摘要： "为研究三倍体白榆盐胁迫响应特性，以三倍体白榆无性系为试材，测定0.9%土壤含盐量下5个不同胁迫时间（0、7、14、21、28 d）的生长、生理生化指标的变化。结果表明：在NaCl胁迫0d与胁迫28 d三倍体白榆的株高、相对高生长均显著高于二倍体白榆；不同倍性白榆随着盐胁迫时间的延长，相对电导率（REC）、丙二醛（MAD）含量逐渐上升，净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）及叶绿素（Chl）含量逐渐下降，三倍体白榆叶片REC、MDA含量、Pn、Tr、Gs、Ci、Chl变化较二倍体缓慢；不同倍性白榆超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）均随盐胁迫时间的延长表现出先升再降的趋势，各处理时间下三倍体白榆SOD、POD、CAT活性均高于二倍体白榆；不同倍性白榆可溶性糖（SS）含量随处理时间的延长逐渐上升，二倍体白榆可溶性蛋白（SP）含量随处理时间的延长呈先升后降的趋势，三倍体白榆SP含量随处理时间的延长呈逐渐上升趋势，各处理时间下三倍体白榆SS含量、可溶性蛋白SP含量均高于二倍体白榆。三倍体白榆在NaCl胁迫下光合系统受损伤程度更小，抗氧化能力及细胞稳定性较二倍体更强，具有更强耐盐性。
关键词： "NaCl胁迫； "白榆； "二倍体； "三倍体； "耐盐性
中图分类号： " S 792. 19 " " " " " " " 文献标识码： " B " " " " " " " 文章编号：１００1 － 9499（２０24）04 － 0008 － 06
Growth and Physiological Response of Triploid
Ulmus pumila to NaCl Stress
GUO Huanhuan1 CUI Shengjia1 FAN Chang1 LIU Xingju1 LIANG Haiyong1 ， 2**
（1. "College of Forestry， "Hebei Agricultural University， "Hebei Baoding 071000; "2. "Key Laboratory of Germplasm Resources and Forest Conservation， "Hebei Baoding 071000）
Abstract In order to study the salt stress response characteristics of triploid Ulmus pumila， the triploid Ulmus pumila asexual lines were used as test material to determine the changes of growth， physiological and biochemical indexes in five different stress times（0 d， 7， 14， 21 d and 28 d） under 0.9% NaCl treatment. The results showed that the plant height and relative tall growth of triploid Ulmus pumila were significantly higher than that of diploid Ulmus pumila at 0 d and 28 d of NaCl stress; with the extension of the salt stress time， the relative conductivity （REC） and malondialdehyde （MAD） content of Ulmus pumila of different ploidy increased gradually， and the net photosynthesis rate （Pn）， transpiration rate （Tr）， stomatal conductance （Gs）， intercellular carbon dioxide concentration （Ci） and Chlorophyll （Chl） content gradually decreased， triploid Ulmus pumila leaves REC， MDA content， Pn， Tr， Gs， Ci， Chl changes more slowly than the diploid; different ploidy of Ulmus pumila superoxide dismutase （SOD）， peroxidase （POD）， catalase （CAT） with the prolongation of the time of salt stress showed a trend of rise and then decline， the time of the treatment of the triploid Ulmus pumila SOD， POD and CAT activities were higher than those of diploid Ulmus pumila; the soluble sugar （SS） content of different ploidy Ulmus pumila increased gradually with the extension of treatment time， the soluble protein （SP） content of diploid Ulmus pumila showed a trend of increasing and then decreasing with the extension of treatment time， while the SP content of triploid Ulmus pumila showed a trend of increasing gradually with the extension of treatment time， and the SS content and soluble protein content of triploid Ulmus pumila were higher than that of diploid Ulmus pumila with the extension of each treatment time. SP content was higher than that of diploid Ulmus pumila. The photosynthetic system of triploid Ulmus pumila was less damaged under NaCl stress， and the antioxidant capacity and cell stability were stronger than those of diploid Ulmus pumila， which had stronger salt tolerance.
Key words NaCl stress; Ulmus pumila; diploid; triploid; salinity
盐碱地集积的盐分严重影响植物正常生长发育，开展耐盐树种的选育工作，对改良与利用盐碱地具有重大意义[ 1 ]。近年来，关于耐盐树种选育工作的研究主要集中在不同树种[ 2 ]和同一树种各无性系[ 3 ]耐盐性差异等方面，而对于同一树种不同倍性耐盐性差异研究较少。白榆作为重要的耐盐树种，其多倍体抗性研究可为白榆耐盐性探索提供一定的理论基础。
白榆（Ulmus pumila）属于榆科（Ulmaceae）榆属（Ulmus）植物，耐旱、耐寒、耐盐碱、耐瘠薄能力良好。目前国内外针对白榆的研究主要涉及杂交育种、选择育种、抗旱性与耐盐性研究等方面[ 4 - 6 ]，关于白榆耐盐性研究涉及了盐胁迫对种子萌发、出苗、生长指标、生理生化指标变化[ 7 ]等方面。多倍体植物往往具有比二倍体植物更高的抗逆性，目前对白榆多倍体耐盐性的研究还未见报道，因此研究不同倍性白榆无性系在NaCl胁迫下的适应机制具有重要意义。本研究通过分析不同处理时间下二倍体和三倍体白榆的生长、生理生化指标的变化，阐明不同倍性白榆无性系对盐胁迫的响应及耐盐性强弱，以期为盐碱地耐盐树种的选育工作提供科学的理论依据，也为多倍体植物抗性提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
选取河北农业大学西校区苗圃的三倍体白榆无性系15株，以二倍体白榆为对照，2023年5月初，将供试材料平茬后移栽到直径34 cm、深23 cm的花盆中，每盆3株，花盆底部衬以无纺布防漏水漏土，以普通壤土、细沙与泥碳土按2∶1∶1的干质量比配置栽培基质，装至盆高3/4处，定期浇水及添加营养液。2023年7月榆树速生期，对各盆用0.2%NaCl溶液进行处理，采用每隔一天浇一次NaCl溶液处理逐步累积盐分的方法，期间不断监测土壤含盐量，直至土壤含盐量为0.9%时停止处理。处理过程中定期交换位置以保证每盆所受环境影响一致，胁迫期间少量多次浇水，以平衡蒸发量。为防止盐分随水流失，盆底垫托盘，渗出的盐溶液可再次倒回花盆中。分别在0、7、14、21、28 d取样，取样时间为上午9：00，每株选取第3～5片功能叶，设置3个生物学重复，进行各指标测定。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 生长指标的测定
用卷尺对各株系胁迫0 d和胁迫第28ｄ的株高进行测定。
1. 2. 2 部分生理指标的测定
参照张赞培的方法进行相对电导率（REC）的测定[ 8 ]；采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）含量[ 9 ]；参照李学波的方法测定部分光合参数[ 10 ]；采用95%乙醇浸提法测定叶绿素（Chl）含量[ 11 ]；采用氮蓝四唑光还原法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性[ 12 ]；采用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）活性[ 13 ]；参照何天明的方法测定过氧化氢酶（CAT）活性[ 14 ]；采用考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白（SP）含量[ 15 ]；采用蒽酮法测定可溶性糖（SS）含量[ 16 ]。
1. 2. 3 数据分析
运用Excel2019软件和SPSS.24软件进行数据分析，运用T检验分析二倍体和三倍体白榆各指标之间的差异显著性。
2 结果与分析
2. 1 NaCl胁迫对二、三倍体白榆生长指标的影响
由表1可知，NaCl胁迫第0 d与第28 d的三倍体白榆株高均显著高于二倍体白榆（P＜0.05）。在NaCl胁迫28d后，三倍体株系的相对高生长显著高于二倍体白榆，相对高生长代表植物生长速度，根据结果可知NaCl胁迫下三倍体株系生长速度较快于二倍体白榆，说明三倍体白榆适应NaCl胁迫能力更强。
表 1 NaCl胁迫对三倍体白榆株高生长的影响
注：小写字母表示同一胁迫时间下不同倍性的差异性（p＜0.05）；高生长＝第28天苗高－第0天苗高；相对高生长＝高生长／第0天苗高
2. 2 NaCl胁迫对三倍体白榆部分生理指标的影响
2. 2. 1 NaCl溶液处理下土壤盐分变化规律
由图1可知，NaCl处理0～7 d土壤含盐量增长迅速，第8d土壤含盐量达到0.3%（低盐浓度），7～14 d土壤含盐量增长缓慢，其中第13 d达到0.35%（中盐浓度），14～28 d土壤含盐量增加较快，第18 d达到0.5%（高盐浓度）。
图 1 NaCl胁迫下土壤含盐量变化
2. 2. 2 NaCl胁迫对三倍体白榆叶片相对电导率及丙二醛含量的影响
由图2可知，三倍体白榆叶片REC随着处理时间的延长呈现逐渐上升的趋势，变化较二倍体缓慢，在不同处理时间下三倍体白榆叶片的REC均低于二倍体白榆，在处理第28 d时二、三倍体白榆REC达到最大值，分别为第0d的2.64倍和2.3倍；NaCl胁迫下三倍体白榆MDA含量随处理时间的延长而增大，各处理时间下三倍体白榆的MDA含量均低于二倍体白榆。在处理第28 d时二、三倍体白榆的MDA含量达到最高水平，较对照分别增加190.27%和101.55%。三倍体白榆老化程度相对较低，较二倍体有更高的抗NaCl胁迫能力。
图2 NaCl胁迫下相对电导率及丙二醛含量的变化
2. 2. 3 NaCl胁迫对三倍体白榆光合参数的影响
由图3可知，盐胁迫下白榆叶片的Pn、Tr、Gs、Ci均受到抑制，在处理28d时下降到最低值，二倍体白榆的Pn、Tr、Gs、Ci较第0天分别下降65.8%、83.46%、82.54%和28.48%，三倍体白榆的Pn、Tr、Gs、Ci较第0天分别下降54.18%、66.61%、73.33%、20.52%。整体上三倍体白榆光合参数降幅更小，变化较二倍体缓慢。
综上，随着处理时间的延长，白榆光系统活力均呈逐渐下降的趋势，各处理时间下三倍体白榆的Pn、Tr、Gs、Ci均高于二倍体，降幅低于二倍体，说明三倍体白榆光合作用受NaCl胁迫影响较小，较二倍体白榆有更好的耐盐性。
2. 2. 4 NaCl胁迫对三倍体白榆叶片叶绿素含量的影响
随着处理时间的延长，叶片Chl含量均呈逐渐降低趋势（图4），但整体上三倍体白榆的Chl含量高于二倍体，降幅小于二倍体，在处理第28 d时降到最小值，二、三倍体白榆叶片Chl含量分别较第0d降低64.55%和43.39%，三倍体白榆叶片Chl含量降幅更小，可见NaCl胁迫对三倍体白榆的Chl含量变化的影响较二倍体更小。
图4 NaCl胁迫下叶绿素含量的变化
2. 2. 5 NaCl胁迫对三倍体白榆叶片部分抗氧化酶活性的影响
三倍体白榆叶片SOD活性、POD活性、CAT活性均随处理时间的延长呈先升后降的趋势（图5），并且各处理时间下三倍体白榆SOD、POD、CAT活性均高于二倍体白榆，其中二、三倍体白榆叶片中SOD活性和CAT活性在处理21 d时达到最高值，SOD活性较第0 d分别升高25.34%和43.51%，CAT活性较第0 d分别升高57.77%、98.06%，在处理28 d时二、三倍体白榆叶片SOD活性和CAT活性均达到最低值，SOD活性分别为对照的72.39%和117.57%，CAT活性分别为对照的50.08%和163.60%；二、三倍体白榆叶片POD活性均在处理14 d时达到最高值，分别较第0 d增加20.20%和54.01%，后二者均随处理时间的延长而下降，在处理28d时二、三倍体白榆CAT活性下降到最低值，分别为胁迫第0 d的60.1%和117.48%。NaCl胁迫下三倍体白榆有较高的抗氧化酶活性。
2. 2. 6 NaCl胁迫对三倍体白榆叶片渗透调节物质的影响
三倍体白榆叶片SS含量随处理时间的延长逐渐上升（图6），各处理时间下三倍体白榆SS含量均高于二倍体白榆，二、三倍体白榆SS含量在处理28d时达到最高值，分别较0 d上升了49.36%和77.34%；二倍体白榆SP含量随处理时间的延长呈先升后降的趋势，三倍体白榆SP含量随处理时间的延长呈逐渐上升趋势，二、三倍体白榆叶片SP含量在处理28 d时分别较0 d上升了58.33%和62.56%。综上，三倍体白榆在NaCl胁迫下渗透调节作用优于二倍体白榆，抗逆性更强。
3 讨论与结论
生长量是植株代谢过程在形态上的直接体现，相对高生长是植物生长速度的具体体现，在NaCl胁迫下，植物正常生长受到影响，其株高与相对高生长可作为鉴别植物耐盐性的直观指标[ 17 ]。逆境胁迫下植物光合系统会受到影响，Pn、Tr等光合指标可直接用于评价逆境胁迫下植物光合能力的强弱[ 18 ]。高浓度和长时间的盐胁迫致使植物叶绿素合成受阻，进而使光合作用受到抑制，影响植物正常生长[ 19 ]。本研究中，三倍体白榆在NaCl胁迫0 d与胁迫28 d其株高、相对高生长均显著高于二倍体白榆，与三倍体大青杨[ 20 ]在逆境胁迫下的表现一致。NaCl胁迫后三倍体白榆的Pn、Tr、Gs、Ci及Chl含量均随着胁迫时间的延长而降低，三倍体白榆较二倍体降低程度更小。与四倍体刺槐[ 21 ]、四倍体白花泡桐[ 22 ]、三倍体小黑杨[ 23 ]在盐胁迫下光合指标及叶绿素含量变化规律一致。三倍体白榆在逆境下仍能维持更高的生长量，光合系统受到的影响更小，更能适应逆境胁迫。
逆境胁迫下，植物为抵御活性氧及渗透胁迫带来的伤害，其抗氧化酶活性会不断提高，同时会积累大量的渗透调节物质以保持正常的吸水和代谢等生命活动[ 24 ]。REC和MDA含量反映细胞膜透性，可直接衡量植物耐盐胁迫能力[ 25 ]。本研究中，白榆叶片SOD、POD、CAT活性均随胁迫时间的延长呈先升后降的趋势，三倍体白榆升高比例均较二倍体更大；不同倍性白榆叶片SS含量及REC、MDA含量均随胁迫时间的延长呈逐渐上升的趋势，三倍体白榆SS含量增幅较二倍体更大，REC、MDA含量增幅均较二倍体更小。三倍体白榆SP含量随胁迫时间的延长逐渐增大，二倍体SP含量随胁迫时间的延长先升高后降低，与四倍体楸子[ 26 ]、四倍体苹果[ 27 ]、四倍体泡桐[ 28 ]对NaCl胁迫的响应规律一致。NaCl胁迫下三倍体白榆能够积极做出响应，抗氧化能力及细胞稳定性较二倍体更强，老化程度更低，具有更好的抗逆性。
本研究以三倍体白榆无性系为试材，分析了其在0.9%NaCl处理下5个不同胁迫时间（0、7、14、21、28 d）的生长、生理生化指标的变化，发现二者在生长、生理生化等方面存在差异，三倍体白榆耐盐性较强于二倍体白榆，研究结果可为盐碱地耐盐树种的选育工作提供科学的理论依据，也为多倍体植物抗性提供参考。
参考文献
［1］ 王学琴. "湖南稷子根系对盐碱胁迫的响应机理及其改良盐碱地效果研究［D］. 银川： 宁夏大学， 2022.
［2］ 蔡粟唯， "姚耸峰， "山昌林， "等. "松嫩平原盐碱地4种植物的光合荧光特性［J］. 森林工程， 2022， 38（4）： 10 - 17.
［3］ 付茵茵， "闫文潇， "王友晓， "等. "国槐无性系对NaCl胁迫的生长生理响应及耐盐性综合评价［J］.中国农学通报， 2021， 37（34）：43 - 51.
［4］ 李朝晖， "王丽敏. "我国榆树良种选育研究进展［J］. "防护林科技， 2017（9）： 113 - 114.
［5］ 徐士印. "水分胁迫对白榆树种生化特性影响［J］. "防护林科技， 2015（4）： 13 - 15.
［6］ 张晓晓， "慕德宇， "李红丽， "等. "NaCl胁迫对不同无性系白榆生理生化特性的影响［J］. 干旱区资源与环境， 2016， 30（8）： 188 - 192.
［7］ 郝艳玲， "闫伟. "混合盐胁迫对白榆幼苗形态及生理指标的影响［J］. 中国农业科技导报， 2022， 24（7）： 69 - 76.
［8］ 张赞培， "谷月营， "尚旭岚， "等. "自然低温下23个青钱柳家系耐寒性初步评价［J/OL］. 南京林业大学学报（自然科学版）： （2023 - 12 - 28） [2024 - 01 - 22]， http： //kns. cnki. net/kcms/detail/32. 1161. S.20231227. 1456.007. html.
［9］ 周晓瑾， "黄海霞， "张婷， "等. "盐胁迫对裸果木幼苗生长和叶片抗逆生理指标的影响［J］. 西北植物学报， 2023， 43（9）： 1509 - 1517.
［10］ 李学波. "遮阴处理对4个种源核桃楸幼苗光合特性的影响［J］.吉林林业科技， 2024， 53（1）： 1 - 6 + 12.
［11］ Arnon D I. Copper enzymes in isolated chloroplasts，polyphenol oxidase in beta vulgaris［J］. Plant Physiol.， 1949， 24： 1 - 15.
［12］ Rajinder S D， Pamela P， Trevor A T. Leaf Senescence： Correlated with Increased Levels of Membrane Permeability and Lipid Peroxidation， and Decreased Levels of Superoxide Dismutase and Catalase［J］. Journal of Experimental Botany， 1981， 32（126）： 93 - 101.
［13］ 刘羽琪， "孙梦笛， "冯国军， "等. "水杨酸对低温胁迫下菜豆幼苗生长及抗寒性的影响［J］. 北方园艺， 2023（24）： 1 - 8.
［14］ 何天明. "梨雄性不育系新梨7号花器官内氨基酸含量和过氧化氢酶活性分析［J］. 果树学报， 2012， 29（3）： 338 - 342.
［15］ 焦洁. "考马斯亮蓝G-250染色法测定苜蓿中可溶性蛋白含量［J］. 农业工程技术， 2016， 36（17）： 33 - 34.
［16］ 位杰， "吴翠云， "蒋媛， "等. "蒽酮法测定红枣可溶性糖含量条件的优化［J］. 食品科学， 2014， 35（24）： 136 - 140.
［17］ Boscaiu M， Estrelles E， Soriano P， et al.Effects of saltstress on the reproductive biology of the halophyte Plantago cras-sifolia［J］.Biologia Plantarum， 2005， 49（1）： 141 - 143.
［18］ 罗达， "史彦江， "宋锋惠， "等. "盐胁迫对平欧杂种榛幼苗生长、光合荧光特性及根系构型的影响［J］. 应用生态学报， 2019， 30（10）： 3376 - 3384.
［19］ 屈施旭， "所怡祯， "苑海鹏， "等. "盐胁迫对火麻生理特性及次生代谢产物的影响［J］. 北方园艺， 2023（19）： 106 - 113.
［20］ 徐剑秋. "不同倍性大青杨对干旱、 "盐胁迫的响应机制分析［D］.哈尔滨： 东北林业大学， 2018.
［21］ 孟凡娟， "王秋玉， "王建中， "等. "四倍体刺槐的抗盐性［J］. "植物生态学报， 2008（3）： 654 - 656.
［22］ 邓敏捷， "张晓申， "范国强， "等. "四倍体南方泡桐和四倍体白花泡桐对盐胁迫的生理响应研究［J］. 河南农业大学学报， 2013， 47（6）： 698 - 702 + 709.
［23］ 司冬晶. "盐胁迫下三倍体小黑杨杂种无性系生理及蛋白质表达差异分析［D］. 哈尔滨： 东北林业大学， 2018.
［24］ 刘建明， "吕跃东. "盐胁迫下山杏叶片生理响应特征研究［J］.防护林科技， 2023（4）： 51 - 54.
［25］ 杨升， "张华新， "张丽. "植物耐盐生理生化指标及耐盐植物筛选综述［J］. 西北林学院学报， 2010， 25（3）： 59 - 65.
［26］ 靳一勃. "四倍体富平楸子抗旱和耐盐功能研究［D］. "杨凌： 西北农林科技大学， 2022.
［27］ 赵雪. "“寒富”苹果与其同源四倍体耐盐差异研究［J］. "中国果业信息， 2015， 32（6）： 53.
［28］ 邓敏捷， "张晓申， "范国强， "等. "四倍体泡桐对盐胁迫生理响应的差异［J］. 中南林业科技大学学报， 2013， 33（11）： 42 - 46.
