盐胁迫对西瓜幼苗生长、叶片光合色素和脯氨酸含量的影响
韩志平,郭世荣
1
13
,冯吉
第2期 韩志平等:盐胁迫对西瓜幼苗生长、叶片光合色素和脯氨酸含量的影响・35・
mmol・L
-1
NaCl处理的叶片相对电导率分别比对照提高6136%、11197%、14125%、18170%和
60167%(图22A)。幼苗叶片的质膜相对透性随NaCl浓度的升高而显著增大,表明盐胁迫破坏了西瓜
幼苗细胞膜的稳定性,使膜结构遭到损伤,造成细胞内电解质渗漏加剧,且随盐胁迫增强,对植株细胞膜的伤害增大。
由图22B可见,西瓜幼苗叶片中脯氨酸含量在低浓度NaCl处理下升高,而在高浓度NaCl胁迫下降
-1-1
低,50mmol・LNaCl处理达到最大值。除75和100mmol・LNaCl处理的幼苗叶片中脯氨酸含量与对照差异不显著(分别比对照高12180%和低10140%)外,其他各处理之间均有显著差异。此结果表明低浓度盐处理可能有利于西瓜幼苗叶片中脯氨酸的合成,高浓度盐胁迫则抑制了脯氨酸合成而促进了其降解。
图2 盐胁迫对西瓜幼苗叶片质膜相对透性(A)和脯氨酸含量(B)的影响
Fig12 Effectofsalinityonrelativemembranepermeability(A)andprolinecontent(B)inleavesof
watermelonseedlings
3 讨论
盐胁迫对植物生长的影响涉及渗透胁迫、离子毒害和矿质亏缺的综合反应
[5,13]
,这些影响至今尚未
完全阐明。在盐胁迫下,由于植株碳同化量减少、渗透调节能耗和维持生长能耗增加等原因,一般会使
[14]-1
植株生长量和积累量减少。本试验中低浓度(小于等于50mmol・L)NaCl处理下,西瓜幼苗株高、鲜重和干重均提高,表明低浓度盐处理可刺激西瓜幼苗植株生长,是西瓜植株对盐胁迫的一种适应性反应;而高于75mmol・LNaCl胁迫时,西瓜幼苗株高、叶片数和生物量积累都随盐浓度提高而迅速降低,表明植株受盐胁迫的伤害随NaCl浓度提高而加重。低浓度NaCl对西瓜幼苗的生长不仅没有危害,反而还能促进植株生长,证明西瓜幼苗的生长需要一定量的Na和Cl力
[16]
+
-[15]
-1
。
光合色素含量的稳定有利于幼苗在胁迫下维持正常的光合作用,从而增强幼苗对盐胁迫的耐受能。一些研究表明,盐胁迫下植物叶片中叶绿素含量下降
[18]
[17]
,其主要原因是盐胁迫提高了叶绿素酶
[16]
[6]
的活性,促进了叶绿素降解,从而引起叶绿素含量减少
、王素平等研究表明,短
-1
期盐胁迫处理提高了幼苗叶片叶绿素含量。本试验中较低浓度NaCl胁迫(小于等于75mmol・L)下,西瓜幼苗单位叶面积光合色素含量升高,高浓度盐胁迫则使其含量降低,且随浓度增大有迅速降低的趋势。这一结果表明低浓度盐胁迫能够刺激叶片光合色素的合成,高盐胁迫则提高了叶绿素酶的活性,使光合色素合成减少、分解增加,叶绿素含量明显降低,这与冯志红等等
[15]
[19]
。但段九菊等
、郭文忠等
[20]
和王宝增
的试验结果一致。同时也说明盐胁迫下光合色素含量的变化与作物种类、盐的种类以及处理方法
[21]
等有关。
在盐胁迫下细胞膜损伤与质膜透性增加是盐伤害的本质之一度积累,将具有稳定和保护质膜作用的Ca置换掉
2+
[23]
。通常认为盐胁迫下细胞质膜受伤
[22]
害的原因主要有两个,一是盐胁迫引起的膜质过氧化作用破坏了质膜结构
+
,二是Na在细胞中的过
+
。本试验中随NaCl浓度提高,西瓜幼苗叶片质膜
相对透性显著增大,说明盐胁迫引起的膜脂过氧化作用及Na在细胞中的过度积累对细胞质膜结构的影响随盐胁迫增强而加剧,且高浓度盐胁迫对西瓜细胞质膜造成了严重破坏。
植物中脯氨酸含量一直是抗逆研究的常用指标,它具有调节渗透及保护细胞膜结构稳定的作用
[24]
,
但脯氨酸在盐胁迫下植物体中的生理作用存在较大争议。一些报道表明遭受盐胁迫的植株中脯氨酸大量
南 京 农 业 大 学 学 报 第31卷・36・
积累,并通过维持渗透调节,稳定蛋白质,保护细胞膜和胞质酶等在植物耐盐性中发挥作用,
因此脯氨酸积累被作为衡量植株耐盐性的指标。也有一些研究者认为脯氨酸积累是盐胁迫造成的代谢紊
[27]-1
乱的伴随结果,因此没有实际意义。本研究中西瓜幼苗叶片在低浓度(小于等于50mmol・L)盐胁迫下脯氨酸含量升高,高浓度盐胁迫则使脯氨酸含量迅速下降,可能表明低浓度NaCl胁迫下西瓜幼苗通过积累脯氨酸维持渗透调节而有利于减轻盐胁迫伤害;而高浓度盐胁迫下脯氨酸合成所需能耗进一步增加,不利于西瓜幼苗正常生长以致其趋于降解、含量降低,这一推测有待于进一步研究来证明。
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