周思言

（響水縣農(nóng)業(yè)干部學(xué)校，江蘇 鹽城 224600）

不同鹽濃度對楊樹組培苗抗氧化酶活力的影響

周思言

（響水縣農(nóng)業(yè)干部學(xué)校，江蘇 鹽城 224600）

以NL-895楊組培苗為材料，研究不同濃度的鹽脅迫對其幾種抗氧化酶活性的影響。結(jié)果表明，在50 mmol/L NaCl處理下其具有較高的耐鹽性，能夠正常生長。在100 mmol/L NaCl處理下受到一定的氧化脅迫，根對鹽脅迫比葉更敏感些；在100 mmol/L NaCl鹽脅迫10 d時，根中AsA-POD活性、GR活性和葉中CAT活性含量與對照相比，分別上升了82.62%、36.36%、58.05%；鹽脅迫20 d時，兩種鹽濃度處理下的根中CAT活性變化幅度均大于葉。

楊樹組培苗；鹽脅迫；氧化脅迫；抗氧化酶；耐鹽性

楊樹（Populus spp.）是重要的造林綠化樹種，也是園林綠化、“四旁”綠化、用材和農(nóng)田防護(hù)林的常用樹種，具有樹干高大通直、生長快、栽培管理簡便等特點[1-3]。

江蘇省海岸線漫長，海岸帶廣闊，鹽堿地面積大。海堤防護(hù)林的建設(shè)對樹種抗逆性特別是耐鹽性的要求較高。鹽堿環(huán)境脅迫下，植物體由于細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）的產(chǎn)生增多，引發(fā)了活性氧的代謝紊亂，對細(xì)胞造成一系列的毒害[4]。植物在長期的適應(yīng)過程中，為了響應(yīng)和防御氧化脅迫，形成了一套精細(xì)而又復(fù)雜的抗氧化系統(tǒng)，其中包括抗氧化酶類和抗氧化劑類?？寡趸割惏▽OS起直接作用的過氧化氫酶（CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（AsA-POD）、超氧化物歧化酶（SOD）等，還包括維持抗氧化物質(zhì)還原性所必須的酶類如谷胱甘肽還原酶（GR）等[5]。本文研究了NL-895楊樹組培時不同濃度鹽脅迫對幾種抗氧化酶活性的影響，探討鹽分對苗木危害機(jī)理，為楊樹新品種的開發(fā)利用及擴(kuò)大種植范圍提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗采用美洲黑楊雜種優(yōu)良無性系NL-895楊樹的組培苗。

1.2 方法

1.2.1 楊樹組培苗的培養(yǎng)

先將楊樹莖端剪成1 cm左右，然后將其培養(yǎng)在MS+0.2 mg/L 6-BA+0.02 mg/L NAA+0.02 mg/L TDZ +3%蔗糖+0.65%瓊脂的分化培養(yǎng)基上，約5～6 d開始于基部長出叢芽；30～40 d后叢芽長至2 cm時，將各個芽苗培養(yǎng)在1/2MS+3%蔗糖+0.65%瓊脂的生根培養(yǎng)基上，約5～6 d即可生根，30 d能長至5 cm左右，根系發(fā)達(dá)；再進(jìn)行一次繼代，繼代培養(yǎng)基同生根培養(yǎng)基，約5～6 d均生出須根，繼續(xù)培養(yǎng)至60 d。

1.2.2 NaCl處理

基本培養(yǎng)基均采用1/2 MS培養(yǎng)基，不加瓊脂，液體培養(yǎng)。設(shè)置0（CK）、50、100、150、200 mmol/L5個NaCl濃度梯度。NaCl在高壓滅菌前加入，選擇生長一致的再生芽接種到培養(yǎng)基中，每瓶放1株，每處理10瓶。以上培養(yǎng)條件為高壓鍋滅菌121℃、20 min，pH為5.8，溫度為25℃，濕度為50%～70%，光照為2 000 lux。試驗均重復(fù)3次，以3次試驗所得數(shù)據(jù)計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差，采用SPSS18.0軟件進(jìn)行方差分析。

1.2.3 取樣

因為150、200 mmol/L NaCl處理的楊樹幼苗在5～6 d就開始出現(xiàn)萎蔫癥狀，最終死亡。因此試驗稱取待鹽處理后10 d和20 d對照、50 mmol/L、100 mmol/L的NaCl處理后的根、葉備用。

1.2.4 測定項目及方法

過氧化氫酶（CAT）活性的測定采用紫外吸收法[6]?？箟难徇^氧化物酶（AsA-POD）活性的測定采用AsA氧化法[7]。谷胱甘肽還原酶（GR）活性的測定根據(jù)李忠光等的方法[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對過氧化氫酶（CAT）活性的影響

由圖1可知，鹽脅迫10 d時，根中CAT活性變化幅度不大；鹽脅迫20 d時，根中CAT活性顯著上升，且50 mmol/LNaCl脅迫下的根中CAT活性高于100 mmol/LNaCl脅迫的。方差分析表明，在P＜0.01下，鹽脅迫與對照相比，20 d時，根中CAT活性的差異達(dá)到極顯著水平。表明短時間內(nèi)，鹽脅迫對楊樹根沒有顯著的影響；隨時間的延長，鹽脅迫能顯著促進(jìn)楊樹根中CAT活性的上升，但是鹽濃度增加，促進(jìn)作用下降。

由圖1可知，在鹽脅迫10 d時，50 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹葉中CAT活性比對照下降了41.47%，到20 d時卻比對照上升了52.26%；而100 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹葉中CAT活性在10 d時比對照上升了58.05%，到20 d時卻比對照下降了17.10%。雖然50 mmol/LNaCl短時間內(nèi)能抑制楊樹葉中的CAT活性，但隨時間的延長卻能促進(jìn)葉中CAT活性的上升；而100 mmol/LNaCl短時間內(nèi)促進(jìn)楊樹葉中CAT活性上升，隨時間的延長，卻抑制CAT的活性。

圖1 NaCl脅迫對CAT活性的影響

綜上所述，50 mmol/L NaCl在10 d內(nèi)抑制楊樹CAT活性，隨時間的延長，卻促進(jìn)楊樹CAT活性的上升；而100 mmol/L NaCl在10 d內(nèi)能促進(jìn)楊樹根和葉中CAT活性的上升，隨時間的延長，根中促進(jìn)作用增強(qiáng)，卻抑制葉中CAT活性。

2.2 NaCl脅迫對抗壞血酸過氧化物酶(AsA-POD)活性的影響

由圖2可見，鹽脅迫初期（10 d），50 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹根中AsA-POD活性比對照上升了43.85%，而100 mmol/L NaCl脅迫的卻比對照上升了82.62%。方差分析表明，在P＜0.01下，鹽脅迫與對照相比，10 d時根中AsA-POD活性的差異達(dá)到極顯著水平；鹽脅迫末期（20 d），鹽脅迫下根中AsA-POD活性與對照相比上升幅度不大。因此，鹽脅迫能夠促進(jìn)楊樹根中AsA-POD活性的增強(qiáng)，但隨處理時間的延長，鹽脅迫的促進(jìn)作用明顯減弱，且鹽濃度越高，AsA-POD活性下降越明顯。

圖2 NaCl脅迫對AsA-POD活性的影響

從圖2可以看出，鹽脅迫初期（10 d），50 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹葉中AsA-POD活性比對照下降了15.98%，100 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹葉中AsA-POD活性卻比對照上升了14.51%。方差分析表明，在P＜0.01下，鹽脅迫與對照相比，10 d時葉中AsA-POD活性的差異達(dá)到極顯著水平。鹽脅迫末期（20 d），50 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹葉中AsA-POD活性比對照上升了 16.42%；而 100 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹葉中AsA-POD活性比對照下降了 4.94%，卻比鹽脅迫初期下降了39.94%。方差分析表明，在P＜0.05下，鹽脅迫與對照相比，20 d時葉中AsA-POD活性的差異達(dá)到顯著水平。

綜上所述，50 mmol/L NaCl在短時間內(nèi)促進(jìn)根中AsA-POD活性的增強(qiáng)，抑制葉中AsA-POD活性；但隨時間的延長，促進(jìn)根中AsA-POD活性的作用下降，促進(jìn)葉中AsA-POD活性的上升。而100 mmol/L NaCl在短時間內(nèi)能促進(jìn)楊樹AsA-POD活性的上升；隨處理時間的延長，根中促進(jìn)作用下降，抑制葉中AsA-POD活性。表明在鹽濃度達(dá)到100 mmol/L以上，長時間鹽脅迫會使楊樹AsA-POD活性下降；且短時間內(nèi)根對鹽處理比葉敏感些，到20 d時，低濃度處理時葉比根敏感些，而高濃度處理時根比葉更敏感。

2.3 NaCl脅迫對谷胱甘肽還原酶(GR)活性的影響

由圖3可見，鹽脅迫10 d時，50 mmol/L NaCl脅迫下楊樹根中GR活性僅比對照下降了9.09%，而100 mmol/L NaCl比對照上升了36.36%；到20 d時，50 mmol/L NaCl脅迫下楊樹根中GR活性比對照上升了61.54%，而100 mmol/L NaCl比對照上升了38.46%。因此，隨處理時間的延長，鹽脅迫促進(jìn)楊樹根中GR活性的上升，且鹽濃度增加，促進(jìn)作用下降。

圖3 NaCl脅迫對GR活性的影響

由圖3可知，不同鹽濃度脅迫在短時間內(nèi)對楊樹葉中GR活性均有促進(jìn)作用，但不顯著。鹽脅迫初期（10 d）時，50 mmol/L NaCl脅迫下楊樹葉中GR活性與100 mmol/L NaCl相同均僅比對照上升了9.80%；到20 d時，50 mmol/L NaCl脅迫下楊樹葉中GR活性比對照下降了49.46%，而100 mmol/L NaCl比對照下降了66.67%。方差分析表明，在P＜0.01下，鹽脅迫與對照相比，20 d時葉中GR活性的差異達(dá)到極顯著水平。因此，在鹽處理10 d內(nèi)，NaCl能促進(jìn)楊樹葉中GR活性的上升，隨處理時間的延長，則抑制GR活性，且隨鹽濃度增加，這種抑制作用更明顯。50 mmol/LNaCl在鹽處理10 d內(nèi)抑制楊樹根中GR活性，卻能促進(jìn)葉中GR活性；但處理時間的延長，則能促進(jìn)根中GR活性，卻抑制葉中GR活性。100 mmol/L NaCl在10 d內(nèi)促進(jìn)根葉中GR活性的上升；處理時間的延長，則促進(jìn)作用下降，甚至抑制葉中GR活性。在鹽脅迫20 d時，50 mmol/LNaCl脅迫下根葉中GR活性均高于100 mmol/LNaCl。表明當(dāng)鹽濃度大于100 mmol/L NaCl以上時，楊樹GR活性下降得更明顯。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，NaCl脅迫下楊樹組培苗的幾種抗氧化酶的活性發(fā)生了一系列的變化。在正常情況下，植物細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與清除處于動態(tài)平衡，而當(dāng)植物在逆境下，由于體內(nèi)活性氧代謝加強(qiáng)而使活性氧發(fā)生積累，當(dāng)積累超過抗氧化系統(tǒng)的清除能力時，就會導(dǎo)致抗氧化酶活性的降低和膜脂過氧化[9-12]。CAT、AsA-POD等保護(hù)酶類在植物體內(nèi)協(xié)同作用清除過量的活性氧，維持活性氧的代謝平衡，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)，從而使植物在一定程度上忍耐、減緩或抵御逆境脅迫傷害[13]。GR是一種黃素蛋白氧化還原酶，在抗氧化脅迫中的作用體現(xiàn)在通過抗壞血酸、谷胱甘肽循環(huán)使植物細(xì)胞重要的兩種非酶抗氧化劑——抗壞血酸、谷胱甘肽得以再生[14]。

以上分析在一定程度上表明了楊樹具有一定的耐鹽能力，在50 mmol/LNaCl處理下具有較高的耐鹽性，能夠正常生長；而在100 mmol/L NaCl處理下受到一定的氧化脅迫；150 mmol/L NaCL和200 mmol/LNaCl處理的楊樹幼苗萎蔫死亡，表明此濃度超出楊樹可耐受范圍。根對鹽脅迫比葉更敏感些，因為根系生長在土壤中，直接與鹽漬環(huán)境接觸，受鹽分影響最大、最直接。本課題利用NL-895楊樹的組培苗研究微環(huán)境下不同濃度鹽脅迫對楊樹生長的影響，僅是從楊樹根、葉脅迫后表現(xiàn)出來的幾種抗氧化酶活性變化上得出楊樹具有一定的抗鹽性，這對研究楊樹抗鹽性方面提供了一定的理論依據(jù)，為楊樹新品種的開發(fā)利用擴(kuò)大種植范圍提供技術(shù)參考。然而植物抗鹽作用機(jī)制是比較復(fù)雜的，衡量耐鹽性的指標(biāo)也很多，這還有待于我們從其他方面更全面的分析，并對楊樹抗鹽性作進(jìn)一步深入的研究。

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（責(zé)任編輯：楊婷婷）

Effects of Different Salinities on the Antioxidase Activities of Poplar Tissue Culture Plantlets

ZHOU Siyan

(Agricultural Cadre School of Xiangshui County,Yancheng 224600,Jiangsu,China)

In this paper tissue culture plantlets of poplar variety NL-895 were used as materials to study effects of different salinities on the antioxidase activities.The results showed that the plantlets treated with 50 mmol/L NaCl had relatively high salt tolerance and could grow normally.Those treated with 100 mmol/L NaCl suffered some oxidative stress with the roots being more sensitive to salt stress than the leaves;when salt stressed with 100 mmol/L NaCl for 10d,the active contents of AsA-POD and GR in the roots and the active contents of CAT in the leaves were 82.62%,36.36%and 58.05%higher than those of the control group respectively;when salt-stressed for 20 d, the rangeabilities of CAT in the roots were higher than those in the leaves in the two salinities.

Poplar tissue culture plantlets;Salt stress;Oxidative stress;Antioxidase;Salt tolerance

S792.11

A

2095-0152（2016）06-0017-04

2016-10-17

2016-11-05

周思言（1989-），女，助理工程師，主要從事基層農(nóng)林技術(shù)培訓(xùn)推廣工作。E-mail：xsngx2010@163.com