申玉香， 李洪山， 封功能， 徐 華， 程秀珠

(鹽城工學(xué)院海洋與生物工程學(xué)院，江蘇鹽城 224051)

土壤鹽堿化是全球面臨的重要環(huán)境問(wèn)題。目前我國(guó)擁有的鹽堿土面積為2 700萬(wàn)hm2，大量的鹽堿土和不斷出現(xiàn)的土壤次生鹽漬化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中糧食安全的主要障礙之一。提高鹽堿土作物的生產(chǎn)能力一直是農(nóng)業(yè)工作者追求的目標(biāo)，其中最為直接有效的方法是選育耐鹽作物品種。

油菜為中度耐鹽作物，選擇合適的耐鹽油菜品種在沿海灘涂種植，不僅可以改良鹽堿土，而且對(duì)增加油菜種植面積、滿足市場(chǎng)對(duì)油料和蛋白質(zhì)的需求意義重大。

早期(發(fā)芽期和苗期)的耐鹽生理指標(biāo)選擇對(duì)縮短育種年限的意義較大。龍衛(wèi)華等通過(guò)不同濃度的鹽分脅迫芽期試驗(yàn)，研究鹽分脅迫下發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根長(zhǎng)、胚芽長(zhǎng)、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量等指標(biāo)，鑒定出一批芽期耐鹽的油菜品種資源，并對(duì)芽期耐鹽指標(biāo)進(jìn)行了探索[1-3]。多數(shù)研究認(rèn)為，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)與耐鹽性關(guān)系密切，李源龍認(rèn)為，低鹽處理可以通過(guò)株高區(qū)分耐鹽性，高鹽處理可以通過(guò)干質(zhì)量來(lái)區(qū)分[4]。油菜芽期耐鹽亦與內(nèi)部生理有關(guān)，低鹽和高鹽處理可以通過(guò)超氧化物歧化酶(SOD)的增加量差別來(lái)區(qū)分耐鹽性，高鹽處理可以通過(guò)過(guò)氧化物酶(POD)來(lái)區(qū)分。劉自剛等認(rèn)為，耐鹽品種(系)游離脯氨酸含量、抗氧化酶活性高于鹽敏感品種[5]；丁娟等研究了苗期鹽分脅迫對(duì)各生理指標(biāo)的影響，認(rèn)為苗期耐鹽性與芽期一致[6]。

相對(duì)于芽期研究結(jié)果來(lái)說(shuō)，鹽分脅迫對(duì)油菜苗期生長(zhǎng)與生理影響的研究并不多。本研究以3個(gè)芽期耐鹽性不同的油菜品種浙雙72、滬油雜4號(hào)、黔油28為材料，研究不同NaCl濃度對(duì)3個(gè)品種苗期生長(zhǎng)與生理指標(biāo)的影響，鑒定其苗期耐鹽性，同時(shí)選出適合油菜的耐鹽性評(píng)價(jià)指標(biāo)，為油菜耐鹽品種選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

3個(gè)油菜品種分別為浙雙72、滬油雜4號(hào)、黔油28，經(jīng)芽期耐鹽性鑒定分別為耐鹽、中等、敏感品種，購(gòu)于鹽城市種子公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)5個(gè)NaCl處理濃度，分別為0、75、150、225、300 mmol/L。

采用盆栽試驗(yàn)的方法，每個(gè)花盆(12 cm×10 cm×15 cm)放入2.5 kg經(jīng)過(guò)過(guò)篩處理的土壤，澆透水后于每個(gè)盆中相對(duì)應(yīng)地加入顆粒飽滿、大小相近的10粒油菜種子，當(dāng)種子發(fā)芽長(zhǎng)成幼苗后，每盆留5株長(zhǎng)勢(shì)相近的植株，幼苗長(zhǎng)至5葉1心時(shí)進(jìn)行不同濃度的NaCl處理，每盆澆200 mL NaCl溶液，每 4 d 處理1次，5次處理后第10天采集油菜植株樣品，用于生長(zhǎng)指標(biāo)(株高、葉面積、干質(zhì)量)和生化指標(biāo)[丙二醛含量(MDA)、SOD活性、POD活性、葉綠素和可溶性蛋白含量]的測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，用SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析與多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度鹽分脅迫對(duì)油菜苗期生長(zhǎng)的影響

由表1可知，隨著NaCl脅迫濃度的增加，3個(gè)油菜品種的株高逐漸下降。但是對(duì)于不同品種而言NaCl濃度對(duì)株高的影響不同，在75～150 mmol/L NaCl濃度脅迫下，浙雙72的幼苗株高與對(duì)照相比未達(dá)到顯著差異，≥225 mmol/L NaCl脅迫下其幼苗株高與對(duì)照相比差異達(dá)到極顯著水平；在 75 mmol/L NaCl脅迫下，滬油雜4號(hào)幼苗株高與對(duì)照相比未達(dá)到顯著水平，≥150 mmol/L NaCl脅迫下其幼苗株高與對(duì)照相比差異達(dá)到極顯著水平；所有NaCl脅迫下黔油28幼苗株高與對(duì)照相比差異達(dá)到極顯著水平。3個(gè)油菜品種在 300 mmol/L NaCl脅迫下其株高與對(duì)照相比下降幅度分別為14.20%、26.49%、30.73%，排序?yàn)檎汶p72<滬油雜4號(hào)<黔油28。3個(gè)油菜品種的葉面積隨著NaCl濃度的增加而下降，除了75 mmol/L NaCl濃度脅迫下浙雙72的幼苗葉面積與對(duì)照相比差異不顯著外，其他品種和濃度處理的葉面積與對(duì)照相比差異均達(dá)到極顯著水平，各個(gè)濃度下葉面積的減少幅度表現(xiàn)為浙雙72<滬油雜4號(hào)<黔油28，NaCl濃度為 300 mmol/L 時(shí)，3個(gè)油菜品種葉面積的下降幅度分別為32.06%、55.20%、60.59%；與葉面積趨勢(shì)一致，3個(gè)油菜品種的地上部干質(zhì)量隨著NaCl濃度的增加而下降，地上部干質(zhì)量在3個(gè)品種間的變化趨勢(shì)同葉面積，NaCl濃度為300 mmol/L 時(shí)，地上部干質(zhì)量的下降幅度分別為42.21%、55.55%、67.22%。NaCl對(duì)油菜生長(zhǎng)有明顯影響，對(duì)葉面積的影響明顯大于對(duì)株高的影響，進(jìn)而影響地上部干質(zhì)量。綜合株高、葉面積、干質(zhì)量3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)，3個(gè)油菜品種的耐鹽性依次為浙雙72>滬油雜4號(hào)>黔油28。

表1 不同濃度鹽分脅迫下的油菜幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)

2.2 不同濃度鹽分脅迫對(duì)油菜幼苗葉片膜脂過(guò)氧化指標(biāo)及保護(hù)酶活性的影響

由表2可知，隨著NaCl處理濃度的增加，3個(gè)品種油菜葉片中丙二醛含量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。在低鹽濃度脅迫下，丙二醛含量的增加幅度小于高鹽濃度。3個(gè)品種中，丙二醛含量上升幅度存在差異，在低鹽脅迫下(75 mmol/L NaCl)滬油雜4號(hào)和浙雙72丙二醛含量與對(duì)照相比差異不顯著，黔油28丙二醛含量與對(duì)照相比差異極顯著。各鹽分濃度下的丙二醛含量增加幅度均表現(xiàn)為浙雙72<滬油雜4 號(hào)< 黔油28；當(dāng)鹽濃度為300 mmol/L時(shí)，各品種油菜的丙二醛含量均達(dá)到了試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)的最大值，相較于對(duì)照分別增長(zhǎng)51.86%、140.35%、189.03%。隨著NaCl濃度的增加，黔油28的SOD活性隨著鹽濃度的升高而降低，與對(duì)照相比，SOD活性均達(dá)極顯著水平；滬油雜4號(hào)和浙雙72的SOD活性隨著鹽濃度的升高先上升后下降，滬油雜4號(hào)在NaCl濃度為150 mmol/L時(shí)達(dá)到峰值，浙雙72在NaCl濃度為 225 mmol/L 時(shí)達(dá)到峰值，2個(gè)品種在各鹽濃度下的SOD活性均極顯著高于對(duì)照；3個(gè)品種中，浙雙72的SOD活性明顯高于滬油雜4號(hào)和黔油28，黔油28的SOD活性除了在對(duì)照條件下高于滬油雜4號(hào)，在其他濃度鹽分脅迫下均低于滬油雜4號(hào)。

表2 不同濃度鹽分脅迫下的油菜幼苗葉片膜脂過(guò)氧化指標(biāo)

在0～150 mmol/L鹽濃度范圍內(nèi)，浙雙72的POD活性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在150 mmol/L濃度時(shí)POD活性降到最低值，在150～300 mmol/L濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但POD活性始終未能超過(guò)對(duì)照組。滬油雜4號(hào)的POD活性隨著鹽濃度的升高呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，黔油28的POD活性變化不是很明顯。黔油28的POD活性低于其他2個(gè)品種，對(duì)于減輕活性氧對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的傷害的效果最弱。

2.3 不同濃度鹽分脅迫對(duì)油菜葉綠素含量的影響

由表3可知，隨著NaCl濃度的增加，3個(gè)油菜品種葉片中葉綠素含量(SPAD值)呈先上升后下降的趨勢(shì)。在0～225 mmol/L NaCl濃度范圍內(nèi)，隨著鹽分濃度增加，葉綠素含量(SPAD值)增加，NaCl濃度為225 mmol/L時(shí)達(dá)到最大值，NaCl濃度為300 mmol/L時(shí)下降。3個(gè)油菜品種中浙雙72葉綠素含量(SPAD值)受鹽分脅迫影響最小，各處理間差異未達(dá)顯著水平，其次為滬油雜4號(hào)，僅在NaCl濃度為225 mmol/L 時(shí)與對(duì)照相比差異達(dá)顯著水平，黔油28受鹽分脅迫的葉綠素含量(SPAD值)變化最大，75～225 mmol/L NaCl處理時(shí)與對(duì)照相比差異均達(dá)極顯著水平。

表3 不同濃度鹽分脅迫下的油菜葉片葉綠素含量(SPAD值)

所有處理中，3個(gè)品種油菜葉片中葉綠素含量(SPAD值)均表現(xiàn)為滬油雜4號(hào)>黔油28>浙雙72。

2.4 不同濃度鹽脅迫對(duì)油菜葉片中可溶性蛋白含量的影響

由表4可知，鹽分濃度對(duì)油菜葉片中可溶性蛋白含量的影響規(guī)律不明顯。經(jīng)過(guò)鹽分脅迫的浙雙72可溶性蛋白含量均比對(duì)照高，但差異均未達(dá)顯著水平。低鹽脅迫下滬油雜4號(hào)可溶性蛋白含量顯著低于對(duì)照，在300 mmol/L高鹽脅迫下高于對(duì)照。經(jīng)過(guò)鹽分脅迫的黔油28可溶性蛋白含量均比對(duì)照低，差異達(dá)到極顯著水平。

2.5 鹽分濃度與生長(zhǎng)、生理指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表5可知，鹽分濃度與3個(gè)品種的株高、葉面積、干質(zhì)量、丙二醛含量和SOD活性的相關(guān)性達(dá)顯著或極顯著水平，鹽分濃度與滬油雜4號(hào)的POD活性和葉綠素含量的相關(guān)性達(dá)顯著或極顯著水平，鹽分濃度與黔油28和浙雙72的POD活性和葉綠素含量的相關(guān)性不顯著，鹽分濃度與3個(gè)品種的蛋白質(zhì)含量的相關(guān)性不顯著。

表4 不同濃度鹽分脅迫下油菜葉片中可溶性蛋白含量

表5 鹽分濃度與生長(zhǎng)、生理指標(biāo)的相關(guān)性

3 結(jié)論與討論

油菜苗期生長(zhǎng)對(duì)鹽分脅迫的響應(yīng)效應(yīng)明顯。研究表明，鹽分脅迫導(dǎo)致植株外部形態(tài)出現(xiàn)矮小，葉色變濃，葉片皺縮。植株生長(zhǎng)指標(biāo)隨著鹽分濃度的增加，株高、葉面積、干物質(zhì)質(zhì)量下降，油菜品種不同，株高、葉面積、干物質(zhì)質(zhì)量下降幅度不同，與大多數(shù)研究結(jié)果[7-10]一致。綜合考察表明，3個(gè)品種的耐鹽性表現(xiàn)為浙雙72>滬油雜4號(hào)>黔油28，與筆者發(fā)芽試驗(yàn)研究的結(jié)果一致，即利用芽期的耐鹽性可以預(yù)測(cè)苗期的耐鹽性，與丁娟等研究結(jié)果[6]相同。

鹽分導(dǎo)致油菜生長(zhǎng)指標(biāo)下降與鹽分脅迫下油菜幼苗葉片膜脂過(guò)氧化有關(guān)。鹽分脅迫下3個(gè)油菜品種的MDA含量隨著鹽分濃度的增加而增加。品種間的耐鹽性差異與葉片SOD活性有關(guān)，鹽敏感品種黔油28的SOD活性隨著鹽分濃度增加而降低，耐鹽品種浙雙72的SOD活性?xún)H在 300 mmol/L 高鹽脅迫下下降。POD活性對(duì)于油菜品種耐鹽性的影響不如SOD活性明顯。與李源龍的低鹽和高鹽處理可以通過(guò)SOD的增加量差別來(lái)區(qū)分耐鹽性，高鹽處理可以通過(guò)POD的增加量來(lái)區(qū)分的研究結(jié)果[4]相似。

鹽分脅迫引起油菜葉色變濃，與中低鹽導(dǎo)致油菜葉綠素含量增加有關(guān)。鹽分脅迫下耐鹽品種浙雙72的葉綠素含量相對(duì)穩(wěn)定，鹽敏感品種黔油28的葉綠素含量受鹽分脅迫波動(dòng)較大。與丁娟等在油菜中的研究結(jié)果[6]和孫璐等在高粱中的研究結(jié)論[11]一致。

鹽分脅迫下不同油菜品種的可溶性蛋白質(zhì)含量亦可能與品種的耐鹽性有關(guān)[12-13]，鹽敏感品種黔油28的可溶性蛋白質(zhì)含量極顯著低于對(duì)照，耐鹽品種浙雙72的可溶性蛋白質(zhì)含量相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)鹽分脅迫有一定滲透調(diào)節(jié)作用。與前人研究的耐鹽品種的可溶性蛋白含量要么不受鹽分脅迫影響，要么擁有相對(duì)高的蛋白質(zhì)含量結(jié)論[14-15]一致。

根據(jù)鹽分濃度與生理指標(biāo)的相關(guān)性分析可以看出，3個(gè)品種中，株高、葉面積、干質(zhì)量、丙二醛含量、SOD活性與鹽分濃度間的相關(guān)性較大，這些指標(biāo)可以作為油菜耐鹽性鑒定的依據(jù)，POD活性、蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量與鹽分濃度間的相關(guān)性存在品種間差異，不宜作為油菜苗期耐鹽性鑒定的指標(biāo)，可以作為參考指標(biāo)。