盐胁迫对马铃薯试管苗膜透性及丙二醛含量的影响

1、盐胁迫对马铃薯试管苗膜透性及丙二醛含量的影响牟访 (甘肃黄羊河集团公司， 甘肃 武威 )摘要 本文以马铃薯试管苗为试材，研究了盐胁迫对马铃薯试管苗膜透性及MDA含量的影响实验表明:在不同浓度的NaCl胁迫下，随浓度的升高膜透性增大，MDA含量而降低；同一浓度的不同盐胁迫下马铃薯试管苗膜透性及MDA含量的顺序从大到小为Na2CO3NaClNa2SO4；在70 m mol/L NaCl胁迫下得到不同品种的膜透性及MDA含量由高到低为抗100甘农薯2号大西洋克星2号Favorite，本实验通过膜透性和MDA含量的测定表明钙盐对马铃薯的NaCl盐害有明显的缓解作用。关键词: 盐胁迫 马铃薯 膜透性 丙

2、二醛 马铃薯是非谷类作物中重要的粮食作物之一,具有产量高分布广用途多的优点,即可以当粮食又可以当蔬菜,特别是在西部高山区,土壤的盐渍化对农业的威胁性是一个关键性问题，而Na盐是造成盐分过高的主要盐类,因此,提高马铃薯的耐盐性并培育出新的品种在全国盐碱地推广种植,生产优质高档的绿色马铃薯为农民挽回损失,提高市场售价和经济效益有积极的促进作用.植物耐盐性是多种机制综合作用的结果1,涉及到多种生理生化指标.不同植物由于其耐盐方式和耐盐机理的不同,其组织或细胞内的生理代谢和生理变化也不相同2,造成植物耐盐能力差异很大,导致目前还没有一个公认的机制能够解决所有植物对盐的适应性3. 研究植物盐胁迫的反应机

3、制和抗盐机理是培育耐盐品种的前提,培育耐盐品种是对盐碱地改良和使盐碱地作物增产的重要途径之一4,本实验采用同一种盐的不同浓度,同一浓度的不同盐,以及同一种盐的同一浓度对不同的品种进行抗盐性的室内鉴定,通过马铃薯苗期盐胁迫下所测定的丙二醛含量5及电解质外渗百分率的高低作为评价马铃薯耐盐性强弱的参考指标6,并且可以为马铃薯耐盐机理和耐盐育种提供参考。1 材料与方法1.1 试验材料大西洋、甘农薯2号、克星2号、抗100、Favorite均为实验室保留品种。1.2 试验材料处理将马铃薯试管苗接至加盐处理MS培养基7胁迫20天.1.3 实验器材与试剂 DDS-11型电导仪、UV762型紫外分光光度计 、

4、TGL -16C型离心机、 2XZ-2型旋片真空泵、10%三氯乙酸、0.6%硫代巴比妥酸、去离子水、石英砂等. 1.4 试验方法1.4.1 不同浓度NaCl处理采用0 m mol/L, 35 m mol/L, 70 m mol/L, 105 m mol/L, 140 m mol/L浓度的NaCl8对马铃薯大西洋试管苗胁迫20天.1.4.2 CaCl2对盐胁迫的影响以70 m mol/L NaCl和10 m mol/L CaCl2为对照以70 m mol/L NaCl+10 m mol/L CaCl2为处理对马铃薯大西洋试管苗的胁迫20天.1.4.3 不同钠盐处理70 m mol/L NaCl,

5、 35 m mol/L Na2CO3(调PH为5.8), 35 m mol/L Na2CO3(未调PH) ,35 m mol/L Na2SO4对马铃薯品种大西洋试管苗胁迫20天.1.4.4 NaCl对不同品种处理70 m mol/L NaCl对不同马铃薯品种(大西洋,甘农薯2号,克星2号,抗100,Favorita.)的试管苗胁迫20天.1.5 测定方法1.5.1 细胞膜透性测定 电导仪法,用真空渗透液的电导率占植株体内总量的百分比8. 用电导仪能够检测的电解质是一些无机离子,当细胞的质膜受到盐胁迫时,膜的通透性增大细胞内的无机离子大量外渗,于是外渗液的电导率增大.相同条件下,电导率大说明膜的

6、透性大,即膜受损程度大，但只测定叶片真空渗透液的电导率并不能真正反映不同处理间膜透性的差异.因为随着盐胁迫程度的增加,受胁迫植株体内的总无机离子量也要相应增加,随之渗透量也会增大，但这部分渗透并非是膜透性增大导致的.因此用渗透量占植株体内总量的百分比进行比较更为合理.称取剪碎的马铃薯试管苗叶片0.1g,放入试管中加去离子水5ml,在真空泵中真空渗透20min,取出间隔震荡30min后,用DDS-11型电导仪测定渗透液的电导值（L1）,再将试管在沸水中煮10min,冷却至室温再次测定电导值（L2）.用相对电导率（L1/L2100）表示在该浓度(盐或品种)下膜的相对透性.1.5.2 丙二醛含量测定

7、 按照赵世杰等的方法提取和测定丙二醛含量10。在植物组织盐胁迫条件下通常伴随可溶性糖类物质的大量增加11,因此用传统的测定植物的方法衡量膜脂过氧化水平就很可能夸大了膜脂过氧化程度,采用该方法可排除MDA-TBA反应中糖类物质的干扰10.称取材料0.1g,加入2ml 10%TCA和少量的石英砂研磨至匀浆装入离心管后再加入3 ml 10%TCA在TGL -16C型离心机4000 r/min下离心10min,取上清夜2ml,加入试管中,再加入2ml 0.6% TBA ,在沸水浴中煮15min,迅速冷却后再离心10min,取上清液测定在450nm,532nm,600nm波长下的消光度.利用公式: MD

8、A浓度(mol/L)=6.45(D532-D600)-0.56D450 ,MDA含量(mol/g)=MDA浓度(mol /L)提取液体积(ml)/植物组织鲜重(g)。2 结果与分析2.1 不同浓度NaCl对马铃薯试管苗膜透性及MDA的含量的影响从实验结果看（图1）不同浓度NaCl盐胁迫的马铃薯试管苗的电解质外渗图不同浓度的NaCl对马铃薯试管苗膜透性的影响率较无盐处理的有所提高,随着浓度的提高,膜透性的增加幅度则明显变化.对比材料0mmol/lNaCl处理下的细胞膜相对透性小于30%, 105mmol/L浓度下马铃薯试管苗叶片膜的相对透性达到了50%，在140mmol/L浓度下马铃薯试管苗叶片

9、膜的相对透性已超过了50%,可见此时膜系统已受到严重的伤害。从实验结果（图2）看,随盐浓度的增加,MDA的含量逐渐降低.图不同浓度的NaCl对马铃薯试管苗MDA含量的影响2.2 钙对盐胁迫的影响从实验结果（表1）可以看出,在70 m mol/L的 NaCl胁迫下加10 m mol/LCaCl2处理的马铃薯试管苗的膜透性及MDA含量均低于70 m mol/LNaCl的处理,而高于10 m mol/LCaCl2处理.可见钙对马铃薯的氯化钠盐害有明显的缓解作用.盐处理膜透性（%） MDA含量（mol/g）CaCl2CaCl2+NaCl2NaCl29.536.1146.5711.758.83 14.6

10、6表1 .10 m mol/L CaCl2对70m mol/L NaCl盐胁迫膜透性及MDA含量的影响 图3不同盐对马铃薯试管苗膜透性的影响 图4不同盐对马铃薯试管苗含量的影响2.3 不同钠盐处理后膜透性及MDA含量的测定70 m mol/LNaCl,35 m mol/L Na2CO3 (调PH为5.8), 35 m mol/LNa2CO3(未调),35 m mol/L Na2SO4对马铃薯试管苗胁迫20天膜透性及丙二醛含量的影响。未调PH值的Na2CO3胁迫的马铃薯试管苗死亡,其原因是由盐胁迫和碱胁迫双重作用导致的.从实验结果（图3,图4）看调了PH值的Na2CO3, NaCl, Na2SO

11、4三种盐对马铃薯试管苗的胁迫中,细胞膜相对透性Na2CO3 NaCl Na2SO4,MDA含量Na2CO3 NaCl Na2SO4.这就说明了较高剂量的盐加入情况下抑制马铃薯的程度为Na2CO3 NaCl Na2SO4. 2.4 NaCl对不同品种的处理70 m mol/L NaCl对不同品种(大西洋，甘农薯2号,抗100,克星2号, Favorita马铃薯试管苗胁迫20天膜透性及MDA含量的影响,从图5,图6可以看出不同品种的膜透性变化趋势和MDA含量 变化趋势相同,得出不同品种的耐盐顺序为:抗100甘农薯2号大西洋克星2号Favorite. 图570m /LNaCl对不同品种膜透性的影响图

12、670m mol/LNaCl对不同品种含量的影响3 讨 论 杜青平14、王文卿等17等人得出植物细胞外渗液的电导率随盐浓度的增大和作用时间的延长而增大.王爱国16验证了MDA的确是植物脂质发生过氧化的一个产物,是脂膜损伤程度的一个重要标志之一. 膜透性反映了膜受损伤的程度，MDA含量反映了细胞膜脂过氧化的程度,逆境生理研究中膜透性和MDA含量也常常用来判断植物抗逆性的程度.对于盐胁迫下的植物而言,相同条件下透性大和MDA含量大的植物不抗盐或抗盐能力弱,而透性小MDA含量小的植物则抗盐能力强.本文研究发现马铃薯试管苗膜透性及MDA含量对盐胁迫反应极为敏感不同浓度短时间胁迫就产生不同的胁迫效应,其

13、危害表现早于形态上的反映,随盐浓度的增加膜透性明显增加, MDA含量却减小，这与王文卿等17在秋茄中得出MDA含量随盐浓度的提高而下降是一致的，但也有研究得出不同结论，金兰18 、冯琛19在研究中得到随盐浓度的增加MDA含量而升高. 张宝译11研究发现Ca(NO3)2和CaCl2均能防止膜脂过氧化,降低质膜透性,减少细胞内营养物质外渗,阻止Na+进入细胞.万贤崇12研究发现盐胁迫时Ca2+能产生良好作用并显著的抑制NaCl诱导的MDA 的含量.本实验在利用加CaCl2处理NaCl的盐胁迫时从而发现加钙的盐胁迫马铃薯试管苗的膜透性及MDA含量明显低于不加钙的,可见钙离子对马铃薯的NaCl盐害有明

14、显的缓解作用,抑制NaCl诱导的MDA积累,同时钙盐能防止膜脂过氧化,降低质膜透性,减少细胞内营养物质外渗,阻止钠离子进入细胞. 同一浓度钠离子的不同盐对马铃薯试管苗胁迫时发现细胞膜的相对透性和MDA的含量的顺序为: Na2CO3 NaCl Na2SO4,可见Na2CO3(调PH)胁迫效应明显高于NaCl和Na2SO4,而未调PH值的Na2CO3全部死亡,那么,未调PH值的Na2CO3斜坡的试管苗死亡的原因由碱胁迫和盐胁迫双重作用导致的.在Na2CO3浓度减半继续未调PH值对马铃薯试管苗的胁迫培养中发现同样死亡,这就说明马铃薯幼苗感受碱的胁迫效应比盐胁迫更敏感. NaCl对不同品种盐胁迫下,M

15、DA含量低,膜透性的相对电导率低,则表明了植物脂膜损伤程度比较低,这就说明该品种耐盐性强,反之耐盐性越差,即不同品种的耐盐顺序为: 抗100甘农薯2号大西洋克星2号Favorite. 作物的耐盐性是由多基因控制的,常以作物生长的条件为基础,作物(品种,生育期等)土壤(含水量,盐离子类型等)和环境条件(温度,光照,湿度)等都对作物的耐盐性产生影响.本实验采用盐胁迫下的MS培养基培养的方法,从而为马铃薯试管苗的耐盐性坚定提供了比较稳定的盐胁迫环境,减少了由于环境变化使抗盐结果产生的波动,所以本实验利用加处理的修改MS培养基鉴定马铃薯试管苗抗盐性是一种快速、简便、易行的鉴定方法.参考文献1 沈法富

16、棉花植株和花粉耐盐性的鉴定J 作物学报 1997. 23(5): 6206252 郭蓓,邱丽娟,李向华 植物盐诱导基因的研究进展J 农业生物技术学报 1997. 7(4): 401-408 3 肖雯,贾恢先,蒲陆梅 几种盐生植物抗盐生理指标的研究J 西北植物学报 2000. 20(5): 8158254 Das S,Bose Ahosh B.Effect of salt stress on polyamine metabolism in brassica campestris.phytochemistry,1995,39(2):283-2855 Stewart R.C.Bewley J.D.1

17、980 PlantPhysiol 70: 245-2486 陈桂平,齐志广 耐盐性不同的近等基因小麦生理性状的比较研究J 华北农学报 2001. 16(4): 15197 王新伟 不同盐浓度对马铃薯试管苗的胁迫效应J 马铃薯杂志 12(4): 1998: 2032068 张俊莲 等 盐胁迫下马铃薯耐盐相关生理指标变化的研究J 中国马铃薯 2002. 16(6): 3233279 阎秀峰,孙国荣 盐胁迫下星星草幼苗的生理反应盐胁迫对星星草膜透性影响J 黑龙江畜牧兽医 1994. 04: 1310 赵世杰,许长成 植物组织中丙二醛测定方法的改进J 植物生理学通讯 1994. 30(3): 207-210 11 王玉国等 植物生理学报 1991. 17: 37 12 张宝泽 盐胁迫下不同的钙盐对小麦幼苗耐盐性的影响J 植物学通报 1994 07 13 万贤崇,宋永俊 盐胁迫及其钙调节对竹子根系活力和MDA含量的影响J 南京林业大学学报 1995.0314 杜青平 亚硫酸盐引起小麦幼苗细胞膜透性等改变机制研究J 西北植物学报 2003. 23(6): 93894115 王爱国 MDA中作为植物脂质过氧化指