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盐分胁迫对观光木幼苗生长及生理特性的影响



全 文 :西北林学院学报 2012,27(2):22~25
Journal of Northwest Forestry University
  doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2012.02.05
盐分胁迫对观光木幼苗生长及生理特性的影响
 收稿日期:2011-03-31 修回日期:2011-05-04
 基金项目:广西林业厅科学基金项目“观光木、山白兰人工林生长特性及木材材性研究”(桂林科字[2009]第22号);广西研究生教育创
新计划项目(105931003043)。
 作者简介:谢安德,男,在读硕士,研究方向:园林植物栽培与管理。E-mail:xad520@126.com
*通讯作者:王凌晖,男,博士,教授,从事园林植物栽培及森林培育研究。
谢安德,王凌晖*,潘启龙,唐春红,覃 静
(广西大学 林学院,广西 南宁530005)
摘 要:采用盆栽试验的方法,对1年生观光木幼苗在不同浓度盐分(NaCl)胁迫下所产生的生长
和生理反应进行研究。结果表明:盐分胁迫对观光木苗高增量、相对电导率、SOD活性、脯氨酸及
叶绿素含量的影响均达极显著水平。随盐浓度的增加,苗高增量、叶绿素含量逐渐下降,而相对电
导率不断增大;SOD活性随盐浓度的增加呈先上升后下降的变化趋势,但均大于对照,且在0.2%
处达到最大值;脯氨酸含量随盐浓度的增加呈先下降后略有上升的趋势,但均小于对照。相关性分
析表明,盐浓度与苗高增量、相对电导率、叶绿素含量的相关系数均达0.973以上,说明它们之间具
有密切的关系;而与SOD活性和脯氨酸含量的相关性不显著。
关键词:盐分胁迫;观光木;生长;生理特性
中图分类号:S718.43   文献标志码:A   文章编号:1001-7461(2012)02-0022-04
Effects of Salt Stress on Growth and Physiological Characteristics of
Tsoongiodendron odorumSeedlings
XIE An-de,WANG Ling-hui*,PAN Qi-long,TANG Chun-hong,QIN Jing
(College of Forestry,Guangxi University,Nanning,Guangxi 530005,China)
Abstract:Efects of salt(NaCl)stress of diferent concentrations on growth and physiological responses of one year
old Tsoongiodendron odorumseedlings were studied in pots containing soil.The results showed that the efects of
salt stress on height increment,relative electric conductivity,SOD activity,proline and chlorophyl content of T.
odorumseedlings were extremely significant.With the increase of salt concentration,height increment and chloro-
phyl content decreased,relative electric conductivity increased;SOD activity increased and then decreased,but that
was higher than control,and reached the maximum on 0.2%concentration;proline content decreased and then in-
creased slightly with the increase of salt concentration,but that was lower than control.Analysis of correlation
showed that correlation coeficient among salt concentration and height increment,relative electric conductivity,
and chlorophyl content al reached over 0.973,indicating the close relationship between them.However,the rele-
vance among salt concentration and SOD activity,and proline content was not significant.
Key words:salt stress;Tsoongiodendron odorum;growth;physiological characteristics
  观光木(Tsoongiodendron odorum)又名香花木、
宿轴木兰,为木兰科观光木属常绿乔木,特产我国,主
要分布于贵州、广东、广西、江西、福建等地,是我国南
方常绿阔叶林中的优势建群树种。其生长快,具有良
好的速生性与丰产性能,是亚热带极有发展前途的速
生用材树种[1],而且高大挺拔,树冠浓绿,树形美观,
气味芳香,是城市园林绿化及景观建设中具有较高观
赏价值的优良树种。近年来,由于人类对森林的过渡
利用造成观光木生存环境的不断恶化,加上其自身繁
殖能力的衰退,使其处于濒危状态,被列为国家二级
保护植物[2]。土壤盐渍化是影响农林业生产和生态
环境的严重问题,通常土壤含盐量在0.2%~0.5%即
不利于植物的生长,而盐碱土的含量却高达0.6%~
1.0%,严重地伤害植物[3],目前人们主要通过选育和
培育耐盐植物品种以适应盐渍环境的方法来改良盐
碱地,因此研究观光木的抗盐机理具有重要的意义。
目前有关对观光木的抗逆性研究较少,方小平[4]等、
李刚[5]等、何开跃[6]等、温达志[7]等分别在抗寒性、抗
旱性和抗污染性方面对观光木等几种木兰科植物进
行了相关的研究,但对观光木的抗盐性研究报道尚
少。为此,以广西的乡土树种观光木幼苗为试验材
料,研究其在盐分胁迫下部分生长和生理生化指标的
变化规律,探索其抗盐性机理及抗盐能力,以期为观
光木的保护栽培和引种驯化提供一定的科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料及处理
试验于广西大学林学院苗圃教学实习基地内进
行。2010年3月22日将园土和腐殖土按3∶1充
分混合后装入规格为15cm(径)×20cm(高)的花
盆中,选用1年生观光木实生苗进行栽植,每盆1
株。6月29日选取生长良好、大小基本一致的苗木
(苗高约15cm)进行盐分处理,盆下放塑料托盘,以
防止盐分流失。采用单因素完全随机试验设计,设
置CK(0.0%)、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%
共6个NaCl浓度处理水平,每处理重复样本10个,
每隔10d浇1次200mL不同浓度的 NaCl溶液。
试验期间每3d浇适量水,以平衡土壤蒸发量,采用
称重法使土壤含水量控制在田间持水量的75%,并
对苗木进行常规管理。结合预处理试验,盐处理30
d后测定各项指标。
1.2 测定方法
苗高的测定:处理前、处理结束时分别用钢卷尺
测定苗高,精确到0.01m。苗高增量=处理结束的
苗高-处理前的苗高。
相对电导率采用电解质外渗量法测定[8],SOD
活性采用NBT光化还原法测定,脯氨酸含量采用
酸性茚三酮法测定[9],叶绿素含量采用丙酮-乙醇提
取法测定[10]。
1.3 数据处理
利用Excel2007程序绘图,SPSS13.0软件进行
数据处理及分析。
2 结果与分析
2.1 盐分胁迫对苗高增量的影响
苗高是衡量苗木生长状况的重要指标之一,能
够比较直观地反应其周围环境条件的优劣[11]。由
图1可看出,随着盐浓度的增加,苗木的苗高增量呈
现下降的变化趋势。当盐浓度为0.2%时,苗高增
量与对照相比,无显著差异(p>0.05);但在盐浓度
0.4%~1.0%时,苗高增量显著下降,分别为对照的
83.91%、82.17%、67.83%、62.17%,说明高浓度的
盐胁迫对苗高增量产生了明显的抑制作用。方差分
析表明,不同盐浓度对苗高增量的影响达极显著水
平(p<0.01)。
图1 不同NaCl浓度对苗高增量的影响
Fig.1 Effects of salt concentration on seedling height
2.2 盐分胁迫对叶片细胞膜透性的影响
H.M.Mckay[12]认为,用相对电导率来表示细
胞膜透性的大小,可以反映植物细胞膜在逆境条件
下透性的变化和受损伤程度。由图2可看出,随着
盐浓度的增加,相对电导率逐渐增大。当盐浓度为
0.2%时,叶片的相对电导率呈缓慢的上升趋势,但
与对照的差异不显著(p>0.05),可能是与此时体
内的SOD活性升高有关;之后,相对电导率显著增
加,在1.0%浓度处,相对电导率达33.36%,为对照
的1.69倍,说明细胞内电解质大量外渗,细胞膜已受
到严重伤害。方差分析表明,相对电导率随盐浓度
的增加呈极显著增大(p<0.01)。
图2 不同NaCl浓度对叶片相对电导率的影响
Fig.2 Effects of salt concentration on relative
electric conductivity of leaves
2.3 盐分胁迫对叶片SOD活性的影响
SOD作为主要的抗氧化酶之一,在保护细胞膜
免受氧化伤害中具有特殊重要的意义,其活性的高
低与植物的抗逆性大小有一定的相关性[13]。由图3
可看出,SOD活性随盐浓度的增加呈先上升后下降
32第2期 谢安德 等:盐分胁迫对观光木幼苗生长及生理特性的影响
的变化趋势。在盐浓度0.2%处,SOD活性达到最
大值312.53u·g-1,为对照的2.92倍,说明叶片中
SOD活性对盐胁迫较为敏感,一经胁迫其活性大大
提高,是一种保护性应激反应;当盐浓度大于0.2%
时,超过了其自身的忍受限度,导致SOD活性略有
下降,但总体的SOD活性均高于对照,这表明在盐
分胁迫过程中SOD保持着较高的活性,能及时清除
体内过多的活性氧自由基来提高自身适应逆境的能
力。方差分析表明,不同盐浓度对SOD活性的影响
达极显著水平(p<0.01)。
图3 不同NaCl浓度对叶片SOD活性的影响
Fig.3 Effects of salt concentration on leaf SOD activity
2.4 盐分胁迫对叶片脯氨酸含量的影响
脯氨酸是渗透胁迫下易于积累的一种氨基酸,
不仅具有渗透调节的功能,还具有稳定细胞蛋白质
结构、防止酶变性失活和保持氮含量等的作用[14]。
由图4可看出,不同盐浓度对叶片脯氨酸含量有较
大影响。当盐浓度0.2%~0.4%时,脯氨酸含量与
对照相比显著下降,在0.4%处最小(365.74μg·
g-1),为对照的65.02%;但当盐浓度0.6%~1.0%
时,脯氨酸含量略有上升的趋势,分别为对照的
73.25%、80.25%、84.11%,可见一定浓度的盐胁迫
可以诱导脯氨酸含量的增加,对于高盐渍胁迫具有
一定的抗性。方差分析表明,不同盐浓度对脯氨酸
含量的影响达极显著水平(p<0.01)。
2.5 盐分胁迫对叶片叶绿素含量的影响
叶绿素含量在一定程度上能反映植物同化物质
的能力[15]。由图5可看出,叶绿素含量随着盐浓度
的增加而呈下降的变化趋势。当盐浓度为0.2%
时,叶片的叶绿素含量与对照的无显著差异(p>
0.05),说明叶绿素对低盐浓度有一定的适应性;之
后,叶绿素含量不断下降,在1.0%浓度处,叶绿素
含量最低,为0.17μg·g
-1,是对照的50%,这可能
是细胞内的叶绿素酶活性随盐浓度的增大而增强,
促使叶绿素分解,或者细胞内积累了过多的氧自由
基,破坏了叶绿体膜结构,加速叶绿素的分解[16]。
方差分析表明,随着盐浓度的增加,叶绿素含量之间
的差异达极显著水平(p<0.01)。
2.6 盐分胁迫对叶片生长及生理指标变化的相关
性分析
  盐分胁迫下,植物的生理代谢受到干扰而发生
紊乱,个体形态发育会受到抑制。分析盐胁迫下生
长及生理指标变化的相关性,有助于发现它们之间
抗盐性的密切程度。由表1可知,NaCl浓度与苗高
增量、叶绿素含量呈极显著负相关,与相对电导率呈
极显著正相关,但与SOD活性和脯氨酸含量的关系
不显著;苗高增量与相对电导率呈极显著负相关,与
叶绿素含量呈极显著正相关;相对电导率与与叶绿
素含量呈极显著负相关。因此可以通过测定苗高增
量、相对电导率或叶绿素含量来反映出与盐分浓度
的紧密关系。
3 结论与讨论
试验结果表明,在盐浓度0.2%胁迫下,观光木
的苗高增量与对照无显著差异,但在盐浓度0.4%
~1.0%下,苗高增量显著下降,与对照相比,达到了
极显著的差异水平。说明观光木只能忍受轻度盐胁
迫,这与对落羽杉[11]、巨尾桉[17]等的研究结果相一
致。叶绿素是类囊体膜上色素蛋白复合体的重要组
成。盐分胁迫下,观光木的叶绿素含量随盐浓度的
增加而显著下降,从而影响色素蛋白复合体的功能,
降低叶绿体对光能的吸收,使其光合作用速率下降,
减少了同化物与能量的供应,而可能呼吸作用加强,
42 西北林学院学报 27卷 
表1 不同NaCl浓度处理下观光木生长及叶片生理指标变化的相关性分析
Table 1 Analysis of correlation about the changes of growth and physiological indexes of the leaf of
T.odorumdealed with different NaCl concentrations
指标 NaCl浓度 苗高增量 相对电导率 SOD活性 脯氨酸含量 叶绿素含量
NaCl浓度 1.000
苗高增量 -0.973** 1.000
相对电导率 0.987** -0.960** 1.000
SOD活性 -0.240  0.229 -0.352  1.000
脯氨酸含量 -0.347  0.196 -0.277 -0.376  1.000
叶绿素含量 -0.989** 0.964** -0.969** 0.199  0.431  1.000
注:**表示极显著相关。
消耗大量有机物,进而使苗高增量受到明显抑制。
这表明观光木苗高增量随盐浓度的增加而降低,与
体内叶绿素含量的变化是相一致的。这与对小
麦[16]的研究结果一致。相关分析也表明,苗高增量
与叶绿素含量的相关系数为0.964,说明它们之间
具有密切的联系。
当盐浓度为0.2%时,相对电导率缓慢上升,而
SOD活性达最大值,说明观光木自身的防御系统在
盐胁迫下能迅速响应,并且在短时间内可以得到修
复,表现出一定的抗盐性;当盐浓度大于0.2%时,胁
迫程度不断加剧,活性氧的积累水平已超出了观光
木本身所能调控的阈值范围,导致SOD活性下降,
使体内过多的活性氧自由基无法清除,而相对电导
率显著增大。这与对柽柳[13]的研究结果相类似。
但相关分析表明,盐浓度与相对电导率呈极显著正
相关,而与SOD活性的相关性不显著,这表明或许
还有更重要的酶或渗透调节物质在发挥积极的保护
膜系统的作用。
许多研究表明,植物体内的脯氨酸含量随盐胁
迫程度的加剧而逐渐增加[18],它既可能是适应性的
意义,又可能是细胞结构和功能受损伤的表现[19],
也有研究认为,脯氨酸含量随盐浓度的增加而减少
或者变化无明显规律[17-20],因此盐胁迫下脯氨酸的
作用及其能否作为植物抗逆性指标的问题,目前还
未有一致的意见。本研究结果表明,随着盐胁迫浓
度的增加,脯氨酸含量呈先下降后缓慢上升的趋势,
但相对于对照,总体含量是下降的,可能的原因是在
盐胁迫下固氮酶活性降低,引起体内氮源缺乏,而同
时又要合成新的水胁迫蛋白和盐胁迫蛋白[21],从而
引起脯氨酸含量的降低。相关分析也表明,脯氨酸
含量与盐浓度的相关性不显著,因而目前只能将其
作为一种辅助性的参考指标。总之,观光木幼苗对
盐分胁迫具有一定的抗性,但是不同植物、甚至同一
种植物在不同的生长发育阶段对盐分胁迫的响应机
理及抗盐能力也有所差别,因此对观光木在不同生
长发育阶段的抗盐性还有待于进一步的研究。
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