NaCl胁迫对梅花和山桃种子萌发及生理特性的影响

2018-04-23 12:53杨佳鑫李庆卫刘玉霞徐兴龙张启翔李文广孙玉峰
西北林学院学报 2018年2期
关键词:山桃盐浓度耐盐性

杨佳鑫,李庆卫*,刘玉霞,徐兴龙,张启翔,李文广,孙玉峰

(1.花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室,国家花卉工程技术研究中心,城乡生态环境北京实验室,教育部林木花卉育种实验室,北京林业大学 园林学院,北京 100083;2.大庆市城市管理委员会,黑龙江 大庆 163001)

梅(Prunusmume),蔷薇科李属(Prunus)或杏属(Armeniaca)。梅花原产中国,是我国的传统名花[1],其花芽分化早,开花独早,花期甚长,品种繁多,神、韵、姿、香、色俱佳,2000年前梅己作为园林树木用于园林绿化[2],在我国园林应用中有着举足轻重的地位和影响。

目前梅花抗性研究主要集中在抗寒性方面,其研究工作从20世纪中期已开始,抗寒梅花的繁殖推广呈现以北京为中心向“三北”地区辐射的趋势,在沈阳、兰州、延安、大庆、乌鲁木齐及赤峰等地都有梅花的栽植[3]。而关于梅花耐盐性的研究却未见报道,根据国土资源部《土地资源数据集》统计,我国现有盐渍化土地面积3 630.53万hm2,占全国可利用土地面积的4.88%[4],其中西北、华北及东北“三北”地区是中国盐碱地主要分布区域[5],因此梅花耐盐性研究在其向北繁殖推广过程中势必成为重要研究内容。同时随着中国盐碱地面积的不断扩大及土地盐碱化的日益加剧[6],梅花耐盐性研究对梅花在全国范围内繁殖推广都将具有重大意义。

种子是重要繁殖材料,研究盐碱对种子萌发的影响对于指导盐碱地育苗、园林实践和植物耐盐性研究有重要意义。植物种子萌发和幼苗生长是植物生活史中的2个关键阶段[7],也是对盐碱胁迫较为敏感的时期,常常将植物种子萌发期的耐盐性作为该品种的耐盐性[8]。试验以梅花种子作为梅花耐盐性初步研究材料,以在华北地区常用做梅花砧木的山桃种子作为对照。赵丽君[9]等通过对山桃抗盐碱性评价研究发现,山桃为极强抗盐碱型树种,其群体中绝大部分植株抗盐性和抗碱性极强,是优异的抗盐碱型桃树种质资源树种。因此,通过与耐盐性较强的山桃做对比,以期对梅花耐盐性进行初步研究评价。

1 材料与方法

1.1 种子采集及沙藏处理

2016年6月于北京鹫峰国家森林公园采集‘丰后’梅以及山桃种子,以果实大部变黄为标准采收,去掉果肉,将种子冲洗干净,置于干燥环境干藏。

①2013年“棱镜门”事件引起了众多国家(包括其盟友)对美国的不满和责难;同年“网络战争说”开始风起云涌。因此,我们选择该年的这篇报道作为分析语料。

落叶树木的种子,因生理的或其他原因的限制,采收后不能立即发芽,需进行沙藏处理。在沙藏处理期间,种子中的抑制物质含量下降,而赤霉素和细胞分裂素的含量增加,使其内部发生一系列的生理变化,打破自然休眠,而进入萌发状态。2016年9月下旬,从采集到的‘丰后’梅和山桃种子中挑选饱满种粒,将种子在室温下用清水浸泡6 h,再用0.3% KMnO4溶液浸种消毒15 min,并用蒸馏水冲洗干净。沙藏处理采用盆栽沙培方法,梅花及山桃各6盆,将30粒种子放入体积为1.3 L(160 mm×140 mm)的花盆,先在花盆底面铺厚约30 mm湿沙,均匀铺10粒种子(厚约10 mm),再铺一层沙,铺10粒种子,如此往复,最后覆沙30 mm,每个花盆中种子与沙子体积比为1∶4,每个花盆中分别一次性浇入300 mL等体积的蒸馏水以及浓度分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0% NaCl溶液,之后每30 d分别浇同浓度的盐溶液或蒸馏水,使沙藏过程中保持沙的湿度在60%左右,以手握能成团但不滴水,一触即散为准。为防止水分蒸发散失过快,在花盆上覆上塑料薄膜并打孔,以保证通风。置于0~4℃的环境中进行种子沙藏90 d。

1.2 发芽试验

2016年12月下旬沙藏结束后将种子与沙子均匀混合并移到15~20℃环境中进行为期30 d种子萌发试验。先对盆土控水,以使土壤干燥有利于施盐时盐分迅速扩散,待盆土干燥后,分别用0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的NaCI溶液处理种子,在盆下放置托盘,浇水后收集盆中流出的溶液,将溶液倒回盆内,以免盐分流失。加盐时按照试验设计配制相应浓度盐溶液各300 mL,一次性加入盆中,之后每10 d浇同浓度的盐溶液或蒸馏水,共浇盐3次,处理30 d后统计发芽数,以胚根顶出种皮作为发芽标准。

1.3 试验测定

1.3.1 发芽率测定 自种子萌发试验开始30 d后统计种子萌芽个数(以长出幼苗为准),种子发芽率=(发芽种子数/种子数)×100%。

(4)K+Na/Al:1~3质量及分子0.71,0.67,0.65;4~6质量及分子0.58,0.53,0.66;7~8质量及分子0.72,0.86;

1.3.2 生理指标测定 发芽试验结束后,去除种子的种皮,取出种子内的胚先用自来水冲洗,然后用去离子水冲洗,表面残留的水分用滤纸吸干待用,对‘丰后’梅、山桃种子的丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SP)含量等生理指标进行测定。其中丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定;脯氨酸含量采用茚三酮比色法测定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法测;可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定;超氧化物歧化酶活性采用氮蓝四唑法测定;过氧化物酶活性采用愈创木酚法测定。

1.4 试验数据分析

采用Excel2012进行绘图、计算,用SPSS22.0对试验数据进行显著性分析。

研究地点位于黑龙江省佳木斯市抚远县的黑瞎子岛地区,地理位置位于北纬48°24′,东经134°05′,平均海拔约40米,地势平坦,全岛最大面积是湿地,有些地区是超过海拔40米的高地。土壤类型包括淤积土、草甸土、白浆土和沼泽土。年降水量为600毫米左右。黑瞎子岛主要的植被类型包括阔叶林、灌丛和萌生矮林、草甸和草本沼泽。

2 结果与分析

2.1 NaCl胁迫对‘丰后’梅及山桃种子发芽率的影响

由图1可知,随NaCl处理浓度的增加,不同种子的发芽率均呈现逐渐下降的变化趋势,但下降幅度不同。0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0% 5个处理‘丰后’梅种子的发芽率依次为18.9%、4.7%、3.3%、2.0%、0.0%,其中0.2%NaCl处理比对照(18.0%)增高了5.0%,其余浓度处理浓度依次比对照分别降低73.9%、81.7%、88.9%、100%。山桃种子的发芽率分别为16.7%、8.9%、7.8%、6.7%、5.6%,比对照(17.0%)分别降低1.9%、47.6%、54.1%、60.6%、67.1%。经NaCl溶液处理后,0.2%盐浓度处理下种子发芽率与对照无显著差异(P>0.05),其余浓度处理下均与对照差异显著(P<0.05)。

一九三七年十二月二十日的清晨六点,两位神甫带领十三个女学生为死去的三个军人和陈乔治送别。女孩们用低哑的声音哼唱着安魂曲。我十三岁的姨妈书娟站在最前面。日本兵离去后,她们就用白色宣纸做了几十朵茶花。现在,一个简陋的花环被放在四具尸体前面。刚才女孩们拾着花环来到教堂大厅时,玉墨带着红菱等人已在堂内,她们忙了几小时,替死者净身更衣,还用剃刀帮他们刮了脸。戴少校的头和身体已归为一体,玉墨把自己的一条细羊毛围脖包扎在他脖子的断裂处。她们见女孩们来了,都以长长的凝视和她们打个招呼。

图1 不同浓度NaCl 胁迫对‘丰后’梅及山桃种子发芽率的影响

2.2 NaCl胁迫对‘丰后’梅及山桃种子细胞膜透性的影响

[17] 张洁明,孙景宽,刘宝玉,等.盐胁迫对荆条、白蜡、沙枣种子萌发的影响[J].植物研究,2006,26(5):595-599.

而对于大型生猪养殖企业来说,在非洲猪瘟之前,由于看重目前行业集中度低而带来的扩张机会,各家上市公司都在加速布局、跑马圈地,但非洲猪瘟的出现则成为了一个变数。

研究表明[10-11],耐盐性强的植物比盐敏感植物的细胞膜稳定性强,本试验在0.2%~1.0%盐浓度处理下,山桃比‘丰后’梅丙二醛含量变化更加显著,对盐更敏感,也就是说‘丰后’梅在本试验盐浓度范围内膜脂过氧化反应程度没有山桃强烈,说明其细胞膜的稳定性强于山桃。

注:不同字母表示处理间在0.05水平差异显著性,下同。

图2不同浓度NaCl胁迫对‘丰后’梅及山桃种子丙二醛(MDA)含量的影响

Fig.2 The effect on MDA content in the seeds ofP.mumeandP.davidianaunder NaCl stress of different concentrations

2.3 NaCl胁迫对‘丰后’梅及山桃种子保护酶活性的影响

对森林和植被的保护即绿色生态,而绿色则是环保的、健康的。在大多数情况下,人们对绿色的理解也是如此。对于室内设计师来说,绿色的概念可以更广泛,这是空间设计的绿色延伸,在大多数情况下取决于设计师对绿色的理解。

超微粉碎技术对灵芝中三萜类成分溶出的影响…………………………………………………… 张福君等(5):599

图3B显示,‘丰后’梅及山桃种子经NaCl溶液胁迫后,POD含量随着盐浓度的升高整体呈现先上升后下降的趋势。‘丰后’梅在盐溶液浓度为0.8%处POD含量达到最大值,比对照增加17.0%,而山桃在0.2%盐浓度处理下达到最大值,比对照增加105.4%。由显著性分析可知,‘丰后’梅各处理间及其与对照间差异均不显著(P>0.05);山桃0.2%、0.4%、0.6%盐浓度处理下种子内POD活性与对照差异显著(P<0.05),其余盐浓度处理下与对照差异不显著(P>0.05)。以上结果表明,‘丰后’梅细胞内活性氧清除过程中,POD没有显著变化,SOD起到主导作用;山桃种子细胞内POD与SOD的协同作用保护膜系统不受自由基的伤害。

图3 不同浓度NaCl 胁迫对‘丰后’梅及山桃种子SOD(A)、POD(B)活性的影响

2.4 NaCl胁迫对‘丰后’梅及山桃种子渗透调节物质的影响

图4A显示,‘丰后’梅和山桃种子经NaCl溶液胁迫后,脯氨酸含量整体呈现先上升后下降最后上升的趋势,但山桃整体呈现上升趋势,‘丰后’梅在1.0%盐胁迫下脯氨酸含量才显著升高。‘丰后’梅在1.0%盐浓度处理下出现最高峰,比对照增加65.2%;而山桃在0.4%盐浓度处理下就达到最大值,比对照增加156.0%。由显著性分析可知,‘丰后’梅除了1.0% 浓度处理下种子内POD活性与对照差异显著(P<0.05),其余浓度处理下与对照差异均不显著(P>0.05);山桃种子各盐浓度处理下POD含量均与对照差异显著(P<0.05)。这些结果表明,随着盐浓度的增高,‘丰后’梅和山桃种子细胞内能通过积累大量的游离脯氨酸来维持渗透平衡,但在高盐浓度胁迫下‘丰后’梅比山桃更能显著积累脯氨酸以对质膜和离子泵均起到保护作用,降低电解质外渗。

图4B显示,‘丰后’梅种子经不同浓度NaCl溶液胁迫后可溶性糖含量均上升,依次增加18.3%、18.9%、9.5%、52.4%、42.1%;而山桃整体呈现先上升后下降趋势,盐浓度为0.2%处理下可溶性糖含量达到最大值,比对照增加54.1%,盐溶液浓度为1.0%时,可溶性糖含量达到最小值,比对照降低31.3%。由显著性分析可知,‘丰后’梅种子各处理间及其与对照间差异均不显著(P>0.05);山桃种子除了0.8%盐浓度处理以外,其他处理下可溶性糖含量均与对照差异显著(P<0.05)。这些结果表明,‘丰后’梅随着盐浓度的升高能够不断积累可溶性糖含量来稳定细胞膜和原生质胶体,而山桃只有在低盐浓度下作用显著。

图4 不同浓度NaCl 胁迫对‘丰后’梅及山桃种子脯氨酸(A)、可溶性糖(B)、可溶性蛋白(C)含量的影响

图4C显示,‘丰后’梅和山桃种子可溶性蛋白含量均随着NaCl浓度的增加而呈现先下降后升高的变化总趋势。由显著性分析可知,‘丰后’可溶性蛋白含量在0.2%~1.0%盐浓度处理下没有显著变化,山桃在中高盐浓度处理下可容性蛋白含量有显著增高。这些结果表明,在高的NaCl浓度处理下,细胞中蛋白质的合成代谢增强,合成更多蛋白质,参与渗透调节,使植物适应高盐环境。

3 结论与讨论

[15] 宋旭丽,侯喜林,胡春梅,等.NaCl胁迫对超大甜椒种子萌发及幼苗生长的影响[J].西北植物学报,2011,31(3):569-575.

盐分能增加细胞膜透性,加强脂质过氧化作用,最终导致膜系统的破坏[17]。膜透性的大小反映质膜受损伤的程度,数值越大质膜受到的伤害也越大[18]。MDA作为脂质过氧化作用的产物,其含量的多少可以代表膜损伤程度的大小[19]。本试验中,‘丰后’梅及山桃在0.2%~0.8%盐浓度处理下MDA含量与对照相比含量升高,低浓度比中浓度处理下上升幅度更大,盐处理达到1.0%时山桃MDA含量显著下降,这可能与高浓度和长时间盐胁迫致使部分种子死亡、MDA分解有关,这与刘行[20]对金露梅耐盐生理特性研究中较高浓度盐胁迫对金露梅内丙二醛含量影响研究结果一致。从显著性分析可知,‘丰后’梅在0.2%~1.0%盐处理过程中MDA含量与对照相比均无显著差异,种子没有受到严重伤害,但在盐处理浓度达到1.0%时其含量仍在上升,说明‘丰后’梅能耐更高盐浓度胁迫,其耐盐性强于山桃。

盐分条件下,膜系统的变化分成2个阶段:首先,表现为盐分对膜系统的破坏,也反映其对盐分的忍耐程度;然后是植物对膜系统的修复。SOD和POD是防御活性氧及其他自由基对细胞膜系统伤害的重要的酶[21],SOD既能以·O2-为基质进行歧化反应,将毒性较强的·O2-转化为毒性较轻的H2O2,又能阻止氧化的Fe3+重新受·O2-还原成Fe2+而催化·OH的生成;POD是清除过氧化物和H2O2主要的酶,与SOD的协同作用保护膜系统不受自由基的伤害[22]。膜系统的修复与SOD和POD酶活性的升高是分不开的。为了抵御环境胁迫介导的活性氧伤害,植物体中保护酶体系发生了变化,本试验中,‘丰后’梅与山桃在中低盐浓度胁迫下SOD含量均显著升高,山桃POD含量显著升高,‘丰后’梅POD含量虽逐渐升高但与对照差异不显著,表明中低盐浓度胁迫下,种子能通过提高保护酶活性,以消除胁迫下产生的过多的氧自由基,从而保持胚中活性氧产生与清除之间的平衡,使其免受伤害,同时也反映其对盐的耐受程度;高盐浓度胁迫下SOD与POD酶活性均下降,抑制了抗氧化酶基因的表达,植物对活性氧的防御能力下降,从而引发膜脂过氧化,质膜受到严重伤害,这与贾漫丽[23]等研究盐胁迫对4个桑树品种3种保护酶活力的影响结果一致;同时在盐胁迫下‘丰后’梅种子内SOD比POD在种子膜系统受到损伤过程中活性升高更快,显著防御活性氧及其它自由基对细胞膜系统伤害而对植物膜系统进行修复,因而在以后对梅花耐盐性进一步研究过程中,SOD可以作为梅花耐盐性鉴定的重要参考指标。

渗透调节是植物适应盐胁迫的基本特征之一。盐胁迫下,细胞可以通过积累一些物质,如脯氨酸、多胺、可溶性糖等来调节细胞内的渗透势,维持水分平衡,还可以保护细胞内许多重要代谢活动所需的酶类活性[24]。本试验中,‘丰后’梅在受到盐胁迫过程中,脯氨酸含量在1.0%盐浓度处理下与对照差异显著,其他浓度下不显著,可溶性糖和可溶性蛋白含量在本次盐处理范围内与对照差异均不显著,但随着处理的盐浓度升高三者含量基本呈现上升趋势,特别是脯氨酸在高盐浓度下含量极显著升高,说明在本次所设置盐浓度范围内‘丰后’梅种子受到损伤较小,渗透作用不显著,但从各指标随着盐浓度升高而升高来看‘丰后’梅种子中三者仍能协同作用以保护其不受到更高盐浓度胁迫,说明‘丰后’梅能耐超过1.0%盐浓度胁迫。同时大量研究表明,许多植物在盐胁迫下脯氨酸迅速积累,耐盐植物中的脯氨酸含量高于不耐盐植物;可溶性糖是很多植物的主要渗透调节剂,盐胁迫条件下,耐盐植物的可溶性糖含量高于不耐盐的植物[25];本试验中,在正常和盐处理条件下’丰后‘梅种子脯氨酸和可溶性糖含量均高于山桃,说明’丰后‘梅耐盐性高于山桃。

本研究以梅花种子作为初步研究梅花耐盐性试材,以在北方地区常见且耐盐性强的山桃做对比,旨在从梅花成长初期开始研究鉴定其耐盐性强弱。从以上盐胁迫对种子发芽率及生理特性的影响分析来看,可以说明‘丰后’梅种子具有一定耐盐性,且‘丰后’梅种子较山桃的耐盐性强。但试验中可以发现,‘丰后’梅处理SOD和脯氨酸2个生理指标有显著变化,其余指标在各盐浓度处理下均无显著变化,说明本次试验所设置盐浓度范围较小,没有达到显著影响‘丰后’梅生理特性的盐浓度,在以后对梅花耐盐性研究过程中可以加大盐浓度处理范围,以探究梅花耐盐阈值大小;同时本次试验只对梅花种子耐盐性进行研究,要进一步研究梅花耐盐性强弱可以对梅花不同成长阶段实生苗、嫁接苗等进行耐盐性试验,并于北方主要盐碱地城市进行区域试验,对梅花耐盐性进行全面研究分析评价,进而筛选出耐盐性且抗寒性强的梅花品种以在北方地区繁殖推广。

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由于我国人口呈老龄化趋势,75岁以上的高龄人群患NSTEMI的发病率呈上升的趋势[1] 。由于患者自身的生理病理特点,>75岁以上NSTEMI患者与<75岁患者的临床特征及冠状动脉造影特点不同。目前,临床上对高龄NSTEMI患者的报道较少。本文旨在探讨高龄急性ST段抬高型心肌梗塞(STEMI)患者临床特征及冠脉造影特点。现报道如下。

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其实李小树也并不是完全没有去理会那些女人的眼神,很多时候,他都在宽大的镜片下打量着她们,只不过在遇到自己喜欢的女人时,他才会主动上去搭讪回应。即便如此,他对一个女人的新鲜感最长时间也不会超过三个月。

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图3A显示,‘丰后’梅及山桃种子经NaCl溶液胁迫后,SOD含量随着盐浓度的升高整体呈现先上升后下降的趋势。二者在盐溶液浓度为0.2%处SOD含量达到最大值,‘丰后’梅比对照增加71.5%,山桃比对照增加60.3%。随着盐溶液浓度的增大,0.4%、0.6%处理下SOD含量相对于对照增加幅度逐渐降低,‘丰后’梅比对照依次增加67.2%、43.8%,而山桃为41.7%、38.0%;二者SOD含量在0.8%处理下达到一个低峰,‘丰后’梅比对照降低7.9%,山桃为10.2%;盐浓度为1.0%处二者SOD含量略微上升。由显著性分析可知,‘丰后’梅及山桃0.2%、0.4%、0.6%盐浓度处理下种子内SOD活性与对照差异显著(P<0.05),0.8%及1.0%处理下与对照差异不显著(P>0.05)。这些结果表明,SOD作为防御活性氧及其他自由基对细胞膜系统伤害的重要的酶,随着NaCl胁迫逐渐增强而对种子细胞膜损害不断增大的情况下,其含量随着MDA的变化而变化,二者之间保持相对稳定的比率,从而对活性氧起到积极的清除作用;同时‘丰后’梅种子SOD活性受NaCl胁迫的影响变化幅度较大,比山桃拥有更强的调节机制产生大量SOD酶来适应NaCl低浓度的胁迫环境。

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师:我们发现一个平面图形可以围成一个立体图形,请观察折成的三棱柱模型,说说三棱柱的表面包含哪些平面图形?

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1.《秀才胡同》的种种典故不是简单的叠加,是虽未看破红尘却无可奈何终于抛却所有的悲凉入骨;而《东风破》却是将本就破碎的东西进行缝补,以修辞为针线,典故为布料进行创作,让歌曲充斥看破一切但心却仍会为往事所动的苍茫惆怅之感。《秀才胡同》中如“沽酒当垆”、“人比黄花瘦”等典故无疑完整使用了典故本身完整的氛围,多个典故的氛围累加,形成复杂而统一的感觉;而《东风破》用典则是通过关键词如“古道”、“孤灯”等典故的片段来交织成完整的情绪。

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种子发芽状况是判定种子质量的一项重要指标[12],通过种子发芽率在不同浓度盐溶液下的被抑制程度,可以判断种子在萌发期间的耐盐能力[13],同时种子萌发是植物生长周期的转折点,发芽阶段的耐盐水平在一定程度上反映了该树种的耐盐程度[14]。本试验中,‘丰后’梅及山桃发芽率均未达到20%,可能是由于沙藏过程中就进行了盐处理,抑制了赤霉素和细胞分裂素等激素的增加,对打破种子自然休眠而进入萌发状态没有起到显著作用,但二者变化趋势基本相同。‘丰后’梅发芽率在低盐浓度处理下有所增加,而山桃发芽率接近对照,随着NaCl处理浓度的增加,二者均呈现逐渐下降的变化趋势。发芽试验结果表明,低浓度(0.2%)NaCl处理对‘丰后’梅种子萌发有轻微的促进作用,而随着NaCl胁迫浓度增加,则会明显抑制种子的萌发,该结果与宋旭丽[15]等对超大甜椒种子耐盐性研究结果一致。这种现象可能与低盐促进细胞膜的渗透调节有关,也可能是微量无机离子(Na+)对呼吸酶有刺激作用,从而使其发芽更加迅速[16]。

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为了寻找适宜的磁场强度,特进行弱磁选磁场强度试验。试验条件:磨矿细度为89.29%-0.074mm,给矿浓度35.00%。磁场强度试验结果见表7。

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图2显示,‘丰后’梅及山桃种子经NaCl溶液胁迫后,0.2%~0.8%盐处理下丙二醛含量均呈现先上升后下降趋势。在NaCI浓度为0.4%时,二者丙二醛含量达到最大值,‘丰后’梅增至53.4%,而山桃的为70.5%。1.0%盐处理下‘丰后’梅含量继续增加,山桃则急剧下降。由显著性分析可知,‘丰后’梅各处理间及其与对照间差异均不显著(P>0.05);山桃在0.2%、0.4%盐处理下种子内丙二醛含量与对照差异显著(P<0.05),0.6%、0.8%盐处理与对照差异不显著(P>0.05),1.0%盐处理下与对照差异显著(P<0.05)。

高血压主要危险因素为肥胖、高血脂,而后两者为脂肪肝的危险因素。QIAN等[13]的研究指出NAFLD与患者的血压水平相关。ANENI等[14]的研究指出IR是NAFLD的主要危险因素,IR对高血压有作用,而高血压对NAFLD的发展有作用,三者之间的关系密不可分[15-16]。

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