李平平，張永清，，張 萌，馬星星，薛小嬌，張文燕，王 茹，梁 萍，王 丹，趙 剛

(1.山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太原 030000； 2.山西師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，山西太原 030000)

土壤鹽漬化會(huì)引起土壤物理性質(zhì)的惡化，直接危害作物生長甚至生存，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)綜合產(chǎn)能下降，嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)發(fā)展，造成大面積土壤資源難以利用[1]。山西省位于黃土高原東緣，耕地大多集中在一系列盆地之中，盆地有灌溉之利，是山西省重要的糧食生產(chǎn)基地[2]。但由于盆地中地形、水文、氣候等天然因素及系統(tǒng)不健全，使得土壤鹽漬化問題較為嚴(yán)重，造成農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)[3]。目前，常見的鹽堿地的改良措施包括水利、物理、化學(xué)和生物改良措施等[4]。但由于鹽堿地的土壤障礙因素繁雜，導(dǎo)致其改造困難且周期漫長[5]。前人研究表明，在眾多措施中，改變(或選擇)作物以適應(yīng)環(huán)境，如通過引種、篩選和種植耐鹽作物，采用化學(xué)調(diào)控措施如施用外源化合物處理種子以提高其抗鹽堿性[6]以及躲鹽巧種等，是改善和利用鹽堿土耕地資源措施中最具生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的方法[7]，往往可以起到事半功倍的效果。

藜麥(ChenopodiumquinoaWilld.)為一年生莧科藜亞科藜屬雙子葉植物。近年來，藜麥因其豐富全面的營養(yǎng)價(jià)值與良好的食療功效受到越來越多追求健康飲食人們的青睞[8-9]。另外，因大多數(shù)藜麥品種具有較強(qiáng)的抗逆性，可在干旱、鹽堿、低溫、瘠薄等多種逆境中生長[10]而使得其在鹽堿、干旱及冷涼區(qū)具有明顯區(qū)位優(yōu)勢(shì)，有望成為這些地區(qū)脫貧致富的關(guān)鍵農(nóng)作物。盡管近年來國內(nèi)外諸多學(xué)者在探究藜麥營養(yǎng)價(jià)值、食品功能性及抗逆性上取得了一些重要進(jìn)展，但有關(guān)如何進(jìn)一步提高藜麥耐鹽堿性的研究仍有待加強(qiáng)。

褪黑素(melatonin，MT)化學(xué)名稱為N-乙酰-5-甲氧基色胺。作為一種新興植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，褪黑素被認(rèn)為是天然抗氧化劑。已有研究表明，褪黑素能夠通過提高非生物脅迫下植物中抗氧化酶活性和抗氧化劑含量，清除過量活性氧自由基和體內(nèi)多種活性氧，緩解脅迫對(duì)膜系統(tǒng)造成的損害[11]，進(jìn)而起到緩解逆境脅迫的效果，尤其是能顯著緩解鹽堿脅迫[12-14]、低溫或高溫脅迫[15-18]、干旱脅迫[19]等對(duì)植物造成的損害。但有關(guān)外源褪黑素調(diào)控藜麥耐鹽堿性的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。因此，本研究以不同耐鹽堿性藜麥為試驗(yàn)材料，探索分析了褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下不同耐鹽堿性藜麥植株的生長及生理特征的影響，旨在篩選出最適褪黑素浸種濃度，探究通過褪黑素來提高藜麥耐鹽脅迫能力的生理機(jī)制，以期為藜麥生產(chǎn)過程中利用褪黑素來強(qiáng)化藜麥耐鹽性和揭示褪黑素增強(qiáng)藜麥耐鹽性機(jī)制提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用經(jīng)抗性鑒定的2個(gè)耐鹽堿能力不同的藜麥品種[20]：隴藜3號(hào)(鹽堿敏感品種)和隴藜4號(hào)(耐鹽堿品種)為供試品種。試驗(yàn)所用種子均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所魏玉明老師提供，褪黑素(分析純)購自山西艾科實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置了不同耐鹽堿性藜麥品種(L3、L4)和褪黑素濃度(0.75、150、300 μmol/L)2個(gè)因素，共設(shè)置10個(gè)處理：L3CK(隴藜3號(hào)+正常土壤+蒸餾水)、L3MT0(隴藜3號(hào)+鹽堿脅迫土壤+蒸餾水)、L3MT75(隴藜3號(hào)+鹽堿脅迫土壤+75 μmol/L MT)、L3MT150(隴藜3號(hào)+鹽堿脅迫土壤+150 μmol/L MT)、L3MT300(隴藜3號(hào)+鹽堿脅迫土壤+300 μmol/L MT)、L4CK(隴藜4號(hào)+正常土壤+蒸餾水)、L4MT0(隴藜4號(hào)+鹽堿脅迫土壤+蒸餾水)、L4MT75(隴藜4號(hào)+鹽堿脅迫土壤+75 μmol/L MT)、L4MT150(隴藜4號(hào)+鹽堿脅迫土壤+150 μmol/L MT)、L4MT300(隴藜4號(hào)+鹽堿脅迫土壤+300 μmol/L MT)。采用隨機(jī)設(shè)計(jì)，每處理重復(fù)8次，共計(jì)80盆。

混合鹽堿脅迫條件的設(shè)計(jì)：試驗(yàn)選擇2種中性鹽 (NaCl、Na2SO4)和1種堿性鹽(NaHCO3)，參照文獻(xiàn)[3]以晉南地區(qū)中度鹽堿地0～20 cm土壤全鹽量以及硫酸鹽氯化物草甸鹽土的鹽分組成為依據(jù)進(jìn)行鹽分配比，確定試驗(yàn)所需各鹽堿比例(NaCl ∶Na2SO4∶NaHCO3質(zhì)量比為5 ∶4 ∶1)，并按此鹽堿比計(jì)算各種鹽所需用量，分別稱量后裝入自封袋備用。以直徑40 cm、高30 cm的黑色無孔營養(yǎng)缽作為試驗(yàn)用盆，進(jìn)行藜麥盆栽試驗(yàn)。栽培基質(zhì)為過篩風(fēng)化土與細(xì)沙體積比為1 ∶1的混合物，混合均勻后裝入營養(yǎng)缽，每缽裝基質(zhì)17 kg。每缽施入等量的氮、磷、鉀肥作為肥底，1 kg基質(zhì)用量分別為 0.15 g N、0.20 g P2O5、0.15 g K2O，NaCl、Na2SO4、NaHCO3以及氮、磷、鉀肥與栽培基質(zhì)攪拌均勻裝入營養(yǎng)缽內(nèi)。

試驗(yàn)在山西師范大學(xué)室外防雨棚內(nèi)進(jìn)行。選取健康飽滿均勻的藜麥種子，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液消毒15 min，蒸餾水反復(fù)沖洗直至干凈。之后將種子分別置于盛有不同濃度褪黑素溶液的燒杯中，浸種8 h，CK和MT0組以等量蒸餾水浸種。浸種完成后所有處理適時(shí)常規(guī)播種。試驗(yàn)期間采用稱量法澆水，保持土壤水分在田間持水量的60%～75%。為防止自上而下灌水導(dǎo)致土壤施入鹽分集中到盆底無法模擬現(xiàn)實(shí)鹽堿地的土壤鹽分分布，本研究在營養(yǎng)缽內(nèi)放入聚氯乙烯(PVC)管作注水管，管下端斜切，插入用紗布包裹的石子中，以保證水分正常注入缽底，從而實(shí)現(xiàn)自下而上灌水，試驗(yàn)期間2種灌水方式交替進(jìn)行。所有栽培管理措施中，除褪黑素處理不同外，其他條件均保持一致。4葉1心時(shí)期定苗，每缽留長勢(shì)一致、均勻分布的藜麥苗5株。于顯穗期測定藜麥相關(guān)指標(biāo)。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

用米尺測植株高度、用游標(biāo)卡尺測其莖粗，從根莖結(jié)合部將地上部和根系分開，分別進(jìn)行取樣。取樣期間進(jìn)行完整的根系采集，采用Delta-T SCAN植物根系分析系統(tǒng)測定根系總長度、表面積、體積[21]。將地上部和根系樣品放入烘箱，105 ℃下殺青 30 min，80 ℃ 下烘至恒質(zhì)量，烘干后立即用電子天平分別稱量并記錄。取植株自上向下第2張新展開葉片，用手持SPAD值葉綠素儀測定葉綠素含量，用葉面積儀測定其葉面積。參照高俊鳳的方法[22]測定根系活力；參照李合生的方法[23]測定葉片超氧化物歧化酶(SOD)活性和過氧化物酶(POD)活性；采用雙抗體一步夾心法酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)，用酶標(biāo)儀 (Rayto RT-6100型)和谷胱甘肽還原酶(GR)的ELISA檢測試劑盒測定谷胱甘肽還原酶(GR)活性水平[24]。

采用Microsoft Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，利用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行方差分析，并用Duncan’s法進(jìn)行多重比較。采用Origin 2018進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下藜麥生長的影響

2.1.1 褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下藜麥地上部生長的影響 由表1可知，混合鹽堿脅迫對(duì)2個(gè)品種藜麥地上部(MT0)的生長均有顯著影響(P<0.05)，表現(xiàn)為鹽堿敏感品種L3和耐鹽堿品種L4的株高、莖粗和葉面積與 CK相比分別降低了30.00%、23.99%、30.56%和38.73%、5.66%、12.49%?；旌消}堿脅迫下，對(duì)于耐鹽堿品種L4而言，其株高、莖粗和葉面積均呈現(xiàn)隨著褪黑素濃度的增大先升后降的趨勢(shì)，且各指標(biāo)均在MT150處理達(dá)到峰值，與MT0相比各指標(biāo)的增幅分別為25.13%、17.60%、22.32%，超過最適褪黑素濃度各指標(biāo)開始下降。對(duì)于鹽堿敏感品種L3而言，其株高、莖粗和葉面積隨褪黑素濃度的增大而逐漸升高，于MT300處理達(dá)到最大值，分別比MT0高52.70%、73.73%、48.18%。以上結(jié)果表明，褪黑素浸種可以緩解藜麥在混合鹽堿條件下的受脅迫程度，使植株地上部營養(yǎng)器官更好生長，但相同濃度褪黑素對(duì)2個(gè)品種的緩解效果不同。

表1 褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下藜麥地上部的影響

2.1.2 褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下藜麥根系生長的影響 由表2可知，鹽堿脅迫下L3的總根長度、根系體積和根系表面積均表現(xiàn)為MT300>MT150> MT75>MT0，與CK相比，混合鹽堿脅迫處理誘導(dǎo)L3的上述3個(gè)指標(biāo)(MT0)，分別顯著降低30.10%、44.35%、42.50%(P<0.05)。各褪黑素處理中 300 μmol/L濃度下L3的總根長度、根系體積、根系表面積顯著增加分別為MT0的1.2、1.8、1.7倍。耐鹽堿品種L4的各處理中，MT0與CK相比，總根長度、根系體積、根系表面積分別顯著降低29.12%、28.70%、12.54%(P<0.05)，脅迫處理中藜麥根系上述3項(xiàng)指標(biāo)均表現(xiàn)為MT150>MT300>MT75>MT0，其中 150 μmol/L褪黑素浸種后L4的總根長度、根系體積、根系表面積顯著增加分別為MT0的1.4、1.5、1.2倍。由此可見，混合鹽堿脅迫對(duì)不同耐鹽堿性藜麥根系生長的脅迫程度不同，褪黑素可以通過增加根系的總根長、體積和表面積，增大根系吸收面積以保證在土壤中吸收更多水分和營養(yǎng)物質(zhì)，從而維持藜麥在鹽堿脅迫環(huán)境下的正常生長。

由圖1可知，混合鹽堿脅迫下，2個(gè)品種藜麥(MT0)的側(cè)根數(shù)均顯著低于CK，分別下降了39.16%、37.6%。L4的側(cè)根數(shù)呈隨著褪黑素濃度的增大呈先升后降的變化趨勢(shì)，在MT150處理時(shí)達(dá)到峰值；各濃度褪黑素處理與MT0相比均有所增加，增幅分別為12.82%、55.13%、39.74%。L3的側(cè)根數(shù)隨褪黑素濃度的增大呈逐漸升高的趨勢(shì)，與MT0相比，MT75、MT150、MT300增幅分別為9.59%、60.27%、65.75%。2個(gè)品種藜麥的MT150、MT300處理與MT0間均達(dá)到顯著性差異(P<0.05)。由此可見，褪黑素能刺激混合鹽堿脅迫下藜麥側(cè)根的生長，增大根系的吸收面積，吸收更多養(yǎng)分以緩解鹽堿脅迫帶來的危害。

表2 褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下藜麥根系生長的影響

2.1.3 褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下藜麥植株干質(zhì)量的影響 由圖2可知，與CK相比，混合鹽堿脅迫顯著降低了2個(gè)品種藜麥(MT0)的地上部及根系干質(zhì)量，降幅分別為48.72%、33.70%(L3)和38.46%、22.02%(L4)，鹽堿敏感品種的降幅大于耐鹽堿品種，并且混合鹽堿脅迫對(duì)地上部干質(zhì)量積累的影響大于根系?；旌消}堿脅迫下，L4的地上部及根系干質(zhì)量隨著褪黑素濃度的增大呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì)，且二者均在MT150處理達(dá)到峰值，與MT0相比增幅達(dá)到70.24%、24.83%，MT0與MT150、MT300處理間均存在顯著性差異。L3則呈現(xiàn)出隨褪黑素濃度的增大地上部及根系干質(zhì)量逐漸升高的變化趨勢(shì)，且均在MT300達(dá)到最大值，與MT0相比增幅分別為121.05%、37.22%，各褪黑素處理均與MT0處理存在顯著差異(MT75地上部干質(zhì)量除外)。由此可見，褪黑素浸種處理對(duì)于緩解混合鹽堿脅迫條件下藜麥干物質(zhì)的積累減少有明顯效果，其中對(duì)地上部的緩解作用要大于對(duì)根系的緩解作用。

2.2 褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下藜麥生理的影響

2.2.1 褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下藜麥葉片抗氧化酶活性的影響 由圖3可知，與CK相比，混合鹽堿脅迫導(dǎo)致2個(gè)品種藜麥葉片(MT0)的SOD、POD和GR活性均顯著下降(P<0.05)，這可能是由于鹽堿脅迫時(shí)間較長，藜麥葉片內(nèi)的活性氧積累過多，超出藜麥自身抗氧化酶類系統(tǒng)的清除范圍，導(dǎo)致該系統(tǒng)的清除活性氧能力減弱或喪失。各褪黑素處理可不同程度提高藜麥葉片的 SOD、POD和GR活性。L3的3種抗氧化物酶活性均表現(xiàn)為 300 μmol/L 處理的酶活性最高，150 μmol/L濃度次之，75 μmol/L濃度處理最低；SOD、POD、GR活性和MT0相比，最大增幅分別可達(dá)54.15%、48.27%和126.95%。L4品種的SOD、POD和GR活性則是以150 μmol/L處理的最高，300 μmol/L次之，75 μmol/L 濃度處理最低；與MT0相比SOD、POD增幅達(dá)到50.34%和38.94%，GR活性在150 μmol/L浸種濃度下達(dá)到峰值，為2.92 U/g。以上結(jié)果表明，褪黑素浸種可以有效提高混合鹽堿脅迫下2個(gè)品種藜麥葉片的SOD、 POD以及GR活性，增強(qiáng)藜麥葉片活性氧的代謝能力，清除自由基和活性氧，緩解氧化傷害以增強(qiáng)藜麥抗鹽堿性，更加適應(yīng)不良生境。

2.2.2 褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下藜麥根系活力和葉片葉綠素含量的影響 由圖4-a可知，混合鹽堿脅迫顯著降低了2個(gè)品種藜麥的根系活力，與CK相比MT0的降幅分別為37.33%(L3)、27.30%(L4)，L3降幅大于L4。與鹽堿脅迫處理相比，褪黑素浸種處理顯著提高了藜麥的根系活力，表現(xiàn)為L3的根系活力隨褪黑素濃度的增大呈現(xiàn)出逐漸上升的變化趨勢(shì)，在MT300處理達(dá)到峰值，與MT0相比增幅為60.14%，各褪黑素處理間差異顯著。L4的根系活力則呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì)，在MT150處理達(dá)到最大值，相對(duì)于MT0其根系活力升高了32.79%，各褪黑素處理間差異顯著。由此可見，褪黑素浸種可以有效提高混合鹽堿脅迫下藜麥根系活力，促進(jìn)根系吸收營養(yǎng)物質(zhì)及水分以增強(qiáng)其抗鹽堿性。

由圖4-b可知，混合鹽堿脅迫顯著影響了2個(gè)品種藜麥葉片的葉綠素含量，與CK相比，L3和L4 MT0的葉綠素含量分別顯著降低了15.72%和14.54%。經(jīng)不同濃度褪黑素浸種處理后，鹽堿敏感品種L3的葉綠素含量隨褪黑色素濃度的增大而上升，在褪黑素濃度為300 μmol/L時(shí)達(dá)到最大值，與MT0處理相比，葉綠素含量增加18.72%，MT0與MT75處理無顯著差異，與MT150和MT300處理差異顯著。耐鹽堿品種L4葉綠素含量則是隨褪黑素濃度升高呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì)，與MT0相比，當(dāng)褪黑素濃度為150 μmol/L時(shí)葉綠素含量增加12.36%，而當(dāng)褪黑素濃度繼續(xù)升高時(shí)葉綠素含量降低，MT0與MT75處理無顯著差異，與MT150和MT300處理差異顯著。以上結(jié)果表明，混合鹽堿脅迫使藜麥葉片的葉綠素含量降低，而褪黑素的施用在一定程度上提高了混合鹽堿脅迫下葉綠素的含量，緩解了由混合鹽堿脅迫引起的光合抑制。不同濃度褪黑素對(duì)于不同耐鹽堿性藜麥葉片葉綠素降解的緩解效果不同。

3 討論與結(jié)論

前人研究表明，單一中性鹽脅迫已對(duì)植物生長甚至生存構(gòu)成重大威脅，混合鹽堿脅迫生境下，植物更是遭受遠(yuǎn)高于單一中性鹽脅迫的不可逆損傷[29]。褪黑素既可以作為一種信號(hào)分子，又可作為一種抗氧化分子[30]，褪黑素的作用效果與劑量有直接關(guān)系，最適濃度褪黑素可抵抗環(huán)境脅迫，但植物種類不同，其最適濃度也不同[31]。200 μmol/L褪黑素處理能促進(jìn)復(fù)合鹽堿脅迫和堿性鹽脅迫下越橘的生長，增加葉片光合色素含量，提高其光合能力，同時(shí)能通過增強(qiáng)葉片結(jié)構(gòu)增強(qiáng)其耐鹽堿性[32]。以 10 μmol/L 褪黑素浸種棉花幼苗后，其對(duì)鹽脅迫環(huán)境的適應(yīng)性有所提高[33]。本研究試驗(yàn)條件下，對(duì)同一種植物的不同抗性品種而言，其最適褪黑素浸種濃度也有所不同，鹽堿敏感品種L3的最適褪黑素浸種濃度為300 μmol/L、耐鹽堿品種L4的最適褪黑素浸種濃度為150 μmol/L。

生長狀況是作物對(duì)于鹽堿脅迫的綜合反映，也是作物抗鹽堿性最優(yōu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。鹽堿脅迫會(huì)抑制作物株高和莖粗，對(duì)營養(yǎng)生長有明顯抑制作用[34]。本研究中，混合鹽堿脅迫導(dǎo)致2個(gè)品種藜麥的株高、莖粗、葉面積及生物量均顯著下降，經(jīng)褪黑素浸種處理的2個(gè)不同耐鹽堿性品種藜麥在混合鹽堿脅迫下上述4個(gè)指標(biāo)的下降趨勢(shì)均得到有效緩解，這與李陽等報(bào)道外源褪黑素有效促進(jìn)鹽脅迫下棉花幼苗株高生長的變化趨勢(shì)[35]基本一致；與張娜等報(bào)道褪黑素促進(jìn)狼尾草干物質(zhì)積累結(jié)論[36]相類似，表明褪黑素浸種可能通過促進(jìn)逆境下藜麥地上部的生長，以積累更多有機(jī)物進(jìn)而維持藜麥正常的生長發(fā)育。

作物根系形態(tài)結(jié)構(gòu)能直接反映出作物生長發(fā)育水平及作物對(duì)土壤水分和礦質(zhì)元素的吸收能力[37]。在脅迫條件下，根系往往是直接或者首要的受害部位，其根長、分枝及根毛的多少都會(huì)使其對(duì)土壤水分及養(yǎng)分吸收能力的強(qiáng)弱造成直接影響，較長的根長、較強(qiáng)的根系活力、較大的根表面積和根體積都有助于作物吸收利用水分和養(yǎng)分[38-39]。本研究中，混合鹽堿脅迫下，2個(gè)品種藜麥根系的側(cè)根數(shù)、總根長度、表面積、體積以及根系活力都顯著降低，褪黑素浸種處理則明顯提高了上述根系指標(biāo)，其中300 μmol/L的褪黑素對(duì)隴藜3號(hào)緩解效果最好，150 μmol/L褪黑素對(duì)隴藜4號(hào)緩解效果最好。褪黑素能夠誘導(dǎo)根系生長受生長素調(diào)節(jié)過程的調(diào)控，影響根系對(duì)水分的吸收，啟動(dòng)細(xì)胞壁不可修復(fù)的延伸[31]。另外，褪黑素浸種促進(jìn)了藜麥側(cè)根數(shù)目的增加，是由于5HT作為褪黑素合成前體，并非增強(qiáng)根系側(cè)根的萌發(fā)效應(yīng)，而是與 IAA 形成了拮抗作用，抑制根系的頂端優(yōu)勢(shì)，增加了側(cè)根數(shù)目[40]。本研究結(jié)果與聶必林等報(bào)道褪黑素有效促進(jìn)復(fù)合鹽堿脅迫下黑果枸杞幼苗芽長、根長生長及側(cè)根數(shù)目增加的變化趨勢(shì)[41]相似，與付晴晴等報(bào)道的褪黑素能夠提高NaHCO3脅迫下葡萄根系活力的研究結(jié)果[42]一致。表明褪黑素可能通過促進(jìn)根系的形態(tài)發(fā)育，增大其吸收面積，提高根系活力，增強(qiáng)根系對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、積累和利用，從而保證作物在鹽堿脅迫下正常生長。

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的功能色素，其含量多少會(huì)影響植物的光合生理。鹽脅迫會(huì)影響植物葉片內(nèi)葉綠素的代謝過程，導(dǎo)致葉綠素的合成量減少，加快葉綠素的降解[43]。本研究中混合鹽堿脅迫導(dǎo)致2個(gè)品種藜麥葉片的葉綠素含量都顯著降低，褪黑素浸種處理不同程度的增加了2個(gè)品種藜麥葉片的葉綠素含量，這與鹽脅迫條件下施用褪黑素抑制番茄葉綠素降解，維持其后期葉綠素含量的研究結(jié)果[44]相似。因此，適宜濃度褪黑素浸種可以有效緩解鹽堿脅迫下葉片葉綠素的降解，有助于增強(qiáng)作物的光合作用，提高對(duì)逆境的適應(yīng)性。

逆境常迫使植物體內(nèi)產(chǎn)生過多的活性氧，致使自由基積累過量、加劇膜脂過氧化、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與重要酶類失活分解等一系列不良反應(yīng)的發(fā)生，危及植物的生長發(fā)育[43，45-47]?？箟难?谷胱甘肽(AsA-GSH)循環(huán)是植物體內(nèi)清除活性氧(ROS)的重要途徑。谷胱甘肽還原酶是此途徑中的關(guān)鍵酶，催化氧化態(tài)的谷胱甘肽(GSSG)還原生成還原態(tài)的谷胱甘肽(GSH)維持植物體內(nèi)的GSH含量和GSH庫的氧化還原狀態(tài)并清除ROS。GR對(duì)植物體內(nèi)ROS的清除、維持GSH的含量、保持細(xì)胞的谷胱甘肽庫的氧化還原狀態(tài)(GSSG/GSH)作用極大[48]。SOD作為膜保護(hù)的首道防線，可以清除超氧陰離子，轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸芰O強(qiáng)的羥自由基[49]。本研究發(fā)現(xiàn)，混合鹽堿脅迫下兩品種藜麥葉片的SOD、POD、GR活性均降低，這與趙穎等隨著脅迫程度的增加抗氧化酶活性顯著降低的結(jié)論[7，26]相似；這可能是由于鹽堿脅迫時(shí)間較長，致使藜麥體內(nèi)鹽含量過度積累，已超過藜麥自身抗氧化系統(tǒng)的清除閾值，導(dǎo)致抗氧化物酶活性降低，說明藜麥清除活性氧和自由基的能力減弱，保水能力下降。外源褪黑素能提高植物的抗氧化酶活性，清除植物體內(nèi)活性氧[50]。本研究發(fā)現(xiàn)，除褪黑素濃度為75 μmol/L時(shí)，2個(gè)品種藜麥的SOD活性與鹽堿單獨(dú)脅迫處理差異不大，其他褪黑素處理均可顯著提高混合鹽堿脅迫下2個(gè)品種藜麥的SOD、POD、GR活性。這說明外源褪黑素可能參與混合鹽堿脅迫下藜麥抗氧化酶系統(tǒng)清除活性氧的調(diào)控，增強(qiáng)植株對(duì)鹽堿傷害的防御能力。

混合鹽堿脅迫抑制了2個(gè)品種藜麥的生長和生理過程。本研究中，混合鹽堿脅迫對(duì)鹽堿敏感品種隴藜3號(hào)藜麥的生長及生理的抑制作用強(qiáng)于耐鹽堿品種隴藜4號(hào)；褪黑素浸種對(duì)混合鹽堿脅迫下鹽堿敏感品種隴藜3號(hào)的緩解效果要優(yōu)于耐鹽堿品種隴藜4號(hào)。褪黑素浸種可通過促進(jìn)地上部和根系的形態(tài)生長、刺激側(cè)根發(fā)育、減少葉綠素降解、增加地上部和根系的干物質(zhì)積累、提高根系活力、提高SOD、POD、GR等抗氧化酶活性，從而緩解混合鹽堿對(duì)生長和生理的抑制，進(jìn)一步增強(qiáng)藜麥的耐鹽堿能力。在本試驗(yàn)條件下，300 μmol/L褪黑素浸種對(duì)鹽堿敏感品種隴藜3 號(hào)耐鹽堿性的提高效果最佳，150 μmol/L 褪黑素浸種對(duì)耐鹽堿品種隴藜4 號(hào)耐鹽堿性的提高效果最佳。