
制程度越来越大。
根是植物的地下部分,与土壤的盐渍化接触最紧
密,最早感受逆境胁迫信号,并产生相应的生理反应,继
而影响地上部生长,盐胁迫常导致植物根系生长受抑
制。短期盐胁迫下,植物根系总吸收面积受到一定抑
制、质膜透性升高并伴随吸水能力下降,随着盐胁迫时
间的延长,根系活力和根系活跃吸收面积受抑制程度
加大,根系吸收能力持续下降[10]。张海燕等[11]研究表
明,高盐浓度可改变拟南芥根部解剖学结构,并且影响
根毛的发育,随着盐浓度的增加拟南芥根毛长度变短、
密度下降。从表1还可以看出,与CK相比,随着盐浓
度的增加金盏菊的根长、根体积呈逐渐下降的趋势。
160~200mmol/L NaCl胁迫下,其根长比CK降低了
40.27%和42.89%,表明盐浓度越大,金盏菊的根受抑
制越来越明显。
  表1 不同浓度NaCl胁迫对金盏菊生长的影响
处理
/mmol·L-1
株高/cm 茎粗/cm 叶片数 根长/cm 根体积/mL
7d 14d 21d 7d 14d 21d 7d 14d 21d 7d 14d 21d 7d 14d 21d
0(CK) 8.56  8.62  9.13  1.50  1.75  2.15  6.2  6.6  7.6  9.56  8.56  7.82  0.44  0.38  0.31
40  8.96  9.36  9.97  1.81  2.13  2.51  6.4  6.9  8.2  8.46  7.24  6.72  0.41  0.32  0.24
80  9.35  9.48  10.16  2.45  2.78  2.98  7.4  7.6  8.9  8.22  7.04  6.44  0.34  0.26  0.16
120  8.38  8.36  8.91  1.48  1.53  1.66  6.1  6.4  7.3  7.02  6.06  5.18  0.32  0.21  0.12
160  7.06  7.21  7.26  1.29  1.34  1.38  5.6  5.8  6.5  5.71  4.42  3.06  0.22  0.12  0.08
200  6.35  6.72  6.88  0.71  0.81  0.82  3.1  3.5  4.1  5.46  4.14  2.72  0.11  0.09  0.04
2.2 不同浓度NaCl胁迫对金盏菊干物质积累的影响
王宝增等[12]报道,低浓度(2.5、5.0mmol/L)NaCl
处理下,小麦干重与CK相比分别增加了15.0%和
10.0%,并认为植物最适盐浓度均较低,不同植物最
适盐浓度及其促进效应大小不同。由表2可以看出,
随着NaCl浓度的增加,金盏菊的鲜重和干重均表现
出先上升后下降的趋势,且在盐处理21d后0~
120mmol/L NaCl胁迫的叶鲜重没有显著差异,干重在
盐浓度为80mmol/L时达到最大值,与其它处理之间表
现为差异显著。
  表2 不同浓度NaCl胁迫对金盏菊鲜重和干重的影响
处理
/mmol·L-1
单株叶鲜重/g 单株根鲜重/g 单株叶干重/g 单株根干重/g
7d 14d 21d 7d 14d 21d 7d 14d 21d 7d 14d 21d
0(CK) 1.078c 1.299a 1.414a 0.041c 0.070c 0.099bc  0.0506c 0.0611c 0.0671c 0.0047c 0.0059b 0.0061c
40  1.289b 1.341a 1.443a 0.050b 0.082b 0.108b 0.0571b 0.0709b 0.0797b 0.0053b 0.0063b 0.0073b
80  1.434a 1.448a 1.507a 0.064a 0.106a 0.112a 0.0646a 0.0803a 0.0879a 0.0068a 0.0077a 0.0089a
120  1.051c 1.241b 1.411a 0.039c 0.060cd  0.092cd  0.0221d 0.0481d 0.0529d 0.0033d 0.0049c 0.0056cd
160  0.801d 1.102b 1.269b 0.036c 0.058d 0.083d 0.0118e 0.0375e 0.0499d 0.0026e 0.0043c 0.0049d
200  0.661e 0.872b 1.016c 0.015d 0.030e 0.053e 0.0089e 0.0129f 0.0142e 0.0008f 0.0011d 0.0019e
  注:同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上有差异(P<0.05)。下同。
2.3 不同浓度NaCl胁迫对金盏菊生理特性的影响
叶片是植物进行光合作用的主要部位,而光合作用
是植物最基本的生命活动。在盐胁迫条件下,由于水分
亏缺,矿质营养不良、能量不足造成植物生理过程受到
干扰,细胞膜系统包括与光合作用相关的膜结构遭到破
坏,从而直接或间接地影响到叶绿素含量,但也有一些
报道发现,低盐刺激不会抑制光合作用而且有时反而对
其有促进作用。可溶性蛋白质在植物体内起渗透调节
作用,其含量与植物的保水能力有一定的关系[11]。在逆
境胁迫下,由于植物体内的基因表达发生变化,常常导
致正常蛋白质合成受阻。植物组织中可溶性糖的含量
与植物的抗干旱、低温等逆境有一定的关系,植物在受
到逆境锻炼时,可溶性糖的含量发生变化。由表3可
以看出,随着盐处理浓度的增加,金盏菊的叶绿素含
量、蛋白质含量和可溶性糖含量均呈先上升后下降的
趋势,在80mmol/L NaCl胁迫处理下均达到最大值,且
与CK差异显著。
  表3  不同浓度NaCl胁迫对金盏菊生理特性的影响
处理
/mmol·L-1
叶绿素含量
/mg·g-1
蛋白质含量
/mg·g-1
可溶性糖含量
/mg·g-1
7d 14d 21d 7d 14d 21d 7d 14d 21d
0(CK) 8.56b 8.62b 9.13  1.50c 1.75c 2.15c 6.2b 6.6b 7.6b
40  8.96b 9.36a 9.97  1.80b 2.13b 2.51b 6.4b 6.9b 8.2a
80  9.35a 9.48a 10.16  2.45a 2.78a 2.98a 7.4a 7.6a  8.9a
120  8.38b 8.36b 8.91  1.48c 1.53d 1.66d 6.1b 6.4b  7.3b
160  7.06c 7.21c 7.26  1.28d 1.33d 1.38d 5.6c 5.8c  6.5c
200  6.35d 6.72d 6.88  0.71e 0.80e 0.82e 3.1d 3.5d  4.1d
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北方园艺2013(24):67~69 植物·园林花卉·
3 讨论与结论
当植物受到盐分胁迫时,其形态和内部生理会发生
变化。植物的耐盐机制十分复杂,涉及到一系列形态和
生理过程的变化,如株高、茎粗、叶绿素等。该试验研究
表明,低浓度 NaCl不仅没有对金盏菊的生长产生抑制
作用,反而在一定程度上促进了其生长,株高、茎粗、叶
片数及干物质积累等在盐浓度为80mmol/L时均达到
了最大值,这与前人的研究结果一致;同时高浓度的盐
胁迫对金盏菊的生长起到了明显的抑制作用。
一些报道发现,低盐胁迫不会抑制光合作用而且有
时对光合有促进作用[13]。在该试验中,低浓度的盐溶液
胁迫在短时间内可以提高金盏菊叶绿素含量,随着胁迫
时间的延长、盐浓度不断累积,叶绿素含量呈现下降的
趋势,并且盐浓度越大,叶绿素下降越明显。该结果与
王凌辉等[14]的研究结果相似。杨帆等[15]对构树幼苗的
研究结果显示,叶片中的脯氨酸大量积累,在短期盐胁
迫下构树可以通过生理代谢的调整,合成蛋白质用于渗
透调节,同时合成逆境蛋白。该试验中,低盐胁迫下,金
盏菊的蛋白质含量逐渐增加,短期盐胁迫下,蛋白质也
逐渐增加,这与以上研究结果类似。可溶性糖是逆境条
件下很多非盐生植物的主要渗透调解剂。有研究表明,
盐胁迫条件下,随胁迫时间的延长,甘草叶片可溶性糖
含量呈现先上升后下降的趋势,这与该试验结果相似。
表明在有效盐胁迫范围内,由于渗透作用,使植物的可
溶性糖含量逐渐上升。但是如果超过该植物的耐盐范
围,就会逐渐下降,且伴随着胁迫时间的延长,可溶性糖
含量会逐渐降低。结果表明,80mmol/L NaCl胁迫浓度
是金盏菊的耐盐程度的阈值。
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Effect of Different Concentration of NaCl Stress on the Growth and Development of
Calendula officinalis
GAO Hui,CHEN Meng-ling,ZNU Xiao-yan
(Colege of Biochemical,Huaiyin Institute of Technology,Huaian,Jiangsu 223002)
Abstract:Taking Calendula officinalis seedlings as experimental material,efects of diferent contentration NaCl stress
(40,80,120,160,200mmol/L)on growth and development of Calendula officinalis were studied.The results showed
that under the diferent concentration of NaCl stress,plant height,stem diameter,leaf number,leaf and root fresh weight
and dry weight,chlorophyl content,protein content and soluble sugar content of Calendulaofficinalisshowed a trend of
faling after rising first,and showed a trend of gradual decline in root length and root volume,and showed that the
calendula salt tolerance threshold value tendency for 80mmol/L.
Key words:Calendula officinalis;NaCl;stress;growth and development
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