潘鐳文，向春陽，通信作者，丁建文，劉江波，杜錦，曹高燚

外源水楊酸處理油菜幼苗對鹽脅迫的生理響應(yīng)

潘鐳文1，向春陽1，通信作者，丁建文2，劉江波1，杜錦1，曹高燚1

（1. 天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300392；2. 天津中天潤農(nóng)科技有限公司，天津 300000）

天津市鹽漬化土地面積約占總土地面積的65.8%，油菜作為油料和改善生態(tài)環(huán)境的作物有著廣闊的應(yīng)用前景，研究油菜的耐鹽性具有重要意義。在不同含鹽量的土壤條件下，研究了外源水楊酸對油菜幼苗生理特性的影響。結(jié)果表明：土壤含鹽量在0.04%～0.35%范圍內(nèi)，油菜幼苗可溶性糖含量隨著含鹽量的增加而顯著增加，隨著含鹽量的進一步增加而顯著降低。鹽脅迫下，水楊酸處理的油菜幼苗中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量均比對照組顯著增加，水楊酸處理的油菜幼苗丙二醛含量比對照組顯著下降。在0.35%以上的高含鹽量下，水楊酸處理比對照組均顯著提高了油菜幼苗中過氧化氫酶的活性。各種土壤含鹽量下，水楊酸處理比對照組均顯著提高了超氧化物歧化酶的活性。水楊酸可以增加油菜幼苗滲透物質(zhì)的含量，降低丙二醛的含量和增強抗氧化酶的活性緩解油菜的鹽害。外源水楊酸處理是提高油菜幼苗耐鹽性的有效方法之一。

鹽脅迫；油菜；水楊酸；生理特性；幼苗

土壤鹽漬化會造成土壤板結(jié)、土壤中有效養(yǎng)分降低，嚴重危害了植物的生長，是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要脅迫因素之一[1-2]。天津地區(qū)鹽漬化土壤面積分布廣泛，對作物的生長十分不利。采用外源物處理種子和幼苗以提高植物在鹽漬化土壤上的生長能力是利用鹽漬化土壤的有效方法之一。油菜（L.）是十字花科蕓薹屬植物，分甘藍型油菜（L.）、芥菜型油菜（L.）和白菜型油菜L.）三大類。油菜秸稈還田具有良好的減氮增效的作用[3]，青貯飼用油菜是良好的山羊青貯飼料[4]，油菜也能改善生態(tài)環(huán)境[5]。水楊酸（Salicylic acid，SA）是一種受環(huán)境脅迫反應(yīng)時能激活植物過敏反應(yīng)，并獲得植物系統(tǒng)抗性的酚類化合物，外源SA能誘導(dǎo)植物體內(nèi)相關(guān)蛋白質(zhì)基因表達進而產(chǎn)生抗鹽性等[6]。鹽脅迫對油菜種子萌發(fā)、幼苗生理和光合特性的研究已有相關(guān)報道[7-9]，但主要是采用NaCl脅迫。SA對鹽脅迫下植物幼苗的影響研究多在紫花苜蓿[10]、水飛薊[11]、棉花[12]、玉米[13]、百日草[14]、辣椒[15]和小麥[16]等植物上。外源物對鹽脅迫下的油菜分析也主要是SA對NaCl脅迫下油菜幼苗根系影響方面[17]和外源ATP對鈉鹽脅迫下油菜種子萌發(fā)和幼苗生長影響方面[18]。在不同土壤含鹽量下外源SA對油菜幼苗生理特性影響方面的研究較少。因此，在不同土壤含鹽量下，分析SA對油菜幼苗生理特性的影響表現(xiàn)，為低鹽漬化土壤上油菜的種植提供科學(xué)依據(jù)，充分利用鹽漬化土壤具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗材料為甘藍型油菜品種‘陜雜2號’，由天津市農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所提供。

1.2 試驗方法

用1%的次氯酸鈉溶液浸種10 min，清水沖洗干凈。試驗分兩組，對照組和處理組分別用水、 1 mmol/L的SA浸種12 h，SA預(yù)先用少量的乙醇溶解再用蒸餾水定容。兩種處理后的種子分別播于5種鹽濃度的土壤中，每盆土壤中均勻播種15穴，3次重復(fù)。5種土壤的含鹽量是0.04%、0.20%、0.35%、0.52%和0.68%，分別用0、40、80、120和160 mmol/L的NaCl溶液調(diào)節(jié)，土壤含鹽量調(diào)節(jié)參見文獻[19]方法。出苗高度達2 cm時，處理組每盆對幼苗噴施SA 3 mL。幼苗長到8 cm時測定葉片中的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛（Malonic dialdehyde，MDA）的含量，以及葉片中過氧化氫酶（Catalase，CAT）和超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）的活性。

1.3 測定項目與方法

可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定；CAT活性采用紫外吸收法測定；SOD活性采用氮藍四唑（NBT）法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；MDA含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定；脯氨酸含量采用比色法測定[20]（試劑盒：南京建成科技有限公司）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013分析數(shù)據(jù)并作圖，采用SPSS Statistics 25統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，并分析圖中所示的標準差。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源SA處理對鹽脅迫下油菜幼苗可溶性糖含量和蛋白質(zhì)含量的影響

可溶性糖是一種重要的生理滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。鹽脅迫下，可溶性糖含量的增加能提高植物細胞的保水能力。從圖１可以看出，土壤含鹽量在0.04%～0.35%范圍內(nèi)，油菜幼苗可溶性糖含量隨著含鹽量的增加而顯著增加，隨著含鹽量的進一步增加而顯著降低。鹽脅迫下，SA處理的油菜幼苗的可溶性糖含量均比對照組顯著增加。鹽濃度為0.04%、0.20%、0.35%、0.52%和0.68%時，處理組比對照組油菜幼苗的可溶性糖含量分別提高了39.81%、24.61%、16.34%、26.83%和16.27%。

可溶性蛋白不僅是一種營養(yǎng)物質(zhì)，而且是一種重要的滲透調(diào)節(jié)劑。植物體內(nèi)可溶性蛋白的增加和積累也能提高細胞的保水能力。從圖1可以看出，油菜幼苗葉片中的可溶性蛋白含量在0.04%～0.20%的低含鹽量范圍內(nèi)呈顯著增加的趨勢，隨著土壤含鹽量的進一步增加表現(xiàn)出顯著降低的趨勢。在各種土壤含鹽量下，用SA處理的油菜幼苗中可溶性蛋白含量均比對照組顯著增加。

由此可見，SA能通過增加葉片中可溶性糖和可溶性蛋白的含量來提高油菜幼苗的抗鹽性。

圖1 不同鹽脅迫下SA處理油菜幼苗可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的變化

注：柱上不同小寫字母表示在0.05水平上有顯著性差異（＜0.05）。下同

2.2 外源SA處理對鹽脅迫下油菜幼苗脯氨酸含量和MDA含量的影響

脯氨酸在植物體內(nèi)的積累可以有效提高細胞在逆境中吸收水分和保持水分的能力。圖2可見，在土壤含鹽量為0.04%～0.35%范圍內(nèi)，隨著含鹽量的增加油菜幼苗中脯氨酸含量顯著增加，隨著鹽含量的進一步增加，呈顯著降低的趨勢。在土壤含鹽量0.20%～0.68%范圍內(nèi)，SA處理組的油菜幼苗中脯氨酸含量均比對照組顯著增加。表明，一定含鹽量下，SA能通過增加脯氨酸的含量以提高油菜幼苗的抗鹽性。

鹽脅迫造成的損傷越嚴重，植物組織中MDA含量越高，植物組織的保護能力越弱。從圖2可以看出，在土壤含鹽量0.20%～0.68%范圍內(nèi)，對照組和SA處理組的MDA含量均隨著土壤含鹽量的增加而顯著增加。在含鹽量0.20%比0.04%的MDA含量顯著下降。在所有土壤含鹽量條件下，SA處理的油菜幼苗中MDA含量比對照組的油菜幼苗中MDA含量均顯著下降。植物組織受到鹽脅迫的影響會增加MDA含量，植株自我保護能力降低。SA處理會降低油菜幼苗中MDA的含量，增加油菜幼苗的耐鹽能力。

圖2 不同鹽脅迫下SA處理油菜幼苗脯氨酸含量和MDA含量的變化

2.3 外源SA處理對鹽脅迫下油菜幼苗CAT活性和SOD活性的影響

CAT和SOD都是植物抗氧化酶系統(tǒng)的重要成員。CAT和SOD都能有效清除生物體代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，防止植物過氧化作用造成的損害，從而產(chǎn)生對鹽脅迫環(huán)境的抗性。從圖3可以看出，對照組和SA處理組均表現(xiàn)相同的趨勢，CAT活性在0.35%以上的高含鹽量下降顯著。在0.35%以上的高含鹽量下，SA處理比對照組均顯著提高了CAT活性。在低含鹽量0.20%和0.35%處理下，SA處理比對照組CAT活性增加不顯著，但在0.04%含鹽量下，SA處理比對照組顯著提高了CAT活性。各種土壤含鹽量下，SA處理比對照組均顯著提高了SOD活性。SA可通過提高油菜的CAT活性和SOD活性來緩解油菜的鹽脅迫。

圖3 不同鹽脅迫下SA處理油菜幼苗CAT活性和SOD活性的變化

3 討論與結(jié)論

鹽脅迫能增強植物組織的滲透脅迫，并使抗氧化物酶失活[21]。本研究結(jié)果表明，在高鹽脅迫下油菜幼苗CAT活性顯著降低，SA處理顯著提高了鹽脅迫下油菜幼苗SOD和CAT的活性，與外源SA在生菜中的研究結(jié)果表現(xiàn)一致[22]。外源SA能明顯增加鹽脅迫下燕麥葉片SOD和CAT的活性[23]，外源SA處理能提高杭白菊幼苗中的SOD和CAT的活性[24]，這些結(jié)果均和本研究結(jié)果相似。SA處理油菜種子和幼苗能誘導(dǎo)其幼苗葉片中細胞保護酶的酶活性，降低鹽脅迫造成的膜質(zhì)過氧化程度，從而能提高油菜幼苗的耐鹽性。

鹽脅迫導(dǎo)致細胞膜上的脂類氧化，并使膜中脂肪酸的不飽和鍵被氧化而形成MDA，增加了MDA的含量，進一步影響蛋白質(zhì)的合成[25]。SA處理顯著降低了油菜幼苗中的MDA含量，明顯緩解了氧化的損傷程度。本試驗中SA處理顯著提高了油菜幼苗中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量，這些結(jié)果與董靖等[26]和梁娟紅等[18]的研究相一致。說明在鹽脅迫下，SA處理能促進油菜幼苗中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的積累，這些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的增加，可以降低細胞的滲透勢，增強植物細胞的吸水能力，緩解鹽脅迫對植物的傷害。

本研究結(jié)果表明，鹽脅迫下，SA處理的油菜幼苗的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量均比對照組顯著增加，SA處理的油菜幼苗的MDA含量比對照組顯著下降。SA能通過提高油菜幼苗滲透物質(zhì)的含量，降低油菜幼苗MDA的含量緩解油菜的鹽害。高含鹽量下，SA處理比對照組均顯著提高了CAT的活性。各種土壤含鹽量下，SA處理比對照組均顯著提高了SOD的活性。SA也可以通過增強抗氧化酶的活性來緩解油菜的鹽害。外源SA處理是提高油菜幼苗耐鹽能力的有效措施之一。

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Physiological response of salicylic acid on physiological characteristics of rape seeding under salt stress

Pan Leiwen1, Xiang Chunyang1,Corresponding Author, Ding Jianwen2, Liu Jiangbo1, Du Jin1, Cao Gaoyi1

（1. College of Agronomy and Resource Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China; 2. Tianjin Zhongtian Runnong Technology Co., Ltd., Tianjin 300000, China）

The salinized land area accounts for 65.8% of the total land area in Tianjin. As an oil crop and a crop to improve the ecological environment, rape has a broad application prospect, and it is of great significance to study the salt tolerance of rape. The effects of exogenous salicylic acid on physiological characteristics of rape seedlings were studied under soil conditions with different salt content. The results showed that the soluble sugar content of rape seedlings increased significantly with the increase of salt content in the range of soil salt content from 0.04% to 0.35%, and decreased significantly with the further increase of salt content. The content of soluble sugar, soluble protein and proline in rape seedlings treated with salicylic acid were significantly increased compared with the control group under salt stress, while the content of malondialdehyde in rape seedlings treated with salicylic acid was significantly decreased compared with the control group. Compared with the control group, the catalase activity of rape seedlings was significantly increased by salicylic acid treatment at the high salt content above 0.35%. Compared with the control group, the superoxide dismutase activity of rape seedlings was significantly increased by salicylic acid treatment under various soil salt contents. The exogenous salicylic acid can increase the osmotic substance content, reduce the malondialdehyde content and enhance the activity of antioxidant enzymes of rape seedlings to alleviate the salt damage of rape. It is one of the effective methods to improve salt tolerance of rape seedlings by exogenous salicylic acid treatment.

salt stress; rape; salicylic acid; physiological characteristics; seedlings

1008-5394（2022）02-0022-05

10.19640/j.cnki.jtau.2022.02.005

S565.4

A

2021-02-19

天津市種業(yè)科技重大專項（16ZXZYNC00150）；天津市農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項目（17YFNZNC00050）

潘鐳文（1999—），女，本科在讀，主要從事種子生理研究。E-mail：1967320089@qq.com。

向春陽（1965—），男，教授，博士，從事作物遺傳育種和種子科學(xué)與技術(shù)研究。E-mail：xiang5918@sina.com。

責任編輯：楊霞