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大花萱草耐盐性研究

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摘要:为研究大花萱草(Hemerocallis hybridus Hort.)的抗盐性,选取当年生小苗进行盆栽模拟盐胁迫试验,采用浓度梯度分别为0.0、0.3 %、0.6 %、1.2 %、1.8 %、2.4 %、3.0 %的NaCl溶液处理大花萱草植株,2周后测定其植株存活率、生物量、盐害指数、叶绿素含量、根系活力、细胞膜透性、游离脯氨酸含量及过氧化物酶(POD)活性等与抗盐性有关的形态指标或生理指标。结果表明,随着盐胁迫的增强,大花萱草的生物量、叶绿素含量、根系活力、植株存活率呈下降趋势;其盐害指数、细胞膜透性、游离脯氨酸含量、Na+含量及Na+/K+比值均呈现上升趋势。大花萱草在盐溶液浓度≤1.2 %时,其生长基本上不受影响;但在盐溶液浓度≥1.8 %时表现出了较严重的盐害症状。综合分析表明,1.8 %的NaCl溶液处理下的盐浓度是大花萱草盐胁迫伤害的阈值,所以大花萱草属于中等耐盐植物。

关键词:大花萱草(Hemerocallis hybridus Hort.);盐胁迫;耐盐性;综合评价

中图分类号:S682.1+9.113 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2016)12-3122-06

DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.12.030

Abstract:In order to analyze the salt resistance of Hemerocallis hybridus Hort.,seedlings of the current year were treated with 0.0,0.3 %,0.6 %,1.2 %,1.8 %,2.4 %,3.0 % NaCl solution for potted salt stress simulation experiment. After two weeks,some morphological and physiological indexes related to salt resistance were measured such as survival rate,biomass,salt injury index,chlorophyll content,root activity,cell membrane permeability,free proline,peroxidase(POD) activity and so on. Results indicated that with the increase of salt stress degree,the biomass,chlorophyll content,root activity and survival rate of H. hybridus gradually declined;while the salt injury index,cell membrane permeability,free proline content, Na+ content and Na+/K+ showed an increasing trend. The growth of H. hybridus was barely affected when salt concentration was lower than or equal to 1.2 %;while salt concentration was higher than or equal to 1.8 %,the injury was serious. According to comprehensive analysis,the salt concentration of 1.8 % is the threshold value of salt stress to H. hybridus,meaning that H. hybridus is a medium salt-tolerant plant.

Key words: Hemerocallis hybridus Hort.; salt stress; comprehensive appraisal; salt tolerance

盐碱地作为一种特殊的生态环境,对植物的生长发育可产生不良的影响,给园林绿化带来很大困难。大量培育、引种、选择具有耐盐、耐旱特性的植物在干旱和盐渍化地区种植,不仅能改善不良环境,而且能带来经济效益,是未来园林绿化和林业发展的方向[1]。大花萱草(Hemerocallis hybridus Hort.)是百合科(Liliaceae)萱草属(Hemerocallis L.)多年生宿根花卉植物,国内已广为栽培。萱草类植物花色鲜艳,且春季萌发早,绿叶成丛,极为美观,观赏价值很高。有研究表明,萱草属植物对盐胁迫存在一定的耐受能力,并且这种耐受能力具有比较明显的基因型差异,其中大花萱草的耐盐性较强,但抗性指标的测定不全面[2]。为此,试验采用盆栽方式,通过不同浓度梯度的盐溶液处理大花萱草,测定大花萱草在盐胁迫下的形态指标与生理指标变化,综合评价其耐盐性,以期丰富盐碱地生长植物耐盐特性研究,为大花萱草抗盐栽培和培育耐盐新品种提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试植物材料为聊城大学农学院温室栽培的当年生大花萱草;试剂和药品有NaCl、Na2S2O4、H2O2、Na2HPO4、KH2PO4(配制磷酸缓冲液)、愈创木酚、氯化三苯基四氮唑、丙酮、浓硫酸(比重1.84)、乙酸乙酯、甲醇、3%磺基水杨酸、乙酸、甲苯、2.5% 酸性茚三酮等;仪器主要有电导率测定仪、721型分光光度计、高速冷冻离心机、电动磁力搅拌器、电子天平(感量0.001)、恒温水浴锅、试验用冰箱、电热恒温烘箱、真空泵、高效液相色谱仪、色谱柱等。

2.2.3 盐胁迫对游离脯氨酸含量的影响 盐胁迫处理后大花萱草叶片游离脯氨酸含量变化情况见图3。由图3可知,随着盐溶液浓度的增加,大花萱草叶片中游离脯氨酸含量逐渐增高,在盐溶液浓度≤1.2%时,各处理游离脯氨酸含量与对照相比差异不显著(P>0.05),而当盐溶液浓度≥1.8%时,3个高浓度(1.8%、2.4%、3.0%)处理的游离脯氨酸含量升幅较大,与对照相比显著增加(P

2.2.4 盐胁迫对过氧化物酶(POD)活性的影响 盐胁迫处理后大花萱草叶片POD活性的变化情况见图4。由图4可知,随着盐溶液浓度的增大,大花萱草叶片的POD活性呈现先升高后逐渐降低的变化。在盐溶液浓度为0.3%时,POD活性最大,与对照相比显著增加(P

2.2.5 盐胁迫对根系活力的影响 盐胁迫处理后大花萱草根系活力的变化情况见图5。由图5可见,随着盐溶液浓度的增加,大花萱草的根系活力整体呈下降趋势,并且都显著低于对照(P

2.3 盐胁迫对Na+、K+含量的影响

2.3.1 盐胁迫对叶片和根部Na+含量的影响 盐胁迫处理后大花萱草叶片和根部的Na+含量变化情况见图6。由图6可见,随着盐胁迫的增强,大花萱草叶片和根部的Na+含量整体呈上升趋势,与对照相比都达到了显著差异水平(P

2.3.2 盐胁迫对叶片和根部K+含量的影响 盐胁迫处理后大花萱草叶片和根部的K+含量变化情况见图7。由图7可知,随着盐胁迫的增强,大花萱草叶片中K+含量整体呈上升趋势,其中在盐溶液浓度0.3%处理下就快速增加,其含量达到最高,与对照差异显著(P0.05);而1.8%、3.0%盐溶液浓度处理植株比对照增加要多一些,并且与对照差异显著(P0.05);只是在2.4%、3.0%盐溶液浓度处理后其根中的K+含量加快升高,且与对照差异显著(P

2.3.3 盐胁迫对叶片和根部Na+/K+比值的影响 盐胁迫处理后大花萱草叶片和根部的Na+/K+比值变化情况见图8。由图8可知,随着盐胁迫的增强,大花萱草叶片和根部的Na+/K+比值整体呈上升趋势;相比之下根部的Na+/K+比值变化幅度小于叶片,但所有盐溶液浓度处理都与对照差异显著(P0.05);只是在盐溶液浓度≥1.2%后快速增加,与对照差异显著(P

2.4 相关性分析

将试验里的盐溶液浓度、根系活力、盐害指数、细胞膜透性、POD活性、叶绿素和脯氨酸含量、植株生物量、Na+/K+比值进行相关性分析,结果见表3。从表3分析可知,盐溶液浓度与大花萱草叶片的脯氨酸含量、盐害指数、细胞膜透性、Na+/K+比值呈极显著正相关,与根系活力、叶绿素含量、植株生物量呈极显著负相关,与POD活性呈显著负相关。根系活力与叶绿素含量、植株生物量呈极显著正相关,与脯氨酸含量、Na+/K+比值呈极显著负相关,与盐害指数、细胞膜透性呈显著负相关,与POD活性呈正相关。脯氨酸含量与盐害指数、细胞膜透性呈极显著正相关,与植株生物量、Na+/K+比值呈极显著负相关,与叶绿素含量呈显著负相关,与POD活性呈负相关。盐害指数与细胞膜透性、Na+/K+比值呈极显著正相关,与叶绿素含量、植株生物量呈极显著负相关,与POD活性呈负相关。细胞膜透性与Na+/K+比值呈极显著正相关,与叶绿素含量、植株生物量呈极显著负相关,与POD活性呈负相关。POD活性与植株生物量呈显著正相关,与叶绿素含量呈正相关,与Na+/K+比值呈负相关。叶绿素含量与植株生物量呈极显著正相关,与Na+/K+比值呈极显著负相关。植株生物量与Na+/K+比值呈极显著负相关。可见,在盐胁迫下,大花萱草的生长、生理指标变化是由多个因素综合作用的结果。

3 小结与讨论

1)植株存活率、持绿百分比、盐害指数是直观反映植物生长状况的指标。大花萱草在盐溶液浓度≤1.8%处理后,存活率为100%,其指标变化均不显著;不过在盐溶液浓度为1.8%时,大花萱草的持绿百分比显著下降,仅为65%,盐害指数也达到40%,大大降低了大花萱草的观赏价值;所以在盐溶液浓度>1.8%时,抗盐性变化很快,大花萱草受到严重伤害。

2)在大花萱草的各项生理指标中,根系活力随盐溶液浓度增大逐渐降低,且低盐浓度时就表现明显下降。生物量和叶绿素含量随盐溶液浓度增大逐渐降低。POD活性先上升后逐渐下降,在盐溶液浓度为0.3%时,活性最大,随后降低。随着盐胁迫的增强,叶片细胞膜透性(相对电导率)、Na+含量及Na+/K+比值、游离脯氨酸含量在盐溶液浓度≤1.2%时,变化均不显著;在盐溶液浓度≥1.8%时,均呈现显著上升趋势。

3)综合分析后认为,大花萱草在轻盐环境(盐溶液浓度≤0.3%)下,生长状况几乎不受影响,具有很高的观赏价值;在中盐环境(盐溶液浓度≤1.2%)下,能够维持其生长,但会出现盐害症状;在重盐环境(盐溶液浓度≥1.8%)下,受害严重,失去观赏价值。因此,1.8%的NaCl溶液处理下的盐浓度是大花萱草盐胁迫伤害的阈值,所以大花萱草属于中等耐盐植物。

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