趙 瑩,李靜媛,段艷欣,董曉穎
(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,山東青島266109)
生長(zhǎng)期內(nèi)三種結(jié)縷草對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)
趙 瑩,李靜媛,段艷欣,董曉穎*
(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,山東青島266109)
試驗(yàn)以大穗結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草和日本結(jié)縷草為試材,研究了不同鹽濃度(0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%)對(duì)生長(zhǎng)期內(nèi)3種結(jié)縷草葉片膜脂過(guò)氧化及生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明,3種結(jié)縷草的生物量均隨著鹽濃度的增加逐漸減??;隨著鹽濃度的提高及處理時(shí)間的延長(zhǎng),3種結(jié)縷草的可溶性蛋白含量逐漸降低;相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量增加,在低鹽濃度(0.2%~0.4%)下,兩者增加幅度較小,當(dāng)鹽濃度為0.8%時(shí),3種結(jié)縷草的相對(duì)電導(dǎo)率均達(dá)最大值,分別是38.71%,41.32%,40.97%,可溶性蛋白含量均達(dá)到最小值,分別為2.08,1.15和1.33 mg/g FW。Pro含量在處理后第10天達(dá)最大值,之后逐漸下降,后期變化比較平穩(wěn)。在低鹽濃度(0.2%~0.4%)下,CAT和SOD活性逐漸降低,而高鹽濃度(0.6%~0.8%)下,兩種酶活性呈上升-下降-上升的趨勢(shì)。3種結(jié)縷草相比,大穗結(jié)縷草在高鹽濃度脅迫下的相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量最低,而保護(hù)酶活性和可溶性蛋白含量最高。試驗(yàn)證明大穗結(jié)縷草抗鹽能力最強(qiáng),溝葉結(jié)縷草次之,日本結(jié)縷草較差。
結(jié)縷草;鹽處理;耐鹽性
我國(guó)濱海地區(qū)和北方干旱半干旱地區(qū)都有鹽堿土地的分布,鹽漬土壤總面積約1億多hm2[1]。土壤鹽漬化和次生鹽漬化影響草坪草的生長(zhǎng),主要表現(xiàn)為春季發(fā)芽晚、秋季早衰、生長(zhǎng)不良、出現(xiàn)泛斑等,影響草坪的美觀,甚至導(dǎo)致草坪草死亡[2]。因此,研究草坪草的耐鹽機(jī)理,選擇適應(yīng)鹽漬環(huán)境的草坪草品種用于鹽堿地區(qū)的綠化,對(duì)當(dāng)前和未來(lái)城鄉(xiāng)的綠化意義重大。植物耐鹽機(jī)制國(guó)內(nèi)外已有較多報(bào)道。耐鹽植物對(duì)鹽脅迫的反應(yīng)主要表現(xiàn)在:1)將吸收的鹽分通過(guò)鹽腺排到莖葉表面,而后沖刷脫落排除過(guò)多的鹽分以提高適應(yīng)性[3];2)提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量來(lái)適應(yīng)環(huán)境[4];3)提高保護(hù)酶活性[5],以有效地清除代謝過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧。鹽脅迫下,植物活性氧含量明顯增加[6-7],體內(nèi)的活性氧清除系統(tǒng)被激活,如超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)酶活性提高[8],維持了活性氧產(chǎn)生與清除的動(dòng)態(tài)平衡[9]。隨著高濃度鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),保護(hù)酶系統(tǒng)逐漸被抑制,氧化酶活性降低,ROS(活性氧簇)大量積累,膜脂過(guò)氧化作用增強(qiáng),丙二醛(MDA)含量明顯上升[10],而MDA對(duì)植物造成二次傷害。植物在鹽脅迫環(huán)境下生長(zhǎng),吸收的鹽分在植物體內(nèi)積累,破壞細(xì)胞膜透性,細(xì)胞內(nèi)大量元素外流,電導(dǎo)率升高[11-12];同時(shí),滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如脯氨酸[13]含量也會(huì)升高,以提高滲透調(diào)節(jié)作用,減小傷害。國(guó)內(nèi)外已對(duì)暖季型草坪草許多品種進(jìn)行了抗鹽性研究并取得了一些研究成果,但這些成果大部分是對(duì)草坪草形態(tài)特征和生物量變化的研究[12,14],且多數(shù)是鹽脅迫時(shí)間較短,而對(duì)其耐鹽生理機(jī)制的研究缺乏系統(tǒng)性。結(jié)縷草屬草坪草是當(dāng)前廣泛使用的暖季型草坪草之一,其中大穗結(jié)縷草(Zoysia macrostachys)、溝葉結(jié)縷草(Zoysia matrella)和日本結(jié)縷草(Zoysia japonica)被認(rèn)為是耐鹽性較強(qiáng)的草坪草植物[15],但其耐鹽機(jī)制尚不十分清楚。本試驗(yàn)以暖季型的大穗結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草和日本結(jié)縷草為試材,比較研究了生長(zhǎng)期內(nèi)3種結(jié)縷草在不同鹽濃度處理下的生物量、相對(duì)電導(dǎo)率(RPP)、葉片丙二醛(MDA)、保護(hù)酶活性(SOD、CAT)、脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白含量的變化,旨在探討耐鹽草坪草植物的耐鹽相關(guān)機(jī)理和耐鹽能力的強(qiáng)弱,以便為耐鹽草坪草的選擇使用及耐鹽草坪草新品種的選育提供理論依據(jù)。本研究對(duì)濱海鹽堿地區(qū)的綠化美化具有重要的參考價(jià)值。
1.1 材料
試驗(yàn)于2014年5月-2014年9月在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院試驗(yàn)站進(jìn)行。供試材料為大穗結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草和日本結(jié)縷草。
1.2 方法
1.2.1 試材處理 2014年5月將3種結(jié)縷草栽植于高15 cm,直徑為40 cm的塑料盆中,栽培基質(zhì)為沙∶土=1∶1的混合土,每種草定植25盆,放至試驗(yàn)田,在防雨條件下生長(zhǎng)。
7月19日分別用0.2%,0.4%,0.6%,0.8%的NaCl溶液進(jìn)行處理,清水為對(duì)照,單盆為小區(qū),各處理均設(shè)置5個(gè)重復(fù)。在進(jìn)行鹽處理時(shí),每個(gè)盆下放置一個(gè)托盤,將流出的鹽溶液補(bǔ)回到盆中,以保持鹽處理濃度。定期稱重,用蒸餾水補(bǔ)充散失的水分。處理后,每隔10 d分別取3種草各處理的葉片,用干凈紗布拭去葉片表面的塵土,立即進(jìn)行液氮速凍,放入超低溫冰箱貯藏,備生理指標(biāo)測(cè)定用,取樣日期截止到9月19日。鹽處理30 d后測(cè)定植株的生物量。
1.2.2 測(cè)定方法 取新鮮植株測(cè)定其生物量,將植株根莖葉在105℃下殺青15 min,然后在70℃下48 h測(cè)定根莖葉的干重。丙二醛含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸比色法[16];過(guò)氧化氫酶(CAT)活性測(cè)定采用紫外吸收法[17];超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑法[17];可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)比色法進(jìn)行[16];電導(dǎo)率用Bante-901測(cè)定,稱取綠色較小葉片0.5 g,將各處理葉片剪成小段分別放入不同的試管中,向每個(gè)試管加10 m L去離子水,室溫條件下測(cè)定電導(dǎo)率EC1,將材料煮沸10 min冷卻至室溫后測(cè)定電導(dǎo)率EC2,電導(dǎo)率(%)=(EC1-EC0)/(EC2-EC0),EC0為去離子水電導(dǎo)率;脯氨酸含量的測(cè)定采用磺基水楊酸法[16],取0.3 g葉片加入5 m L磺基水楊酸后沸水浴10 min后過(guò)濾,吸取濾液2 m L,冰醋酸2 m L和酸性茚三酮3 m L,沸水浴40 min冷卻后加5 m L甲苯,用漩渦混合器充分震蕩?kù)o置分層,取上層甲苯溶液在520 nm下比色。脯氨酸含量(μg/g FW)=提取液中脯氨酸含量×提取液體積/測(cè)定時(shí)吸取的提取液體積/樣品鮮重;以上所有測(cè)定均設(shè)置3次重復(fù)。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,平均數(shù)的比較采用LSD多重比較法,Origin 8.0作圖。
2.1 不同鹽濃度處理對(duì)3種結(jié)縷草生物量的影響
3種結(jié)縷草根、莖、葉的生物量隨著鹽濃度的增加呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。日本結(jié)縷草隨著鹽濃度的增加生物量下降比率最大,根系的下降幅度最為明顯,各處理分別為對(duì)照的97.30%,90.54%,56.76%,35.13%。大穗結(jié)縷草根系干重在0.4%鹽處理下才開始極顯著降低,到高鹽濃度處理時(shí)為對(duì)照的63.95%。溝葉結(jié)縷草根系干重下降比率介于日本結(jié)縷草和大穗結(jié)縷草之間。莖干重的變化,日本結(jié)縷草和溝葉結(jié)縷草在0.2%鹽處理下顯著下降,大穗結(jié)縷草在0.4%鹽處理時(shí)開始降低。在0.8%鹽處理時(shí)大穗結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、日本結(jié)縷草莖的干重分別為對(duì)照的78.19%,46.34%,27.22%。3種結(jié)縷草的葉片干重隨著鹽濃度的增加逐漸降低,大穗結(jié)縷草的下降比率最小,溝葉結(jié)縷草次之,日本結(jié)縷草下降最快,最大。
2.2 不同鹽濃度處理對(duì)3種結(jié)縷草葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響
如圖1所示,3種結(jié)縷草葉片相對(duì)電導(dǎo)率隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)和鹽濃度的增加均呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。大穗結(jié)縷草各處理前30 d的相對(duì)電導(dǎo)率值增加緩慢,與對(duì)照相比差異不顯著。0.2%處理的直到第50天后相對(duì)電導(dǎo)率才開始升高。0.4%和0.6%處理的相對(duì)電導(dǎo)率變化趨勢(shì)基本一致,與對(duì)照相比,前期雖有所增加,但直到處理的第50天后才急劇增加。0.8%處理的相對(duì)電導(dǎo)率前30 d有所增加,為10.21%,到處理第30 d后急劇增大,到第60天達(dá)到最大值,為38.71%,相當(dāng)于對(duì)照的451.56%,各處理在第60天時(shí)均達(dá)到最大值,差異極顯著(P<0.01);溝葉結(jié)縷草在0.2%鹽處理初期相對(duì)電導(dǎo)率緩慢增加,直到處理第50天急劇增加,各處理間電導(dǎo)率差異顯著(P<0.05);0.4%和0.6%處理的相對(duì)電導(dǎo)率在處理初期上升較慢,后期增加較快。0.8%處理的相對(duì)電導(dǎo)率一直處于上升狀態(tài)且數(shù)值較高;日本結(jié)縷草各處理的相對(duì)電導(dǎo)率變化趨勢(shì)同溝葉結(jié)縷草相似。分析比較3種結(jié)縷草,在低鹽(0.2%)濃度下,3者的相對(duì)電導(dǎo)率差別不大。在0.4%和0.6%中鹽濃度下,大穗結(jié)縷草的相對(duì)電導(dǎo)率直到處理50 d后才迅速升高,而溝葉結(jié)縷草和日本結(jié)縷草的均在處理第40天就急劇增加。在0.8%高鹽濃度處理下,大穗結(jié)縷草的相對(duì)電導(dǎo)率急劇增加的時(shí)期比溝葉結(jié)縷草和日本結(jié)縷草推遲了10 d。從變化幅度來(lái)看,大穗結(jié)縷草的相對(duì)電導(dǎo)率比最初增加了1.78倍,溝葉結(jié)縷草增加了2.51倍,日本結(jié)縷草增加了2.83倍,說(shuō)明大穗結(jié)縷草的細(xì)胞膜受到鹽處理的傷害出現(xiàn)的晚且較輕。
表1 不同鹽處理濃度下對(duì)3種結(jié)縷草生物量的影響Table 1 Effect of the biomass under different salt treatment of three grasses g
2.3 不同鹽濃度處理對(duì)3種結(jié)縷草葉片MDA的影響
由圖2可以看出,大穗結(jié)縷草的MDA含量隨著鹽處理濃度的增加,除對(duì)照外各處理均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì),但各處理間MDA含量差異不顯著(P>0.05),且20 d后均明顯高于對(duì)照的,在0.8%處理下達(dá)到最大值,為13.91μmol/g FW;溝葉結(jié)縷草的MDA含量變化與大穗結(jié)縷草相似,各處理MDA含量均高于對(duì)照,隨著鹽處理時(shí)間的延長(zhǎng),各處理的葉片MDA含量逐漸升高,0.8%處理第60天最高,達(dá)到16μmol/g FW;日本結(jié)縷草變化趨勢(shì)與上述二者不同,鹽處理的濃度越高,其含量越高,且均高于對(duì)照。在0.8%鹽處理下隨著時(shí)間的延長(zhǎng),MDA含量一直呈現(xiàn)升高的趨勢(shì),且處理最終時(shí)期達(dá)到17μmol/g FW以上。分析比較3種結(jié)縷草,隨著鹽濃度的增加和時(shí)間的延長(zhǎng),3種結(jié)縷草MDA含量均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。在0.4%以上的鹽濃度處理下,大穗結(jié)縷草的MDA含量明顯低于其他兩種結(jié)縷草的,說(shuō)明大穗結(jié)縷草的耐鹽性強(qiáng)于溝葉結(jié)縷草和日本結(jié)縷草。
圖1 不同鹽濃度處理下3種結(jié)縷草葉片相對(duì)電導(dǎo)率變化Fig.1 Change of leaf relative conductance under different salt treatment of three grasses
圖2 不同鹽濃度處理下3種結(jié)縷草葉片MDA變化Fig.2 Change of MDA content under different salt treatment of three grasses
2.4 不同鹽濃度處理對(duì)3種結(jié)縷草葉片CAT活性的影響
如圖3所示,大穗結(jié)縷草在低鹽濃度處理(0.2%,0.4%)的CAT活性均與對(duì)照差別不大。0.6%和0.8%鹽濃度處理的CAT活性均明顯高于對(duì)照,且明顯高于低鹽處理的。濃度為0.8%的鹽處理,第30天時(shí)酶活性達(dá)到峰值,為624.67[0.01Δ240nm/(g FW·min)],是對(duì)照的122.72%;溝葉結(jié)縷草CAT活性除0.2%處理的與對(duì)照無(wú)差異外,0.4%,0.6%和0.8%處理的均明顯高于對(duì)照,但三者差異不顯著。濃度為0.8%的鹽處理,第30天時(shí)酶活性達(dá)到峰值,為544[0.01Δ240nm/(g FW·min)];日本結(jié)縷草各處理的CAT活性均高于對(duì)照,隨著鹽濃度的增加而增加。比較3種結(jié)縷草,在高鹽濃度處理下,大穗結(jié)縷草的CAT活性值范圍最高,溝葉結(jié)縷草的次之,日本結(jié)縷草的最低。從這一點(diǎn)亦可說(shuō)明大穗結(jié)縷草的耐鹽性高于溝葉結(jié)縷草和日本結(jié)縷草。
2.5 不同鹽濃度處理對(duì)3種結(jié)縷草葉片SOD活性的影響
如圖4所示,3種結(jié)縷草各處理的SOD活性變化規(guī)律有一定的差異,但各處理的SOD活性均高于對(duì)照的。大穗結(jié)縷草和溝葉結(jié)縷草變化趨勢(shì)相似,表現(xiàn)為0.6%鹽處理和0.4%鹽處理的SOD活性達(dá)到峰值,分別為223.33和210.67 U/g FW,明顯高于對(duì)照;0.4%~0.8%鹽處理日本結(jié)縷草SOD活性均隨著鹽處理濃度的增加而增高。在中高鹽濃度處理下,SOD活性差異顯著(P<0.05)。從3種結(jié)縷草的SOD活性變化的總體情況來(lái)看,大穗結(jié)縷草和日本結(jié)縷草各處理的SOD活性從開始就高于溝葉結(jié)縷草的,變化規(guī)律性較小。
圖3 不同鹽濃度處理下3種結(jié)縷草葉片CAT活性變化Fig.3 Change of CAT activity under different salt treatment of three grasses
圖4 不同鹽濃度處理下3種結(jié)縷草葉片SOD活性變化Fig.4 Change of SOD activity under different salt treatment of three grasses
2.6 不同鹽濃度處理對(duì)3種結(jié)縷草葉片Pro的影響
如圖5所示,3種結(jié)縷草鹽處理的Pro變化趨勢(shì)基本相同,均在第10天達(dá)到峰值后下降。在低鹽濃度下(0.2%和0.4%),3種結(jié)縷草的Pro含量變化與對(duì)照差異不顯著(P>0.05)。0.6%處理的三者Pro含量峰值均在第10天出現(xiàn),為20.34,24.53和30.64μg/g FW,分別為同期對(duì)照的241.28%,198.14%和191.26%。3種結(jié)縷草在0.6%鹽處理下第10天時(shí)Pro含量與對(duì)照相比差異極顯著(P<0.01),但大穗結(jié)縷草Pro含量低于溝葉結(jié)縷草和日本結(jié)縷草。在0.8%鹽濃度處理下,3種結(jié)縷草的Pro含量均是大幅度上升之后又迅速回落,但大穗結(jié)縷草的仍明顯的低于其他兩者。在低鹽濃度處理下3種結(jié)縷草葉片Pro含量和對(duì)照差異不大。
2.7 不同鹽濃度處理對(duì)3種結(jié)縷草葉片可溶性蛋白的影響
如圖6所示,在低鹽濃度處理下大穗結(jié)縷草葉片可溶性蛋白含量呈現(xiàn)下降-升高-下降的變化趨勢(shì),與對(duì)照趨于吻合。在第20天后,各鹽處理的可溶性蛋白含量開始上升,但均低于對(duì)照水平,各處理間差異不顯著。0.6%和0.8%鹽處理可溶性蛋白含量呈逐漸下降的趨勢(shì),到第60天達(dá)到最小值,分別是對(duì)照的81.82%和75.56%;溝葉結(jié)縷草和日本結(jié)縷草可溶性蛋白含量變化趨勢(shì)相類似,隨著鹽處理濃度的升高和處理時(shí)間的延長(zhǎng),可溶性蛋白含量逐漸下降。在高鹽濃度處理下可溶性蛋白含量顯著降低,在第60天時(shí),溝葉結(jié)縷草在高鹽濃度處理下(0.6%,0.8%)可溶性蛋白含量為同期對(duì)照的59.01%和47.13%,日本結(jié)縷草可溶性蛋白含量為同期對(duì)照的74.80%和56.56%。3種結(jié)縷草可溶性蛋白含量隨著鹽濃度的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)均有所下降,大穗結(jié)縷草的下降值最小。
圖5 不同鹽濃度處理下3種結(jié)縷草葉片Pro變化Fig.5 Change of proline content under different salt treatment of three grasses
圖6 不同鹽濃度處理下3種結(jié)縷草葉片可溶性蛋白含量變化Fig.6 Change of soluble protein content under different salt treatment of three grasses
生物量變化是植物對(duì)鹽脅迫環(huán)境的綜合反映。本研究結(jié)果表明,隨鹽處理濃度的增加,各草種生物量逐漸下降,這與蔣喬峰等[18]和陳靜波等[14]的研究結(jié)果一致。本研究中大穗結(jié)縷草根、莖、葉的生物量下降速度慢且下降最少。一般認(rèn)為,耐鹽性弱的植物生物量下降迅速,耐性強(qiáng)的植物下降的慢,因此,本研究結(jié)果表明大穗結(jié)縷草耐鹽性最強(qiáng)。但也有研究表明,低濃度的鹽脅迫會(huì)促進(jìn)草坪草的生長(zhǎng)[19],這與本研究結(jié)果不符,這是因?yàn)椴煌萜翰萜贩N之間耐鹽性差異不同,在同一鹽處理下不同結(jié)縷草的表現(xiàn)也不相同。但隨著鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)和鹽濃度的增加,草坪草生物量逐漸下降。
一般情況下,植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)[7],鹽脅迫環(huán)境下,植物體內(nèi)活性氧含量上升,這種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)被打破,因此鹽脅迫下清除活性氧的能力與植物耐鹽性密切相關(guān)。SOD主要催化植物體內(nèi)的O2·-形成H2O2,而CAT催化H2O2生成H2O和O2。本試驗(yàn)中,低鹽濃度處理初期,酶活性升高,這與周興元和曹福亮[20]和樊瑞蘋等[21]研究結(jié)果一致,高鹽濃度處理下,3種結(jié)縷草的SOD、CAT活性增加,這與梁慧敏等[2]對(duì)鹽脅迫對(duì)2種草坪草抗性生理生化指標(biāo)的影響研究結(jié)果一致。但隨著鹽濃度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)酶活性表現(xiàn)為先降低后升高,這一研究結(jié)果與樊瑞蘋等[21]研究結(jié)果相反。植物短時(shí)間內(nèi)接受高濃度鹽處理,活性氧含量產(chǎn)生加快,植物的活性氧清除系統(tǒng)遭到破壞導(dǎo)致酶活性降低,而長(zhǎng)時(shí)間高鹽濃度脅迫后酶活性升高,可能是植物對(duì)高鹽脅迫環(huán)境的一種適應(yīng)。植物體內(nèi)活性氧升高誘發(fā)膜脂過(guò)氧化作用,其過(guò)氧化產(chǎn)物MDA含量可代表膜脂受損傷的大小,可用來(lái)衡量表征膜脂過(guò)氧化的程度。Jiang和Huang[22]通過(guò)對(duì)多種植物的研究結(jié)果均表明植物在鹽脅迫下,體內(nèi)MDA含量均顯著增大。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,3種結(jié)縷草葉片的MDA含量隨鹽濃度的增加呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。
前人研究表明,細(xì)胞膜透性可作為衡量植物耐鹽能力的指標(biāo)之一[23]。Matsushita和Matoh[24]發(fā)現(xiàn),鹽脅迫下水稻(Oryza stativa)葉片細(xì)胞中Na+大量外流。丁順華等[25]研究也表明,鹽處理促進(jìn)小麥(魯麥15 Triticum aestivum cv.Lumai 15)葉片細(xì)胞質(zhì)的相對(duì)電導(dǎo)率顯著增大,胞內(nèi)大量電解質(zhì)外滲。本試驗(yàn)中,3種結(jié)縷草的相對(duì)電導(dǎo)率隨鹽處理濃度的增加都會(huì)增大,這一結(jié)果與周興元和曹福亮[20]研究結(jié)果相似,但大穗結(jié)縷草電導(dǎo)率前后變化最小,可能是本身的鹽腺比較發(fā)達(dá),將植物吸收的鹽分排除體外,這一問(wèn)題將有待研究。土壤中高濃度的鹽對(duì)植物會(huì)產(chǎn)生滲透脅迫,滲透脅迫時(shí)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)會(huì)主動(dòng)積累脯氨酸,使得細(xì)胞液濃度增加,滲透勢(shì)降低,起到滲透調(diào)節(jié)的作用。脯氨酸還可以與蛋白結(jié)合,增強(qiáng)蛋白質(zhì)的水合作用,增加蛋白質(zhì)的可溶性和減少可溶性蛋白的沉淀,保護(hù)生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定[26],還可以作為活性氧的清除劑[27]。本試驗(yàn)中,各處理均在第10天達(dá)到最大值,說(shuō)明在高濃度鹽脅迫下脯氨酸合成被明顯促進(jìn),隨后游離脯氨酸迅速下降的現(xiàn)象與周志紅[10]的研究結(jié)果相反,說(shuō)明脯氨酸起到很重要的滲透調(diào)節(jié)作用??扇苄缘鞍椎淖兓c植物的抗逆性有一定的關(guān)系[28-29]。鹽脅迫誘導(dǎo)植物基因表達(dá)發(fā)生改變,表現(xiàn)出正常蛋白合成受阻[30]。在本試驗(yàn)中,3種結(jié)縷草葉片可溶性蛋白含量隨著鹽處理濃度的增加而降低,其中大穗結(jié)縷草始終保持較高水平且變化平穩(wěn)。
本文選擇細(xì)胞膜透性、MDA、CAT、SOD、Pro和可溶性蛋白6個(gè)生理指標(biāo)對(duì)3種結(jié)縷草進(jìn)行抗鹽耐鹽性分析,綜合評(píng)價(jià)3種結(jié)縷草的抗鹽耐鹽性。綜上所述,本研究認(rèn)為耐鹽性最高的是大穗結(jié)縷草。
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Responses of three Zoysia grass species to salt stress
ZHAO Ying,LI Jing-Yuan,DUAN Yan-Xin,DONG Xiao-Ying*
College of Horticulture,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,China
The effects of salt(NaCl)on the antioxidant system and soluble protein content during growth of Zoysia macrostachys,Z.matrella and Z.japonica was investigated.The biomass and the soluble protein contents of all three grasses reduced gradually with increasing salt concentration and duration of exposure,while leaf relative conductance and malondialdehyde(MDA)content increased.Under lower salt concentration(0.2%-0.4%),leaf relative conductance and MDA increased slightly,but both peaked at 0.8%salt.The proline content peaked 10 days after treatment application but subsequently declined.Under lower salt concentrations the activities of catalase and superoxide dismutase in all three grasses reduced gradually,while under 0.6%-0.8%salt,they initially increased,declined and then increased again.Z.macrostachys had the lowest leaf relative conductance and the lowest MDA,but the highest protective enzyme activity and soluble protein content.Consequently Z.macrostachys demonstrated greater salt resistance than Z.matrella and Z.japonica.
Zoysia grass;NaCl treatments;salt tolerance
10.11686/cyxb2015161 http://cyxb.lzu.edu.cn
趙瑩,李靜媛,段艷欣,董曉穎.生長(zhǎng)期內(nèi)三種結(jié)縷草對(duì)鹽脅迫的響應(yīng).草業(yè)學(xué)報(bào),2015,24(11):109-117.
ZHAO Ying,LI Jing-Yuan,DUAN Yan-Xin,DONG Xiao-Ying.Responses of three Zoysia grass species to salt stress.Acta Prataculturae Sinica,2015,24(11):109-117.
2015-03-27;改回日期:2015-05-29
青島市公共領(lǐng)域科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(12-1-3-50-nsh)資助。
趙瑩(1989-),女,山東東營(yíng)人,在讀碩士。E-mail:xiaoshenglang0615@163.com
*通訊作者Corresponding author.E-mail:dxylph@163.com