全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (1) : 68～72
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 04 - 01; 修回日期 : 2005 - 07 - 07
基金项目 : 国家科技攻关项目 (2004BA521B01) ; 国家科技部社会公益研究专项项目 ; 农业部蔬菜遗传与生理重点开放实验室项目3 现工作单位 : 河北科技师范学院 , 昌黎 066600。3 3 通讯作者 Author for correspondence
外源 SA对盐胁迫下黄瓜幼苗的生理效应
宋士清 1, 23 　郭世荣 1 　尚庆茂 23 3 　张志刚 2
(1 南京农业大学园艺学院 , 南京 210095; 2 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 , 北京 100081)
摘 　要 : 为了明确外源水杨酸 ( Salicylic acid, SA) 提高蔬菜作物抗盐的生理生化机制 , 以黄瓜 (Cuc2
um is sa tivus L. ) 为材料 , 在 200 mmol·L - 1NaCl胁迫条件下 , 采用根部注射结合叶面喷施的方法 , 研究了
不同浓度外源 SA对幼苗形态建成及其生理生化特性的影响。结果表明 : 外源 SA能够显著提高幼苗的茎
粗、全株干质量及含水量 , 显著降低盐害指数、丙二醛 (MDA) 含量和电解质渗出率 , 显著提高游离脯氨
酸 ( Pro) 和可溶性糖含量 , 显著增强超氧化物歧化酶 ( SOD )、过氧化物酶 ( POD )、过氧化氢酶 (CAT)
等植物细胞保护酶的活性 , SA最佳处理浓度为 150 mg·L - 1。说明适宜浓度的外源 SA作为化学诱抗剂 ,
可以诱导黄瓜幼苗的抗盐能力 , 减轻和缓解盐伤害。
关键词 : 黄瓜 ; 水杨酸 ; 盐胁迫 ; 生理效应
中图分类号 : S 64212　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0120068205
Physiolog ica l Effects of Exogenous Sa licylic Ac id on Cucum ber Seedlings un2
der the Sa lt Stress
Song Shiqing1, 23 , Guo Shirong1 , Shang Q ingmao23 3 , and Zhang Zhigang2
(1 College of Horticulture, N anjing A gricultural U niversity, N anjing 210095, China; 2 Institu te of V egetables and Flow ers, Chi2
nese A cadem y of A gricu ltura l Sciences, B eijing 100081, Ch ina)
Abstract: To ascertain physiological and biochem ical mechanism s of exogenous salicylic acid imp roving
salt resistance of vegetable, cucumber (Cucum is sa tivus L. ) was used to study effects of different concentra2
tions exogenous salicylic acid on its morphogenesis, physiological and biochem ical characteristic under 200
mmol·L - 1 NaCl stress with root injection and foliar sp ray. The results showed that exogenous salicylic acid
significantly imp roved stem diameter, total dry mass and dry mass water content of cucumber seedlings, de2
creased the salt stress index, content of malondialdehyde (MDA ) and permeation rate of electrolyte, in2
creased contents of p roline ( Pro) , soluble sugar and activities of p rotected enzymes such as superoxide dis2
mutase ( SOD) , peroxidase ( POD) and catalase (CAT) , also showed the op timum treatment concentration
being 150 mg·L - 1. It is p roposed that exogenous salicylic acid as chem ical activator could induce salt resist2
ance, salt tolerance and decrease alleviate damage degree of salt stress of cucumber seedlings.
Key words: Cucumber; Salicylic acid; Salt stress; Physiological effects
水杨酸 ( Salicylic acid, SA ) 是公认的化学诱抗剂 , 对其多年来的研究多限于植物抗病性方面。
也有研究发现 SA能诱导植物产生抗盐性 , 进而推测水杨酸可能与植物抗盐性有关〔1, 2〕。张士功等〔3〕
将 SA用于植物抗盐研究 , 结果表明 SA能有效缓解盐胁迫对小麦的伤害。但目前关于这方面的研究
报道仅鲜见于大田作物或实验室模拟环境 , 且未涉及作物的形态建成。本研究以蔬菜作物黄瓜为材
料 , 在温室生产环境下 , 研究不同浓度外源 SA对盐胁迫条件下黄瓜幼苗形态建成及生理生化特性的
影响 , 探讨其作用机理 , 为利用化学诱抗剂缓解盐分障碍提供理论和技术依据 , 为解决设施生产中综
合逆境因子的伤害提供新的思路。
　1期 宋士清等 : 外源 SA对盐胁迫下黄瓜幼苗的生理效应 　
1　材料与方法
111　材料的处理
黄瓜 (Cucum is sativus L. ) 品种为 ‘新津研 4号’。SA购自北京化学试剂公司 , 含量 ≥9915% , 规
格 AR, 批号 040106。母液用蒸馏水配制 , 浓度 2 000 mg·L - 1 , 用 1～4 mol·L - 1 NaOH调节 pH为 618。
试验在中国农业科学院蔬菜花卉研究所玻璃温室中进行。温汤浸种 4 h, 催芽 24 h, 2004年 10
月 25日播种于 9 cm ×9 cm塑料营养钵中。采用草炭 ∶蛭石 = 2∶1 (体积比 ) 的基质配方 , 每立方米基
质加入膨化鸡粪 5 kg、复合肥 (N∶P2 O5 ∶K2 O = 15% ∶15% ∶15% ) 115 kg。
在预备试验的基础上 , SA设 0 (对照 )、50、100、150、200、250 mg·L - 1系列浓度。黄瓜幼苗
第 2片真叶初展时 , 在距根部约 2 cm处用注射器进行 SA注根初始诱导 , 每株 20 mL; 2 d后用手持
喷雾器喷叶施 SA强化诱导 , 每处理小区喷 60 mL。对照用等量蒸馏水代替。强化诱导后 3 d, 进行盐
胁迫 : 用注射器缓慢注入 200 mmol·L - 1 NaCl (北京化学试剂公司 , 含量 ≥9915% , 规格 AR) , 每株
40 mL。随机区组设计 , 3次重复 , 每处理小区 20株 , 所用幼苗形态、长势、大小基本一致。苗期管
理采用常规方法。
112　指标的测定
11211　形态指标 　盐胁迫后第 20天测定幼苗茎粗 (子叶节下 1 cm处的粗度 )、株高 (子叶节到生
长点之间的距离 )、第 3真叶长、展开叶片数、全株干鲜质量 , 计算干质量含水量、壮苗指数。计算
公式 : 干质量含水量 ( g·g- 1 ) = (全株鲜质量 - 全株干质量 ) /全株干质量 ; 壮苗指数 =茎粗 /茎高 ×
全株干质量 ×100。
11212　盐害指数 　分别于盐胁迫后 5、10、20 d调查第 1、2片真叶盐害状况。盐害级别标准 : 0级 ,
无症状 ; 2级 , 轻度盐害 , 叶片边缘失水枯焦达 1 /2; 4级 , 中度盐害 , 叶片边缘全部失水枯焦 , 并
向叶片中部扩展达 10% ; 6级 , 重度盐害 , 叶片失水枯焦面积达 50% ; 8级 , 极重度盐害 , 叶片完全
失水枯焦 , 死亡。盐害指数 = ∑ ( di1 ×014 + di2 ×016) / (调查株数 ×盐害最高级值 ) ×100; dij: 盐
害级别 , i表示植株号 , j表示第 1、2片真叶。
11213　生理生化指标　盐胁迫后第 3、7、11天取第 2片真叶 , 用电导法〔4〕测定电解质渗出率 , 用 TBA
显色法〔4〕测定丙二醛 (MDA) 及可溶性糖含量 , 用磺基水杨酸法〔5〕测定游离脯氨酸 ( Pro) 含量。盐胁
迫后第 4、8、12天取第 2片真叶 , 制备酶粗提液〔6〕, 分别采用 NBT光化还原法〔7〕、愈创木酚比色法〔6〕、
H2O2 紫外吸收法〔8〕测定超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT) 活性。
结果采用邓肯氏多重比较法进行显著性分析 ( P < 0105) , 图表数据均为 3次重复的平均值。
2　结果与分析
211　SA对幼苗形态指标的影响
由表 1可见 , 外源 SA对盐胁迫条件下黄瓜幼苗的生长发育有明显的促进作用 , 其中 150 mg·L - 1促
进作用最大 , 与对照相比 , 茎粗、全株干质量分别提高了 511%、1014% , 差异达到显著水平。
表 1　外源水杨酸 ( SA) 对盐胁迫下黄瓜幼苗形态指标的影响
Table 1　Effects of exogenous sa licylic ac id ( SA) on m orpholog ic characters of cucum ber seedlings under sa lt stress
SA
(mg·L - 1 )
茎粗
Stem diameter( cm)
株高
Stem height( cm)
叶长
Leaf length ( cm)
展开叶数
Number of leaves
全株干质量
Total dry mass of p lant( g)
壮苗指数
Index of sound seedling
　0 01375bc 1118ab 811a 318ab 01665b 21104ab
50 01372c 1116abc 617b 410ab 01622b 21065b
100 01375bc 1111bc 811a 410ab 01636b 21148ab
150 01393a 1219a 811a 413a 01734a 21241a
200 01400a 1213ab 712b 410ab 01628b 21044b
250 01389ab 1012c 618b 317b 01524c 21011b
　　注 : 数字后字母表示差异达 0105显著水平。
Note: The letters after data indicate the significance at 0105 level.
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212　SA对幼苗盐害指数、原生质膜透性和叶片
MDA含量的影响
如图 1所示 , 黄瓜幼苗盐害指数 , 在盐胁迫
后第 5天以 SA 200 mg·L - 1处理较低 , 第 10天以
50 mg·L - 1较低 , 第 20天仍以 200 mg·L - 1较低。
同时发现 , 第 10天 200～250 mg·L - 1的盐害指
数略高于对照。说明较高浓度 SA能够较早起到
缓解盐伤害的作用 , 但也会引起幼苗暂时性不良
反应。
黄瓜叶片电解质渗出率 (图 2) , 在盐胁迫后
第 3、7、11天测定结果均显示以 SA 150 mg·L - 1
图 1　外源 SA对盐胁迫下黄瓜幼苗盐害指数的影响
F ig. 1　Effects of exogenous SA on index of sa lin ity in jure
of cucum ber seedlings under sa lt stress
处理最低 , 并且随着胁迫后天数的延长 , 电解质渗出率有显著降低的趋势 , 说明被伤害的原生质膜得
到逐步修复。
黄瓜叶片 MDA含量 (图 2) , 在盐胁迫后第 3天和第 11天 , 相同 SA浓度处理的 MDA含量变化
不大 , 不同浓度之间 MDA含量差异虽然达到了显著水平 , 但变化也比较平稳 ; 在第 7天 MDA含量变
化相当剧烈。以 SA 100 mg·L - 1为例 , 盐胁迫后第 7天 MDA 含量为 1162μmol·g- 1 , 比对照低
7216% , 比 SA 250 mg·L - 1处理低 8311% ; 不同测定时间比较 , 盐胁迫后第 7天比第 3天和第 11天
分别低 6617%和 6910%。说明外源 SA对缓解黄瓜幼苗盐伤害与 SA浓度有关 , 同时 SA作用具有时
效性。
研究还表明 , 施用外源 SA能够提高盐胁迫条件下黄瓜幼苗的干质量含水量 , SA 100、150、200
mg·L - 1处理 ( 10154、10166、10178 g·g- 1 DM ) 分别比对照 ( 8167 g·g- 1 DM ) 提高 21156%、
22193%、24129% , 与对照差异达到极显著水平 , 与 SA 50、250 mg·L - 1处理 (9124、10125 g·g- 1
DM ) 差异达显著水平。说明在盐胁迫抑制植株对水分吸收的情况下 , 适宜浓度的外源 SA能够保持
植株体内较高的水分含量 , 以缓解或减轻盐伤害。
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　1期 宋士清等 : 外源 SA对盐胁迫下黄瓜幼苗的生理效应 　
213　SA对叶片游离脯氨酸及可溶性糖含量的影响
在盐胁迫后第 3天游离脯氨酸 Pro含量以 SA 200 mg·L - 1处理最高 , 第 7天以 150 mg·L - 1最高 ,
均显著高于对照 , 分别比对照高出 3011%、4517%; 第 11天以 150 mg·L - 1较高 , 但与对照差异不显著。
可溶性糖含量在盐胁迫后 , SA不同浓度之间差异显著 , 均以 150和 200 mg·L - 1最高 ; 盐胁迫后
第 11天可溶性糖含量有较大幅度提高 , 以 200 mg·L - 1最高。
图 3还显示 , 在本试验所设定的 SA浓度范围内 , 对照的 Pro含量较高 , 随着 SA处理浓度的增
大 , Pro含量呈 “高 —低 —高 —低 ”变化 , 而可溶性糖含量以对照较低 , 随着 SA处理浓度的增大 ,
呈 “低 —高 —低 ”变化。预示了同为渗透调节物质的游离脯氨酸和可溶性糖对缓解黄瓜幼苗盐伤害
具有不同的作用机制。
214　SA对黄瓜幼苗保护酶活性的影响
外源 SA能够显著提高盐胁迫条件下黄瓜幼
苗叶片中 3种保护酶的活性 , 并且 SA不同处理
浓度之间、不同测定日期之间也存在显著差异
(图 4)。
SOD活性 , 在盐胁迫后第 4天和第 8天较高 ,
第 12天降低 ; 3次测定结果均以 100和 150 mg·
L - 1处理最高 , 分别比对照提高 1219%、3212%、
814% ; 随着盐胁迫后幼苗生长天数的增加 , 较低
SA浓度处理 ( 50和 100 mg·L - 1 ) 呈 “高 —低
—更低 ”趋势 , 较高 SA浓度处理 (150～250 mg
·L - 1 ) 呈 “低 —高 —再低 ”趋势 , 说明不同浓
度 SA处理对 SOD活性的调节作用不同。
POD、CAT活性变化规律相似 , 但明显不同
于 SOD活性的变化规律。二者均以盐胁迫后第 8
天活性较高 , SA 150 mg·L - 1处理的最高 , 分别
是对照的 418倍、217倍 , 与其他浓度之间差异
极显著 ; 第 4天、第 12天活性较接近 , 即随着盐
胁迫后幼苗的生长 , POD、CAT活性变化呈 “低
—高 —低 ”的趋势。说明外源 SA对缓解黄瓜幼
苗盐伤害不但与浓度有关 , 也具有时效性 , 持效
期可达 8 d以上。
3　结论与讨论
图 4　外源 SA对盐胁迫下黄瓜叶片保护酶活性的影响
F ig. 4　Effects of exogenous SA on protective enzym es
activ ity of cucum ber leaves under sa lt stress
311　外源 SA能够减轻和缓解盐胁迫对黄瓜幼苗的伤害程度
细胞膜相对透性、MDA含量是植物膜系统稳定与否的重要指标 , 而膜系统稳定性的大小与植物
抗盐能力密切相关。本试验结果表明 , 盐胁迫条件下 , 外源 SA 100～150 mg·L - 1处理可显著提高膜
系统的稳定性 , 抑制叶片中 MDA的累积 , 提高黄瓜幼苗抗盐能力 , 降低盐害指数 , 进而促进黄瓜幼
苗的健壮生长。SA被认为是植物在逆境胁迫反应中产生的一种信号分子〔9〕, 其作用机理之一可能就
是 SA抑制了 MDA累积引起的膜脂过氧化 , 保护了膜结构的稳定性 , 这与 SA对小麦盐害及水分胁迫
的缓解作用机理相似〔3〕。
312　外源 SA能够增强盐胁迫下黄瓜细胞渗透调节能力
Pro和可溶性糖是目前公认的渗透调节物质。Pro在逆境条件下大量积累 , 作为植物氮源的储藏
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形式 , 待逆境解除后用来参与叶绿素的合成 , 随着逆境的缓解很快减少。可溶性糖是合成有机物质的
碳架和能量来源 , 对细胞膜和原生质胶体也有重要的稳定作用 , 可以缓解盐离子大量进入细胞造成植
株失水而带来的伤害 , 以及由此引发的一系列次生伤害〔10, 11〕。本试验结果表明 , 盐胁迫条件下 , 外
源 SA 150～200 mg·L - 1处理可显著提高 Pro和可溶性糖的含量 , 其动态变化规律支持了以上观点。
313　外源 SA能够提高盐胁迫下黄瓜细胞膜系统保护酶活性
已知 SOD、POD、CAT是植物体内酶促防御系统的 3个重要保护酶 , SOD能催化体内的歧化反
应 , 使超氧自由基转化为 H2 O2 和 O2 , H2 O2 再通过 CAT和 POD分解成没有毒害的 H2 O和 O2 , 从而
使需氧生物体免受伤害〔12～14〕。本试验结果表明 , 盐胁迫条件下 , 外源 SA 150 mg·L - 1处理可显著提
高黄瓜幼苗叶片内 SOD、POD、CAT活性。 SOD、 POD活性在盐胁迫后第 4天、第 8天显著高于对
照 , 第 12天仍高于对照但差异不明显 ; CAT活性在盐胁迫后第 4天低于对照但差异不明显 , 第 8天、
第 12天显著高于对照。三者协同作用的结果 , 保证了对超氧自由基的清除能力 , 使细胞免受毒害 ,
提高对盐胁迫的抗性。李兆亮等〔15〕发现 , 非盐胁迫下 SA对 CAT活性有微弱的抑制作用 , 但本试验
结果表明 , 盐胁迫条件下 , 外源 SA对 CAT活性有明显促进作用 , 可能与 SA浓度、取样时期及盐胁
迫条件有关 , 也揭示了外源 SA调节黄瓜体内保护酶系活性水平的复杂性。
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