盐碱胁迫下闽楠和楠木的抗性生理研究.doc

1、盐碱胁迫下闽楠和楠木的抗性生理研究 摘 要： 采用闽楠和楠木两个物种作为试验材料，配制 4种不同浓度的盐碱溶液： 200， 100， 50， 0（对照） mmol?L-1，模拟重度盐碱、中度盐碱、轻度盐碱。研究在不同盐碱胁迫条件下闽楠和楠木生理生化指标的动态变化。试验 结果表明：楠木的最高耐盐浓度是 100 mmol?L-1，闽楠的最高耐盐浓度是 200 mmol?L-1，可见闽楠相比于楠木具有较好的耐盐碱适应能力。 关键词： 盐碱胁迫 ；闽楠；楠木；生理特性 中图分类号： S792.24 文献标识码： A 文章编号：1004-3020（ 2015） 05-0014-04 目前，植物在盐碱胁迫

2、下适应性研究主要集中在大田作物、蔬菜作物上，对楠木的研究较少，而楠木是我国濒危或渐危的传统珍贵树种，据中国树木志（第 1 卷 1982） 记载，楠木属约有 94 种，分布于亚洲及热带美洲。我国约有34 种 3 变种，产长江流域及以南地区，主产西南和华南，以云南、四川、湖北、贵州、广西、广东最多。多为珍贵用材树种 1。历史上，楠、樟、梓、稠被人们称为四大名木，而楠木被冠以其首，足见人们对楠木的喜爱。根据中国植物红 皮书稀有濒危植物名录（第 1 册） 2和 1990 年国务院批准公布的国家重点保护野生植物名录（第 1 批） 3，楠属的楠木 Phoebe zhennan、闽楠 P.Boumei、浙江

3、楠P.Chekiangensis、滇楠 P.nanmu 等均为渐危种，为国家级保护植物；然而多年来，研究者对这一珍贵树种的资源培育和开发利用却十分薄弱 4-5。 土壤盐渍化是当今世界旱地农业面临的重要生态环境问题之一，已成为阻碍作物高产的一个主要因素 6-7。世界有 10%以上的陆地面积受盐渍化的影响，中国的盐渍化和次生盐渍 化土地有 4 000 万 hm2 以上。因此，研究闽楠和楠木在盐渍化土壤上的生理反应，对生产栽培耐盐碱育种具有重要的生态和经济意义。并且楠木在园林上的应用愈来愈广泛，开展楠木盐碱胁迫的研究不仅具有理论意义，而且将筛选出的楠木在盐碱地加以推广，对于充分利用我国现有的渐危资源

4、，加快发展林业经济，增加城市景观的丰富度，都具有十分重要的实践意义和价值。 1 材料和方法 1.1 试验材料 闽楠、楠木取材于长江大学园艺园林学院教学科研实习基地，选择生长一致的 2 a 生幼苗为供试材料。 2013 年 11月取生长状况良 好、一致的幼苗进行移栽，放置于长江大学园艺园林学院盆景园温室内。胁迫处理于 2014 年 5 月进行。 1.2 试验材料的处理 本试验用硫酸钠、碳酸钠、氯化钠（组成比例为 05 025025），配制 4 种不同浓度的盐碱溶液： 200， 100， 50， 0（对照） mmol?L-1，模拟高度盐碱、中度盐碱、低度盐碱。每个物种设置 4 个处理，每个处理 1

5、0 株， 3 次重复，分别于胁迫后 1 周取样测定各项指标。 1.3 主要试验仪器 可见光分光光度计（ 756P）、移液枪、水浴锅、离心机、荧光灯等。 1.4 试验 方法 （ 1） MDA（丙二醛）含量的测定：采用硫代巴比妥酸法 8-9。称取叶片研磨成匀浆，离心，试验组加 067%硫代巴比妥酸（ TAB），沸水浴 30 min，冷却后离心，取上清液于 450，532， 600 nm 测定吸光值。 （ 2） POD（过氧化物酶）活性测定：采用愈创木酚法 10。称取叶片加入少量液氮，研磨成粉末，匀浆离心，上清液即为粗酶液。反应体系包括：磷酸缓冲液， H2O2，愈创木酚和酶液。在 470 nm 波长

6、下比色，每隔 1 min 记录 1 次吸光度，共测 5 次，以每分钟内变化 10 为 1 个酶活性单位。 （ 3） SOD（超氧化物歧化酶）活性测定：采用氮蓝四唑（ NBT）法 9。称取叶片于研钵中，加入少量石英粉，研磨成粉末，匀浆离心，上清液即为粗酶液。反应液中分别含有磷酸缓冲液（ pH78），核黄素， 130 mmol?L-1 甲硫氨酸， 100 mmol?L-1EDTA ， 750 mmol?L-1NBT ，酶液以及 025 mL 蒸馏水，各管于光照培养箱中照光，温度为 25 ，反应 10 min，要求各管受光情况一致。黑暗终止反应，立即在 560 nm 下测定各管的吸光度。 （ 4）

7、CAT（过氧化氢酶）活性测定：采用紫 外吸收法测定 11-17。 取叶片，加入磷酸缓冲液于冰浴中研磨，离心，取上清液定容，适当稀释后用于酶活性测定。测定 240 nm 波长处的 A240 降低速度。将每分钟 A240 减少 001 定义为 1 个酶活性单位。 1.5 数据的统计分析 试验数据采用 EXCEL2003、 DPS 等软件进行统计分析。 2 结果与分析 2.1 不同盐碱胁迫对闽楠和楠木 MDA 含量的影响 植物在逆境条件下，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛（ MDA）是其产物之一，通常利用它作为脂质过氧化指标，表示细胞膜脂过氧化 程度和植物对逆境条件反应的强弱。由图 1 可以看出：在不

8、同浓度下，闽楠的 MDA 含量呈上升的趋势， 200 时达到最大，楠木呈先上升后下降的趋势，在 100时达到最大。高浓度时，闽楠的膜脂过氧化程度加大， MDA含量增加。楠木的 MDA 含量下降且低于闽楠，说明闽楠对高盐碱浓度的耐受能力较强。 2.2 不同盐碱胁迫对闽楠和楠木 POD 活性的影响 过氧化物酶是植物体内一种抗氧化酶，主要负责清除SOD 前期对自由基歧化反应的产物 H2O2，将 H2O2 催化为H2O，降低细胞膜的过氧化程度，减少多样自由基的产生，从而大大提高植物耐盐性。由图 2 可见，闽楠和楠木的 POD活性均呈上升的趋势，在 200 时达到最大，但闽楠始终高于楠木可见闽楠的抗盐碱

9、性强于楠木。 2.3 不同盐碱胁迫对闽楠和楠木 SOD 活性的影响 SOD 是植物活性氧代谢的关键酶，能催化体内的歧化反应，SOD 在逆境适应中起着非常重要的作用。由图 2 可以看出在不同浓度下，闽楠的 SOD 活性呈先下降后上升再下降的趋势，而且在中度盐碱时陡然上升。楠木的 SOD 活性呈先上升后下降的趋势且楠木的活性高于闽楠。 2.4 不同盐碱胁迫对闽楠和楠木 CAT 活性的影响 过氧化氢酶普遍存在于植物的所有组织中，其活性与植物的代谢强度及抗寒、抗病能力有一定的关系，故常加以测定。由图 2 可以看出在不同盐碱浓度下，闽楠和楠木的 CAT活性基本都呈上升的趋势。闽楠的 CAT 活性增加幅度

10、高于楠木，且各浓度 CAT 活性值也均高于楠木。 2.5 相同盐碱胁迫下闽楠和楠木各项生理指标的综合分析 本研究表明，在低盐碱胁迫下，楠木的 SOD 比闽楠的活性高， MDA 含量也没有明显升高，说明 SOD 及时的清除了植物体内的氧自由基，维持细胞内氧代谢的 平衡。随浓度的增加，植物正常氧代谢受到干扰，活性氧产生加快， SOD 活性下降，表明其清除氧自由基的能力下降。在低中度盐碱胁迫时，闽楠和楠木叶片中的 SOD、 POD 和 CAT 活性有不同程度的升高， 增强了清除细胞内活性氧的能力， 对膜系统起到了一定的保护作用。综合各项指标分析得出，楠木的最高耐盐浓度是 100 mmol?L-1，闽

11、楠的最高耐盐浓度是 200 mmol?L-1，可见闽楠相比于楠木具有较好的耐盐碱适应能力。 3 结论 （ 1） 各种逆境胁迫引起伤害的最直接的作用部位是细胞质膜，而 MDA 作为膜脂过氧 化产物可使膜中酶蛋白发生交联并失活，进一步损伤细胞膜的结构和功能 18-22。 本研究中，盐碱胁迫使楠木 MDA 含量升高，两个物种升高的幅度存在一定的差异。闽楠对高盐碱浓度的耐受能力较强。 （ 2）逆境会诱发植物体内保护酶系统加速清除活性氧的进程， SOD、 POD 和 CAT 是主要的抗氧化酶，可清除植株体内有害的活性氧而保护植物膜系统。本研究中，低中度盐碱胁迫下，楠木 POD 活性和 CAT 活性均升高，从而增强了细胞内活性氧的清除能力，对膜系统起到了一定的保护作用，体现了楠木植物自主减轻细胞伤害的适应性反应。 但 SOD 活性降低，这可能是盐碱胁迫下 SOD 为清除多余活性氧自由基而过量消耗，再加上自由基积累对 SOD 酶蛋白的破坏双重作用的结果。综合分析，楠木的最高耐盐浓度是 100 mmol?L-1，闽楠的最高耐盐浓度是 200 mmol?L-1，可见楠木的抗盐碱能力低于闽楠。 参 考 文 献 1李冬林，金雅琴，向其柏 .我国楠木属植物资源的地理分布、研究现状和开发利用前景 J.福建林业科技， 2004， 8（ 3）： 0105.