褪黑素增强翅果油树幼苗生理耐盐能力

李富宏

（山西省黑茶山国有林管理局，山西 吕梁 033500）

过量施用化肥造成耕地次生盐碱化[1]。盐胁迫导致植物体内大量产生活性氧，引起膜脂过氧化反应破坏膜系统[2]。超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（aseorbate peroxidase，APX）等抗氧化酶可以清除活性氧保护膜系统[3]。褪黑素可以提高抗氧化酶活性[4]，缓解盐胁迫伤害[5]，提高作物耐盐碱能力[6-7]。翅果油树Elaeagnus mollis 是山西省珍稀濒危植物，在园林和荒山绿化中应用广泛[8]。翅果油树不耐盐碱，土壤次生盐碱化严重影响其育苗生产[8]。因此开展本项研究，以期探索褪黑素增强翅果油树幼苗耐盐碱能力的效能。

1 材料与方法

1.1 材料

翅果油树种子，购自山西琪尔康生物制品有限公司，千粒质量482.37 g，净度100%，发芽率98%，2017 年采集。

NaCl，购自天津大茂化学试剂厂，纯度99.99%。

褪黑素，购自西亚化学科技（山东）有限公司，有效成分含量98.0%。

试验在山西省太原市阳曲县苗木基地进行。2019 年3 月，翅果油树种子浸种，消毒，塑料盆中播种，盆规格30 cm×30 cm×30 cm，共计135盆。出苗后，每盆留苗4 株，常规养护，防止干旱。2020 年春季进行盐胁迫和褪黑素喷施试验。

1.2 方法

试验采用随机区组设计，5 个处理，每个处理3 个重复，每个重复9 盆。盐胁迫设1 个NaCl 浓度水平，4 月25 日、6 月25 日分别浇灌NaCl 溶液1 000 ml。褪黑素浓度设3 个水平，5 月1 日至4日、7 月1 日至4 日每天喷施1 次褪黑素溶液，每次喷施50 ml/株。

处理代码及浓度：T00，清水对照，清水浇灌和喷施；T30，盐胁迫对照，NaCl 浓度300 mmol/L，喷施清水；T31，NaCl 浓度300 mmol/L，褪黑素浓度100 μmol/L；T32，NaCl 浓度300 mmol/L，褪黑素浓度200 μmol/L；T33，NaCl 浓度300 mmol/L，褪黑素浓度300 μmol/L。

2020 年5 月15 日、6 月15 日、7 月15 日、8 月15 日取样，每个重复随机抽取3 盆供试幼苗，每株幼苗取东向枝梢顶第4 片。样叶按重复分装置于液氮中预冷10 min，转入－ 80℃冰箱保存备测。样叶预处理，按重复混合研磨制浆，暂存0 ℃冰箱备用。APX 活性测定采用紫外分光光度法[14]，还原型谷胱甘肽（reduced glutathione，简称GSH）含量测定采用分光光度法[15]，SOD 活性测定采用NBT 还原法[16]，POD活性测定采用愈创木酚法[16]，CAT 活性测定采用紫外吸收法[16]。每份样叶制浆一次，然后测定5 项指标。

1.3 数据处理

数据处理、绘图使用Microsoft Excel 2013 版软件，多重比较使用DPS 7.05 版软件。

2 结果与分析

2 个处理之间测定指标的平均值，如果差异无统计学意义，说明不能否定数值差异由随机变化所致，应视为数值等同，即处理的不同没有引起测定指标的差异；如果差异有统计学意义，说明可以否定数值差异由随机变化所致，应视为由处理的不同所致。本文分析全部基于这一统计学原理进行。

2.1 GSH含量

由图1 可知，5 月样叶GSH 含量：T30 与T00差异有统计学意义且数值高于后者，说明T30 相比于T00 样叶GSH 含量大。T31、T32、T33 与T30 差异均有统计学意义且数值高于后者，说明T31、T32、T33 均相比于T30 样叶GSH 含量大。T33 与T31 差异有统计学意义且数值高于后者，说明T33 相比于T31 样叶GSH 含量大。T32 与T31、T33 差异均无统计学意义，说明T32 相比于T31、T33 样叶GSH 含量均等同。因此，试验结果表明，5 月份T30 引起样叶GSH 含量上升，T31有效提升样叶GSH 含量，T33 效果更大，T32 与T33 等效。同理，6、7、8 月T30 均引起样叶GSH含量上升，T33 均能提升样叶GSH 含量，T32 与T33 等效，其中6 月T31 无效，7、8 月T31 有效。总之，试验期间，NaCl 浓度300 mmol/L 单独盐胁迫处理引起样叶GSH 含量增加；喷施褪黑素浓度200 μmol/L 有效提升样叶GSH 含量，浓度300 μmol/L 与200 μmol/L 同效，浓度100 μmol/L 效果不显著或者接近200 μmol/L。

图1 样片GSH 含量

GSH 是一种三肽抗氧化剂，可以缓解植物盐胁迫的危害[17]。上述结果表明，单独盐胁迫处理引起样叶片GSH 含量增加，表明NaCl 浓度300 mmol/L 造成了危害，引起供试幼苗应激反应[1]。喷施褪黑素浓度200 μmol/L 有效提升样叶GSH含量，因而增强了供试幼苗的耐盐能力。

2.2 抗氧化酶活性

由图2 可知，5 月样叶APX 活性：T30 与T00差异有统计学意义且数值高于后者，说明T30 相比于T00 样叶APX 活性强。T31、T32、T33 与T30 差异均有统计学意义且数值高于后者，说明T31、T32、T33 时均相比于T30 样叶APX 活性强。T33 与T31 差异有统计学意义且数值高于后者，说明T33 相比于T31 样叶APX 活性强。T32 与T31、T33 差异均无统计学意义，说明T32 相比于T31、T33 样叶APX 活性均等同。因此，试验结果表明，5 月份T30 引起样叶APX 活性增强，T31 有效提升样叶APX 活性，T33 效果更大，T32 与T33 等效。同理，6、7、8 月T30 均能引起样叶APX 活性增强，T33 均能提升样叶APX活性，T32 与T33 等效，其中6 月T31 无效；7、8 月T31 有效。总之，试验期间，NaCl 浓度300 mmol/L 的单独盐胁迫处理引起样叶APX 活性增强；喷施褪黑素浓度100 μmol/L 有效提升样叶APX 活性，浓度300 μmol/L 效果更大，浓度200 μmol/L 介于前两者之间或者与300 μmol/L同效。

图2 APX 活性测定

APX 可以清除过多的过氧化氢，保护植物免受盐胁迫危害[18]。上述结果表明，单独盐胁迫处理引起样叶片APX 活性增强，表明NaCl 浓度300 mmol/L 造成了危害，引起供试幼苗应激反应。喷施褪黑素浓度200 μmol/L 有效提升样叶APX活性，因而增强了供试幼苗的耐盐能力。

同理，由图3 可知，试验结果表明，5、6、7、8月T30 均能引起样叶CAT 活性增强，T33 均能提升样叶CAT 活性，其中5 月T31 无效，T32 与T33 等效；6 月T31 有效，T32 介于T31、T33 之间；7 月T31、T32、T33 均有效且效果依次增大；8 月T31、T32 均有效且效果依次增大，T33 与T32 等效。总之，试验期间，NaCl 浓度300 mmol/L 的单独盐胁迫处理引起样叶CAT 活性增强或者效果不明显；喷施褪黑素浓度200 μmol/L 有效提升样叶CAT 活性，浓度300 μmol/L 效果更大或者与200 μmol/L 等效，浓度100 μmol/L 无效或者效果接近200 μmol/L。CAT 可以清除过氧化物，降低活性氧的危害[19]。喷施褪黑素浓度200 μmol/L有效提升样叶CAT 活性，因而增强了供试幼苗的耐盐能力。

图3 样叶CAT 活性测定

同理，由图4 可知，试验结果表明，5、6 月T30均不能引起样叶POD 活性增强，T32 均能提升样叶POD 活性，T31 无效，T33 与T32 等效；7、8 月T30 均能引起样叶POD 活性增强，T31 均能提升样叶POD 活性，T32 效果更大，T33 与T32 等效。总之，试验期间，NaCl 浓度300 mmol/L 的单独盐胁迫处理引起样叶POD 活性增强或者效果不明显；喷施褪黑素浓度200 μmol/L 有效提升样叶POD 活性，浓度300 μmol/L 与200 μmol/L 等效，浓度100 μmol/L 无效或者效果低于200 μmol/L。POD 可以降低盐胁迫下植物受害程度[23]。喷施褪黑素浓度200 μmol/L 有效提升样叶POD 活性，因而增强了供试幼苗的耐盐能力。

图4 样叶POD 活性测定

同理，由图5 可知，试验结果表明，5、6、7、8月T30 均能引起样叶SOD 活性增强，T31 均能提升样叶SOD 活性，其中5 月T33 效果更大，T32介于T31、T33 之间；6、7 月T32 效果更大，T33 与T32 等效；8 月T31、T32、T33 效果依次增大。总之，试验期间，NaCl 浓度300 mmol/L 的单独盐胁迫处理引起样叶SOD 活性增强；喷施褪黑素浓度200 μmol/L 有效提升样叶SOD 活性，浓度300 μmol/L 效果等于或高于200 μmol/L，浓度100 μmol/L 效果低于或接近200 μmol/L。SOD 转化氧自由基为过氧化氢，保护膜系统免受盐胁迫伤害[25]。喷施褪黑素浓度200 μmol/L 有效提升样叶SOD 活性，因而增强了供试幼苗的耐盐能力。

图5 样叶SOD 活性测定

综合上述分析，NaCl 浓度300 mmol/L 的单独盐胁迫处理引起供试幼苗叶片GSH 含量增加和APX、CAT、SOD、POD 活性增强等应激反应，其中CAT、POD 活性增强效果或者不明显；喷施褪黑素浓度200 μmol/L 有效提升供试幼苗叶片GSH含量和APX、CAT、SOD、POD 活性，从而增强供试幼苗耐盐能力，褪黑素浓度100 μmol/L 对有些指标无效，其余指标接近200 μmol/L；300 μmol/L 对有些指标无效，其余指标效果高于或等同于200 μmol/L。

3 结论

喷施褪黑素能够增强翅果油树幼苗耐盐能力，喷施浓度200 μmol/L 效果显著。为缓解盐胁迫对翅果油松幼苗的危害，推荐褪黑素喷施浓度为200 μmol/L。