賈崢

（山西省呂梁學(xué)院汾陽(yáng)師范分校 數(shù)學(xué)與科學(xué)系，山西 呂梁 032200）

9個(gè)葦狀羊茅品種的耐鹽性研究

賈崢

（山西省呂梁學(xué)院汾陽(yáng)師范分校 數(shù)學(xué)與科學(xué)系，山西 呂梁 032200）

采用盆栽法，通過(guò)考察9個(gè)葦狀羊茅品種（系）在4個(gè)鹽濃度下的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)來(lái)研究其耐鹽性.形態(tài)指標(biāo)主要有存活苗數(shù)、相對(duì)株高、生物量.生理指標(biāo)主要測(cè)定了游離脯氨酸含量和質(zhì)膜相對(duì)透性.結(jié)果表明隨著鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，存活苗數(shù)、相對(duì)株高和生物量呈遞減趨勢(shì)，脯氨酸含量和質(zhì)膜相對(duì)透性呈遞增趨勢(shì)；此外，還從中發(fā)現(xiàn)3個(gè)品種的耐鹽性較高.

葦狀羊茅；鹽脅迫；綜合評(píng)價(jià)

呂梁市位于山西省中部西側(cè)，土壤鹽堿化嚴(yán)重.耐鹽堿植物的培植研究已成為開(kāi)發(fā)利用鹽堿地的主要途徑.葦狀羊茅（Festuca arundinacea Schreb.）屬禾本科羊茅屬（Festuca），別名高羊茅、葦狀狐茅，不僅具抗旱、耐熱、耐澇、耐貧瘠、耐踐踏、病蟲(chóng)為害輕、枯草層不明顯、綠期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，更具有較強(qiáng)的耐鹽堿能力（可在pH4.7～8.5的土壤中生長(zhǎng)），是溫帶及南方亞熱帶地區(qū)建立人工草場(chǎng)及改良天然草場(chǎng)的重要草種.近年來(lái)逐漸應(yīng)用于草坪草的建植[1].

迄今為止，人們已經(jīng)對(duì)葦狀羊茅的耐鹽性作了一些研究.如韓曉光、夏光敏等[2]以葦狀羊茅種子為材料誘導(dǎo)愈傷組織，用NaCl篩選出耐鹽變異型愈傷組織，并從耐鹽變異型愈傷組織中獲得了耐鹽的再生植株.為了提高葦狀羊茅的耐逆性，吳關(guān)庭等[3]以用成熟種子培養(yǎng)的胚性愈傷組織為受體材料，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將擬南芥（Arabidopsis thaliana）中與抗逆性相關(guān)的CBF1基因?qū)?個(gè)供試品種的基因組中，對(duì)獲得的112株轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行進(jìn)一步的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在高鹽與高滲脅迫下轉(zhuǎn)基因植株具有顯著的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，存活率極顯著地高于對(duì)照的非轉(zhuǎn)化植株；經(jīng)低溫、高溫、干旱和高鹽等逆境脅迫處理后葉片相對(duì)電導(dǎo)率平均較對(duì)照植株低25%～30%，證明了轉(zhuǎn)基因植株的耐逆性有所增強(qiáng).他們的試驗(yàn)不僅證明了在細(xì)胞水平上篩選出的葦狀羊茅耐鹽胚性愈傷組織能夠較穩(wěn)定地保持其耐鹽能力，而且由此耐鹽變異型愈傷組織分化出的再生植株還具有很高的耐鹽能力，為進(jìn)一步選育葦狀羊茅耐鹽新品系和新品種奠定了基礎(chǔ).

本試驗(yàn)以9個(gè)葦狀羊茅品種為材料，對(duì)其進(jìn)行了耐鹽性研究，以期篩選出適宜的品種，最終為改良鹽堿地、提高鹽堿地的利用及在鹽堿地發(fā)展草坪業(yè)或畜牧業(yè)提供一定的品種資源.

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料中9個(gè)葦狀羊茅品種的編號(hào)、名稱和引種地見(jiàn)表1，試驗(yàn)于2009年3月至5月在呂梁學(xué)院汾陽(yáng)師范分校中進(jìn)行.

表1 材料表Tab.1 Table of Materials

1.2 試驗(yàn)方法

1）盆土準(zhǔn)備：取大田土（非鹽堿）過(guò)篩，隨機(jī)抽取少量土壤檢測(cè)土壤的水分和鹽分.根據(jù)含水率確定實(shí)際需要裝入花盆的干土重，鹽分則忽略不計(jì).取20 cm×20 cm的花盆，每盆裝土1.5 kg，每個(gè)材料裝12盆.

2）播種定苗：盆土準(zhǔn)備好后，進(jìn)行播種.播種后應(yīng)防止降雨的干擾.根據(jù)種子的發(fā)芽率每盆播種20～30粒，出苗后間苗，2葉期之前定苗，每盆留生長(zhǎng)整齊一致、分布均勻的10株苗.

3）加鹽處理：待幼苗長(zhǎng)至3葉期時(shí)進(jìn)行加鹽處理，按每盆土樣干重的0.2%（CK）、0.4%、0.6%、0.8%共4個(gè)濃度加NaCl（化學(xué)純）進(jìn)行鹽處理.每個(gè)材料四個(gè)處理，三次重復(fù).

1.3 耐鹽性指標(biāo)的測(cè)定

1.3.1細(xì)胞膜透性的測(cè)定

采用電導(dǎo)法測(cè)定不同材料的電導(dǎo)率，以求得相對(duì)的細(xì)胞膜透性.

于鹽脅迫處理后的第15d用DDS-Ⅱ型電導(dǎo)儀測(cè)定各材料的電導(dǎo)率，每個(gè)材料重復(fù)3次.按照下式計(jì)算細(xì)胞膜的相對(duì)透性.

細(xì)胞膜相對(duì)透性（%）=（L1/L2）×100%，

式中：L1—葉片殺死前外滲液的電導(dǎo)值，L2—葉片殺死后外滲液的電導(dǎo)值.1.3.2游離脯氨酸的測(cè)定

鹽脅迫后15d，取新鮮葉片切成1 cm的小段，采用水楊酸法測(cè)定材料的消光值，每個(gè)材料重復(fù)3次.用下式計(jì)算出游離脯氨酸含量[4].

計(jì)算公式：C=（A/W）×（V1/V2）×100%，

式中：C——樣品脯氨酸含量（μg/g），V1——樣品提取液體積（mL），

W——樣品重量（g），V2——樣品反應(yīng)液體積（mL），

A——由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得的脯氨酸含量（μg）.1.3.3存活苗數(shù)

加鹽30 d后觀察每盆中存活植株的數(shù)目，記作存活苗數(shù)，根據(jù)材料葉心的枯黃可判斷植株的死亡與否.

1.3.4株高

加鹽30 d后用直尺測(cè)定每株幼苗從土壤層到最長(zhǎng)葉葉尖的長(zhǎng)度，將每盆中10株幼苗的平均值作為株高.

計(jì)算公式：相對(duì)株高=（鹽處理植株高度/對(duì)照植株的高度）×100%

1.3.5 生物干重

生物干重包括地上生物干重和地下生物干重，各自的稱取方法如下：

1）地上生物量干重.加鹽后30 d，用刀片（或剪刀）沿土層割取植株地上部，用自來(lái)水清洗干凈后放入烘箱中，在80℃下殺青，105℃下烘干過(guò)夜（12 h），在干燥器中冷卻到室溫后用天平稱重（精確到0.001 g），以每盆中所有植株地上部分的總干重作為該材料的地上生物量.

2）地下生物量干重.將花盆中取過(guò)地上生物量的土塊（內(nèi)有地下部分）全部轉(zhuǎn)移到紗布中，用流水不斷的沖洗，將泥土沖走后從紗布中取出存留的根，用濾紙吸干水分，按照上述方法將根烘干至恒重、稱量.以每盆中所有植株地下部分的總干重做為材料的地下生物量.

1.3.6 數(shù)據(jù)處理方法

利用SAS和EXCEL軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并進(jìn)行進(jìn)一步的綜合評(píng)價(jià).

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)葦狀羊茅細(xì)胞質(zhì)膜透性的影響

從表2可見(jiàn)，T1～T8等8個(gè)品種在低鹽濃度下根細(xì)胞相對(duì)電解質(zhì)滲出率變化不大，而在高鹽濃度（0.6%）時(shí)相對(duì)電解質(zhì)滲出率迅速升高，說(shuō)明鹽脅迫對(duì)這幾個(gè)品種的影響比較明顯；而T9在各鹽濃度的脅迫下細(xì)胞膜相對(duì)質(zhì)膜透性增加不大，鹽脅迫對(duì)它的細(xì)胞膜破壞程度較小，表明T9不易受到鹽脅迫的危害.從表2可知鹽脅迫后的15 d分別測(cè)定這些材料葉片的電解質(zhì)滲出率，計(jì)算出相對(duì)質(zhì)膜透性，方差分析表明材料間有顯著差異（P＜0.05），鹽濃度間存在極顯著差異（P＜0.01）.

表29 份羊茅材料在不同鹽處理下的相對(duì)質(zhì)膜透性Tab.2Relative membrane permeability of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under different salt treatment

2.2 鹽脅迫對(duì)葦狀羊茅游離脯氨酸的影響

從表3看出，隨著鹽濃度的升高葦狀羊茅中相對(duì)游離脯氨酸含量呈上升的趨勢(shì).在0.6%和0.8%鹽濃度脅迫下較對(duì)照顯著增加（P＜0.05），0.4%NaCl濃度處理下相對(duì)脯氨酸含量與對(duì)照的差異不顯著（P＞0.05）.

2.3 鹽脅迫對(duì)葦狀羊茅成活率的影響

隨著鹽濃度的增加葦狀羊茅幼苗的相對(duì)成活率逐漸下降（見(jiàn)表4）.0.4%鹽濃度處理下的幼苗的相對(duì)成活率與對(duì)照之間無(wú)顯著差異，而鹽濃度為0.6%和0.8%時(shí)幼苗相對(duì)成活率卻極顯著地低于對(duì)照（P＜0.01），鹽濃度0.4%和0.6%的處理間存活率的差異不顯著（P＞0.05）.

2.4 鹽脅迫對(duì)葦狀羊茅株高的影響

經(jīng)方差分析后，從表5得知處理后材料的相對(duì)株高顯著低于對(duì)照（P＜0.05），且不同處理間株高差異亦達(dá)到顯著水平（P＜0.05）.

表39 份葦狀羊茅材料在不同鹽處理下的游離脯氨酸含量μg/gTab.3 Free proline content of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under different salt treatmentμg/g

2.5 鹽脅迫對(duì)葦狀羊茅生物量的影響

方差分析見(jiàn)表6，鹽處理下總生物量極顯著低于對(duì)照（P＜0.01），0.4%和0.6%的鹽處理間總生物量的差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），0.8%和0.6%處理間總生物量的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）但是未達(dá)到極顯著差異（P＞0.01）.試驗(yàn)結(jié)果表明鹽脅迫下羊茅地上部和地下部的生長(zhǎng)均在很大程度上受到抑制，總生物量隨著濃度的增加而降低.

3 討論與結(jié)論

植物和環(huán)境發(fā)生作用，首先要通過(guò)質(zhì)膜，質(zhì)膜對(duì)不良環(huán)境的反應(yīng)引起質(zhì)膜透性的變化[5].膜透性的變化是反映其接受脅迫傷害程度的一個(gè)很好脅變指標(biāo).鹽分脅迫對(duì)植物的傷害作用主要是離子脅迫致使細(xì)胞質(zhì)膜損傷，質(zhì)膜發(fā)生相變，使其選擇性遭破壞，胞內(nèi)大量離子或某些有機(jī)物質(zhì)外滲[6].

表49 份材料在不同鹽處理下幼苗的相對(duì)成活率Tab.4 Relative survival rate of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under different salt treatment

表59 份材料在不同鹽處理下的幼苗株高 cmTab.5 Seedings height of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under different salt treatment cm

脯氨酸（proline）是植物細(xì)胞質(zhì)中一種游離氨基酸，具有很高的水溶性.有些學(xué)者研究認(rèn)為它可以保護(hù)細(xì)胞膜系統(tǒng)，維持胞內(nèi)酶的結(jié)構(gòu)，減少胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解，脯氨酸含量的增高能夠降低葉片細(xì)胞的滲透勢(shì)，防止細(xì)胞脫水.它的積累可以防止氮素的流失，而且對(duì)植物不產(chǎn)生毒副作用[7].在通常情況下植物體內(nèi)游離脯氨酸的含量很低，但在逆境條件下植物體內(nèi)的脯氨酸含量可猛增數(shù)十倍至百倍，到目前為止，大量證據(jù)表明脯氨酸的累積具有多種生理意義[8].如作為細(xì)胞質(zhì)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)穩(wěn)定大分子結(jié)構(gòu)等，植物體的內(nèi)源脯氨酸可能具有清除活性氧的作用[9]，高濃度的脯氨酸可降低細(xì)胞液中鹽濃度、減輕鹽的脅迫作用.總之，脯氨酸有提高植物抗鹽性和降低鹽害的作用，從試驗(yàn)可得如下結(jié)果：

表69 份材料在不同鹽處理下的生物量干重 gTab.6 Biomass dry weight of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under diffrent salt treatment g

1）隨著鹽處理濃度的加大、鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，各材料幼苗的存活率顯著下降；葦狀羊茅種質(zhì)材料地上和地下部分的干重明顯降低.在鹽脅迫下，地上和地下相對(duì)生物量較高的材料有T4、T2和T3；隨著鹽脅迫濃度的加大，株高明顯下降，其中T7和T5受鹽危害較大，T2和T9受害較輕.

2）脯氨酸在鹽脅迫下的變化率可作為高羊茅種質(zhì)材料抗鹽性鑒定的一個(gè)生理指標(biāo).葦狀羊茅材料耐鹽性的強(qiáng)弱與質(zhì)膜相對(duì)透性呈負(fù)相關(guān)，試驗(yàn)結(jié)果與苗期表型鑒定結(jié)果相符合，因此，鹽脅迫條件下葦狀羊茅細(xì)胞膜透性的變化也可作為葦狀羊茅材料耐鹽性鑒定指標(biāo)之一.

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Salt-tolerance Studies of 9 Varieties of Festuca Arundinacea Schreb

JIA Zheng
（Department of Mathematics and Science，F(xiàn)enyang Normal Branch of Lvliang College，Lvliang 032200，China）

In this paper,9 varieties of Festuca arundinacea Schreb were studied under 4 concentrations of NaCl solu?tion by pot experiments.Morphological indexes(mainly plant survival rate,the relative height and biomass weight)and physiological indexes(relative membrane permeability and free proline content)were observed.So the salt tolerance was comprehensively assessed.The results showed that with the extension of time under salt stress,plant survival rate,the relative height and biomass dry weight increased,relative memberane permeabillty and free proline content decreased.3 varities were found to be able to bear high concentration of salt.

Festuca arundinacea Schreb；Salt stress；Comprehensive evaluation

Q 945.78

A

1674-4942（2011）03-0317-05

2011-04-30

黃 瀾