146 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.5 通常 0.15mmol/L 的 SNP 大约产生 0.2μmol/L 的 NO [12] 有研究表明, 低浓度的 NO 能够缓解 NaCl 胁迫对燕麦 ( 犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪 ) [13] 叶片的氧化性损

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柴透雷
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1 第 22 卷第 5 期 Vol.22,No.5 草业学报 ACTAPRATACULTURAESINICA 外源犖犗对犖犪犆犾胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗氧化损伤的影响年 10 月徐严 1,2, 魏小红 1, 李兵兵 1, 曹丽 1, 唐志敏 2 (1. 甘肃农业大学生命科学技术学院, 甘肃兰州 ;2. 郴州市农业科学研究所, 湖南郴州 ) 摘要 :1) 利用浓度分别为 0.1 和 1.0mmol/L 的外源 NO 供体硝普钠 (sodiumnitroprusside,snp) 浸泡紫花苜蓿种子 48h 在(25±1) 下将每批 50 粒种子置于培养皿进行恒温光照培养, 重复 3 次, 连续 10d 在培养皿中加入 6 ml0.15% NaCl 处理液并统计日发芽率, 以探讨 NO 对 NaCl 胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响 2) 利用 0.1 和 1.0 mmol/l 浓度的外源 NO 供体 SNP 处理 0.15% NaCl 胁迫下的紫花苜蓿幼苗试验设计了 4 个处理, 分别为 T1: 对照组 (CK) 为蒸馏水 ;T2:0.15% NaCl;T3:0.1 mmol/lsnp+0.15% NaCl;T4:1.0 mmol/lsnp+0.15% NaCl 每个处理重复 3 次分别于 0 ( 胁迫前 ),2,4,6 和 8d 后采集生长状况一致的幼苗叶片测定游离脯氨酸含量丙二醛 (malondialdehyde,mda) 含量过氧化氢 (H2O2) 含量 O2 产生速率过氧化氢酶 (catalase,cat) 过氧化物酶 (peroxidase,pod) 超氧化物歧化酶 (superoxidedismutase,sod) 叶绿素含量可溶性糖含量以探讨 NO 对 NaCl 胁迫下的紫花苜蓿幼苗叶片抗氧化系统的影响结果表明, 外源 NO 可以缓解 NaCl 胁迫对紫花苜蓿种子萌发的抑制作用, 促进 NaCl 胁迫下紫花苜蓿种子活力, 促进脯氨酸和可溶性糖含量的积累, 能缓解 NaCl 胁迫引起的膜脂过氧化产物 MDA 含量的增加缓解活性氧代谢引发的 H2O2 含量的增加及叶绿素的降解, 抑制 O2 产生速率, 提高 SOD POD CAT 的活性这种保护效应与 NO 的浓度明显相关,0.1 mmol/lsnp 处理效果显著优于 1.0mmol/LSNP 处理关键词 : 外源 NO; 紫花苜蓿 ;NaCl 胁迫 ; 种子萌发 ; 氧化损伤中图分类号 :S816;S ;Q 文献标识码 :A 文章编号 : (2013) 犇犗犐 : /cyxb [1] 土壤盐渍化是一个世界性问题, 是影响农业生产和生态环境的一个重要的非生物胁迫因素, 也是导致土地 [2] 退化最严重的问题之一甘肃省是盐渍地分布面积较大的省份之一, 全省有盐渍地 102 万 hm 2[3], 并随着生态 [4] 环境的恶化和不合理地开发利用, 仍在进一步扩大因此, 采取合理的措施控制或治理土壤盐渍化的发生是亟待解决的关键问题相对其他改良盐渍化土地的措施而言, 生物改良措施成本低廉, 效果稳定, 不但可以降低土 [5] [6] [7] 壤盐分, 而且可以培肥地力, 豆科植物改良盐渍化土地可能效果会更好, 董利苹等的研究结果表明, 在盐渍土壤上种植耐盐植物可以有效地促进土壤脱盐和土壤 ph 的降低, 豆科牧草对灌区盐渍化土壤的改良效果略好于禾本科牧草紫花苜蓿 ( 犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪 ) 是一种多年生优质豆科草本植物, 被誉为牧草之王, 是世界分布最广的豆科牧草, 也是我国种植面积最大的人工牧草, 我国苜蓿生产量在世界苜蓿生产大国中居第 5 位盐碱化 [8] 面积的不断扩大, 严重影响着紫花苜蓿的种植生长, 进而影响饲草及畜牧产业的发展许多研究证实, 在盐渍 [3] 地种植苜蓿能有效改善土壤结构, 提高土壤有机质, 从而增加土壤肥力, 起到改良盐渍地的作用提高紫花苜蓿耐盐性, 不但能提高盐碱地利用率, 改良盐碱地, 还可以增加优质蛋白质饲料, 为盐碱地区发展畜牧业奠定物质 [9] 基础因此提高紫花苜蓿耐盐能力对于进一步开发利用盐碱地和扩大苜蓿生产都有重要意义 NO 对植物非生物因素胁迫的保护效应, 与植物细胞所处的生理环境和 NO 的处理浓度有关较低浓度的 [10,11] NO 对植物细胞具有保护作用, 而较高浓度却表现为毒害效应 SNP( 硝普钠 ) 是一种常用的外源 NO 供体, 收稿日期 : ; 改回日期 : 基金项目 : 澳大利亚援助局资助项目 ( ) 资助作者简介 : 徐严 (1987 ), 男, 湖北石首人, 硕士 E mail: @qq.com 通讯作者 E mail:weixh@gsau.edu.cn

2 146 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.5 通常 0.15mmol/L 的 SNP 大约产生 0.2μmol/L 的 NO [12] 有研究表明, 低浓度的 NO 能够缓解 NaCl 胁迫对燕麦 ( 犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪 ) [13] 叶片的氧化性损伤, 提高渗透胁迫对小麦 ( 犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿 ) [14] 叶片的氧化性损伤的保 [15,16] 护效益近年来国内关于 NO 提高植物的抗盐性的研究多见于小麦玉米 ( 犣犲犪犿犪狔狊 ) [17,18] 黄瓜 ( 犆狌犮狌犿犻狊狊犪狋犻狏狌狊 ) [19] 番茄 ( 犔狔犮狅狆犲狉狊犻犮狅狀犲狊犮狌犾犲狀狋狌犿 ) [20] 拟南芥 ( 犃狉犪犫犻犱狅狆狊犻狊狋犺犪犾犻犪狀犪 ) [21], 而利用外源 NO 介导苜蓿抗盐性的研究却鲜见报道本研究试图通过外源 NO 处理 NaCl 胁迫下的紫花苜蓿种子和幼苗, 对种子的萌发及幼苗叶片中的 SOD POD CAT 活性和脯氨酸 MDA 过氧化氢含量 O 2 产生速率可溶性糖叶绿素含量动态变化的研究, 探讨外源 NO 缓解 NaCl 胁迫对紫花苜蓿的毒害作用, 旨在为在盐碱地推广紫花苜蓿的种植以及苜蓿耐盐生理研究机制提供一定的科学依据 1 材料与方法 1.1 试验材料供试材料为多年生紫花苜蓿牧歌品种, 由甘肃农业大学草业学院提供本试验于 2011 年 47 月在甘肃农业大学生命科学技术学院植物生理实验室进行种子萌发试验挑选大小一致饱满的紫花苜蓿种子先用 98% 浓硫酸处理 30min, 再用 10% 氯化汞溶液消毒 5min, 最后用去离子水清洗 5 遍将种子在 0,0.1 及 1.0mmol/LSNP 中浸泡 48h, 然后置于 9cm 垫有 2 层滤纸的培养皿中, 每皿放置 50 粒, 培养皿中加入 6mL0.15% NaCl 处理液, 所有的培养皿置于 (25±1) 恒温光照培养箱中发芽培养, 以胚根 0.2cm 作为萌发标志, 每天统计发芽率, 共统计 10d 第 4 天测定发芽势第 10 天测定发芽率发芽指数及活力指数, 每组处理设置 3 个重复幼苗胁迫试验将已经过处理的紫花苜蓿种子置于铺 2 层滤纸的培养皿 ( 直径 12cm) 中暗培养 1d 花盆中装 1.3kg 营养土, 浇透水后将发芽幼苗栽于花盆中 (20 株 / 盆 ) 培养 50d 后进行分组选取生长整齐一致健康的苜蓿植株进行不同浓度 SNP(0,0.1,1.0mmol/L) 预处理, 即分别量取 40mL 处理液喷施于叶面, 每 d ( 间隔 24h) 处理 1 次, 连续处理 3 次 3d 后开始在土壤中施加含 0.15% NaCl 的 Hogland 营养液, 每 d 处理 1 次, 连续处理 8d 试验设计了 4 个处理 :T1, 对照组 (CK) 为蒸馏水 ;T2,0.15% NaCl;T3,0.1 mmol/lsnp+0.15% NaCl; T4,1.0mmol/LSNP+0.15% NaCl, 每个处理重复 3 次, 分别于 0 ( 胁迫前 ),2,4,6 和 8d 后采生长状况一致的幼苗叶片进行游离脯氨酸含量 MDA 含量过氧化氢含量 O 2 产生速率 CAT POD SOD 的活性叶绿素含量可溶性糖含量的测定 1.2 试验方法种子萌发测定 : 其中,Gt 为 10d 的发芽数,Dt 为发芽日发芽势 (%)=(4d 内发芽的种子粒数 / 供发芽种子粒数 ) 100% 发芽率 (%)=( 发芽种子数 / 供试种子数 ) 100% 发芽指数 (Gi)= Gt/Dt 活力指数 (VI)= 发芽指数幼苗平均鲜重 (g) [22] [23] 脯氨酸含量测定采用茚三酮显色法 MDA 含量测定采用硫代巴比妥酸法过氧化氢含量测定参照 [24] [25] [26] 孙群和胡景江的方法叶绿素含量测定参照邹琦的方法 O 2 产生速率测定参照王爱国和罗广华的方 [27] [28] [29] 法可溶性糖含量测定采用蒽酮法 SOD 测定采用 NBT 显色法,POD 测定采用愈创木酚氧化法, CAT 测定采用紫外吸收法 [30] 1.3 统计分析数据采用 MicrosoftExcel2003 进行整理, 使用 SPSS18.0 中一般线性模型 (GLM) 进行单因素方差分析, 进行 Duncan 多重比较分析差异显著 2 结果与分析 2.1 不同浓度 NO 对 NaCl 胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响 0.15% NaCl 胁迫下, 紫花苜蓿的种子萌发均受到了抑制, 发芽率发芽势发芽指数和活力指数与对照组比

3 第 22 卷第 5 期草业学报 2013 年 147 较分别下降了 14.43%( 犘 <0.01),12.05%,18.84%( 犘 <0.01) 和 37.04%( 犘 <0.01) 不同浓度的外源 NO 均能不同程度地缓解 NaCl 胁迫对种子萌发造成的毒害作用, 尤其以 0.1mmol/LSNP 对 NaCl 胁迫的处理效果最为显著 0.1mmol/LSNP 处理组与 0.15% NaCl 胁迫组比较发芽率发芽势发芽指数活力指数分别提高了 7.23%( 犘 <0.01),10.96%,16.54%( 犘 <0.05),41.18%( 犘 <0.05) 0.1 mmol/lsnp 处理组与 1.0 mmol/l SNP 处理组比较发芽率发芽势发芽指数活力指数分别提高了 4.71%( 犘 <0.01),2.53%,10.78%,20.00% ( 表 1) 表 1 犖犗对犖犪犆犾胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响犜犪犫犾犲 1 犈犳犲犮狋狅犳犖犗狅狀狊犲犲犱犵犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳犕. 狊犪狋犻狏犪处理发芽率发芽势发芽指数活力指数 Treatment Germinationrate(%) Germinationenergy(%) Germinationindex Vigorindex T1,CK 96.67±3.06aA 82.67±6.11aA 34.87±2.50aA 0.27±0.04aA T2,0.15% NaCl 82.67±5.03bcB 73.33±2.31abcAB 28.30±0.75cdBC 0.17±0.04cdBC T3,0.1mmol/LSNP+0.15% NaCl 88.67±3.06bA 81.33±4.62aA 32.98±2.11abAB 0.24±0.03abAB T4,1.0mmol/LSNP+0.15% NaCl 85.33±3.06bcB 79.33±1.15abAB 29.77±2.19bcBC 0.20±0.01bcABC 注 : 同列不同大写字母表示差异极显著 ( 犘 <0.01), 不同小写字母表示差异显著 ( 犘 <0.05) Note:Thedataindicatesmean±SD.Diferentcapitalletersmeansignificantdiferenceat 犘 <0.01,diferentsmalletersmeansignificantdifer enceat 犘 < 不同浓度 NO 对 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片脯氨酸和可溶性糖含量的影响脯氨酸是植物体内重要的渗透调节物质, 植物受到逆境胁迫时, 体内的脯氨酸含量会大量的增加, 并且积累的指数与植物的抗逆性有关第 0 天 (NaCl 胁迫前 ), 各处理组脯氨酸含量均高于对照组随着处理时间的延长和 NaCl 胁迫强度的增加, 叶片中游离脯氨酸的含量也在增加所有的处理组在第 8 天脯氨酸浓度均达到最大值第 8 天,0.1mmol/LSNP 处理组脯氨酸的含量比对照和 NaCl 胁迫组分别提高了 %( 犘 <0.01) 和 25.71%( 犘 <0.01);1.0mmol/LSNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组相比较, 脯氨酸的含量分别增加了 % ( 犘 <0.01) 和 20.12%( 犘 <0.01);0.1 mmol/lsnp 处理组比 1.0 mmol/lsnp 处理组, 脯氨酸含量增加了 4.65% NO 处理可以显著地促进 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片中脯氨酸含量的增加, 并且以 0.1 mmol/l SNP 的效果最为明显 ( 图 1) 可溶性糖也是植物体内重要的渗透调节物质 NaCl 胁迫前, 各试验组可溶性糖含量均高于对照组正常生长条件下的苜蓿叶片中可溶性糖含量变化不大, 随着处理时间的延长和 NaCl 胁迫程度的不断加强, 各试验叶片中可溶性糖含量也在增加, 所有的处理组在第 8 天可溶性糖含量均达到最大值第 8 天,0.1mmol/LSNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组相比较, 可溶性糖含量分别提高了 % ( 犘 <0.01) 和 24.36% ( 犘 <0.01);1.0 mmol/lsnp 处理组与对照和 NaCl 胁迫组相比较, 可溶性糖含量分别增加了 %( 犘 <0.01) 和 17.80% ( 犘 <0.01);0.1mmol/LSNP 处理组比 1.0mmol/LSNP 处理组, 可溶性糖含量增加了 5.57% NO 处理可以显著地促进 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片中可溶性糖含量的增加, 并且以 0.1 mmol/lsnp 的效果最为明显 ( 图 2) 2.3 不同浓度 NO 对 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片 MDA 和过氧化氢含量的影响植物细胞在受到逆境胁迫的情况下会发生膜脂过氧化反应,MDA 是膜脂过氧化反应的最终产物, 其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度第 0 天 (NaCl 胁迫前 ), 各处理组 MDA 含量均高于对照组 NaCl 胁迫下, 各处理组的紫花苜蓿幼苗叶片中的 MDA 含量呈先递增后递减的趋势, 并且在整个试验期,NaCl 胁迫组 MDA 含量一直高于 SNP 处理组第 4 天,0.1mmol/LSNP 处理组 MDA 的含量与对照和 NaCl 胁迫组比较分别提高 %( 犘 <0.01) 和下降 40.60%( 犘 <0.01);1.0 mmol/lsnp 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,MDA 含

4 148 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.5 量分别增加 %( 犘 <0.01) 和下降 15.91%( 犘 <0.05);1.0mmol/LSNP 处理组比 0.1mmol/LSNP 处理组,MDA 含量增加了 41.58%( 犘 <0.01)( 图 3) 可见 NO 处理可以显著地缓解 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片 MDA 含量的增加植物在逆境胁迫下时, 由于体内活性氧代谢加强会使得 H 2O 2 发生积累, 并且其含量与植物的抗逆性密切相关第 0 天 (NaCl 胁迫前 ), 各试验组 H 2O 2 含量均高于对照组, 这可能与植物的适应性有关随着处理时间的延长, 土壤中 NaCl 含量的不断积累, 叶片中 H 2O 2 的含量也在增加所有的处理组在第 8 天 H 2O 2 浓度均达到最大值 0.1mmol/LSNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,H 2O 2 第 8 天的含量分别增加了 %( 犘 < 0.01) 和降低了 15.74%;1.0mmol/LSNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组相比较,H 2O 2 第 8 天的含量分别增加了 %( 犘 <0.01) 和降低了 8.64%;1.0mmol/LSNP 处理组比 0.1mmol/LSNP 处理组,H 2O 2 含量增加了 7.77%( 犘 <0.01) 施加外源 NO 可以显著地抑制 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片中 H 2O 2 含量的增加, 并且以 0.1mmol/LSNP 的效果最为明显 ( 图 4) 图 1 图 2 叶片脯氨酸含量的影响叶片可溶性糖含量的影响犉犻犵.1 犈犳犲犮狋狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀狆狉狅犾犻狀犲犮狅狀狋犲狀狋犻狀狋犺犲犪犾犳犪犾犳犪犾犲犪狏犲狊狌狀犱犲狉狊犪犾狋狊狋狉犲狊犉犻犵.2 犈犳犲犮狋狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳狊狅犾狌犫犾犲狊狌犵犪狉犻狀狋犺犲犪犾犳犪犾犳犪犾犲犪狏犲狊狌狀犱犲狉狊犪犾狋狊狋狉犲狊图 3 图 4 叶片丙二醛含量的影响叶片过氧化氢含量的影响犉犻犵.3 犈犳犲犮狋狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀犕犇犃犮狅狀狋犲狀狋犻狀狋犺犲犪犾犳犪犾犳犪犾犲犪狏犲狊狌狀犱犲狉狊犪犾狋狊狋狉犲狊犉犻犵.4 犈犳犲犮狋狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀犎 2 犗 2 犮狅狀狋犲狀狋犻狀狋犺犲犪犾犳犪犾犳犪犾犲犪狏犲狊狌狀犱犲狉狊犪犾狋狊狋狉犲狊

5 第 22 卷第 5 期草业学报 2013 年不同浓度 NO 对 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片 O 2 产生速率和叶绿素含量的影响第 0 天 (NaCl 胁迫前 ), 各试验组 O 2 产生速率均高于对照组 ( 图 5) NaCl 胁迫下, 各试验组的紫花苜蓿幼苗叶片中的 O 2 产生速率呈先增后减的趋势, 并且在整个试验期,NaCl 胁迫组 O 2 产生速率一直高于 SNP 处理组第 0~2 天, 各试验组紫花苜蓿叶片中 O 2 产生速率呈递增趋势且在第 2 天达到最大值, 第 2~8 天, 各试验组 O 2 产生速率呈下降趋势第 2 天,0.1mmol/LSNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,O 2 产生速率分别提高 %( 犘 <0.01) 和下降 14.46%;1.0mmol/LSNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,O 2 产生速率分别增加了 %( 犘 <0.01) 和降低 12.36%;1.0mmol/LSNP 处理组比 0.1 mmol/lsnp 处理组,O 2 产生速率增加了 2.46% 可见 NO 处理可以显著地缓解 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片 O 2 产生速率的增加,0.1 mmol/lsnp 的效果较好第 0 天 (NaCl 胁迫前 ), 喷施 SNP 试验组叶绿素含量均高于对照组 ( 图 6), 随着处理时间的延长, 对照组幼苗叶片中的叶绿素含量基本没有变化, 而其他处理组叶片中叶绿素的含量在下降,NO 处理能够明显的延缓 NaCl 胁迫下叶绿素的降解第 8 天,0.1 mmol/lsnp 处理组与对照和 NaCl 胁迫组相比较, 叶绿素的含量分别减少 35.11%( 犘 <0.01) 和增加 10.77%( 犘 <0.01);1.0 mmol/lsnp 处理组与对照和相应单 NaCl 胁迫组相比较, 叶绿素第 8 天的含量分别减少 34.19%( 犘 <0.01) 和增加 12.35%( 犘 <0.01) 图 5 叶片犗 2 产生速率的影响图 6 叶片叶绿素含量的影响犉犻犵.5 犈犳犲犮狋狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀犗 2 狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀狊狆犲犲犱犻狀狋犺犲犪犾犳犪犾犳犪犾犲犪狏犲狊狌狀犱犲狉狊犪犾狋狊狋狉犲狊犉犻犵.6 犈犳犲犮狋狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀犮犺犾狅狉狅狆犺狔犾犮狅狀狋犲狀狋犻狀狋犺犲犪犾犳犪犾犳犪犾犲犪狏犲狊狌狀犱犲狉狊犪犾狋狊狋狉犲狊 2.5 不同浓度 NO 对 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片 SOD 活性的影响第 0 天 (NaCl 胁迫前 ), 各试验组 SOD 活性均高于对照组 ( 图 7) 整个胁迫期间, 试验组 SOD 呈先增后降的趋势, 在第 4 天达到最大值第 4 天 NaCl 胁迫组的 SOD 活性高于 SNP 处理组和显著高于对照 ( 犘 <0.01) 第 8 天, 各处理组 SOD 活性下降到最小值, 但 SNP 处理组 SOD 活性高于 NaCl 胁迫组第 8 天,0.1 mmol/l SNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,SOD 活性分别提高了 13.27% ( 犘 <0.01) 和 9.99% ( 犘 <0.01);1.0 mmol/lsnp 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,SOD 活性分别增加了 9.35%( 犘 <0.01) 和 6.18%( 犘 <0.01); 0.1mmol/LSNP 处理组比 1.0mmol/LSNP 处理组,SOD 活性增加了 1.71% 2.6 不同浓度 NO 对 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片 POD 活性的影响在整个试验期 POD 活性呈现先增后减的趋势 ( 图 8) 胁迫前, 各处理组的 POD 活性极显著高于对照组 ( 犘 <0.01) 第 6 天,SNP 处理组与 NaCl 胁迫组的 POD 活性达到最大值, 并且前者的活性极显著高于后者 ( 犘 <0.01) 第 6~8 天,NaCl 胁迫组 POD 活性急剧下降, 第 8 天, 各处理组的 POD 活性达到最低值, 且对照组 POD 活性极显著高于 NaCl 胁迫处理组 ( 犘 <0.01) 0.1mmol/LSNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,POD

6 150 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.5 活性分别提高了 17.37%( 犘 <0.01) 和 30.01%( 犘 <0.01);1.0 mmol/lsnp 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,POD 活性分别增加了 15.52%( 犘 <0.01) 和 27.92%( 犘 <0.01);0.1 mmol/lsnp 处理组比 1.0 mmol/l SNP 处理组,POD 活性增加了 1.58% 上述结果表明, 喷施 SNP 可以明显提高 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片中 POD 活性, 且 0.1mmol/LSNP 的效果较好图 7 图 8 叶片犛犗犇活性的影响叶片犘犗犇活性的影响犉犻犵.7 犈犳犲犮狋狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀犛犗犇犪犮狋犻狏犻狋狔犻狀狋犺犲犪犾犳犪犾犳犪犾犲犪狏犲狊狌狀犱犲狉狊犪犾狋狊狋狉犲狊犉犻犵.8 犈犳犲犮狋狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀犘犗犇犪犮狋犻狏犻狋狔犻狀狋犺犲犪犾犳犪犾犳犪犾犲犪狏犲狊狌狀犱犲狉狊犪犾狋狊狋狉犲狊 2.7 不同浓度 NO 对 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片 CAT 活性的影响正常生长条件下的苜蓿叶片中 CAT 活性变化量不大, 在整个试验期, 随着土壤中胁迫程度的加强和胁迫时间的延长,SNP 处理组和 NaCl 胁迫组 CAT 活性逐渐降低 ( 图 9) 第 8 天, 各处理组 CAT 活性降到最小值第 8 天,0.1 mmol/l SNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,CAT 活性分别下降了 37.99% ( 犘 <0.01) 和增加了 31.90%( 犘 <0.01);1.0mmol/L SNP 处理组与对照和 NaCl 胁迫组比较,CAT 活性分别下降了 43.44%( 犘 <0.01) 和增加了 20.31%( 犘 < 图 );0.1mmol/LSNP 处理组比 1.0 mmol/lsnp 叶片犆犃犜活性的影响处理组,CAT 活性增加了 8.79% 喷施 SNP 可以明犉犻犵.9 犈犳犲犮狋狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀犆犃犜显缓解 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片中 CAT 活性犪犮狋犻狏犻狋狔犻狀狋犺犲犪犾犳犪犾犳犪犾犲犪狏犲狊狌狀犱犲狉狊犪犾狋狊狋狉犲狊的下降, 且 0.1mmol/LSNP 的保护效果较好 3 讨论盐碱干旱低温和高温紫外线等逆境均可以诱导活性氧 (reactiveoxygenspecies,ros) 的形成,O 2 是活性氧中毒害最强的一种, 当 O 2 不能够及时得到清除时,H 2O 2 能够和 O 2 反应生成 OH, 可以直接引发膜脂过氧化反应, 引起膜脂过氧化产物 MDA 含量的增加本试验的研究结果表明, 在 NaCl 胁迫下, 紫花苜蓿幼苗 [31] SOD 和 POD 活性均呈先上升后下降趋势,CAT 活性则呈下降趋势, 这与刘爱荣等的研究结果一致 0.1 mmol/lsnp 可以显著提高 SOD POD CAT 的活性, 加快 NaCl 胁迫下 ROS 物质的清除, 从而缓解了 NaCl 胁

7 第 22 卷第 5 期草业学报 2013 年 151 迫对紫花苜蓿的氧化损害作用 SOD 是一种诱导酶,NaCl 胁迫能够促进 O 2 含量的增加, 进而诱导 SOD 活性升高 SOD 能与 O 2 歧化反应生成 H 2O 2, 因此 SOD 活性的增加会导致 H 2O 2 含量的增加 H 2O 2 含量的增加也可能是与 CAT 活性的下降有关,CAT 活性的下降可能是以下几个方面引起的 : 一是由于 H 2O 2 的积累使其失活 ; 二是可能发生了光失活,CAT 为光失活酶, 其酶活性的维持依赖于光下连续合成 CAT 蛋白, 但其光修复对外界因素却是非常敏感的 ; 另外,H 2O 2 和 O 2 可以一起与 CAT 反应形成复合物或分别与 CAT 反应形成复合物, [32] 这些钝化形式抑制了 CAT 的活性 H 2O 2 具有强氧化性, 它抑制二氧化碳的固定并参与叶绿体的降解 NO 提高保护酶的活性主要原因是 NO 能够对含铁的相关酶如 CAT COX 等具有很强的亲和力以及抑制含非血红 [14] 素铁的顺乌头酸酶等靶酶的活性 [33] 叶绿体是植物细胞中对盐非常敏感的细胞器, 盐逆境胁迫条件下植物细胞叶绿体和线粒体电子传递中泄露的电子会导致 ROS 大量产生, 并引发细胞内的氧化损伤, 引起叶绿素降解膜结构损伤蛋白质变性核酸断 [34] 裂, 甚至细胞死亡叶绿素酶是叶绿素代谢中唯一肯定起作用的酶,NaCl 能增加叶绿素酶的活性, 加速叶绿 [35] 素分解, 蒋明义等已经证实渗透胁迫下叶绿素的降解主要与活性氧的氧化损伤有关本试验的结果表明, 外源 NO 可以显著缓解 NaCl 胁迫下叶绿素的降解, 从而保护叶绿体膜结构的完整性本试验的研究结果表明, 在 NaCl 胁迫下, 紫花苜蓿幼苗叶片的游离脯氨酸和可溶性糖含量会增加, 这与邹 [36] 丽娜等的研究结果一致喷施外源 NO 可以显著促进 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗中游离脯氨酸和可溶性糖含量, 提高紫花苜蓿的抗盐性 [1] [37] NO 有可能是以下面 3 种不同的途径发挥作用的, 一个是 NO 直接清除 ROS 物质, 屠洁等在 2003 年发现 SNP 具有清除 O 2 的功能 ; 一条途径是促进逆境条件下脯氨酸和可溶性糖的积累, 外源 NO 可以促进低温胁 [38] [39] 迫下一年生黑麦 ( 犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿 ) 叶片中脯氨酸含量的积累, 提高其抗寒性, 也能够提高渗透胁迫下 [16] 和盐胁迫下小麦 ( 犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿 ) 叶片中脯氨酸含量 ; 另外一条途径是 NO 作为信号分子, 诱导细胞内抗 [40] 氧化酶的活性或相关酶类基因的表达, 从而清除 ROS 这样子一方面可以提高植物细胞内渗透调节物质的含 [35] 量, 提高植物细胞的保水能力和抗氧化能力, 另外一方面也可以直接或间接的清除 O 2 H 2O 2 OH 等 ROS, 从而缓解细胞膜发生过氧化反应 [19] [13] 外源 NO 可以缓解盐胁迫对黄瓜造成的伤害, 提高其生长量和抗氧化活性苏桐等证实低浓度 NO [14] [39] 能够缓解 NaCl 胁迫下的燕麦 ( 犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪 ) 幼苗叶片氧化损伤, 提高其抗氧化能力 ; 王宪叶等和王俊红等也分别证实了外源 NO 能够缓解渗透胁迫下的小麦幼苗叶片膜脂过氧化, 提高其抗性本试验的研究结果也表明, 外源 NO 可以提高 NaCl 胁迫下紫花苜蓿种子萌发, 增强紫花苜蓿幼苗叶片中 SOD POD CAT 等抗氧化酶的活性, 调节 H 2O 2 和 O 2 含量, 促进脯氨酸和可溶性糖含量的积累, 降低膜脂过氧化产物 MDA 的积累, 使得细胞的渗透调节能力和耐盐能力的提高成为可能参考文献 : [1] 杨丽辉. 农杆菌介导的犎犃犔 1 基因转化紫花苜蓿的研究 [D]. 杨凌 : 西北农林科技大学,2008. [2] Qadir M,Tubeileh A,AkhtarJ, 犲狋犪犾.Productivityenhancementofsalt afectedenvironmentsthroughcropdiversification[j]. LandDegradation& Development,2008,19: [3] 张莉丽. 盐渍地不同株龄苜蓿根际氮素营养及离子变化特征 [D]. 兰州 : 兰州大学,2008. [4] 李源, 刘贵波, 高洪文, 等. 紫花苜蓿种质耐盐性综合评价及盐胁迫下的生理反应 [J]. 草业学报,2010,19(4): [5] 陈玉林. 盐碱地改良模式浅析 [J]. 现代化农业,2011,8:9 10. [6] QadirM,StefensD,YanF, 犲狋犪犾.ProtonreleasebyN2 fixingplantroots:apossiblecontributiontophytoremediationofcal careoussodicsoils[j].plantnutritionandsoilscience,2003,166: [7] 董利苹, 李先婷, 曹靖, 等. 四种耐盐牧草根际盐分动态分布特征 [J]. 草业学报,2011,20(6): [8] 景艳霞, 袁庆华.NaCl 胁迫对苜蓿幼苗生长及不同器官中盐离子分布的影响 [J]. 草业学报,2011,20(2): [9] 乔建江. 紫花苜蓿遗传转化体系的建立及转犕狊犆犘 1 基因植株的获得 [D]. 北京 : 中国农业大学,2006.

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9 第 22 卷第 5 期草业学报 2013 年 153 犈犳犲犮狋狊狅犳犲狓狅犵犲狀狅狌狊狀犻狋狉犻犮狅狓犻犱犲狅狀狊犲犲犱犵犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀犪狀犱狊犲犲犱犾犻狀犵狅狓犻犱犪狋犻狏犲犱犪犿犪犵犲犻狀犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪狌狀犱犲狉犖犪犆犾狊狋狉犲狊 XU Yan 1,2,WEIXiao hong 1,LIBing bing 1,CAO Li 1,TANGZhi ming 2 (1.ColageofLifeScienceandTechnology,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China; 2.ChenzhouInstituteofAgriculturalScience,Chenzhou423042,China) 犃犫狊狋狉犪犮狋 :1) 犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪 seedsweresoakedintwoconcentrations(0.1and1.0mmol/l)ofsodiumnitro prusside(snp)for48h.samplesof50seedstakenon10consecutivedayswereculturedindishesundercondi tionsofconstantlightandtemperatureat(25±1).naclsolution(6ml0.15%)wasaddedtoinvestigatethe efectsofexogenousnitricoxideonseedgerminationundernaclstress.2)theinfluenceoftheexogenousni tricoxidedonor(snp)atconcentrationsof0.1and1.0 mmol/lon 犕. 狊犪狋犻狏犪 seedlingleafoxidativedamage under0.15% NaClstresswerestudiedfor8daysoftreatment.Thetreatmentswere,T1:CK (distiledwa ter);t2:0.15% NaCl;T3:0.1mmol/LSNP+0.15% NaCl;T4:1.0mmol/LSNP+0.15% NaCl.There sultsindicatedthatgerminationrate( 犘 <0.01),germinationenergy,germinationindex ( 犘 <0.05)andvigor index ( 犘 <0.05)of 犕. 狊犪狋犻狏犪 seedsweredramaticalypromotedbysnptreatmentsduringgerminationunder 0.15% NaClstress.Theactivitiesofantioxidantenzymessuchassuperoxidedismutase (SOD),peroxidase (POD)andcatalase(CAT),wereincreased,whichisconsistentwiththeup regulationofprolineandsoluble sugars,andwiththedown regulationofo 2 production,speedandcontentofmalondialdehyde(mda),h 2O 2 andchlorophylin 犕. 狊犪狋犻狏犪 seedlingleavescomparedwiththoseundersaltstress.meanwhile,theprotective abilityofconcentrationsof0.1 mmol/l wassignificantlybeterthanthoseof1.0 mmol/l. 犓犲狔狑狅狉犱狊 :exogenousnitricoxide; 犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪 ;NaClstress;seedgermination;oxidativedamag e 檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵全国中文核心期刊全国优秀农业期刊中国种业征订启事中国种业是由农业部主管, 中国农业科学院作物科学研究所和中国种子协会共同主办的全国性专业性技术性种业科技期刊刊物目标定位 : 以行业导刊的面目出现, 并做到权威性真实性和及时性覆盖行业范围 : 大田作物蔬菜花卉林木果树草坪牧草特种种植种子机械等, 信息量大, 技术实用读者对象 : 各级种子管理经营企业的领导和技术人员, 各级农业科研推广部门人员, 大中专农业院校师生, 农村专业户和广大农业生产经营者月刊, 大 16 开, 每期 8 元, 全年 96 元国内统一刊号 :CN /S, 国际标准刊号 :ISSN X, 全国各地邮局均可订阅, 亦可直接汇款至编辑部订阅, 挂号需每期另加 3 元邮发代号 :82132 地址 :(100081) 北京市中关村南大街 12 号中国种业编辑部电话 : ( 编辑部 ) ( 广告发行部 ) 传真 : 网址 : 犈犿犪犻犾 :chinaseedqks@sina.com chinaseedqks@163.com 欢迎投稿刊登广告

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