1、 浅谈 NaCl 和 Na2CO3 对盐地碱蓬和小花碱茅幼苗生长的比较研究摘要研究不同浓度 NaCl 和 Na2CO3 对耐盐植物盐地碱蓬和耐碱植物小花碱茅幼苗生长、叶片光合放氧速率、叶片中丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明:随着 NaCl 浓度的升高,盐地碱蓬的鲜干重、光合放氧速率以及 SOD 活性都出现先升高后降低的趋势,而叶片中 MDA 含量仅在高盐度下增加; 小花碱茅的鲜干重、光合放氧速率以及 SOD 活性不断降低 ,MDA 含量不断增加。而随着 Na2CO3 浓度的增加,盐地碱蓬和小花碱茅的鲜干重、光合放氧速率、SOD 活性都不断降低;而 MDA 含量
2、不断增加 ,但盐地碱蓬的变化幅度大于小花碱茅。结果表明 Na2CO3 对 2 种植物的胁迫都要大于 NaCl 对二者的胁迫。 关键词盐地碱蓬 ;小花碱茅;NaCl;Na2CO3;干鲜重 ComparativeStudyonEffectsofNaClandNa2CO3ontheGrowthofSuaedasalsa L.andPuccinelliatenuifloraSeedlings CHEN Guan-yiZHOU MEi-liMENG Guo-huaFAN Hai *ZHAO Ke-fu (College of Life Science,Shandong Normal University
3、,Jinan Shandong 250014) AbstractThe paper investigated the effects of different concentration of NaCl and Na2CO3 on seedling growth,the photosynthetic oxygen evolution rate,MDA content and the activity of superoxide dismutase (SOD) of Suaede salsa L. and Puccinellia tenuiflora. The results showed th
4、at the fresh and dry wEIght of Suaede salsa L.,the oxygen evolution rate and SOD activity increased first and then decreased with the increasing of NaCl concentration,while MDA content only increased under high NaCl concentration. As for Puccinellia tenuiflora,the fresh and dry weight,oxygen evoluti
5、on rate and SOD activity all decreased steadily with NaCl concentration,while MDA increased at the same time.However,the fresh and dry weight,the oxygen evolution rate and SOD activity of the two plants all decreased with the increasing of Na2CO3,as MDA content increased simultaneously. The rangeabi
6、lity of Suaede salsal L. was greater than that of Puccinellia tenuiflora. This experiment suggested that the stress of Na2CO3 on the Suaede salsa L. and Puccinellia tenuiflora were more severe than the effect of NaCl. Key wordsSuaede salsa L.;Puccinellia tenuiflora;NaCl;Na2CO3;dry and Fresh weight 近
7、年来,有关植物抗盐性方面的研究有很大进展1, 研究中把 NaCl 等中性盐胁迫称为盐胁迫,Na2CO3 等碱性盐胁迫暂称为碱胁迫2。初步研究已证实,Na2CO3 对植物的胁迫因素除了和 NaCl 共有的离子毒害、渗透胁迫之外,还有高 pH 值因子的影响。而且在 Na2CO3 对植物的胁迫因素中,高 pH 值是首要因素,离子毒害次之,渗透效应最小。Na2CO3 对植物的作用,在有机酸、离子、可溶性糖含量以及植物生长、质膜透性、光合酶活性都不同于NaCl。 Na2CO3 对植物的伤害作用明显大于 NaCl,也具有更大的生态破坏力3 。 小花碱茅 (Puccinellia tenuiflora)是禾
8、本科碱茅属多年生草本植物,适应性强,喜湿润和盐渍性土壤,耐寒、耐旱、耐盐碱。用于治理碱斑、改良碱化草地和恢复植被的效果极好,已经得到广泛地推广应用4。 盐地碱蓬(Suaede salsa L.)为藜科碱蓬属一年生草本肉质化真盐生植物,耐盐碱、耐旱、耐涝。种植盐地碱蓬可降低土壤含盐量,增加土壤有机质含量。盐地碱蓬既可生长在潮间带,也可生长在地势较高或距海边较远的内陆盐碱地5。 该文初步研究了 NaCl 和 Na2CO3 胁迫对盐地碱蓬和小花碱茅地上、地下部分的鲜干重、叶片光合放氧速率、叶片中丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,以为研究盐、碱对盐地碱蓬和小花碱茅的胁迫提供参考
9、。 转贴于 .com1 材料与方法 1.1 植物的培养与处理 选取籽粒饱满的盐地碱蓬与小花碱茅的种子分别播种于盛有洗净细沙的花盆中,用 Hoagland(霍格兰氏) 营养液浇灌,待长至45 片真叶时进行间苗,每盆留 10 株。1 个月后进行盐处理。NaCl 溶液设 5 个浓度:0、100、200、300、400 mmol/L,用 Hoagland 营养液配制 pH 值均为 6.7,Na2CO3 溶液设 5 个浓度 0(pH 值 6.7)、25(pH值 10.93)、50(pH 值 11.07)、75(pH 值 11.19)和 100(pH 值 11.29)mmol/L,均用完全 Hoaglan
10、d 营养液配制。2 种处理中 0 mmol/L 浓度均为对照处理(CK)。材料每天用 100 mL 相应浓度的盐溶液浇灌。NaCl 每天以 50 mmol/L 的浓度递增,Na2CO3 每天以 25 mmol/L 的浓度递增;待其共同达到各自的终浓度后处理 20 d 测定各相关生理指标。1.2 试验方法 1.2.1 植株地上部分与地下部分鲜、干重的测定。将植物地上部分与地下部分用去离子水快速冲洗干净,吸干表面水分,称鲜重;然后放入 105 的烘箱中杀青 10 min,80 烘至恒重,称干重。 1.2.2 叶片光合放氧速率的测定。采用英国 Hansatech公司生产的 Oxy-Lab 系统(Ch
11、lorolab2 型液相氧电极) 测定。光照由冷光源提供,反应杯内光照强度为 1 mmol/m2s,反应杯温度用恒温水浴控制,温度为(22.00.2)。 1.2.3 丙二醛(MDA) 的测定。参考林植芳等6 的硫代巴比妥酸(TBA) 测定方法。 1.2.4 超氧化物歧化酶(SOD)的活性测定。参照李合生等7的方法进行测定。 2 结果与分析 2.1 不同浓度的 NaCl 和 Na2CO3 对盐地碱蓬和小花碱茅鲜干重的影响 如表 1 所示,在 NaCl 胁迫下,盐地碱蓬地上部分的鲜干重随着其浓度的升高先增加后减小,且在 200 mmol/L 时达最大值,400 mmol/L 较 200 mmol/
12、L 下降显著;在 Na2CO3 胁迫下,盐地碱蓬地上部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,且 100 mmol/L 较 CK下降极显著。地下部分的鲜干重随着 NaCl 浓度的升高先增加后减小,200 mmol/L 胁迫下达最大值,400 mmol/L 时其鲜重和干重明显低于对照8;在 Na2CO3 胁迫下盐地碱蓬地下部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,且 100 mmol/L 较 CK 下降极显著。 如表 2 所示,在NaCl 胁迫下小花碱茅地上部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,且 400 mmoL/L 较 CK 下降极显著;在 Na2CO3 胁迫下小花碱茅地上部分的鲜干重随着浓度的升高不断减
13、小,且 100 mmoL/L 较 CK 下降极显著。地下部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,下降显著,且干重 400 mmol/L 较 CK 下降极显著;在 Na2CO3 胁迫下小花碱茅地下部分的鲜干重随着浓度的升高不断减小,且 100 mmol/L 较 CK 下降极显著。 2.2 不同浓度的 NaCl 和 Na2CO3 对盐地碱蓬和小花碱茅叶片光合放氧速率的影响 在 NaCl 胁迫下,随着盐浓度的增加盐地碱蓬光合放氧的速率先升高后降低(图 1),200 mmol/L 时光合放氧速率较对照增加不显著,400 mmol/L 时较对照下降极显著; 小花碱茅光合放氧速率随 NaCl 浓度的升高不断下
14、降,400 mmol/L 较对照下降极显著。在 Na2CO3 胁迫下,随着 Na2CO3 浓度的增加盐地碱蓬和小花碱茅光合放氧的速率不断下降,当 Na2CO3 浓度大于 75 mmol/L时较对照下降极显著,且盐地碱蓬的下降幅度大于小花碱茅(图 2)。 2.3 不同浓度的 NaCl 和 Na2CO3 对盐地碱蓬和小花碱茅叶片中丙二醛(MDA)含量的影响 在 NaCl 胁迫下 ,盐地碱蓬叶片中 MDA 含量的变化趋势不明显,在 400 mmol/L 下有所上升; 但小花碱茅叶片中的 MDA 含量随着 NaCl 浓度的升高不断增加,且 400 mmol/L 较 CK增加显著(图 3)。在 Na2C
15、O3 胁迫下,盐地碱蓬和小花碱茅叶片中MDA 含量随着浓度的升高不断增加,盐地碱蓬的增加幅度大于小花碱茅(图 4)。 2.4 不同浓度的 NaCl 和 Na2CO3 对盐地碱蓬和小花碱茅叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响 在 NaCl 胁迫下,盐地碱蓬叶片中 SOD 活性随着浓度的升高先增加后降低 ,在 200 mmol/L 时活性最大,且 400 mmol/L 较 200 mmol/L 降低极显著; 小花碱茅叶片中的 SOD 活性随浓度的升高不断降低 ,且 400 mmol/L 较CK 降低极显著(图 5)。在 Na2CO3 胁迫下,盐地碱蓬和小花碱茅叶片中 SOD 活性随浓度的升高不断
16、降低,且 100 mmol/L 较对照增加极显著,盐地碱蓬中 SOD 的下降幅度大于小花碱茅 (图 6)。 3 结论与讨论 一般认为盐地碱蓬对中性盐 NaCl 的抗性要强于对碱性盐Na2CO3 的抗性,而耐碱植物小花碱茅对碱性盐 Na2CO3 的抗性要强于对中性盐 NaCl 的抗性。这 2 种盐(碱)胁迫对植物幼苗的生长以及光合作用会造成一定的影响。植物在遭受胁迫时会产生大量的活性氧,活性氧可使酶失活,膜脂被氧化,核酸缺失,甚至引起突变9-10。SOD 主要清除超氧阴离子自由基,因此,保持高水平的 SOD 活性是盐渍生境中盐生植物生存所必需的11。 用 NaCl 处理盐地碱蓬,随着 NaCl
17、浓度的增加,叶片中 MDA 的含量只在高盐度下增加,而同时 SOD 活性在低盐度下上升,在高盐度下减小 ,通过测定叶片的光合放氧速率发现,在 200 mmol/L NaCl 时速率最大,这些都与盐地碱蓬地上、地下部分鲜干重的变化相一致,说明盐地碱蓬具有较强的抗中性盐能力。当用 Na2CO3 处理盐地碱蓬时,随着 Na2CO3 浓度的增加,叶片中 MDA 的含量不断增加,且 100 mmol/L 时较对照增加极显著,叶片中 SOD 的活性不断减小,当浓度大于 75 mmol/L 时 SOD 活性较对照下降极显著,100 mmol/L 时几乎接近于零。通过测定叶片的光合放氧速率发现,随着盐浓度的增
18、加光合放氧速率下降显著,这些都与盐地碱蓬地上、地下部分鲜干重的变化相一致。表明中性盐 NaCl 对于耐盐植物盐地碱蓬的胁迫小于碱性盐 Na2CO3 对其的胁迫。 随着NaCl 浓度的增加,小花碱茅叶片中 MDA 的含量不断增加,而 SOD 活性不断下降,通过测定叶片的光合放氧速率发现,随着浓度的增加光合放氧速率不断下降,这些都与小花碱茅地上、地下部分鲜干重的变化相一致。当用 Na2CO3 处理小花碱茅时,随着 Na2CO3 浓度的增加,叶片中 MDA 的含量不断增加,且增加幅度比 NaCl 处理的大;SOD 的活性不断减小,且减小的幅度比 NaCl 处理的大,导致对活性氧的清除能力(尤其是对 O2-)要比用 NaCl 处理时弱,对植物造成伤害更大。通过测定叶片的光合放氧速率发现,随着浓度的增加光合放氧速率下降显著,这些都与小花碱茅地上、地下部分鲜干重的变化相一致。表明中性盐 NaCl 对于耐碱植物小花碱茅的胁迫小于碱性盐 Na2CO3 对其的胁迫。 综上所述,虽然盐地碱蓬具有较强的抗 NaCl 能力,而小花碱茅具有强的抗 Na2CO3 能力,但中性盐 NaCl 对耐盐植物盐地碱蓬和耐碱植物小花碱茅的胁迫小于碱性盐 Na2CO3 对二者的胁迫。 4
