Ca-(2+)对盐胁迫下金盏菊幼苗生理效应的影响_任秋萍.pdf

北 方 园 艺 2 0 2 3(1 3):6 3-6 8N o r t h e r nH o r t i c u l t u r e园林花卉第一作者简介:任秋萍(1 9 7 1-),女,硕士,副教授,现主要从事观赏植物抗逆性等研究工作。E-m a i l:8 3 7 9 2 5 4 1 8q q.c o m.基金项目:国家自然科学基金资助项目(3 1 9 0 1 2 1 0);山东省自然科学基金资助项目(Z R 2 0 2 0 Q C 0 2 6)。收稿日期:2 0 2 2-1 1-0 2d o i:1 0.1 1 9 3 7/b f y y.2 0 2 2 4 4 5 7C a2+对盐胁迫下金盏菊幼苗生理效应的影响任 秋 萍,林 冉 冉,路 兴 慧,吴 冰 洁(聊城大学 农学与农业工程学院,山东 聊城2 5 2 0 0 0)摘 要:以金盏菊幼苗为试材,采用盆栽方法,研究不同浓度(5、1 0、1 5、2 0mm o lL-1)C a C l2对1 0 0mm o lL-1N a C l胁迫下金盏菊幼苗叶绿素含量、丙二醛(MD A)含量、过氧化物酶(P O D)活性、脯氨酸(P r o)含量变化和叶片膜透性等生理指标的影响,以期探究钙(C a)对金盏菊幼苗耐盐性的缓解效应。结果表明:用不同浓度C a C l2处理金盏菊,其中对幼苗生长缓解效果最好的是施加1 0mm o lL-1C a C l2溶液的T 2组,叶绿素含量增加了1 3.4 3%,MD A含量下降了3 4.7 2%,P O D活性增加了4 2.6 9%,P r o含量降低了2 8.3 7%,相对电导率降低了3 0.2 0%。综上所述,钙可明显缓解盐胁迫给金盏菊幼苗生长带来的不良影响,以1 0mm o lL-1C a C l2溶液处理效果最好。关键词:金盏菊;C a C l2;盐胁迫;幼苗生长;生理效应中图分类号:S6 8 1.7 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1-0 0 0 9(2 0 2 3)1 3-0 0 6 3-0 6 金盏菊(C a l e n d u l a o f f i c i n a l i sL.)是菊科金盏菊属植物,其园艺品种有橙、黄2种颜色1。喜光照,耐瘠薄,适应性强,以疏松、肥沃、微酸性的泥土中生长最好。金盏菊花期长,花色鲜艳,常应用于园林中,同时又可用作草坪的边花和盆栽观赏2。土壤盐渍化在一定水平上是指土壤质地下降,泥土中的硝酸盐累积,进而导致植物的生长发育无法正常进行3。因为盐的作用不仅仅会影响植株的生长、产量和品质,同时在植株生长历程中,盐碱性的环境条件也会改变其生理和生化进程,大量的N a+会在细胞内积累,使植株体内的阳离子不平衡,其组织和细胞的结构也会被破坏,也可使活性氧在植株体内发生累积,进而氧化攻击细胞膜结构和蛋白质4-6,抑制植株的正常生长发育,最终使植株无法正常生存。所以改善土壤品质或提高植物的耐盐性非常重要。大多时候土壤品质不好改善,所以这就要通过施加外源物质来提高植株的耐盐性,进而在植株能够生存的时间变得更长。已有研究表明,在盐胁迫这一前提下,施加外源钙离子,会使C a2+与钙调节蛋白(C a M)结合,细胞内浓度将迅速增加,启动植物体内的一系列生理生化过程,进而使植物在感知、传递、反应和适应逆境的过程中起着重要的作用7-8,同时幼苗叶片细胞的生理代谢也受细胞内游离C a2+浓度的变化,适宜浓度的外源钙离子会使细胞内的各种离子保持动态平衡,同时也使钙信号系统正常发生和传递8。钙作为一种大量元素,它不仅可以满足植物的正常生长发育过程,而且还是植物代谢和发育过程中的重要物质8。钙作为信号参与细胞内外的各种生理活动,因为在植物细胞中,它能感知到外界环境的胁迫7。当发生逆境胁迫时,细胞内的钙离子浓度则会发生相应特定的变化,并触发多种保护性生理反应,来缓解外部应激带来的负面影响9,所以增施外源钙可改变盐胁迫环境下植株的生长状态。近年来,有关在盐胁迫前提下添加外源钙的报道,多集中在农作物上,如小麦1 0、黄瓜3、油菜1 1、玉米1 2、草莓1 3与葡萄1 4等。关于盐胁迫下施加适宜外源钙离子浓度缓解金盏菊幼苗伤害的相关报道较少,为此,课题组进行了该方面的试验,对金盏菊的盐分栽培、养护和品质改良具有重要的意义。该试验结合以往相关金盏菊耐盐性研究,得知其耐盐浓度可高达8 01 0 0m m o lL-1,该试验研究了不同钙离子浓度在1 0 0mm o lL-1盐胁迫下金盏菊幼苗生理效应的影响,旨在选出能够明显改善盐胁迫下金盏菊植株生长的合适的钙离子浓度。1 材料与方法1.1 试验材料供试金盏菊幼苗为花店购买。试验用N a C l和C a C l2均为分析纯,购自麦克林试剂公司。1.2 试验方法2 0 2 1年34月在聊城大学农学院3号楼实验室进行试验。室内温度1 62 2,室内平均空气相对湿度为4 5%6 0%。选用植株长势良好,无病虫害,生长状况较一致的幼苗;将带有花苞的幼苗剪去花苞,以避免其消耗过多的土壤养分。该试验设6个处理(表1),每处理3次重复,其中以不加N a C l和C a C l2的处理为无盐对照处理,每4d喷施一次,喷洒强度为密布叶面而不下流。试验分 为6组,采 用 规 格 为3 2c m2 8c m2 1c m的花盆,每盆栽植3株金盏菊,首先对金盏菊进行缓苗处理,然后经过一次盐溶液的浇灌,再施加不同钙离子浓度溶液,每4d进行一次配置液的喷施。分别在胁迫4、6、8、1 0、1 2、1 6d后采 表1 金盏菊幼苗的试验设计T a b l e1 E x p e r i m e n t a l d e s i g no fC a l e n d u l a o f f i c i n a l i s处理T r e a t m e n t配置液C o n f i g u r a t i o nf l u i dC K 10C K 21 0 0mm o lL-1N a C l+0mm o lL-1C a C l2T 11 0 0mm o lL-1N a C l+5mm o lL-1C a C l2T 21 0 0mm o lL-1N a C l+1 0mm o lL-1C a C l2T 31 0 0mm o lL-1N a C l+1 5mm o lL-1C a C l2T 41 0 0mm o lL-1N a C l+2 0mm o lL-1C a C l2集叶片,然后对金盏菊幼苗叶片的叶绿素含量、MD A含量、P O D活性、脯氨酸含量和叶片膜透性进行测定。通过测定金盏菊幼苗的各生理指标,判断金盏菊幼苗在相同外界条件和盐胁迫下对不同钙离子浓度的耐受能力。1.3 项目测定1.3.1 形态指标测定形态指标采用目测法测定。1.3.2 生理指标测定参照李合生1 5的方法对生理指标进行测定。用无水乙醇提取法1 5测定叶绿素含量;用硫代巴比妥酸显色法1 5测定MD A含量;用愈创木酚法1 5测定P O D活性;用茚三酮显色法1 5测定脯氨酸含量;用电导法1 5测定叶片膜透性。1.4 数据分析数据采用M i c r o s o f tE x c e l 2 0 1 0软件进行处理和作图,利用S P S S2 5.0软件进行方差分析,采用单因素方差分析(O n e-w a yANOVA)对单个指标进行差异显著性分析,并用L S D法进行多重比较。2 结果与分析2.1 不同处理下金盏菊幼苗生长形态的比较盐胁迫对金盏菊幼苗叶片的伤害表现在形态上为叶色的变化,可对植株的盐害症状划分级别(表2)。在胁迫开始的第2天,金盏菊幼苗表现为正常生长,为0级;在胁迫的第8天,与C K 1相比,幼苗叶片开始出现变化,有的叶片颜色开始出现不同程度的变黄;在胁迫的第1 6天,与C K 1相比,幼苗叶片有出现萎蔫现象。在测定生理指标结束后,继续观察其生长形态指标,即叶色、叶形的变化。在胁迫的第2 5天,与C K 1相比,植株叶片出现枯萎的是C K 2,T 2处理的植株叶片比T 1、表2 植物盐害症状T a b l e2 S y m p t o m so fp l a n t s a l t i n j u r y级别L e v e l盐害症状S y m p t o m so f s a l td a m a g e0无症状1植物叶片出现皱缩2植物叶片出现变黄枯萎3植株出现落叶4植株枯死46北 方 园 艺 77月月(上上)T 3、T 4处理较好。当T 2组叶片开始皱缩时,其它处理组(除C K 1)内的植株也开始出现了枯萎落叶,而且此时C K 2处理的植株已有死亡。由此可见,盐胁迫下,加入一定浓度的外源C a2+可减轻幼苗叶片的盐害现象,其中1 0mm o lL-1的C a2+浓度缓解效果相对较好。2.2 外源钙对盐胁迫下金盏菊幼苗叶绿素含量的影响 金盏菊幼苗经配置液处理后,通过处理数据发现,与C K 1相比,叶绿素含量显著降低,下降最多的是C K 2,为1 4.6 9%,当用不同浓度的外源C a2+处理后,其它处理的叶绿素含量与C K 2对比均有所上升,其中T 1上升得最少,T 2上升得最多,分别是C K 2的1.0 7倍和1.1 3倍。由图1可知,T 2是在盐胁迫下效果最好处理,所以施加一定浓度的外源钙离子将使金盏菊幼苗叶片的降解速度减慢,使叶绿素含量在一定水平上稳定,从而保护了幼苗叶片的光合作用。注:不同小写字母表示不同处理间差异显著(P0.0 5),下同。N o t e:D i f f e r e n tl o w e r c a s el e t t e r sm e a ns i g n i f i c a n td i f f e r-e n c ea m o n gd i f f e r e n t t r e a t m e n t s(P0.0 5),t h es a m ea sb e-l o w.图1 钙处理对盐胁迫下金盏菊幼苗叶绿素含量的影响F i g.1 E f f e c t so f c a l c i u mt r e a t m e n to nt h ec h l o r o p h y l lc o n t e n to fC a l e n d u l a o f f i c i n a l i ss e e d l i n g su n d e rs a l t s t r e s s2.3 外 源 钙 对 盐 胁 迫 下 金 盏 菊 幼 苗 丙 二 醛(MD A)含量的影响 由图2可知,金盏菊幼苗在经配置液胁迫处理后,MD A含量与C K 1对比,均有所上升,且随着施加的C a2+浓度变大,MD A含量下降的幅度就越大,但是当C a C l2浓度大于1 0mm o lL-1时,MD A含量又有所升高。施用外源钙后,T 1、T 2、T 3和T 4叶片内的MD A含量较盐处理C K 2分 别 降 低 了1 6.6 0%、3 4.7 2%、2 5.2 8%、2 4.1 5%,并且C K 2与T 3和T 4处理之间差异显著(P0.0 5),但T 3与T 4处理间差异不显著。因此,金盏菊叶片在盐胁迫条件下遭受的伤害可通过适宜的C a2+来缓解,在各处理中,T 2是缓解效果最好的,这说明在1 0 0mm o lL-1N a C l下,施用1 0mm o lL-1C a C l2时,金盏菊幼苗生长状态最好。图2 钙处理对盐胁迫下金盏菊幼苗MD A含量的影响F i g.2 E f f e c t so f c a l c i u mt r e a t m e n to nMD Ac o n t e n to fC a l e n d u l a o f f i c i n a l i ss e e d l i n g su n d e r s a l t s t r e s s2.4 外源钙对盐胁迫下金盏菊幼苗过氧化物酶(P O D)活性的影响 与C K 1对比发现,金盏菊幼苗在经配置液胁迫处理后,P O D活性有