盐胁迫下大豆木质部溶液中Na+和K+含量变化分析
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摘 要：通过对不同浓度盐胁迫下的大豆木质部汁液中Na+、K+的含量进行测定和分析，探讨了NaCl胁迫下大豆根系对Na+、K+的吸收机制。结果表明，随着NaCl胁迫程度的增加，大豆木质部汁液中Na+含量明显上升，但植株对Na+的相对吸收却减少，而K+含量无显著变化。说明随着盐胁迫的增加，大豆的根细胞质膜有抵制外界Na+进入的趋势，这对其适应盐渍环境具有重要意义。
关键词：盐胁迫;大豆;木质部;Na+;K+;含量
中图分类号 Q945 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）09-0017-2
土壤盐渍化是影响农作物生产的一大危害因素，据统计，全世界约8.31亿hm2的土地受到盐碱化的影响[1]，我国盐渍化土地面积约为3600万hm2，且有不断扩大的趋势[2]。大豆[Glycine max （L.） Merr.]是重要的粮油作物之一，我国每年大豆播种面积约800万hm2，总产达1500万t左右[3]，但在大豆的主要产区均存在不同程度的土壤盐渍化问题[4]。研究盐胁迫对大豆生理的影响，对促进大豆生产和品质改善具有重要意义。
细胞质膜是细胞与环境进行物质交换的基础，也是逆境对植物造成伤害的起始位点[5]。盐胁迫会引起质膜的膜脂过氧化和其他胁变，影响膜的透性、细胞物质交换和信号传输等，进而导致细胞的代谢紊乱和功能破坏[6]。本试验以水培大豆苗为材料，研究大豆根系细胞质膜对Na+、K+离子吸收的调节作用及盐胁迫的影响，为进一步探究大豆根系对水分和离子吸收的调节机制以及大豆的耐鹽机制提供参考。
1 材料和方法
1.1 供试材料 大豆在河沙中育苗，于幼苗长至4片真叶时移至Hoagland营养液中，用充氧泵向溶液充气，以保证根系的氧气需求;培养14d后作为实验材料。
1.2 木质部汁液获取与Na+、K+离子含量测定方法 取大豆植株，将子叶痕以上部分切除，仅留根部及根以上茎部的一小部分（本试验中称其为：离体根系）。试验共设置6个处理，每处理的NaCl浓度分别为0、50、100、150、200和300mmol/L（以Hoagland营养液为溶剂）。取一定量含有NaCl的Hoagland营养液于压力室的测量槽中，然后将离体根系放入根压力室中并密封，切口端伸出压力室，加压使离体根系的木质部有汁液溢出，用移液枪收集汁液于带盖离心管中，密封收藏。重复3次。将收集的汁液样品用双蒸水稀释后用原子吸收分光光度计（GBC932AA，澳大利亚产）测定Na+、K+含量。
2 结果与分析
2.1 不同处理的大豆根系木质部汁液Na+含量的变化 由表1可知，随着外液NaCl浓度的增加，木质部汁液Na+含量明显增加，且各处理间差异极显著（p<0.01）。比较木质部汁液Na+含量与处理液Na+含量发现，随着NaCl浓度的增加，汁液与处理液的Na+比值总体呈下降的趋势。表明大豆汁液中的Na+增加幅度较处理液中Na+的增加幅度小，即植株对Na+的吸收随处理液NaCl浓度的增加而相对减少。
2.2 不同处理的大豆根系木质部汁液K+含量及Na+/K+比值比较 由表2可知，随着处理液NaCl浓度的增加，木质部汁液K+浓度总体呈上升的趋势，但增加幅度不大，各处理间差异不显著（p>0.05）。计算汁液中Na+、K+的比值发现，随着NaCl浓度增加，Na+/K+的比值呈现增加的趋势。也就是说，随着处理液NaCl浓度的增加，大豆根系对Na+的吸收显著增加，而对K+的吸收相对减少。
3 讨论与结论
盐分可通过渗透胁迫、离子毒害等对植物造成伤害[7]，植物则可以通过阻挡盐分进入、减少盐分向茎叶转运等来抵抗盐分胁迫。对大豆木质部汁液Na+含量的研究结果显示，随着外液NaCl浓度的增加，木质部汁液Na+含量明显增加，但其增加幅度远低于处理液中Na+含量的增加幅度。说明大豆根细胞质膜有抵制外界Na+进入的趋势，这对于大豆适应盐渍环境具有重要意义。对大豆木质部汁液K+含量的测定结果显示，随着外液NaCl浓度的增加，木质部汁液K+含量变化不大，Na+/K+的比值则呈现增加趋势。说明在盐胁迫下，大豆对K+相对吸收量减少、绝对吸收量并没有明显减少。也就是说，虽然盐胁迫引起了K+的相对吸收减少，但并不会造成K+营养的缺乏。陈少良[8]等认为，抗盐性较强的植物在盐胁迫条件下能保持对营养元素的吸收，维持较好的营养状况。据此可以认为，大豆根系可以通过抵制外界Na+进入和维持对K+的吸收来适应盐胁迫环境。
参考文献
[1]李建国，濮励杰，朱明，等.土壤盐渍化研究现状及未来研究热点[J].地理学报，2012，67（9）：1233-1245.
[2]王佳丽，黄贤金，钟太洋，等.盐碱地可持续利用研究综述[J].地理学报，2011，66（5）：673-684.
[3]吴双.盐胁迫对大豆生理指标的影响[J].现代农业，2011（6）：26.
[4]宁丽华，张大勇，刘佳，等.盐胁迫下苗期栽培大豆生理响应及Na+动态平衡关键基因的表达[J].中国农业科学，2016，49（24）：4714-4725.
[5]彭建云，丁同楼，陈敏，等.不同盐处理对玉米幼苗根系质子分泌及细胞膜透性的影响[J].西北植物学报，2007，27（12）：2496-2501.
[6]王康君，樊继伟，陈凤，等.植物对盐胁迫的响应及耐盐调控的研究进展[J].江西农业学报，2018，30（12）：31-40.
[7]高辉远，李卫军，吐尔逊娜依，等.Na2SO4胁迫对苇状羊茅和鸭茅Na+、K+吸收与分配的影响[J].中国草地，1995，（5）：43-48.
[5]陈少良，李金克，尹伟伦，等.盐胁迫条件下杨树组织及细胞中钾、钙、镁的变化[J].北京林业大学学报，2002，24（5/6）：84-88.
（责编：张宏民）
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