NaCl胁迫下文冠果幼苗叶片保护酶活性研究

管颖

(辽宁省国有建平县青松岭林场，辽宁 朝阳 122429)

文冠果是我国特有的珍稀木本油料植物，属于无患子科、文冠果属。文冠果对寒冷、贫瘠、干旱等逆境表现出较强的抵抗能力，具有结实早、产量高、结果期长、含油量高、价值高等特点[1，2]。文冠果在我国主要集中分布在北方地区。近些年来随着文冠果作为生物质能源树种的广泛种植，其开发利用价值受到了人们的广泛关注，关于文冠果植株的研究逐渐增多。我国学者在文冠果的遗传变异、雄性不育、落花落果等方面开展了一系列的研究，但有关其幼苗期耐盐性的研究相对不多。 董立军[3]的研究表明，文冠果幼苗在盐胁迫下生长性状、体内养分代谢、生理代谢3个层面都产生了不同程度的影响，表现出一定的耐盐抗性；张晓燕等[4]的研究表明，在一定盐胁迫范围内，文冠果可以适当缓解盐胁迫造成的体内渗透压变化，表现出一定的耐盐性。土壤盐胁迫处理可以诱导植株产生活性氧自由基，伤害植物细胞膜，植物体自身所有的抗氧化系统可以有效缓解这种危害，其中3种关键性的保护酶是POD、SOD、CAT[5，6]。本试验以1年生的文冠果幼苗作为供试材料，研究其在不同浓度的盐胁迫下叶片中保护酶(POD、SOD、CAT)活性的变化情况，以了解文冠果在我国北方地区表现出来的抗盐碱能力、准确把握其种植区域。

1 研究方法

1.1 试验地概况

安排在朝阳市建平县青松岭林场苗圃内进行盆栽试验。试验地气候为北温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同季，有充足的光照条件，日温差大，降水少(年降水量平均500 mm左右)，蒸发量大于降水量，年均温6 ℃左右，年日照时数平均为2 900 h左右。

1.2 试验材料

试验所需要的种子于2015年秋季采集于朝阳市建平县青松岭华龙山文冠果树上，采集时选择种皮光滑、大小一致、饱满无病虫害发生的种子储存备用。

1.3 试验设计

试验设4个NaCl浓度处理，即0(CK)、0.3%、0.6%、0.9%，均用蒸馏水配制。每个浓度处理安排25盆文冠果盆栽苗作为重复。分别按照试验各处理设计的NaCl浓度对盆栽文冠果浇灌NaCl盐水1 500 mL·株-1。每隔1周浇灌1次。

1.4 试验方法

采集回来的种子置于地下室内湿沙储藏。2016年春季播种育苗，2017年6月选择生长一年、长势健壮一致(单株鲜重差异在60 mg范围内)、未发生病虫害的幼苗移栽到塑料盆内(深40 cm，上、下口径分别为40、25 cm)，每盆栽植2株。盆栽土用腐殖土、草炭土、园土按照3∶1∶1的比例混合均匀配制而成，烘干至恒重后转入塑料盆内，每盆装土2.5 kg。塑料盆内的水分采用称重加水法控制在接近田间持水量的饱和状态。

1.5 测试的指标及方法

连续浇盐水4次保证各处理文冠果幼苗盐胁迫处理28 d，分别在0、7、14、21、28d 取各处理下文冠果幼苗的叶片，采用愈创木酚染色法[7]分别测定其中的POD、SOD、CAT 酶的活性，重复3次取样测量取平均值。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫处理对文冠果幼苗叶片中POD酶活性的影响

不同浓度盐胁迫处理对文冠果幼苗叶片中POD酶活性的影响结果见图1。根据图1可知，随着盐胁迫时间的逐渐延长，各浓度处理的文冠果叶片POD酶活性均表现出增高的趋势。0.3%、0.6%、0.9%浓度处理下的POD酶活性均明显比对照组的高。0.6%浓度处理下在第7 d时的POD酶活性与对照处理组没有明显差异，之后酶活性与对照组差异逐渐增大。盐胁迫处理28 d后，0.3%、0.6%、0.9%浓度的盐胁迫处理分别比对照处理的增加308.24%、285.85%、272.83%。0.6%、0.9%浓度的盐胁迫处理在14 d后酶活增幅变大，21 d后增幅有所降低，趋于平稳。由此可以看出文冠果具有一定的抵御高浓度的盐胁迫能力。

图1 不同盐胁迫文冠果叶片中POD酶活性

2.2 盐胁迫处理对文冠果幼苗叶片中SOD酶活性的影响

不同浓度盐胁迫处理对文冠果幼苗叶片中SOD酶活性的影响结果见图2。根据图2可知，对照组在各时期的SOD酶活性差异不大，在820～830 U·g-1·min-1区间，而其他处理组的SOD酶活性显著高于对照组处理。0.3%盐胁迫处理下7 d左右时酶活性最高，达到了878 U·g-1·min-1，之后酶活性逐渐下降，最后趋于平稳。0.6%盐胁迫处理的SOD酶活性处于上升的趋势。随着时间的延长酶活性逐渐增加，在21 d左右时达到最高，为897 U·g-1·min-1，之后有稍微下降的趋势。由此可知在一定浓度的盐胁迫下，文冠果叶片内的酶活性可以发挥出一定的抵御氧自由基伤害的作用。

图2 不同盐胁迫文冠果叶片中SOD酶活性

2.3 盐胁迫处理对文冠果幼苗叶片中CAT酶活性的影响

不同浓度盐胁迫处理对文冠果幼苗叶片中CAT酶活性的影响结果见图3。根据图3可知，各处理随着盐胁迫时间的延长，对照处理的CAT的酶活性维持在基本一致的水平，约300 U·g-1·min-1，其他3个盐胁迫处理的CAT酶活性逐渐降低，14～21 d时降幅最大，21～28 d降幅减缓，倾向于稳定，28 d时0.3%、0.6%、0.9%的盐胁迫处理酶活性分别比对照处理的酶活性降低42.86%、45.18%、56.81%。表明了在盐胁迫一段时间后CAT的酶活性受到较大程度的限制。

图3 不同盐胁迫文冠果叶片中CAT酶活性

3 结论

植物体内的保护酶在其生长发育中的作用非常重要，尤其在盐碱等逆境条件下[7,8]。试验结果表明，在盐胁迫下，文冠果幼苗叶片中的POD、SOD、CAT的活性变化明显，其中POD、SOD变化整体表现为升高的趋势，盐胁迫达到一定时间后有少许下降或者保持稳定；CAT的活性整体表现为随着盐胁迫时间的延长而逐渐下降，分析其原因可能是较长时间的盐胁迫超出了叶片自身调节体内活性氧自由基的能力，植物细胞膜有了一定程度的破坏。3种保护酶在升高或者降低的协同机制下将盐胁迫等逆境情况下文冠果体内的氧自由基的危害降低在一个较低的水平上，提高其抗盐性。