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NaCl胁迫对金柑组培苗生长、根系形态和抗氧化的影响



全 文 :邹英宁,彭军荣. NaCl胁迫对金柑组培苗生长、根系形态和抗氧化的影响[J]. 江苏农业科学,2013,41(4) :154 - 155.
NaCl胁迫对金柑组培苗生长、根系形态和抗氧化的影响
邹英宁,彭军荣
(长江大学园艺园林学院,湖北荆州 434025)
摘要:在离体培养条件下,以金柑为材料,研究了不同浓度 NaCl(0、50、100、150、200 mmol /L)对金柑生长、根系形态
和抗氧化的影响。结果表明,随着 NaCl浓度的升高,金柑的发芽率、植株生长参数(株高、茎粗、叶片数、地上部鲜重及地
下部鲜重)和根系形态各项指标(根系长度、投影面积、平均直径、体积、根尖数)逐渐降低,NaCl 浓度达 150 mmol /L时,
仅有地下部萌发,而地上部被抑制。随着 NaCl浓度的增加,叶片可溶性蛋白含量和过氧化氢酶活性呈下降的趋势。对
于超氧化物歧化酶(SOD) ,50 mmol /L NaCl显著提高其活性,而 100 mmol /L NaCl则显著抑制其活性。
关键词:金柑;NaCl胁迫;抗氧化;根系形态
中图分类号:S666. 104 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2013)04 - 0154 - 02
收稿日期:2012 - 10 - 16
基金项目:国家自然科学基金(编号:31101513)。
作者简介:邹英宁(1978—) ,女,山东烟台人,硕士,讲师,主要从事果
树生理生态研究。E - mail:zouyingning@ 163. com。
金柑(Fortunella margarita)原产于我国,果皮中含有丰富
的维生素 C、170 余种植物化合物和 60 余种黄酮类化合物,其
中大多数物质均是天然抗氧化剂,所以,金柑成为人们喜爱的
水果之一。
盐胁迫是影响植物生命活动的主要外界环境因子之一,
处于盐胁迫状态,植物正常的生命活动就会受到影响,内部结
构和外部形态、生理功能上将发生一系列变化[1]。目前关于
植物抗盐研究包括选择耐盐物种和通过杂交、组培、抗性锻炼
和转基因等手段来提高植物抗盐品质两个方面[2]。因此要
进行提高植物抗盐性研究,必须首先弄清楚盐胁迫下它们的
生理生化反应规律。柑橘种子的萌发能明显受盐胁迫的抑
制,但金柑在哪个盐浓度下受抑制目前还不清楚[3]。已有的
研究表明,在不同环境和生长因子条件下,金柑果实抗氧化能
力发生明显变化[4]。这暗示金柑对环境胁迫产生响应。但
目前尚不清楚金柑的生长、根系形态和抗氧化酶对盐胁迫的
响应。
本试验研究了不同浓度的 NaCl 对金柑组培苗萌发、生
长、根系形态和抗氧化的影响,旨在研究金柑实生苗对盐胁迫
的反应,为金柑的栽培提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验设计和材料培育
本试验为单因素设计,NaCl 浓度为 0、50、100、150、
200 mmol /L,共 5 个处理,每个处理重复 6 次,每个试管为 1
次重复。每个试管中接种 1 粒金柑种子(丛市场上直接购买
金柑果实)。
以 MT为基本培养基,在培养基中添加不同浓度的 NaCl
溶液进行处理,培养基 pH值调整为 5. 8。接种后遮阴 1 周左
右,转到光下正常培养。
1. 2 测定方法
所有的幼苗在 NaCl 胁迫下处理 52 d 后结束试验,洗去
根部培养基,立即测量茎粗、叶片数、株高、地上部鲜重和地下
部鲜重。使用 WinRHIZO根系分析仪测定根系形态参数。
叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活
性以及可溶性蛋白含量分别采用氮蓝四唑法[5]、高锰酸钾滴
定法[5]和考马斯亮蓝 G -250 法[5]测定。
1. 3 统计分析
运用 SAS(8. 1)软件 ANOVA 过程对处理间作差异性的
测验,采用 LSD法进行多重比较分析。
2 结果与分析
2. 1 NaCl胁迫对金柑组培幼苗生长的影响
从表 1 可以看出,50 mmol /L和 100 mmol /L NaCl处理显
著抑制了株高、茎粗、叶片数、地上部鲜重和地下部鲜重,且这
种抑制效应随着 NaCl 浓度的升高而逐渐增强。150 mmol /L
NaCl处理,金柑种子地上部没有萌发,但地下部有根系的出
现,且鲜重仅为对照的 36%。NaCl浓度达 200 mmol /L时,地
上部和地下部均不能萌发。
表 1 NaCl胁迫对金柑组培幼苗生长状况的影响
NaCl
(mmol /L)
株高
(cm)
茎粗
(cm) 叶片数
地上部
鲜重(g)
地下部
鲜重(g)
0 4. 9a 0. 142a 5. 0a 0. 143a 0. 067a
50 3. 7b 0. 126b 4. 0b 0. 095b 0. 041b
100 3. 0c 0. 117c 3. 8b 0. 086b 0. 033c
150 — — — — 0. 024d
200 — — — — —
注:同列数据后的不同小写字母表示差异达 0. 05 显著水平。
“—”表示由于种子未能萌发,导致数据缺失。表 2、表 3 同。
2. 2 NaCl胁迫对金柑组培幼苗根系形态的影响
由表 2 可知,随着 NaCl 浓度的增加,其根系形态的各项
指标呈下降趋势。当浓度为 50 mmol /L 时,根系长度与对照
间没有显著差异,而浓度 100、150 mmol /L时差异显著。对于
根尖数而言,随着盐溶液浓度的升高,彼此间没有差异性。根
系投影面积、根系表面积和根系体积,各浓度间差异显著。
—451— 江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 4 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2013.04.117
表 2 NaCl胁迫对金柑组培幼苗根系形态的影响
NaCl
(mmol /L)
根系长度
(cm)
根系投影
面积(cm2)
根系表面
积(cm2)
根系平均
直径(cm)
根系体积
(cm3) 根尖数
0 7. 91a 0. 88a 2. 74a 1. 16a 0. 084a 12. 8a
50 7. 14a 0. 71b 2. 23b 1. 00b 0. 055b 10. 4a
100 6. 07b 0. 57c 1. 72c 0. 92bc 0. 040c 10. 0a
150 3. 52c 0. 35d 1. 10d 0. 88c 0. 028d 7. 2a
200 — — — — — —
2. 3 NaCl胁迫对金柑组培幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响
由表 3 可以看出,随着 NaCl 浓度的增加,可溶性蛋白含
量呈下降趋势,说明高浓度的盐对其有抑制作用。当浓度为
50、100 mmol /L时,与对照相比差异显著,但两者之间无显著
差异。
2. 4 NaCl胁迫对金柑组培幼苗叶片抗氧化酶活性的影响
由表 3 可以看出,在 NaCl 浓度为 50 mmol /L 时,SOD 活
性显著升高,NaCl 浓度为 100 mmol /L 时,SOD 活性显著降
低。由表 3 可以看出,随着 NaCl 浓度的增加,CAT 活性呈下
降趋势,NaCl浓度为 50 mmol /L时,其活性为对照的 40. 3%;
在 NaCl浓度为 100 mmol /L时,其活性为对照的 24. 7%,且各
处理间差异显著。
表 3 NaCl胁迫对金柑组培幼苗叶片可溶性蛋白含量和
抗氧化酶活性的影响
NaCl
(mmol /L)
可溶性蛋白
(mg /g)
SOD
(U /g)
CAT
[mg /(g·min) ]
0 29. 20a 292. 31b 104. 52a
50 18. 87b 422. 34a 42. 16b
100 17. 89b 185. 76c 25. 84c
150 — — —
200 — — —
3 结论与讨论
许多研究已经证实,如果盐浓度超出了植物耐盐碱的限
度,那么盐胁迫就会抑制植物的生长,如株高、茎粗、叶面积、
根系长度、鲜干重等[1]。本研究也证实,盐胁迫不仅抑制了
金柑组培幼苗植株的生长,也显著抑制了根系形态参数。这
种抑制主要是由于 Na +的毒害所致[6]。
本研究表明,在 50、100 mmol /L NaCl 处理下,植株的生
长明显受到抑制,但种子萌发没有受到影响。然而,在
150 mmol /L NaCl下,金柑种子的地上部未萌动,而地下部有
萌动;NaCl 浓度达 200 mmol /L 时,两者均没有萌动,说明盐
胁迫对地上部分的抑制更明显。金柑种子萌动抑制的原因可
能是,培养基中 Na +的毒害影响到胚胎的萌发或者使种子吸
收减少[4]。
逆境胁迫条件下,SOD和 CAT活性以及可溶性蛋白含量
的变化可以反映植物细胞清除活性氧的能力[7]。本研究表
明,CAT活性和可溶性蛋白含量随着 NaCl浓度的提高而逐渐
下降,说明 CAT在盐胁迫下没有出现应急的抵抗反应,盐胁
迫抑制了叶片蛋白质的合成。然而,对于 SOD,50 mmol /L
NaCl显著提高了其活性,说明在低浓度 NaCl 条件下金柑叶
片 SOD 能快速地产生抵抗反应,但这种效应随着 NaCl 浓度
的进一步增加而丧失。此反应与杜梨实生苗遭受到 NaCl 胁
迫时[1]一致。
本研究仅从金柑胁迫后表现出的形态以及生理指标变化
上得出金柑对盐胁迫的反应,然而植物抗盐机制比较复杂,衡
量耐盐指标也很多,还有待于对金柑从其他方面分析研究。
参考文献:
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殮殮

157 - 164.
更正:《江苏农业科学》2012 年第 40 卷第 11 期 292 页所刊论文《响应曲面优化仙人掌多糖提取工艺》,漏登了基金项
目: 国家自然科学基金( 编号: 21171097) ;江苏省大学生实践创新训练计划项目( 编号:苏教高[2011]34 号) 。特此更正,
并向读者和作者致歉!
( 《江苏农业科学》编辑部)
—551—邹英宁等:NaCl胁迫对金柑组培苗生长、根系形态和抗氧化的影响