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NaCl胁迫对三色堇SOD、POD及叶绿素含量的影响



全 文 :·园林花卉·植物 北方园艺2012(06):64~66
第一作者简介:尤扬(1973-),男,河南罗山人,硕士,讲师,现主要
从事园林植物的教研工作。E-mail:youyang1028@126.com。
基金项目:河南科技学院重点科研基金资助项目(050122)。
收稿日期:2011-12-22
NaCl胁迫对三色堇SOD、POD及叶绿素含量的影响
尤   扬,贾 文 庆
(河南科技学院 园林学院,河南 新乡453003)
  摘 要:以三色堇幼苗叶片为试材,研究了不同浓度NaCl胁迫对其SOD、POD及叶绿素含量
的影响。结果表明:随着NaCl胁迫浓度(0、50、100、150、200、250mmol/L)的增加,SOD、POD活性
的变化表现为先下降后上升再下降的趋势,SOD在NaCl胁迫浓度(100mmol/L)活性最高,活性
值为105.41U/g FW,POD在NaCl胁迫浓度(150mmol/L)活性最高,活性值为624.00U/g FW;
叶绿素a、叶绿素b、叶绿素、类胡萝卜素含量呈先上升后下降趋势,叶绿素在NaCl胁迫浓度
(100mmol/L)含量最高,值为1 929.99mg/g FW;在NaCl胁迫浓度为250mmol/L时,全株出现
严重萎蔫,即该浓度为三色堇的致死浓度。
关键词:三色堇;SOD;POD;叶绿素
中图分类号:S 681.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2012)06-0064-03
  据联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组织
(FAO)不完全统计,全世界盐渍土面积约10亿hm2,我
国约有盐碱地0.27亿hm2[1]。由于气候变化、灌溉方法
不当、过度放牧、灌溉和塑料大棚面积的扩大,土壤次生
盐渍化也日趋严重,土壤盐渍化已成为世界性的难
题[2]。因此,研究植物对盐胁迫的生理反应,不但有助
于揭示植物适应盐渍生境的生理机制,更有助于在生产
上采取切实可行的技术措施,从而提高植物的抗盐渍能
力,为植物能在盐渍地上生长创造有利条件。
三色堇(Viola tricolor)为堇菜科堇菜属多年生草本
花卉,开花早,花期长,是春秋季花坛的主要装饰材料[3]。
国内外对三色堇的研究主要集中在栽培[4]、园林应用[5]
等方面,关于三色堇耐盐性的研究尚未见报道。该试验
对NaCl胁迫下三色堇叶片SOD、POD、叶绿素等生理生
化指标变化进行了研究,以不同浓度的NaCl处理生长
期的三色堇,比较SOD、POD、叶绿素的变化,以期从抗
氧化能力的角度分析它的耐盐性,为其耐盐机理的研究
提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为三色堇实生幼苗。
1.2 试验方法
种子购于上海农科院,带回实验室后种子放在50℃
温水中烫种10min,降至室温后浸种6h,将种子均匀铺
在消毒的内垫2层滤纸的培养皿中,放置于25℃的恒温
箱内催芽24h后播种在内装消毒的基质(粗沙∶腐叶
土∶蛭石=1.5∶1∶1)的营养钵(8cm×8cm)内,浇透
水,进行水肥管理。
当三色堇幼苗长出5~6片真叶时,选取长势健壮
一致的三色堇36钵,分为6组,每组6钵,贴上标签A
(CK)、B、C、D、E、F,分别表示 NaCl浓度为0、50、100、
150、200、250mmol/L。按标签顺序对其进行梯度浇灌,
对照用蒸馏水浇灌,NaCl溶液浓度梯度处理方法为每
24h用50mmol/L NaCl溶液进行浇灌至终浓度,每天
浇灌1次,浇灌量为基质持水量的2倍,约2/3的溶液流
出,从而将以前的积余盐冲洗掉,以保持NaCl浓度恒
定,处理时间随浓度增加依次增长。处理5d后测定有
关生理指标,每处理3次重复。
1.3 项目测定
SOD活性的测定参照李合生[6]的NBT光化还原
法;POD活性的测定参照李合生[6]的愈创木酚法;叶绿
素含量的测定参照李合生[6]的方法。
1.4 数据处理与分析
原始数据的计算与处理采用Excel软件,统计分析
采用DPS软件进行方差分析和显著性检验,P<0.05为
差异显著,P<0.01为差异极显著。
2 结果与分析
2.1 NaCl胁迫对三色堇幼苗叶片SOD活性的影响
由图1可知,随着NaCl浓度的升高,SOD活性呈
“下降-上升-下降”的趋势,50mmol/L NaCl胁迫处理,与
对照相比差异显著(P=0.01),SOD活性明显下降23.17
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个活性单位,这可能是盐处理初期下机体代谢紊乱造成
的;NaCl胁迫浓度达到100mmoL/L时,SOD活性又呈
现明显的上升,与对照相比差异显著(P=0.01),SOD活
性上升了11.84个活性单位,分析认为是短期NaCl胁迫
激活了三色堇自身的调节保护机制,从而使得SOD活
性增强;在150~250mmol/L NaCl处理浓度下,随盐浓
度的增加,SOD活性呈总体下降趋势,这可能是因为机
体为了维持活性氧代谢平衡大量消耗SOD,使得SOD
活性降低;NaCl浓度为150mmoL/L时SOD活性与对
照相比没有显著性差异(P=0.01);200、250mmol/L
NaCl胁迫处理,与对照相比均差异显著(P=0.01),SOD
活性分别下降了23.01和19.39个活性单位;250mmol/L
时SOD活性又表现较浓度为200mmol/L时上升了
3.62个活性单位,可能是在受到胁迫后机体受到伤害所
表现出的生理紊乱或者是试验误差引起。
图1 不同浓度NaCl对三色堇幼苗叶片SOD活性的影响
Fig.1 Efect of diferent concentrations stress on SOD
in Viola tricolorleaf
2.2 NaCl胁迫对三色堇幼苗叶片POD活性的影响
图2 不同浓度NaCl对三色堇幼苗叶片POD
活性的影响
Fig.2 Efect of diferent NaCl concentration stress on POD
in Viola tricolorleaf
由图2可知,不同浓度NaCl胁迫对三色堇POD活
性差异显著,50mmol/L NaCl胁迫处理,与对照相比差
异显著(P=0.01),POD活性明显下降了55.33个活性
单位,这可能是盐处理初期,植物机体生理代谢紊乱造
成的;在100~150mmol/L NaCl处理浓度下,随浓度增
加,与对照相比差异显著(P=0.01),POD活性在100、
150mmol/L NaCl胁迫处理下,上升了152和216个活
性单位,这可能是为了协助其它抗氧化酶清除体内SOD
清除活性氧而生成的H2O2,激活POD使其活性增强;
在150~250mmol/L NaCl处理浓度下,随浓度增加,
POD活性呈下降趋势,说明高浓度NaCl严重破坏三色
堇体内保护酶系统,使三色堇自我调节能力降低,从而
使得POD活性降低;在200、250mmol/L NaCl胁迫处
理,与对照相比差异显著(P=0.01),POD活性上升了
64.67和55.33个活性单位。
2.3 NaCl胁迫对三色堇幼苗叶片叶绿素含量的影响
由图3、4可知,Chl a、Chl b、Chl和Car变化趋势相
同,均呈现先上升再下降趋势。在0~100mmol/L NaCl
处理浓度下,随浓度增加,总体呈上升趋势,50mmol/L
NaCl胁迫处理下,Chl a、Chl b、Chl和Car与对照相比没
有显著性差异,100mmol/L NaCl胁迫处理下,与对照相
比存在显著性差异(P=0.01),其中Chl每单位明显上
升了291.08mg,这可能是由于短期盐处理下,植物细胞
受到破坏,使得叶绿素外渗引起的;在100~250mmol/L
NaCl处理浓度下,随浓度增加,总体呈下降趋势,
150mmol/L NaCl胁迫处理,4种色素与对照相比没有
显著性(P=0.01),200、250mmol/L NaCl胁迫处理,4种
色素与对照相比存在显著性差异(P=0.01),其中Chl
每单位明显下降了273.55和331.91mg,这可能是高浓
度NaCl打破了叶绿素代谢的动态平衡过程,光合作用
降低,从而使光合色素合成量减少。
3 讨论
在植物的活性氧清除酶系统中,SOD作为植物细胞
中最主要的抗氧化酶,能催化体内的歧化反应,它的活
力变化直接影响植物体内O·2 与H2O2的含量[7]。通过
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对水稻、狭叶羽扇豆、烟草等的研究结果看,在盐害环境
下SOD活性都是升高的,SOD活性越高,耐盐性越
强[8]。唐晓敏等[9]对甘草的研究结果表明,SOD活性变
化为先升高后降低趋势。该试验对三色堇的分析研究
表明,SOD活性表现的是先下降再上升后下降趋势,这
可能说明盐胁迫初期三色堇植株体内生理代谢紊乱导
致SOD活性下降;随着NaCl胁迫浓度的增加,激活三
色堇自我调节机制,使SOD活性增强;当超过一定浓度
范围后,SOD合成下降,造成SOD活性降低。
POD通过催化H2O2与其它底物反应以消耗H2O2,
减少H2O2对生物体的伤害[10]。POD是植物内源自由
基消除剂,逆境中植物过氧化物酶活性增强或保持较高
水平,可使植物减轻自由基伤害[11],POD随盐浓度升高
活性升高[12]。唐晓敏等[9]对甘草的研究结果表明,盐害
环境下POD活性是先上升后下降,而三色堇POD活性
则表现先下降后上升再下降的趋势,这可能是初期生理
紊乱导致活性下降;随着浓度升高植物受胁迫后通过自
身调节机制以适应逆境,加上另外一些抗氧化酶的作
用,使得POD活性增强;同时,高浓度NaCl严重破坏三
色堇体内保护酶系统,使三色堇自我调节能力降低,从
而使得POD活性降低。
叶片光合色素含量是反映植物光合能力的一个重
要指标,环境因子的改变会引起叶绿体色素含量的变
化,进而引起光合性能的改变[13]。盐胁迫下植物叶片叶
绿素含量不仅直接关系着植物光合同化过程,而且也是
衡量植物耐盐性的重要生理指标之一,叶绿素代谢是一
个动态平衡过程,盐胁迫打破这种平衡,造成叶绿素含
量的变化[13]。该试验通过分析研究表明,叶绿素a、b、叶
绿素和类胡萝卜素变化趋势均呈现先上升后下降趋势,
与张冬梅[14]对佛甲草的研究结果是一致的。这可能是
胁迫初期,植物细胞受到破坏,使得叶绿素外渗从而表
现为叶绿素提取含量上升,后随浓度升高,打破了叶绿
素代谢的动态平衡过程,光合作用降低,从而使光合色
素合成量减少。
植物的抗逆性是一种综合性状,盐胁迫下植物缺
水,也会表现出干旱状态下的一些生理状况,用任何一
种单一的生理指标都很难确切的评定植物的抗逆性。
该试验可以看出,NaCl浓度为150mmol/L时与对照没
有显著性差异,这说明三色堇可能忍受150mmol/L盐
浓度土壤,250mmol/L NaCl胁迫处理时,全株表现为萎
蔫,说明为三色堇的致死浓度。
参考文献
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Effect of NaCl Stress on SOD,POD and Chlorophyl Content in Violatricolor
YOU Yang,JIA Wen-qing
(Colege of Horticulture and Landscape Architecture,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang,Henan 453003)
Abstract:Taking the leaves of Voliatricolorseedings as test materials,under the stress of diferent NaCl stress
concentration(0,50,100,150,200,250mmol/L),the efect of SOD activity and POD activity and chlorophyl content of
the leaves were studied.The results showed that with the increasing of NaCl concentration,SOD activity and POD activity
present first decreased then increased and last decreased,and the SOD activity reached the maxine(105.41U/g FW)at
the NaCl concentration(100mmol/L),POD activity reached the maxine(624.00U/g FW)at the NaCl concentration(150
mmol/L);Chl a,Chl b,Chl and Car showed first increased then decreased,at the NaCl concentration(100mmol/L),the
chlorophyl content reached the maxine(1 929.99mg/g FW).Under the NaCl concentration of 250mmol/L,the whole-
plant shrinked severely,so that the concentration was lethal concentration.
Key words:Volia tricolor;SOD;POD;chlorophyl
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