半红树植物水黄皮幼苗耐盐性研究

1、半红树植物水黄皮幼苗耐盐性研究论文导读:：水黄皮Pongamiapinnata(L.)Pierre。盐胁迫梯度处理方法。每处理每项生理指标做重复3次。生长量、生物量及叶面积测定。论文关键词：水黄皮，盐胁迫，生理指标，生物量，主成分分析半红树植物是既能生长于潮间带，有时成为优势种，但也能在陆地非盐渍土生长的两栖木本植物【1】，在防风护岸、维系海岸湿地和近海生物多样性等方面具有极其重要的作用，在海南、广东、广西、福建、台湾、香港，澳门等地均有分布。半红树植物具有独特的生境适应性和生态功能，对湿地植被恢复和丰富物种多样性具有极其重要的价值，许多半红树树种还具有重要的经济价值。水黄皮Pongamia

2、pinnata(L.) Pierre，半红树树种之一，分布于印度、斯里兰卡、马来西亚、澳大利亚、玻利尼西亚等地盐胁迫，我国广东、广西、海南、香港和台湾有天然分布【2】。水黄皮是一种具有传统药用价值的植物，从水黄皮中别离出的化合物主要有黄酮、二氢黄酮、查耳酮和三萜【3】，Tanaka从取材于日本的水黄皮中提取了18种黄酮类化合物，并对这些黄酮类化合物的组成成分进行了深入研究【4】。除此之外，Rameshthangam等从水黄皮叶中提取出邻苯二甲酸盐，可抗白色斑点综合病症病毒。从水黄皮叶中粗提和净化后的口服剂能有效控制白色斑点综合症的病原体，并且能降低被传染者的死亡率【5】。Malaya从水黄皮的

3、游离脂肪酸中提炼出了生物柴油【6】。国内对水黄皮研究报道较少，中国科学院南海海洋研究所从水黄皮中别离鉴定出了7个黄酮类化合物【7】，李想等首次从水黄皮中别离纯化了1个倍半萜类化合物，并确定了它的结构。除此之外，国内外研究学者在水黄皮的化学成分及生物柴油提取上还做了局部研究。近年来，由于沿海地区的开发造成对红树林的严重破坏，半红树植物资源日渐减少，无论从半红树植物水黄皮的生态功能及生物多样性作用还是从其药用经济价值出发，半红树植物水黄皮的开发利用和营造林都具有长远的研究前景和巨大的研究空间。水黄皮作为主要分布于陆地林木和海滩林木的过渡带的半红树植物树种之一，具有一定的耐盐能力，但其耐盐性比红树植

4、物要弱，土壤盐度成为水黄皮向沿海滩涂繁衍的主要制约因素之一。目前对水黄皮耐盐性的研究还未见报道，本研究以半红树植物水黄皮为研究对象，对其进行盐梯度胁迫处理，通过对各盐度处理下生长及生理指标进行主成分分析来了解半红树植物水黄皮的耐盐性强弱和适生盐度范围盐胁迫，为今后半红树植物水黄皮的引种、推广及营造林中立地选择提供理论依据和数据参考，以期使半红树植物在红树林的保护和恢复以及湿地生态系统的改善中发挥更大的作用。1 试验材料与方法1.1 试验材料于2021年1月初将温室内育出的出土两个月左右的半红树植物水黄皮健壮幼苗移栽到装4kg混合土 土壤重 /(kg) 施盐总量/(g) 每次施盐量/(g) 施盐

5、次数 /次 盐溶液浓度 /(g.ml-1) 每次施盐 容积/(ml) 0% 4 0 0 0 0 100 0.3% 4 12 1 12 10 100 0.6% 4 24 2 12 20 100 0.9% 4 36 3 12 30 100 1.2% 4 48 4 12 40 100 1.5% 4 60 5 12 50 100 1.8% 4 72 6 12 60 100 2土壤盐梯度检验由于土壤中原本含少量盐，为了和野外造林土壤中含盐量相对应，得出准确的土壤含盐量，并消除施盐过程中引起的盐梯度误差，试验结束后还需采集土样盐胁迫，对土壤的全盐量进行土壤分析，以确定土壤的最终含盐量，土壤全盐量分析采用质

6、量法。3生长量、生物量及叶面积测定从对半红树植物水黄皮幼苗第一次施盐起，每10天对试验苗木的苗高和地径进行测定。试验结束阶段用叶面积仪Li-3000对每株苗木叶片面积进行测定，并将全部试验苗木装入信封放入恒温烘箱中，先在110下杀青20min，再在80下烘干至恒重，烘干取出后用电子天平分别称量每株苗木的根、径、叶干重。4植物生理分析于2021年8月初取盐梯度胁迫处理后植株中上部无损伤成熟叶和生长正常的根进行各项生理指标的测定，每处理每项生理指标做重复3次。叶绿素含量的测定采用分光光度法；丙二醛(MDA)含量测定采用硫代巴比妥酸TBA比色法，略有改动；超氧化物歧化酶SOD活性测定参照Stewer

7、t和Bewley抑制NBT光化复原的方法；游离脯氨酸含量测定采用磺基水杨酸浸提法；质膜透性的测度采用相对电导率法。根活力的测定采用TTC法。5净光合速率测定于2021年8月中旬晴好天气上午10：00时采用便携式光合测定仪(LI-6400Portable Photo Synthesis System,Lincoln,USA) 对不同盐度处理下植株的净光合速率进行测定。测定时随机选择测定样株，每区组每处理5个重复，在样株上部向阳面选择叶片较多的同化枝进行测定，测定每个样枝读取5个测量数据，各处理的净光合速率取平均值。2 数据处理所有数据在SPSS15.0处理软件中进行分析处理，其中方差分析采用单因

8、素方差分析法One-Way ANOVA，多重比拟采用最小显著差异法LSD。3 结果与分析3.1 不同施盐梯度土样的全盐量不同盐度施盐处理后土样的实际土壤全盐量见表2，土壤分析所得的土壤全盐量指标可作为造林中立地选择的参考指标。如表2所示，未施盐的土壤中原本全盐量为5 g.kg-1，7个胁迫盐度分别为：5、8、11、14、17、20、23 g.kg-1。表2 不同施盐梯度的土壤实际含盐量Tab2 The actual salt of various salt gradientsample soil 施盐梯度/ (%) 土壤全盐量/(g.kg-1) 0 5 0.3 8 0.6 11 0.9 14

9、1.2 17 1.5 20 1.8 23 3.2 不同盐度处理下半红树植物水黄皮的生长量如图1所示，不同盐度处理下水黄皮幼苗的月均苗高增量、月均地径增量及月均叶片数增量均有显著差异P0.05。月均苗高增量在盐度为5、8 g.kg-1处理下均保持较高水平，盐度继续增大后盐胁迫，月均苗高增量急剧下降，盐度为11g.kg-1处理下的月均苗高增量仅为对照处理的15%；月均地径增量和月均叶片增量均随盐度的增大而下降，盐度超过11g.kg-1后脱叶现象严重。可见盐胁迫不利于水黄皮幼苗叶片的生长，对水黄皮苗高生长限制也较大。3.3 不同盐度处理下半红树植物水黄皮的生物量如表3所示，不同盐度处理下水黄皮的单株

10、根、径、叶干重及总生物量均有显著差异3.4 不同盐度处理下半红树植物水黄皮的净光合速率图2为半红树植物水黄皮在2021年8月份晴天上午10：00不同盐度处理下的净光合速率，光照强度为800mol.m-2s-1。如下图：水黄皮幼苗的净光合速率在盐度为5、8、11 g.kg-1处理间呈显著性差异 88.17 0.3113 月均地径增量(X2) 87.98 0.3110 叶面积(X3) 95.26 0.3236 单株根干重(X4) 92.93 0.3196 单株径干重(X5) 89.68 0.3140 单株叶干重(X6) 97.81 0.3279 总生物量(X7) 99.00 0.3299 净光合速

11、率(X8) 80.45 0.2974 叶绿素总量(X9) 87.80 0.3107 根活力(X10) 90.63 0.3156 由表5可得：水黄皮第一主成分表达公式：F1=0.3113*X1+0.3110*X2+0.3236*X3+0.3196*X4+0.3140*X5+0.3279*X6+0.3299*X7+0.2974*X8+0.3107*X9+0.3156*X10表6 不同盐度处理下半红树植物水黄皮的主成分值Tab6 Values of the principal components ofsemi-mangrove Pongamia pinnata with different sal

12、t treatments 盐梯度/(g.kg-1) 主成分得分 5 7.1616 8 5.5551 11 0.4998 14 -0.7743 17 -2.2330 20 -4.9092 23 -5.3000 4 小结与讨论不同盐度处理下水黄皮幼苗的月均苗高增量、月均地径增量及月均叶片数增量差异显著，且随着盐度的增大呈下降趋势，在对照5 g.kg-1和低盐8 g.kg-1处理下均保持较高值，盐度超过超过11g.kg-1后脱叶现象严重。水黄皮叶片对盐度的反映较为敏感，进而影响到叶绿素合成和光合作用，导致水黄皮在高盐度下生长较差。不同盐度处理下水黄皮幼苗的生物量及光合速率均差异显著，水黄皮幼苗的净光

13、合速率在盐度为5、8、11 g.kg-1处理下保持较高值，最大值出现在盐度为8 g.kg-1的处理下，在盐度14 g.kg-1处理下，水黄皮幼苗的净光合速率为负值，呼吸速率大于光合速率，幼苗生长受限。水黄皮幼苗的单株根、径、叶干重及总生物量在盐度为5和8 g.kg-1处理下值较高，当盐度继续增大后，水黄皮幼苗的单株根干重、叶干重和总生物量均显著下降。可见低盐处理对水黄皮的光合速率有一定的促进作用，但盐度过高那么起抑制作用。半红树植物水黄皮在不同程度的盐胁迫下，不仅在生长速度上表现出差异，在抗性生理指标上也表现出一定的规律。半红树植物水黄皮的抗逆性生理指标SOD活性、游离脯氨酸、质膜透性和丙二醛

14、均有随盐度的增大而呈上升趋势。SOD是植物保护酶之一，已广泛应用于植物对逆境的反响机理的研究。随着盐度的增大盐胁迫，水黄皮叶片内的SOD呈上升趋势，以增加超氧化物歧化酶来防御活性氧或其他氧化物自由基对细胞膜系统的伤害。水黄皮叶片内的游离脯氨酸随盐胁迫增大而增大，这种现象是植物对逆境胁迫的一种生理反响，一方面是细胞结构和功能遭受伤害的反响，另一方面是植物在逆境下的适应表现 。主成分分析是将多指标问题转化为较少的综合指标的一种综合分析方法，比从单个指标对植物的环境胁迫生长适应性的分析判断更为准确合理。本研究用主成分分析方法对半红树植物水黄皮在不同盐度处理下的生长信息指标进行了综合分析，更加系统、合

15、理的评价了半红树植物水黄皮对各盐度的适应生长情况，更加客观的反响了半红树植物水黄皮的耐盐能力，在成活盐度范围内找出了半红树植物水黄皮的适应生长盐度范围。通过主成分分析得出水黄皮幼苗在盐度为5、8 g.kg-1处理下生长较好，盐度超过11 g.kg-1后，不适生长。可见半红树植物水黄皮对土壤盐度具有一定的耐受性，可在盐度适合的沿海岸边造林生长，还可能成为在适宜的气候条件下盐碱土造林的优选树种之一，具有广阔的开发应用前景。参考文献：【4】Toshiyuki T, Munekazu I, Kaoru Y, et al.Flavonoids in root bark of Pongamia pinna

16、ta. Phytochemistry, 1992,31 (3):993-998.【5】Rameshthangam P and Ramasamy P. Antiviralactivity of bis(methylheptyl)phthalate isolated from Pongamia pinnata leavesagainst White Spot Syndrome Virus of Penaeus monodon Fabricius. Virus Research, 2007,126 (1-2):38-44.【6】Malaya N, Meherb L C, Naikb S N, et

17、al.Production of biodiesel from high free fatty acid Karanja (Pongamia pinnata)oil. Biomass and Bioenergy, 2021,32: 354-357.Ghufran A, Prem P Y, Rakesh M.Furano?avonoid glycosides from Pongamia pinnata fruits.Phytochemistry, 2004, 65:921924.Sanjib K K, Anju C. Preparation ofbiodiesel from crude oil of Pongamia pinnata. Bioresource Technology,2005, 96: 14251429.Prem P Y, Ghufran A