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盐胁迫对大花芙蓉葵幼苗生长及生理特性的影响



全 文 :“绿色城市”、“生态型城市”是现代化城市建
设的目标之一。我国滨海城镇分布有大量的盐碱
地,因而对绿化植物的耐盐能力提出了较高要求,
而种植耐盐碱的园林植物是实现盐碱地优质绿化
经济而有效的重要途径。
大花芙蓉葵(Hibiscus grandiflorus)为锦葵科
木槿属宿根多年生草本植物,又名大花秋葵、草芙
蓉。该植物花期长(7—10 月份),花朵大而美丽,
花色丰富,近些年逐渐被广泛应用于园林绿化中。
对大花芙蓉葵的研究报道较少 [1-3],目前尚未见有
盐胁迫对大花芙蓉葵幼苗新梢生长、根系活力、丙
二醛含量以及抗氧化酶活性影响的研究报道。本
试验旨在了解大花芙蓉葵幼苗的耐盐能力,以期
为其在园林绿化中的应用以及制定相应的栽培措
施提供参考依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
以大花芙蓉葵(Hibiscus grandiflorus)一年生
幼苗为试材。春季播种,待生长到表现出该植物特
征时(株高约 25 cm)移栽入盆(盆直径为 18 cm),
每盆装入相同质量的培养土(1 450 g)。培养土为
园土∶蛭石=1∶1 ,测定培养土的含盐量。缓苗生长1
收稿日期:2014-04-24 ;修订日期:2014-05-28
基金项目:天津农委成果转化项目(201002240)
作者简介:骆建霞(1957—),女,河北涿州人,教授,主要从事果树及园林地被植物资源及适应性研究。
盐胁迫对大花芙蓉葵幼苗生长及生理特性的影响
骆建霞,孙 博,张鸿婧,张 婷
(天津农学院 园艺园林学院,天津 300384)
摘 要:采用盆栽试验法,对大花芙蓉葵(Hibiscus grandiflorus)幼苗进行不同浓度 NaCl溶液胁迫处理,以探讨其耐盐能力。对新
梢生长、根系活力、叶片中丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性进行了测定分析。结果表明:新
梢增长量随盐浓度升高而下降,5 mg·g-1盐胁迫下的新梢相对增长量为 51.52%;随盐浓度的增加,根系活力呈下降、MDA含量
和 POD活性呈上升、SOD活性呈先升后降趋势。综合各测定指标及植株的形态表现认为:大花芙蓉葵幼苗的耐盐能力较强,可
在含盐量 6 mg·g-1以下的土壤中正常生长。
关键词: 大花芙蓉葵;盐胁迫;新梢生长;生理特性
中图分类号: S682.1+9 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.08.004
Effects of Salt Stress on Growth and Physiological Characteristics of Seedlings of Hibiscus grandiflorus
LUO Jian-xia,SUN Bo,ZHANG Hong-jing,ZHANG Ting
( Horticultural and Landscape College, Tianjin Agricultural College, Tianjin 300384,China )
Abstract: Seedlings of Hibiscus grandiflorus grown in pots and treated with NaCl solution in distinctive concentrations were studied to
understand their salt tolerance. Shoot growth, root activity, methane dicarboxylic aldehyde (MDA) content, suproxide dismutase (SOD)
and peroxidase (POD) activities in the leaves were examined after treatment. The results showed that shoot growth increment of the
seedlings kept to decline following the increase of salt concentration, with 51.52% relative shoot growth increment under 5 mg·g-1 salt
treatment. With the increase of salinity, both POD activity and MDA content had a trend to increase while root activity decreased in-
stead and SOD activities in the leaves increased at the beginning and decreased afterwards. According to the indexes determined and
the investigation in the field, Hibiscus grandiflorus could be considered as a plant with stronger salt tolerance and can grow normally
in the soil with 6 mg·g-1 salinity.
Key words: Hibiscus grandiflorus;salt stress;shoot growth;physiological characteristics
植物生理与生物技术
2014,20(8):18-21天津农业科学 Tianjin Agricultural Sciences
第 8期
周左右,选择生长发育基本一致的植株,用于对照
和不同浓度的盐胁迫处理。
1.2 试验方法
以培养土的含盐量 (1.5 mg·g -1) 为对照
(CK),在此基础上设置 3,4,5,6,7,8 mg·g-16个 NaCl
溶液处理。采用随机区组设计,每小区 4盆,重复
3次。处理后进行正常的生长管理。
1.3 试验指标测定
盐胁迫处理 10 d 后,取新梢中部有代表性的
叶片,进行各指标测定,保证各处理取样的一致
性,取样后继续观察植株表现。
在进行盐胁迫处理之前测定全部试验植株新
梢的总长度,盐浓度处理 10 d 后再次测定,计算
各处理及 CK 的新梢增长量,并计算新梢相对增
长量:
新梢增长量(cm)=处理后新梢平均总长度-
处理前新梢平均总长度
新梢相对增长量= 处理新梢增长量
对照新梢增长量
×100%
用氯化三苯基四氮唑(TTC) 法测定根系活
力;硫代巴比妥酸(TBA)法测定丙二醛(MDA)含
量;氮蓝四唑(NBT) 法测定超氧化物歧化酶
(SOD)活性;愈创木酚法测定过氧化物酶(POD)
活性[4]。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对大花芙蓉葵幼苗新梢生长及外部
形态的影响
对盐胁迫处理前大花芙蓉葵幼苗各处理和对
照植株的新梢生长量进行测定,分析结果为 F=
0.008 3(F0.05=4.387),说明用于试验的植株生长发
育基本一致,符合选材要求。对盐胁迫后新梢生长
增长量进行分析,结果见表 1。
NaCl浓度 /(mg·g-1) 新梢增长量 /cm 相对增长量 /% 盐害出现时间 /h 植株表现
1.5 (CK) 13.18 aA - - 正常
3 10.93 bB 82.93 - 正常
4 7.32 c C 55.54 64
基本正常,极个别新梢顶端轻微下垂,萎
蔫很轻
5 6.79 c CD 51.52 48 新梢顶端萎蔫现象略有加重
6 5.13 d DE 38.92 36
新梢顶端萎蔫,52 h 后少数叶尖出现焦
枯现象
7 4.79 d E 36.34 29
新梢萎蔫加重,36 h 出现叶尖焦枯;叶片
卷曲,部分叶片焦枯
8 3.35 e E 25.42 24
植株顶端下垂;叶尖焦枯、叶片卷曲加
重;4 d 后有叶片脱落
表 1 盐胁迫对大花芙蓉葵幼苗新梢生长和植株形态的影响
由表 1可知,随盐浓度的升高,新梢生长的增
长量逐渐减小。CK新梢的增长量极显著高于各盐
浓度处理,4 mg·g-1 与 5 mg·g-1 处理新梢增长量
无显著差异,但显著或极显著高于高盐浓度处理
(6~8 mg·g-1)。从新梢相对增长量看,5 mg·g-1处
理下,新梢增长量还能达到 CK 的一半以上
(51.52%),说明在此浓度下,大花芙蓉葵尚可正
常生长。6 mg·g-1及以上浓度处理,新梢生长量迅
速减小,8 mg·g-1 盐浓度处理下的新梢增长量仅
为对照的 25.42% 。表 1 还显示:在 CK~3 mg·g-1
盐浓度处理下,大花芙蓉葵幼苗生长正常;4
mg·g-1及以上盐浓度处理下,盐浓度愈高,出现盐
害的时间愈早,盐害症状愈严重。
2.2 盐胁迫对大花芙蓉葵幼苗根系活力和 MDA
含量的影响
对盐胁迫下大花芙蓉葵的根系活力和叶片中
MDA含量的变化进行分析,结果见表 2。
由表 2可知,随盐浓度的增加,根系活力呈逐
渐下降趋势,且下降幅度相对较小,CK 与 3
mg·g-1处理、3~5 mg·g-1盐胁迫处理、4~7 mg·g-1
处理间的差异均不显著,7 mg·g-1 处理时的根系
活力仍能达到 CK的 50.00%。MDA含量则随盐浓
度增加呈上升趋势,在 CK~5 mg·g-1的盐浓度处
理范围内,MDA 含量差异不显著;盐浓度增加至
骆建霞等:盐胁迫对大花芙蓉葵幼苗生长及生理特性的影响 ·19·
第 20卷天津农业科学
NaCl浓度 /(mg·g-1) 根系活力 /(mg TF·g-1·h-1) MDA 含量 /(μmol·L-1)
1.5 (CK) 0.003 0 a A 0.002 3 c C
3 0.002 9 ab AB 0.002 7 c C
4 0.002 2 bc ABC 0.003 0 c C
5 0.002 2 bc ABC 0.003 2 c C
6 0.001 9 cd BC 0.006 4 b B
7 0.001 5 cd C 0.012 4 a A
8 0.001 3 d C 0.012 8 a A
表 2 盐胁迫对大花芙蓉葵根系活力和 MDA含量的影响
6 mg·g-1时,MDA 含量极显著升高,为 CK 的 2.78
倍,盐浓度为 7 mg·g-1和 8 mg·g-1时,则为 CK 的
5.39~5.57倍。
2.3 盐胁迫对大花芙蓉葵叶片中 SOD 和 POD 活
性的影响
盐胁迫下大花芙蓉葵幼苗叶片中 SOD 和
POD 活性变化的分析结果表明(表 3):盐浓度在
CK~6 mg·g-1范围内,SOD 活性基本呈上升趋势,
6 mg·g-1 处理下,SOD 活性最高,比 CK 增加了
4.00%,当盐浓度增加至 7 mg·g-1及以上时,SOD
活性显著下降,8 mg·g-1 处理比 6 mg·g-1 处理降
低了 14.80%,比 CK 低了 11.39%;而 POD 活性则
基本上随着盐胁迫程度的加深呈增加趋势,8
mg·g -1 处理下的活性最大,比 CK 增加了
39.51%,增加幅度较 SOD 活性的大。
表 3 盐胁迫对大花芙蓉葵 SOD 和 POD 活性的影响
NaCl浓度 /(mg·g-1) SOD 活性 /(U·g-1) POD 活性 /(U·g-1·min-1)
1.5 (CK) 105.034 3 ab A 0.517 3 bc BC
3 105.466 7 ab A 0.434 0 c C
4 101.379 3 b AB 0.538 3 bc ABC
5 109.020 7 a A 0.529 3 bc ABC
6 109.238 7 a A 0.652 7 ab AB
7 95.960 3 c BC 0.487 3 c BC
8 93.069 7 c C 0.721 7 a A
3 结论与讨论
盐胁迫将对植物生长产生抑制作用,一般植
物在土壤含盐量 3 mg·g-1以下时能够正常生长发
育。在植物耐盐性研究中,可采用相对生长量客观
地评价植物的耐盐能力,相对生长量越大耐盐能
力越强 [5-7]。本试验中,大花芙蓉葵幼苗新梢的相
对增长量在盐浓度 5 mg·g-1时,仍能达到对照的
一半以上(51.52%),新梢生长受抑制相对较小,
当盐浓度为 6 mg·g-1时,新梢生长受抑制较强,但
植株表现的盐害症状较轻。对取样后的植株继续
观察发现,7 mg·g-1 与 8 mg·g-1 盐胁迫下的植株
逐渐死亡,而 6 mg·g-1处理下的植株仍能存活。
根系活力高低直接反映了根系代谢能力的强
弱,直接影响着植株的生长和抗逆性。TTC为氧化
还原色素,根系中的脱氢酶可使 TTC 还原,因此
TTC 还原量能表示脱氢酶活性,可作为根系活力
的指标 [4,8]。本试验中,大花芙蓉葵幼苗根系活力
随着盐浓度的升高总体呈下降趋势,但下降幅度
相对较小,在盐浓度为 6 mg·g-1时,根系活力仍能
达到 CK 的 63.33% ,说明大花芙蓉葵幼苗根系在
较高盐浓度胁迫下仍能保持较高的生理活性,以
抵御盐胁迫对植物的伤害。
丙二醛(MDA)为脂质过氧化作用的最终产
物,其含量可以作为衡量植物体内膜脂过氧化程
度来反映细胞膜的受损程度。盐胁迫下,高等植物
的膜脂过氧化反映了氧自由基对植物细胞的伤
害,随盐胁迫程度加深,MDA 含量显著增加 [9-10],
本试验结果与此一致。在 CK~5 mg·g-1盐浓度范
·20·
第 8期
围内,大花芙蓉葵幼苗叶片内的 MDA含量差异不
显著,而盐浓度达到 6 mg·g-1及以上时,MDA 含
量极显著上升,说明了高盐浓度的胁迫使活性氧
增加,细胞膜脂过氧化作用加剧,对细胞膜造成了
伤害。
SOD 和 POD 都是抗氧化酶,在植物防御体系
中起着重要的作用。SOD可催化超氧阴离子自由
基生成 H2O2,该产物可由 POD(或 CAT 过氧化氢
酶)给予分解,所以 SOD 和 POD 的协同作用能够
防御活性氧或其他过氧化物自由基对细胞的伤
害,从而提高植物抗逆性,因此,它们常作为逆境
研究中的重要测试指标。多有研究报道,植物在盐
胁迫下,其体内的 SOD 和 POD 活性上升,但在高
盐浓度胁迫下,其酶活性会下降 [10-12]。本试验结果
与前人研究结果基本一致:大花芙蓉葵幼苗在
CK~6 mg·g-1盐胁迫下,SOD 活性缓慢上升,当盐
浓度升至 7 mg·g -1 和 8 mg·g -1 时显著下降;而
POD 活性则随着盐浓度升高基本呈上升趋势,且
增加的幅度比 SOD 的大,说明大花芙蓉葵幼苗在
盐胁迫下启动抗氧化酶防御系统,使抗氧化酶活
性维持在较高水平,以抵御盐胁迫对自身的危害,
同时还表明 POD 比 SOD 对盐胁迫更加敏感,其
活性能够迅速上升,这一结果表明不同类型抗氧
化酶对盐胁迫的敏感性不同,支持了夏更寿等 [11]
的观点。综合盐胁迫下大花芙蓉葵根系活力、
MDA 含量、SOD 和 POD 活性等指标的变化,并结
合植株的形态表现认为:大花芙蓉葵幼苗具有较
强的耐盐能力 ,可在含盐量 6 mg·g-1以下土壤中
正常生长。
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