干旱—盐胁迫对花生幼苗渗透调节物质含量的影响

高荣嵘+杨莎+郭峰+孟静静+张佳蕾+于晓霞+李新国+万书波

摘要：以花生品种花育22和花育25为试材，对其幼苗实施干旱和盐胁迫处理，并通过测定其可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白和游离氨基酸含量变化来研究花生幼苗在干旱和盐交叉逆境胁迫下的反应机制。结果表明，花生幼苗在单一盐胁迫后，可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白和游离氨基酸含量显著上升，且在干旱—盐交叉胁迫下各渗透调节物质含量上升均较高。因此，可以初步断定，干旱预处理可以提高花生幼苗的抗盐性。

关键词：花生；干旱—盐胁迫；交叉适应；渗透调节物质含量

中圖分类号：S565.201 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2017）08-0026-04

Abstract In order to study the mechanism response to drought combined salt stress，the content variation of soluble sugar， proline， soluble protein and free amino acids in peanut seedlings were determined and analyzed with the cultivars Huayu 22 and Huayu 25 as materials under drought and salt stress. The results showed that the contents of soluble sugar， proline， soluble protein and free amino acids in peanut seedlings increased significantly under single salt stress，and they were much higher under the combined stress of drought and salt. So it could be concluded that drought pretreatment could improve the salt resistance of peanut seedlings.

Keywords Peanut； Intercross stress of drought and salt； Cross adaptation； Osmoregulation substance content

花生（Arachis hypogaea L.）是我国重要的油料作物和经济作物，具有很高的营养价值和经济价值。生长于自然界中的植物经常遭受干旱、低温、盐渍等逆境胁迫，而植物所遭受的逆境胁迫往往并不单一[1]。土壤盐渍化和干旱是世界范围内影响农业生产的最重要胁迫因子，二者经常相伴发生，使植物受到盐分和干旱两方面的胁迫[2]。植物在长期进化过程中发展形成各种不同的生理生化机制，以抵抗和适应各种胁迫[3]，所以研究它们对植物的影响以及植物对这些逆境的适应机制对作物生产实践有重要指导意义[4，5]。

盐胁迫条件下，为了保持正常的生理代谢过程，植物细胞可以通过渗透调节作用来降低细胞内水势，从而保证正常的水分供应。植物体内的渗透调节机制主要包括有机物质渗透调节和无机物质渗透调节两种方式。有机渗透调节作用主要体现在可溶性糖、脯氨酸、甜菜碱等物质含量的变化上，盐胁迫下，植物能够应用自身合成的脯氨酸、甜菜碱等一系列有机小分子物质来降低植物细胞内的水势，以此来提高细胞的吸水能力，从而减轻盐胁迫对植物的伤害。在正常情况下，这些有机小分子物质含量通常比较低，只有在盐胁迫等逆境环境中其含量才可能上升，但这些物质本身不会对植物细胞形成伤害。

目前，很多研究表明，植物对不同逆境存在着交叉适应现象，但目前对植物抗性的研究多集中在单一逆境胁迫，对不同逆境胁迫之间的相互关系以及植物对交叉胁迫的适应机理研究较少[6，7]。为了明确花生对干旱—盐交叉胁迫的适应生理机制，对两个花生品种实施单一盐胁迫和干旱—盐交叉胁迫处理，测定胁迫后花生幼苗相关抗逆指标的变化及其差异性，以期为探明花生抗逆机理并进一步丰富栽培理论提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试花生品种为花育22和花育25。

1.2 试验处理

试验于2015年在山东省农业科学院生物技术研究中心作物生理生态实验室人工气候室中进行，设置温度为26℃，光照模拟自然界的昼夜情况。挑选大小一致、籽粒饱满的花生种子，用HgCl2消毒10 min后用蒸馏水冲洗干净，再均匀地摆入底部铺有两层滤纸的培养皿中，加入适量蒸馏水润湿花生后置于35℃的培养箱中黑暗培养2 d。待胚根长至约2 cm时，挑选长度一致的花生种子分别种植于装有灭菌蛭石的塑料盆中，进行砂培，每盆1株。出苗后25 d分别进行胁迫处理。① 对照（CK）：浇灌1/2 Hoagland营养液培养；②未干旱预处理（S）：浇灌含150 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland营养液；③干旱预处理（D-S）：自然干旱3 d后浇水恢复3 d，再浇灌含150 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland营养液。每个处理12盆，共72盆。分别于盐处理当天和第1、2、3 d取主茎倒2叶进行各指标测定，重复3次。

1.3 测定项目与方法

可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[8]，脯氨酸含量参照茚三酮-磺基水杨酸法进行测定[9]，游离氨基酸采用茚三酮法测定[8]，可溶性蛋白采用考马斯亮蓝法测定[8]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 16.0 数据处理系统进行处理间各指标的差异显著性检验，（P<0.05），采用LSD法进行多重比较。endprint

2 结果与分析

2.1 干旱—盐胁迫对花生幼苗可溶性糖含量的影响

由表1可以看出，两品种花生幼苗在受到单一盐胁迫至第3 d时，与对照相比，可溶性糖含量呈上升趋势，其中花育22提高51.54%，花育25提高92.98%，这表明单一盐胁迫下抗盐性强的花生品种具有较高的可溶性糖含量；经过干旱—盐交叉逆境处理后，两品种花生幼苗的可溶性糖含量提高较多，花育22提高61.23%，花育25提高1.09倍。可见，干旱—盐交叉逆境胁迫的花生幼苗比单一盐胁迫幼苗的抗盐性强。

2.2 干旱—盐胁迫对花生幼苗脯氨酸含量的影响

从表2中可以看出，单一盐处理和干旱—盐处理中两花生品种幼苗叶片的脯氨酸含量随着胁迫时间的延长呈逐渐增加趋势。处理第3 d，与对照相比，单一盐处理花育22、花育25脯氨酸含量分别增加68.74%、76.14%，干旱—盐处理分别增加1.03倍、1.31倍，可见两处理下花育25体内积累了较多的脯氨酸。随着胁迫时间的推移，两品种干旱—盐处理脯氨酸含量始终高于盐处理。由此可知，干旱预处理能提高不同花生品种的渗透调节能力。

2.3 干旱—盐胁迫对花生幼苗可溶性蛋白含量的影响

从表3中可以看出，盐胁迫下两品种花生叶片可溶性蛋白含量呈上升趋势，对照几乎不变。胁迫第3 d，与对照相比，花育22单一盐处理、干旱—盐处理的可溶性蛋白分别增加44.93%和72.67%，花育25分别增加61.16%和1.02倍，可见与花育22相比，两胁迫处理下花育25可溶性蛋白含量增加较多。同时看出，干旱预处理可以增加盐胁迫下两品种幼苗叶片的可溶性蛋白含量。

2.4 干旱—盐胁迫对花生幼苗游离氨基酸含量的影响

从表4中可以看出，盐胁迫下两品种花生幼苗葉片游离氨基酸含量均增加，对照几乎不变。盐胁迫前，花育22叶片游离氨基酸含量显著大于对照，花育25和对照相差不大，说明干旱胁迫后复水，花育25叶片游离氨基酸含量能恢复到对照水平。盐胁迫开始后，两品种干旱预处理和未预处理的叶片游离氨基酸含量均迅速增加，至第3 d，与对照相比，花育22单一盐处理和干旱—盐处理的游离氨基酸含量分别增加1.72倍和2.43倍，花育25分别增加2.65倍和3.43倍。整个胁迫处理期间，两品种都是干旱—盐处理的游离氨基酸含量显著大于单一盐处理。可见，干旱预处理可以增加盐胁迫下花生幼苗叶片游离氨基酸含量，以此提高花生的渗透调节能力，从而减轻盐胁迫对花生的伤害。

3 讨论与结论

有关植物交叉适应现象，研究较多的是温度逆境的交叉适应，如郭丽红等[11]研究证明，热激能提高植物的抗热性、抗冷性、抗旱性和抗盐性，而且可提高谷胱甘肽还原酶和超氧化物歧化酶的活性。有关干旱—盐交叉胁迫适应机理的研究报道还较少，康建宏等[12]发现短期的干旱预处理提高了玉米幼苗对干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫及盐胁迫的适应能力。本研究中，盐处理下，两花生品种的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸含量均显著高于对照，且干旱预处理的含量高于未干旱预处理的，这与周芳等[13]的研究结果相似。表明干旱预处理可以增加盐胁迫下花生幼苗叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸含量，从而增加预处理幼苗细胞渗透势，提高其吸水能力，并能稳定细胞内大分子蛋白质和膜结构与功能，避免盐胁迫的伤害，以此提高花生耐盐能力。

渗透调节是植物抵御盐胁迫的重要生理机制，盐胁迫下植物细胞积累有机渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖等来进行渗透调节从而增强其耐盐能力[10]。本研究中，在单一盐处理条件下，两品种花生幼苗可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白和游离氨基酸含量均显著增加，而经过干旱—盐处理的花生幼苗含量均显著高于单一盐处理的含量，因此，干旱预处理提高了花生幼苗的耐盐性，而且耐盐性强的花育25比花育22的变化趋势更明显。刘永惠等[14]利用SMART技术构建花生在干旱、高盐胁迫下的酵母双杂交文库，用来筛选花生耐水分胁迫关键基因的互作蛋白质，研究表明，构建的酵母双杂交文库具有较高的质量，为今后的筛选工作奠定了基础。

参考文献：

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[13]周芳，刘恩世，孙海彦，等. 水分胁迫对干旱锻炼后木薯叶片内脱落酸、脯氨酸及可溶性糖含量的影响[J]. 西南农业学报，2013，26（4）：1428-1433.

[14]刘永惠，沈一，陈志德. 花生干旱及高盐胁迫下的酵母双杂交文库构建[J].江苏农业学报，2016，32（1）：40-43.endprint