摘 要

本文对两个苦楝家系幼苗在0‰、2‰、4‰、6‰和8‰NaCl单盐胁迫下的可溶性蛋白含量、过氧化物酶(POD)活性，超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等4个指标进行测定和分析，并用隶属函数法对苦楝两个供试家系在NaCl胁迫下的耐盐能力进行综合评价，结果表明，滨海苦楝的综合抗盐能力大于滁州种源。

关键词：苦楝；盐胁迫；耐盐能力

A study on physiological characteristics of salt tolerance in Melia azedarach seedlings

Abstract

The solube protein content, peroxidase (POD) activity, superoxide dismutase (SOD) activity and malondialdehyde(MDA) content of Chinaberry(Melia azedarach) seedlings from Bin Hai and Chu Zhou were measured and analyzed. And the salt tolerance of two seed sources was evaluated by function method. The result showed that the salt tolerance of Bin hai provenance was better than that of Chu Zhou provenance.

Key Words: Melia azedarach; salt stress; salt tolerance.

目录

1文献综述 5

序言： 5

1.1盐胁迫的概念 5

1.2盐胁迫对幼苗生理生化特性的影响 5

1.2.1盐胁迫对细胞膜透性的影响 5

1.2.2盐胁迫对细胞渗透调节物质的影响 5

1.2.3盐胁迫对活性氧代谢的影响 6

1.2.4盐胁迫对光合作用的影响 6

1.3植物耐盐机理 6

1.3.1离子区隔化 6

1.3.2渗透调节 6

1.3.3维护膜系统的完整性 6

1.3.4改变代谢途径 7

1.4植物耐盐性评价指标的研究 7

1.5国内外抗盐性研究现状及前景 7

2材料与方法 8

2.1试验材料 8

2.2试验方法 8

2.2.1可溶性蛋白的测定 8

2.2.2脯氨酸含量的测定 8

2.2.3超氧化物歧化酶（SOD）的测定 9

2.2.4丙二醛（MDA）的测定 9

3结果与分析 9

3.1 NaCI胁迫对苦楝幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响 9

3.2盐胁迫对苦楝幼苗脯氨酸含量的影响 11

3.3 NaCl胁迫对苦楝幼苗叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响 12

3.4 NaCl胁迫对苦楝幼苗叶片丙二醛（MDA）含量的影响 12

4、结论与讨论 12

5.参考文献 13

致谢 13

1文献综述

序言：

土壤盐渍化是目前世界许多国家均面临的一个重要的环境问题，也是制约造林绿化、土地利用和粮食生产的一个重要因素。我国盐碱土地分布范围广泛，目前，尚有大片的沿海滩涂资源亟待开发，而营造各种功能林是开发沿海滩涂资源的有效措施之一。

苦楝为楝科楝属落叶乔木，它生长速度快、材质优良、驱虫、耐腐，其根、皮、花、果均可入药，是高效、低毒的广谱生物农药原料之一，又是良好的蜜源植物和工业原料。因此，了解盐胁迫对林木生长发育的影响，探究林木抗盐机理，掌握耐盐鉴定指标以及耐盐育种技术，对加快林木耐盐选育研究，开发利用盐碱土地资源，缓解盐胁迫生态危机，保证粮食安全和生态安全都具有重要的意义。

1.1盐胁迫的概念

海滨地区地下水位较高或海水倒灌，土壤表层也会累积较多盐分。土壤盐分过多时对植物造成的伤害称为盐胁迫。土壤中NaCl和Na₂SO₄ 含量多时称为盐土，Na₂CO₃和NaHCO₃较多的土壤称为碱土。通常这些盐同时存在，所以称盐碱土。中国盐碱土主要分布于西北、华北和沿海地区，约2000万hm² 。通常土壤含盐量在0.2%~0.5%不利于植物生长，而盐碱土的含盐量高达0.6%~10%，更会对植物产生严重伤害。然而多数植物在种子阶段是最能忍受不利环境因素的影响的，但萌芽期和幼苗期却是最为脆弱的时期。因此，植物种子萌发和幼苗生长对盐生环境的适应能力是植物育苗和决定植物种群分布的关键因素。

1.2盐胁迫对幼苗生理生化特性的影响

1.2.1盐胁迫对细胞膜透性的影响

植物体膜结构和功能完整性是控制离子运转和分配的主导因素，因此膜系统是植物盐害的主要部位^[1]。用相对电导率来表示细胞膜透性的大小，可以反映植物细胞膜在逆境条件下透性的变化和受损伤程度。国内对杨树、柳树在盐胁迫下的相对电导率变化研究表明，随盐胁迫强度的增加相对电导率呈上升趋势。马焕成^[2]认为高盐处理能大幅增加群众杨叶片膜透性，而低盐处理对叶片膜透性没有影响。

1.2.2盐胁迫对细胞渗透调节物质的影响

植物在盐胁迫下的细胞渗透调节物质基本上分为两类，一是从外界环境进入植物细胞内的K 、Cl-等无机离子，二是植物细胞自身合成的氨基酸和糖类等^[3].根据马翠兰^[4]等研究，随NaCl浓度增加，坪山柚幼苗地上部及根部Na离子和Cl离子含量明显增加。这些无机离子主要在渗透胁迫初期起渗透调节作用，但其含量的增加将对细胞产生毒害作用。而氨基酸等有机溶质不干扰细胞代谢和蛋白质的结构与功能，为植物解除胁迫后恢复生长提供物质准备。魏海霞^[5]认为，盐胁迫下苦楝叶片中脯氨酸含量显著上升，其累积对减弱盐分胁迫下的膜质过氧化作用具有重要意义。

1.2.3盐胁迫对活性氧代谢的影响

盐胁迫下植物体内产生大量的活性氧物质，它们能破坏细胞膜透性，导致细胞代谢紊乱，而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等抗氧化酶能有效地消除活性氧自由基，防止膜的氧化破坏。根据^[6]汪贵斌等研究，在轻度盐分胁迫下，落羽杉叶片SOD和POD活性上升，当胁迫程度超过一定范围后，落羽杉体内整体代谢过程受到严重破坏，SOD和POD的活性也随着下降。周希琴等认为随盐浓度的增加，木麻黄幼苗SOD活性下降，POD活性逐渐上升，CAT活性在低盐时下降，在高盐时则明显上升。王瑞刚等研究结果显示，SOD、POD活性的下降是导致群众杨和I-214杨膜脂过氧化和电解质外渗率增加的主要原因，而胡杨在盐胁迫初始阶段就能大幅度上调SOD、POD活性，以避免活性氧对膜的伤害，因此，在长期不断提高的盐胁迫条件下，胡杨的排盐性强，降低了盐诱导的膜脂过氧化，最终减少了电解质外渗率，从而提高了抗盐性。

1.2.4盐胁迫对光合作用的影响

光合作用为植物牛长发育提供物质和能量，是植物生长发育的基础。盐胁迫破坏叶绿体结构，使叶绿素含量下降，引起植株光合能力减弱。盐胁迫下植物光合速率降低的因素因实验材料的抗盐性、材料的发育阶段和盐胁迫时间的不同而有差异。植物在短期盐胁迫时，气孔因素可能起较大的作用，而受长期盐胁迫时，非气孔因素逐渐成为限制光合作用的主要因素。

1.3植物耐盐机理

1.3.1离子区隔化

离子区隔化是指在盐胁迫条件下，盐生植物将主要的盐离子转移至液泡中，而在细胞质中合成代谢可兼容的溶质来补偿液泡与细胞质之间的渗透差异。非盐生植物则一般在尽量减少对盐离子吸收的同时将部分盐离子输送到衰老组织以保护幼嫩组织^[7]。植物将钠离子区隔于液泡是由Na ／H 反向运输体完成的，液泡膜上的两种产H 泵(H -ATPase和VPPase)为其提供能量^[8]。Fung等认为胡杨根细胞内大量的小液泡对C1．离子起到了很好的存储和区隔作用，马焕成的试验也证实了这一结果^[9]。

1.3.2渗透调节

盐胁迫条件下，由于外界渗透压较低，植物为避免发生水分亏缺现象，细胞内会积累一些可溶性物质来降低胞内渗透势，从而保证逆境条件下水分的正常供应。渗透调节分为无机渗透调节和有机渗透调节。参与无机渗透调节的离子主要有Na 、K 和Cl‘；参与有机渗透调节的物质主要有脯氨酸和甜菜碱等。

1.3.3维护膜系统的完整性

盐胁迫下，细胞质膜首先受到盐离子胁迫的影响而产生变化，导致质膜受伤，引起质膜透性增大。龚明等^[10]发现高盐分浓度能增加细胞膜透性，加快脂质过氧化作用，最终导致膜系统的破碎。Wu^[11]认为质膜为适应盐胁迫，通过降低双层膜的流动性来减少对NaCl的透性。张川红等^[12]对国槐和中林46杨幼苗膜类脂的研究也证明了这一点。同时，植物体内POD、SOD和CAT等保护酶系统能够相互协调，清除盐胁迫下膜脂过氧化作用产生的MDA，保护膜结构的稳定。

1.3.4改变代谢途径

盐胁迫下，植物代谢会受到干扰而发生紊乱，一些盐生植物能通过改变其5自身光合碳同化途径来适应高盐分生境，即由c3途径变为景天酸代谢(CAM)途径^[13]。这种改变使植物减少了水分消耗。在长时间盐胁迫条件下，植物会在夜晚张开气孔进行C02吸收和固定,白天关闭气孔以减少蒸腾水损失。也有部分植物将C3途径转变为C4途径以适应盐胁迫生境。

1.4植物耐盐性评价指标的研究

植物耐盐性涉及生理生化等多方面因素，是一个多基因控制的极为复杂的反应过程^[14]。植物生理代谢过程不同，表现出的生理指标也不同，因此，植物耐盐性指标也应当是多指标的综合。姜卫兵等^[15]研究认为叶片含水量、膜透性和渗透调节物质等生理指标若配以合适的度量值都可用于评价无花果的耐盐性。苏国兴等^[16]建议用叶产量、新梢伸长量、叶片K ／Na 和脯氨酸含量作为桑树耐盐品种的筛选指标。肖雯^[17]对甘蒙柽柳等几种盐生植物的研究表明，质膜透性、MDA含量、渗透调节物质的种类和含量可作为植物抗盐性评价的重要参考指标，而肉质性和叶绿素含量必须结合其它指标和结构特点，才能用来综合评价植物抗盐能力的大小。张兆英^[18]则认为光合作用、电导率、MDA含量、Na 和K 、ABA含量、保护酶活性对植物抗盐性有比较明确的指示意义；Cl离子、脯氨酸和甜菜碱的积累作为植物抗盐性评价指标还需要进一步深入研究。总之，在评价植物耐盐性差异时，必须结合植物的结构特点，充分考虑抗盐生理指标的相对大小，同时，又要考虑这些指标的增减幅度和变化趋势，这样才有利于得出较为准确的结论。

1.5国内外抗盐性研究现状及前景

全世界盐生植物种类约5000--6000种，我国有500余种。选育耐盐植物，充分利用盐碱土资源，创造生态、经济和社会效益是一项利国利民的系统工程。植物耐盐性遗传改良一般有以下几个途径：引种选择、杂交育种、诱变育种、基因工程和耐盐突变体筛选。吴丽云等^[19]对苦楝种子抗盐萌发机理的研究显示，产自正常地的苦楝种子活力水平和幼苗生长均超过盐碱地种子，幼苗在盐胁迫下通过SOD和POD发挥作用。盐胁迫对苦楝苗木含水量影响显著，根系活力随盐浓度的升高呈先升后降趋势。魏海霞等^[5]发现，苦楝对2％0的低盐胁迫具有一定抗性。但在6％0高盐胁迫下，其膜透性增加，增加幅度与胁迫时间呈正相关。脯氨酸是苦楝在盐胁迫下的重要有机渗透调节物质，它与MDA呈负相关，且在盐胁迫下苦楝叶片中脯氨酸含量显著上升。郭杰^[20]的研究表明，随盐胁迫程度增加，苦楝叶面积下降幅度增大；MDA含量随胁迫时间延长呈先升后降再升的趋势；可溶性蛋白含量随盐胁迫时间延长和盐浓度增加，总体呈下降趋势；叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均随盐处理浓度增大而呈下降趋势。李国雷^[21]认为，苦楝受盐害的主要部位是叶片，其根系向茎、叶选择性地运输K 而限Na 的运输，从而减轻了Na 对细胞膜系统的伤害，提高了耐盐能力。此外，Sandra等^[22]还对苦楝的体细胞胚胎发生与耐盐性诱导进行了相关研究。

2材料与方法

2.1试验材料

本次实验于2012年3月~5月在南京林业大学南方林木种子检验中心处进行。供试的苦楝幼苗分别采自江苏省滨海县和安徽省滁县。2012年3月底进行NaCl单盐胁迫处理。处理浓度为0‰、2‰、4‰、6‰和8‰，每家系3次重复，每处理水平10株苗。花盆底放塑料托盘，每7d浇一次相应浓度的NaCl溶液，每次每盆浇1L。若有溶液流出，则回倒入盆中，49天后试验结束。试验结束时，摘取不同处理下苦楝相同部位幼苗叶片测定可溶性蛋白、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)以及丙二醛(MDA)等4个生理指标。

2.2试验方法

酶液的制备：用NaH₂PO₄·2H₂0和Na₂HPO₄·12H₂0试剂配PH 7.0，浓度为0.1mol／L的磷酸缓冲液。取叶片O.25g于预冷研钵中，分2次加入磷酸缓冲液4ml研磨，之后倒入塑料离心管中，最后用2ml磷酸缓冲液洗涤研钵，液体全部倒入塑料离心管。配平后在冷冻离心机中以4℃、1 0000r／min的条件离心20min，上清液即为粗提液。用来测定可溶性蛋白、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)等指标。

2.2.1可溶性蛋白的测定

采用考马斯亮蓝比色法。用微量进样器取酶液20μl，加入到10ml刻度试管底部。用刻度吸管加入3ml考马斯亮蓝试剂，充分摇匀。2min后在分光光度计波长595nm处测定吸光度值。

可溶性蛋白质含量（mg·g^-1FW）=(C×Vt)/(Vs×W)