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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 12 期摇 摇 2012 年 6 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
河口湿地人为干扰度时空动态及景观响应———以大洋河口为例 孙永光,赵冬至,吴摇 涛,等 (3645)…………
鄱阳湖南矶湿地优势植物群落及土壤有机质和营养元素分布特征 张全军,于秀波,钱建鑫,等 (3656)………
青岛市湿地生态网络评价与构建 傅摇 强,宋摇 军,毛摇 锋,等 (3670)……………………………………………
大堤型湖滨带生态系统健康状态驱动因子———以太湖为例 叶摇 春,李春华,王秋光,等 (3681)………………
绿色屋顶径流氮磷浓度分布及赋存形态 王书敏,何摇 强,张峻华,等 (3691)……………………………………
坡度对农田土壤动物群落结构及多样性的影响 何先进,吴鹏飞,崔丽巍,等 (3701)……………………………
枣园桃蛀果蛾寄生蜂种类及其与寄主的关系 姚艳霞,赵文霞,常聚普,等 (3714)………………………………
基于逻辑斯蒂回归模型的鹭科水鸟栖息地适宜性评价 邹丽丽,陈晓翔,何摇 莹,等 (3722)……………………
温度、盐度和 pH对马氏珠母贝稚贝清滤率的联合效应 朱晓闻,王摇 辉,刘摇 进,等 (3729)…………………
鸡桑药共生模式库区土壤养分变化及流失风险 赵丽平,杨贵明,赵同科,等 (3737)……………………………
黑河中游典型土地利用方式下土壤粒径分布及与有机碳的关系 张俊华,李国栋,南忠仁 (3745)……………
DEM栅格分辨率和子流域划分对杏子河流域水文模拟的影响 邱临静,郑粉莉,Yin Runsheng (3754)………
粒度变化对城市热岛空间格局分析的影响 郭冠华,陈颖彪,魏建兵,等 (3764)…………………………………
基于景观连接度的森林景观恢复研究———以巩义市为例 陈摇 杰,梁国付,丁圣彦 (3773)……………………
城市能源利用碳足迹分析———以厦门市为例 林剑艺,孟凡鑫,崔胜辉,等 (3782)………………………………
高寒牧区村域生态足迹———以甘南州合作市为例 王录仓,高摇 静 (3795)………………………………………
太湖湖滨带生态系统健康评价 李春华,叶摇 春,赵晓峰,等 (3806)………………………………………………
秦岭大熊猫栖息地巴山木竹生物量 党坤良,陈俊娴,孙飞翔,等 (3816)…………………………………………
盐胁迫对盐生植物黄花补血草种子萌发和幼苗生长的影响 尤摇 佳,王文瑞,卢摇 金,等 (3825)………………
海南霸王岭山地原始林与伐后林中木质藤本对支持木的选择 刘晋仙,陶建平,何摇 泽,等 (3834)……………
闽楠幼树光合特性及生物量分配对光环境的响应 王振兴,朱锦懋,王摇 健,等 (3841)…………………………
基于形态及分子标记的濒危植物夏蜡梅自然居群的遗传变异研究 金则新,顾婧婧,李钧敏 (3849)…………
不同径级油松径向生长对气候的响应 姜庆彪,赵秀海,高露双,等 (3859)………………………………………
珍稀濒危植物长蕊木兰种群的年龄结构与空间分布 袁春明,孟广涛,方向京,等 (3866)………………………
巨桉与 5 种木本植物幼树的耗水特性及水分利用效率的比较 胡红玲,张摇 健,万雪琴,等 (3873)……………
银木凋落叶腐解过程对小白菜生长和抗性生理的影响 黄溦溦,胡庭兴,张念念,等 (3883)……………………
基于氘示踪剂和热扩散技术的栓皮栎水分运输速率与效率研究 孙守家,孟摇 平,张劲松,等 (3892)…………
石漠化干旱环境中石生藓类水分吸收特征及其结构适应性 张显强,曾建军,谌金吾,等 (3902)………………
含铜有机肥对土壤酶活性和微生物群落代谢的影响 陈摇 琳,谷摇 洁,高摇 华,等 (3912)………………………
钝叶柃不同性别花的花部形态与传粉特征比较 王摇 茜,邓洪平,丁摇 博,等 (3921)……………………………
我国春玉米潜在种植分布区的气候适宜性 何奇瑾,周广胜 (3931)………………………………………………
烯效唑干拌种对小麦氮素积累和运转及籽粒蛋白质品质的影响 樊高琼,杨恩年,郑摇 亭,等 (3940)…………
专论与综述
中国产业共生发展模式的国际比较及对策 石摇 磊,刘果果,郭思平 (3950)……………………………………
研究简报
吉林省镇赉县近 10 年景观格局变化 张国坤,卢京花,宋开山,等 (3958)………………………………………
杨树人工林生态系统通量贡献区分析 金摇 莹,张志强,方显瑞,等 (3966)………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*330*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄06
封面图说: 鸳鸯———在分类上属雁形目,鸭科。 英文名为 Mandarin Duck(即“中国官鸭冶)。 鸳指雄鸟,鸯指雌鸟,故鸳鸯属合成
词。 常常栖息于山地河谷、溪流、湖泊、水田等处,雌雄偶居,以植物性食物为主,也食昆虫等小动物。 繁殖期 4—9
月间,雌雄配对后迁至营巢区。 巢往往置于树洞中,用干草和绒羽铺垫,每窝产卵 7—12 枚。 江西省婺源鸳鸯湖是
亚洲最大的野生鸳鸯越冬栖息地。 鸳鸯是一种美丽的禽鸟,中国传统文化又赋予它很多美好的寓意,因此,在许多
文学艺术作品中经常用以表达爱情。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 12 期
2012 年 6 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 12
Jun. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(31160088,30960064); 新世纪优秀人才支持计划项目
收稿日期:2011鄄09鄄18; 摇 摇 修订日期:2012鄄03鄄07
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: yangyingli2006@ sohu. com
DOI: 10. 5846 / stxb201109181369
尤佳,王文瑞,卢金,贾鹏翔,缪建顺,杨颖丽.盐胁迫对盐生植物黄花补血草种子萌发和幼苗生长的影响.生态学报,2012,32(12):3825鄄3833.
You J, Wang W R, Lu J, Jia P X, Miao J S, Yang Y L. Effects of salinity on seed germination and seedling growth in halophyte Limonium aureum (L. )
Hill. Acta Ecologica Sinica,2012,32(12):3825鄄3833.
盐胁迫对盐生植物黄花补血草种子萌发
和幼苗生长的影响
尤摇 佳,王文瑞,卢摇 金,贾鹏翔,缪建顺,杨颖丽*
(西北师范大学生命科学学院,兰州摇 730070)
摘要:盐生植物黄花补血草广泛分布于我国西北地区、东北西部以及华北北部,对改良盐碱土壤具有重要的生态作用。 以黄花
补血草(Limonium aureum (L. ) Hill)为材料,研究分析了不同浓度 NaCl胁迫对其种子萌发和幼苗生长产生的抑制效应及作用
机制。 结果表明:低浓度 NaCl(25 mmol / L和 50 mmol / L)处理不影响黄花补血草种子萌发和幼苗生长,25 mmol / L NaCl甚至促
进了根生长,而高浓度 NaCl(100 mmol / L和 150 mmol / L)处理明显抑制种子萌发及幼苗生长。 利用荧光探针的检测结果表明,
NaCl处理的幼苗根中过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)含量明显高于对照水平。 碘化丙啶(PI)染色结合激光共聚焦显微镜
观察及检测相对电导率结果显示,高浓度 NaCl处理抑制了幼苗根尖伸长区细胞的伸长生长,增加了细胞膜的通透性,对根细胞
造成了明显的伤害。 此外,高浓度 NaCl处理诱导叶片丙二醛(MDA)含量显著升高。 以上结果说明,黄花补血草对低浓度的盐
具有一定的耐盐性,但高浓度盐降低了种子的萌发率,使幼苗根中 H2O2 产生增加,抑制根尖伸长区细胞的伸长生长,对根、叶
造成明显氧化损伤,从而抑制黄花补血草幼苗的生长。
关键词:盐胁迫;黄花补血草;过氧化氢;丙二醛
Effects of salinity on seed germination and seedling growth in halophyte
Limonium aureum (L. ) Hill
YOU Jia, WANG Wenrui, LU Jin, JIA Pengxiang, MIAO Jianshun, YANG Yingli*
College of Life Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China
Abstract: High salinity, especially in the western arid and semiarid regions of China, is a most serious environmental stress
that imposes both ionic toxicity and osmotic stress, leading to the reduction of plant growth and crop production. Halophytes
widely distribute in these regions, and the research in connection with salt tolerance of these plants provides a theoretical
basis for resource exploitation. Limonium aureum (L. ) Hill is a typical halophyte in the desert with the strong ability to
resist salinity and alkalinity, drought, wind and dust, and it can efficiently fix moving sands and reduce the soil salinity.
Additionally, this species owns potential economic values as a source of medicinal compounds. Seed germination and
seedling growth are very complex physiological processes that can be regulated by stress environment. The aim of this study
was to investigate the mechanism of salt negative effects on seed germination and seedling growth in L. aureum (L. ) Hill
cultured on 1 / 4 Hoagland忆s solid medium supplemented with different NaCl concentrations. After surface鄄sterilized with
0郾 1% Javel water for 10 min, the plump and excellent seeds were treated with 0, 25, 50, 100 and 150 mmol / L NaCl and
germinated for 7 days. For root and shoot growth experiments, seedlings were also cultivated for 7 days. All assays were
replicated at least three times to minimize experimental errors. The results showed that: 25 and 50 mmol / L NaCl had no
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effect on seed germination and seedling growth in L. aureum (L. ) Hill, and even significantly elevated root growth was
observed in the seedlings exposed to 25 mmol / L NaCl treatment, while 100 and 150 mmol / L NaCl inhibited these
parameters. Analysis using fluorescent dye 2忆,7忆鄄dichlorofluorescein diacetate (DCFH鄄DA) and 3鄄amino,4鄄aminomethyl鄄
2忆,7忆鄄difluorescein, diacetate (DAF鄄FM DA) showed significantly increased levels of hydrogen peroxide (H2O2) and nitric
oxide (NO) in the root tissue after treatment with different NaCl concentrations. Additionally, electrolyte leakage was
determined, and cell morphology was investigated by using a laser scanning confocal microscopy and a fluorescent dye
propidium iodide (PI), the results indicated that higher NaCl concentrations resulted in the inhibition of straight growth of
the elongation zone cell and the enhanced permeability of cell membrane associated with cell impairment in the root tips.
Malondialdehyde (MDA) is a product of lipid peroxidation and a most prominent indicator of oxidative stress in plants
exposed to stress conditions. In comparison with the control, MDA content had no significant change in the leaves of L.
aureum (L. ) Hill seedlings under lower salt treatment, but markedly elevation in the amount of MDA was observed in
response to 100 and 150 mmol / L NaCl, suggesting that higher salt stress led to significant oxidative damage in the leaves of
L. aureum (L. ) Hill seedlings. In conclusion, these results suggested that L. aureum (L. ) Hill had a certain tolerance to
lower salt stress while high NaCl concentration inhibited seed germination and seedling growth, and the enhancements of
H2O2 generation and membrane permeability in the root tissue cells, and the reduction of straight growth of root elongation
region were responsible for the inhibition of root growth in L. aureum (L. ) Hill seedlings exposed to higher salt treatment.
Here it was also indicated that strong oxidative damage in seedling leaves might be associated with NaCl鄄induced negative
effect on the growth of seedling shoots.
Key Words: salt stress; Limonium aureum (L. ) Hill; hydrogen peroxide; MDA
据统计我国盐渍土面积约 3. 47伊107hm2,严重制约着农业生产。 盐渍环境下的种子萌发与出苗是盐生植
物生长的关键和敏感阶段[1]。 研究证实,盐环境抑制盐穗木[2]、猪毛菜[3]、异子蓬[4]等盐生植物种子的萌发,
造成植株矮小,根系变短[5]。 同时,盐胁迫能诱导植物体内的活性氧积累增多,引发膜脂过氧化[6],影响植物
在生态环境中的状态及分布。 黄花补血草(Limonium aureum (L. ) Hill)是白花丹科(Plumbaginaceae)补血草
属多年生草本植物,耐干旱、盐碱,主要分布于沙漠、戈壁、流动沙丘等生境,可以防风固沙,改善局部环
境[7鄄8]。 近年来,有关黄花补血草的研究主要集中在组织快繁、种子保藏以及化学成分的分析[9鄄11]。 早期研究
初步分析了 NaCl处理对黄花补血草种子萌发、幼苗生长等生理生态特性的影响[12],而有关盐胁迫的抑制作
用机理仍不清楚。 因此,本试验以黄花补血草为材料,进一步研究了不同浓度 NaCl处理抑制其种子萌发和幼
苗生长的作用机制,为充分开发黄花补血草的生态价值提供理论依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 材料培养与处理
供试验的黄花补血草种子购自甘肃省民勤县沙生植物园。 挑选饱满的黄花补血草种子,用 10%的次氯
酸钠浸泡 10 min,无菌水冲洗 3 次,再用 75%乙醇浸泡 30 s,无菌水冲洗 5—7 次,将种子转入固化的 1 / 4
hoagland培养基上萌发。 待幼苗生长 4 d,选取生长一致幼苗,转移至含 0、25、50、100 和 150 mmol / L NaCl 的
1 / 4 Hoagland固体培养基上置于光照培养箱温。 昼夜温度(25 依 2)益,光暗周期 14 h / 10 h,光照强度 1 500—
2 000 lx,处理 3 周,每个处理设 3 次重复。
1. 2摇 指标测定
1. 2. 1摇 萌发率和生长状况的测定
将黄花补血草的种子(每个培养皿放 50 粒饱满的种子,每个浓度设 3 次重复)播种于含有 0、25、50、100
和 150 mmol / L NaCl的 1 / 4 Hoagland固体培养基,光暗周期 14 h / 10 h 下萌发培养,每天记录萌发种子数,统
计萌发 7d的总数,计算种子的萌发率。 第 4 天,挑选生长一致的幼苗转移至新的含有不同浓度 NaCl 的 1 / 4
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Hoagland固体培养基,生长到 7 d后,测定黄花补血草的茎叶及根的生长量。
1. 2. 2摇 根尖 H2O2 和 NO含量的荧光检测
根内 H2O2 含量使用 2忆,7忆鄄dichlorofluorescein diacetate (DCFH鄄DA)作为荧光探针检测。 取黄花补血草根
尖置于 DCFH鄄DA溶液内,暗中孵育 30 min,之后用 10 mmol / L Tris鄄HCl 洗涤 3 次,用激光共聚焦显微镜检测
根尖 H2O2 荧光强度。
使用 3鄄amino,4鄄aminomethyl鄄2忆,7忆鄄difluorescein, diacetate (DAF鄄FM DA 购自碧云天生物技术研究所)作
为 NO荧光探针对黄花补血草根尖 NO含量进行荧光检测。 按照 1 颐 1 000 比例稀释 DAF鄄FM DA至终浓度为
10 滋mol / L。 将黄花补血草根尖放入已稀释的 DAF鄄FM DA溶液内,在 37 益暗中孵育 20 min,之后用 PBS (pH
值 7. 4)洗涤 3 次,充分洗去根尖表面的 DAF鄄FM DA,用莱卡荧光倒置显微镜对根尖细胞中 NO荧光强度进行
观察。
1. 2. 3摇 细胞形态测定
取黄花补血草根尖置于浓度为 10 滋g / mL碘化丙啶(PI)溶液中染色 8—10 min,确保细胞壁被充分染色,
取出根尖用 PBS (pH值 7. 4)洗涤 3 次,然后用激光共聚焦扫描显微镜观察根尖细胞形态。
1. 2. 4摇 质膜透性测定
质膜透性参照 Sairam和 Srivastava[13]的相对电导率法测定。 将黄花补血草幼苗的根用去离子水清洗 3—
5次后,置于去离子水中室温下浸泡 2 h,测定溶液的电导率(C1),之后沸水浴 30 min,再次测定电导率(C2)。
质膜透性用((C1 / C2)伊100)表示。
1. 2. 5摇 MDA含量测定
MDA含量测定参照张志良[14]的方法,略有改动。 取 0. 5 g 黄花补血草幼苗叶片,加入 10%三氯乙酸
(TCA) 5 mL充分研磨,4 000伊g离心 10 min,取 1 mL上清加 3 mL 0. 6%硫代巴比妥酸(用 10% TCA配置),沸
水浴 15 min,迅速冷却后离心,测定 450、532 nm和 600 nm处吸光值,单位以 滋moL / g 鲜重表示.
1. 3摇 数据分析
数据采 SPSS 17. 0 进行统计分析,用 Duncan 比较,进行单因素方差分析(P<0. 05),Originpro 8. 0 软件
作图。
2摇 结果与分析
2. 1摇 盐胁迫对补血草种子萌发和幼苗生长的影响
如表 1 所示,在 NaCl处理下,黄化补血草的种子萌发和幼苗生长均受不同程度的影响。 25 mmol / L和 50
mmol / L NaCl处理,种子萌发率与对照比差异不显著,100 mmol / L 和 150 mmol / L NaCl 处理使萌发率显著降
低,与对照比分别下降约 57%和 53% 。 25 mmol / L和 50 mmol / L NaCl处理,黄花补血草根长与对照比分别增
加约 45%和 6% ,但只有 25 mmol / L NaCl 处理的根长与对照比有显著性差异;100 mmol / L 和 150 mmol / L
NaCl处理后根长分别下降为对照的 77%和 25% 。 与根相比,茎叶的生长对盐处理敏感性较弱,25、50 mmol /
L和 100 mmol / L NaCl处理不影响黄花补血草地上部分的生长,而 NaCl处理浓度达到 150 mmol / L时,明显抑
表 1摇 不同浓度的 NaCl 处理对补血草种子萌发和幼苗生长的影响
Table 1摇 Effects of different NaCl concentrations on seed germination and seedling growth of Limonium aureum (L. ) Hill
NaCl 浓度 / (mmol / L)
NaCl concentration
种子萌发率 / %
Frequency of seed germ
根长 / cm
Root length
茎长 / cm
Stem length
0 0. 58依0. 01a 1. 60依0. 07a 0. 75依0. 01a
25 0. 53依0. 02a 2. 32依0. 17b 0. 75依0. 03a
50 0. 51依0. 04a 1. 70依0. 10a 0. 73依0. 02ab
100 0. 25依0. 02b 1. 25依0. 08c 0. 72依0. 02ab
150 0. 27依0. 02b 0. 40依0. 04d 0. 68依0. 02b
摇 摇 表中数据分别为 3 次重复平均值依标准差,同列数据后相同的字母表示在 P<0. 05 水平上无显著差异
7283摇 12 期 摇 摇 摇 尤佳摇 等:盐胁迫对盐生植物黄花补血草种子萌发和幼苗生长的影响 摇
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制黄花补血草地上部分的生长长度。 以上结果表明,低浓度的 NaCl促进黄花补血草根的生长,高浓度的盐抑
制种子萌发和幼苗生长,且对根生长的抑制效应明显强于对茎叶的抑制。
2. 2摇 盐胁迫对黄花补血草根尖 H2O2 和 NO水平的影响
利用荧光探针和激光共聚焦显微镜技术,对不同浓度 NaCl 处理下黄花补血草幼苗根部 H2O2 水平进行
了分析。 如图 1A显示,在未处理的幼苗根中检测到的荧光信号较弱,而经 NaCl 处理后,根中产生不断增强
的荧光信号(图 1B,C,D)。 分析相对荧光强度的结果显示:50 mmol / L NaCl处理后,根中 H2O2 荧光强度与对
照比增加约 814% ,而 100 mmol / L和 150 mmol / L NaCl处理,H2O2 荧光强度分别增加为对照的 15 倍和 24 倍
(图 1E)。 以上结果说明,盐胁迫诱导黄花补血草根中 H2O2 含量的升高,此效应具有浓度依赖性。
图 1摇 不同浓度 NaCl 对黄花补血草幼苗根部 H2O2水平的影响
Fig. 1摇 Effects of different NaCl concentrations on H2O2 level in the root of Limonium aureum (L. ) Hill seedlings
A:0 mmol / L NaCl处理;B:50 mmol / L NaCl处理;C:100 mmol / L NaCl处理;D:150 mmol / L NaCl
摇 图 2摇 不同浓度 NaCl 对黄花补血草幼苗根部 NO水平的影响
Fig. 2摇 Effects of different NaCl concentrations on NO level in
the root of Limonium aureum (L. ) Hill seedlings
A:0 mmol / L NaCl 处理;B:50 mmol / L NaCl 处理;C:100 mmol / L
NaCl处理;D:150 mmol / L NaCl
一氧化氮(nitric oxide, NO)作为重要的信号分子, 调控植物的种子萌发、根形态建成和花器官发生等许
多生长发育过程, 并参与气孔运动的调节以及植物对多种非生物胁迫和病原体侵染的应答过程[15]。 如图 2
显示,随着 NaCl处理浓度的升高,黄花补血草根中 NO的荧光强度呈逐渐升高趋势。 与对照相比,50 mmol / L
NaCl处理下根中 NO 荧光强度升高不明显(图 2B),当
用 100 mmol / L和 150 mmol / L NaCl处理时,NO荧光强
度显著高于对照(图 2C,D)。 结果表明,较高浓度 NaCl
处理可诱导黄花补血草根中 NO含量的升高。
2. 3摇 盐胁迫对黄花补血草根尖细胞形态的影响
荧光染料 PI可以与细胞壁和 DNA结合,经激光激
发后发出荧光。 如图 3 所示,用 PI 染色后经激光共聚
焦显微镜观察发现,25 mmol / L和 50 mmol / L NaCl处理
对根尖邻近分生区的伸长区细胞(如箭头所示)的伸长
生长影响不明显 (图 3B,C),而 100 mmol / L 和 150
mmol / L NaCl处理后,伸长区细胞的伸长生长与对照相
比受到明显的抑制,并且由于细胞膜透性改变,PI 进入
细胞使细胞核着色(图 3D,E)。 以上结果说明,盐胁迫
抑制伸长区细胞的伸长生长,增加细胞膜通透性,使根
8283 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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尖细胞受到损伤而抑制黄花补血草根的生长。
图 3摇 不同浓度 NaCl 对黄花补血草幼苗根尖细胞形态的影响
Fig. 3摇 Effects of different NaCl concentrations on cell shape of Limonium aureum (L. ) Hill seedlings root
A:0 mmol / L NaCl处理;B:25 mmol / L NaCl处理;C:50 mmol / L NaCl处理;D:100 mmol / L NaCl处理;E:150 mmol / L NaCl处理
2. 4摇 盐胁迫对黄花补血草幼苗根相对电导率的影响
质膜透性的变化与胁迫诱导的细胞损伤程度有关。 由图 4 看出,不同浓度 NaCl处理后,黄花补血草幼苗
根的质膜透性升高,且这一影响具有浓度依赖性。 25 mmol / L NaCl处理不影响根的相对电导率,而在 50,100
mmol / L和 150 mmol / L NaCl处理下,黄花补血草幼苗根的相对电导率与对照性比显著升高约 50% 、128%和
177% 。 表明盐处理诱导了黄花补血草幼苗根细胞膜通透性的增大,此效应具有浓度依赖性。
2. 5摇 盐胁迫对黄花补血草幼苗 MDA含量的影响
MDA在细胞中的积累一定程度上反映了植物体内自由基的动态和细胞的受损程度,现已被广泛用于衡
量膜脂过氧化作用的程度及植物对逆境条件反应的强弱[6, 16]。 由图 5 可以看出,黄花补血草幼苗叶片中
MDA含量随着 NaCl浓度升高呈增加的变化趋势。 MDA含量在 25 mmol / L和 50 mmol / L NaCl处理时略有增
加,而 100 mmol / L和 150 mmol / L NaCl 处理使黄花补血草幼苗叶片 MDA 含量显著增加为对照的 121%和
132% 。 表明高浓度盐胁迫下黄花补血草幼苗叶片产生了氧化胁迫,细胞膜脂质过氧化作用加剧。
摇 图 4摇 不同浓度 NaCl 对黄花补血草幼苗根电解质渗漏率的影响
Fig. 4 摇 Effects of different NaCl concentrations on electrolyte
leakage of Limonium aureum (L. ) Hill seedlings root
图 5摇 不同浓度 NaCl 对黄花补血草幼苗丙二醛含量的影响
摇 Fig. 5摇 Effects of different NaCl concentrations on MDA contents
of Limonium aureum (L. ) Hill seedlings
9283摇 12 期 摇 摇 摇 尤佳摇 等:盐胁迫对盐生植物黄花补血草种子萌发和幼苗生长的影响 摇
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3摇 讨论
大多数植物的种子萌发和幼苗初期生长阶段对环境胁迫最为敏感,所以常用这些指标来评价植物的抗逆
性[17]。 有较多研究证实,盐胁迫造成盐生植物和非盐生植物种子发芽率下降,发芽时间推迟和延长[18]。 但
也有研究发现,低浓度 NaCl处理对盐穗木、盐爪爪[19]的种子萌发有促进作用,这可能与低盐促进细胞膜的渗
透调节,降低种子渗透势,加速种子吸水有关,也可能是微量 Na+对呼吸酶有刺激作用,从而加速种子萌
发[20]。 黄花补血草种子的萌发率与盐浓度的升高呈现负相关性,25 mmol / L 和 50 mmol / L NaCl 处理只是轻
微但不显著地降低种子的萌发率,而 100 mmol / L 和 150 mmol / L NaCl 处理后萌发率显著降低。 该研究结果
与黄振英[21]等人关于光照、温度和盐分影响梭梭种子萌发的研究结果一致。 由此可见,不同植物种子对盐胁
迫的敏感性不同。 据文献报道,盐分过多造成的渗透效应引起土壤溶液渗透势降低而阻碍种子吸水,和 /或通
过盐离子效应造成离子毒害抑制种子萌发[22]。 NaCl 处理抑制黄花补血草种子萌发的具体原因还有待进一
步的研究。 与种子萌发阶段相比,盐生植物在幼苗生长阶段的抗盐性相对较弱[23]。 本实验中,25 mmol / L
NaCl促进了黄花补血草根的伸长,说明适当浓度的 NaCl 有利于植物根生长,这可能与黄花补血草在低盐碱
环境能很好生长相一致。 在其他研究中也发现,低浓度的 NaCl 可以促进根的生长,以增加根系吸收水的面
积,来抵抗盐引起的渗透胁迫[24]。 但当 NaCl处理浓度达到 100 mmol / L和 150 mmol / L显著抑制黄花补血草
根的生长。 这与大多数植物生长对逆境胁迫的响应一致,因为根是植物体直接接触胁迫因子的部位。
植物在逆境胁迫条件下,H2O2 是细胞光合电子传递链不可避免的产物[25]。 利用荧光探针 DCFH-DA 检
测结果显示,未处理黄花补血草根尖有较弱的 H2O2 荧光信号,而 NaCl 处理的根尖荧光信号明显增强,且此
效应具有浓度依赖性(图 2)。 已证实适量 H2O2 可诱导植物逆境响应信号转导系统从而使植物避免逆境伤
害,如外源 H2O2 预处理小麦种子可以缓解盐胁迫诱导的小麦叶片膜脂过氧化,从而提高耐盐性[26鄄27]。 薛林
贵等[28]也发现,外源 H2O2 对绿豆幼苗不定根形成和发育有一定的促进作用。 但过量的活性氧与细胞内的成
分具有很强的反应能力,能够直接造成 DNA 损伤,直接或间接启动膜脂的过氧化作用,导致膜的损伤和破
坏[29],引起细胞死亡。 荧光染料 PI在正常情况下无法通过细胞膜进入胞质,当植物受到胁迫伤害时,膜透性
发生改变,PI进入胞质与 DNA结合,因此细胞核 PI着色可在一定程度上反映细胞受到的损伤程度[30]。 黄花
补血草根尖的 PI染色结果显示,较高浓度 NaCl处理使根尖伸长区细胞的伸长生长受到抑制,质膜的透性增
加,PI染料进入细胞使细胞核着色。 膜系统,尤其是细胞质膜是盐胁迫对植物伤害的最敏感部位和原初位
点[31]。 在逆境条件下, 电解质渗漏率是反映植物受到逆境伤害时细胞膜稳定性的一个重要生理指标[32]。 有
研究发现,NaCl破坏了瓜多竹的膜结构,导致质膜透性增大和电解质外渗[33]。 测定黄花补血草根的电解质
渗漏率发现,NaCl处理后,细胞内离子大量外渗,细胞膜的电解质渗漏率增加,此效应具有浓度依赖性。 以上
结果表明,高盐胁迫诱导根尖积累了较多的 H2O2 等活性氧,对膜系统造成较强的伤害,使得根尖细胞受到较
大程度的损伤。 与此相似,张司南等人发现 H2O2 介导了镉胁迫造成的植物根尖分生细胞分裂活力下降、细
胞伸长异常以及随后的根生长迟滞[34]。 由此可以推测,黄花补血草幼苗根生长的抑制作用可能与盐诱导的
H2O2 产生增多有关。
NO是植物体内一种重要的信号分子,参与植物种子萌发、侧根和根毛发育及植物对非生物胁迫的应答
等许多重要的生理过程[15]。 有文献报道,NO可以减少非生物胁迫下植物体内 ROS的积累, 缓解各种胁迫造
成的氧化损伤, 从而增强植物的适应能力[35]。 另据报道,外源 NO的使用能缓解盐胁迫的伤害,促进盐处理
拟南芥或玉米幼苗的生长[36]。 NaCl处理下黄花补血草根中 NO含量升高,且高浓度处理的根与对照相比 NO
荧光强度升高尤为显著,但 NO的猝发不如 H2O2 强烈。 与本实验结果相似,侯丽霞等认为,根尖是 NO 的主
要合成部分,内源 NO参与植物对盐胁迫的应答反应[37]。 但黄花补血草根中 NO的产生是否作为保护机制抑
制 H2O2 含量的过度升高或是否参与缓解盐胁迫对幼苗根造成的过度伤害,还有待进一步的研究。
与根相比,黄花补血草地上部分受 NaCl影响较小,只有当 NaCl浓度达到 150 mmol / L时茎叶长度与对照
相比显著降低。 已证实,盐胁迫同样能造成植物叶片中活性氧水平升高,导致质膜过氧化加剧[38]。 膜脂过氧
0383 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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化的终产物 MDA能与蛋白质、核酸、氨基酸等物质交联,形成不溶性化合物,从而干扰细胞正常的生命活动,
影响植物的生长发育[16]。 进一步研究发现,25 mmol / L和 50 mmol / L NaCl处理使 MDA含量与对照比略有升
高,但并未达到显著水平;当 NaCl 处理浓度达到 100 mmol / L 和 150 mmol / L 时,幼苗内 MDA 的含量显著升
高,说明高浓度 NaCl处理诱导黄花补血草幼苗膜系统发生膜脂过氧化作用,这可能也与黄花补血草幼苗生长
受到抑制有关。
4摇 结论
盐胁迫使黄花补血草种子萌发率下降,根中 H2O2 积累增多,根细胞膜通透性增大,细胞伸长生长受到了
抑制,叶的氧化损伤加剧,从而影响了黄花补血草幼苗的生长。 但低浓度盐胁迫促进黄花补血草根生长,说明
黄花补血草对低浓度盐环境具有一定的耐受性。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 12 June,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Temporal and spatial dynamic changes and landscape pattern response of Hemeroby in Dayang estuary of Liaoning Province,
China SUN Yongguang, ZHAO Dongzhi, WU Tao,et al (3645)…………………………………………………………………
Distribution characteristics of plant communities and soil organic matter and main nutrients in the Poyang Lake Nanji Wetland
ZHANG Quanjun,YU Xiubo,QIAN Jianxin,et al (3656)
………
……………………………………………………………………………
Evaluation and construction of wetland ecological network in Qingdao City FU Qiang, SONG Jun, MAO Feng,et al (3670)…………
Driving forces analysis for ecosystem health status of littoral zone with dikes: a case study of Lake Taihu
YE Chun, LI Chunhua, WANG Qiuguang, et al (3681)
……………………………
……………………………………………………………………………
The concentrations distribution and composition of nitrogen and phosphor in stormwater runoff from green roofs
WANG Shumin, HE Qiang, ZHANG Junhua,et al (3691)
………………………
…………………………………………………………………………
Effects of slope gradient on the community structures and diversities of soil fauna
HE Xianjin, WU Pengfei, CUI Liwei,et al (3701)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Investigation of populations of parasitic wasps parasitizing Carposina sasakii Matsumura (Lepidoptera: Carposinidae) in jujube
orchards in China, with respect to the wasp鄄host relationship YAO Yanxia, ZHAO Wenxia, CHANG Jupu,et al (3714)………
Assessment of ardeidae waterfowl habitat suitability based on a binary logistic regression model
ZOU Lili, CHEN Xiaoxiang,HE Ying,et al (3722)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
Combined effects of temperature, salinity and pH on the clearance rate of juveniles of Pinctada martensii (Dunker)
ZHU Xiaowen, WANG Hui, LIU Jin, et al (3729)
…………………
…………………………………………………………………………………
Soil nutrient dynamics and loss risks in a chicken鄄forage mulberry鄄medicinal plant intercropping system
ZHAO Liping, YANG Guiming, ZHAO Tongke,et al (3737)
………………………………
………………………………………………………………………
Soil particle size distribution and its relationship with soil organic carbons under different land uses in the middle of Heihe river
ZHANG Junhua, LI Guodong, NAN Zhongren (3745)
……
………………………………………………………………………………
Effects of DEM resolution and watershed subdivision on hydrological simulation in the Xingzihe watershed
QIU Linjing, ZHENG Fenli, YIN Runsheng (3754)
……………………………
………………………………………………………………………………
Impacts of grid sizes on urban heat island pattern analysis GUO Guanhua,CHEN Yingbiao,WEI Jianbing,et al (3764)………………
Landscape connectivity analysis for the forest landscape restoration: a case study of Gongyi City
CHEN Jie, LIANG Guofu, DING Shengyan (3773)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
Carbon footprint analysis on urban energy use: a case study of Xiamen, China
LIN Jianyi, MENG Fanxin, CUI Shenghui, et al (3782)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
The ecological footprint of alpine pastures at the village鄄level: a case study of Hezuo in Gannan Autonomous Prefecture, China
WANG Lucang, GAO Jing (3795)
……
…………………………………………………………………………………………………
The ecosystem health assessment of the littoral zone of Lake Taihu LI Chunhua, YE Chun, ZHAO Xiaofeng,et al (3806)…………
The biomass of Bashania fargesii in giant pandas habitat in Qinling Mountains
DANG Kunliang, CHEN Junxian, SUN Feixiang, et al (3816)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………
Effects of salinity on seed germination and seedling growth in halophyte Limonium aureum (L. ) Hill
YOU Jia, WANG Wenrui, LU Jin, et al (3825)
…………………………………
……………………………………………………………………………………
Liana鄄host tree associations in the tropical montane primary forest and post鄄harvest forest of Bawangling, Hainan Island, China
LIU Jinxian,TAO Jianping,HE Zeet al (3834)
……
………………………………………………………………………………………
The response of photosynthetic characters and biomass allocation of P. bournei young trees to different light regimes
WANG Zhenxing, ZHU Jinmao, WANG Jian,et al (3841)
…………………
…………………………………………………………………………
Genetic variation among populations of the endangered Sinocalycanthus chinensis based on morphological traits and ISSR profiles
JIN Zexin, GU Jingjing, LI Junmin (3849)
……
…………………………………………………………………………………………
Growth response to climate in Chinese pine as a function of tree diameter
JIANG Qingbiao, ZHAO Xiuhai, GAO Lushuang,et al (3859)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Age structure and spatial distribution of the rare and endangered plant Alcimandra cathcartii
YUAN Chunming, MENG Guangtao, FANG Xiangjing, et al (3866)
…………………………………………
………………………………………………………………
The water consumption and water use efficiency of the seedlings of Eucalyptus grandis and other five tree species in Sichuan
Province HU Hongling,ZHANG Jian,WAN Xueqin,et al (3873)…………………………………………………………………
Effects of leaf litter of Cinnamomum septentrionale on growth and resistance physiology of Brassica rapa in the decomposition
process of litter HUANG Weiwei, HU Tingxing, ZHANG Niannian, et al (3883)………………………………………………
Water transport velocity and efficiency in Quercus variabilis detected with deuterium tracer and thermal dissipation technique
SUN Shoujia, MENG Ping, ZHANG Jinsong, et al (3892)
………
…………………………………………………………………………
The saxicolous moss忆s features of absorbing water and its structural adaptability in the heterogeneous environment with rock
desertification ZHANG Xianqiang, ZENG Jianjun,CHEN Jinwu, et al (3902)……………………………………………………
Effects of organic materials containing copper on soil enzyme activity and microbial community
CHEN Lin, GU Jie,GAO Hua,et al (3912)
………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Comparison of floral morphology and pollination characteristics between the sexes in Eurya obtusifolia
WANG Qian, DENG Hongping, DING Bo,et al (3921)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Climatic suitability of potential spring maize cultivation distribution in China HE Qijin, ZHOU Guangsheng (3931)…………………
Effects of uniconazole dry seed dressing on nitrogen accumulation and translocation and kernel protein quality in wheat
FAN Gaoqiong,YANG Ennian, ZHENG Ting,et al (3940)
………………
…………………………………………………………………………
Review and Monograph
International comparison and policy recommendation on the development model of industrial symbiosis in China
SHI Lei, LIU Guoguo, GUO Siping (3950)
………………………
…………………………………………………………………………………………
Scientific Note
The Change of landscape pattern in Zhenlai Xian, Jilin Province in recent ten years
ZHANG Guokun, LU Jinghua, SONG Kaishan,et al (3958)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Footprint analysis of turbulent flux over a poplar plantation in Northern China
JIN Ying, ZHANG Zhiqiang, FANG Xianrui, et al (3966)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 12 期摇 (2012 年 6 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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(Semimonthly,Started in 1981)
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Vol郾 32摇 No郾 12 (June, 2012)
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