浙江大学学报 (农业与生命科学版)  2016, Vol. 43 Issue (1): 45-53
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油菜素内酯对盐胁迫下香樟叶片光合色素以及叶绿素荧光的影响[PDF全文]
王舒甜, 张金池 , 张亮    
南京林业大学, 江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏省水土保持与生态修复重点实验室, 南京210037
摘要: 为了揭示油菜素内酯 (24-epibrassinolide, EBR) 对香樟耐盐性的影响, 以香樟为试验材料, 设置在100 mmol/L的单一盐浓度下, 施加不同质量浓度EBR (0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/L), 以清水为对照, 分别观测在盐胁迫下不同质量浓度EBR沾根处理对香樟形态指标、光合色素和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:1) EBR处理可以不同程度地提高盐胁迫下香樟幼苗植株相对含水率, 增加其比叶面积、干鲜比以及叶肉质化程度, 降低盐害指数,并在EBR质量浓度为0.3 mg/L时达到最大值; 2) 盐胁迫后, 叶片叶绿素a (chlorophyll a, Chla)、叶绿素b (chlorophyll b, Chlb) 含量明显低于对照, 外施EBR可以提高香樟的叶绿素的含量; 3) 质量浓度为0.3 mg/L的EBR缓解盐胁迫对PSⅡ反应中心破坏的效果最好, 显著提高100 mmol/L盐胁迫下香樟幼苗叶片的最大荧光 (maximal fluorescence, Fm)、PSⅡ最大潜在光化学效率 (optimal/maximal PSⅡ efficiency, Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性 (potential activity of PSⅡ, Fv/Fo)、PSⅡ实际光化学效率 (actual photochemical efficiency, ФPSⅡ), 降低初始荧光 (minimal fluorescence, Fo) 及非化学淬灭系数 (pon-photochemical quenching, NPQ); 4) 盐害指数 (salt injury index, SI)、水分饱和亏缺 (water saturation deficit, WSD)、叶绿素含量 (chlorophyll, Chl)、比叶质量 (specific leaf mass, SLM) 两两呈正相关, 与叶肉质化程度 (leaf succulence, LSE)、干鲜比 (dry mass/fresh mass, md/mf) 呈负相关; Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ两两呈正相关, 与NPQ、Fo、Chl呈负相关。
关键词: 盐胁迫    油菜素内酯    香樟幼苗    光合色素    叶绿素荧光    
Effects of exogenous 24-epibrassinolide on chlorophyll content and chlorophyll fluorescence characteristics of camphor seedlings under salt stress
WANG Shutian, ZHANG Jinchi , ZHANG Liang    
Key Laboratory of Soil and Water Conservation and Ecological Restoration in Jiangsu Province, Collaborative Innovation Center of Sustainable Forestry in Southern China of Jiangsu Province, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China
Summary: In China, vast areas have faced the problem of soil salinization. To ameliorate this phenomenon, researchers found that it is useful by increasing the salinity tolerance of plants and strengthening the study of plant salt-resistance and the mechanisms of salinity tolerance. Cinnamomum camphora is a king of excellent evergreen tree, street tree and overshadow tree, however, it un-favorites in dry, barren and saline-alkali soil. Besides, soil salinity requires less than 0.2%. In Jiangsu Province, soil pH is on the high side. It is difficult to meet the normal growth needs of camphor plants because of the deficiency of organic matter, which seriously affects the introduction, use and reproduction of C. camphora. Therefore, it is of significance to study the mechanism of salinity tolerance. In order to reveal the effects of EBR on the salt tolerance of C. camphora, with camphor as experiment materials, we set the steadfast salt concentration at 100 mmol/L, applied different concentrations of EBR (0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 mg/L) with the control by only using water, and observed the influence of EBR-stick treatment on camphor root morphological indexes, photosynthetic pigments and chlorophyll fluorescence parameters. The results showed that: compared with the control group, at a specific salt stress, the salt injury index (SI) of camphor seedlings increased, as well as the water saturation deficit (WSD); meanwhile, the leaf relative water content, the specific leaf area, fresh and dry ratio (md/mf), decreased to some extent and leaf succulence (LSE) also showed a significant decline. EBR treatment with different concentrations could significantly improve the relative moisture content specific leaf areas, fresh and dry ratio and leaf succulence of camphor seedlings; reduce SI, and reached the maximum when the EBR concentration was 0.3 mg/L. After suffering salt stress, the contents of chlorophyll a and chlorophyll b were significantly lower than that of the control groups, reducing 65.33% and 45.87%, respectively. The external application of EBR with different concentrations can significantly increase the content of chlorophyll of C. camphora; Chlb (chlorophyll b), Car and Chla (chlorophyll a) showed a similar variation tendency, and reached the maximum when the EBR concentration was 0.3 mg/L. 0.3 mg/L EBR was the best choice that could alleviate the destructive effect of salt stress on PSⅡ reaction centers. It significantly improved the Fm (maximal fluorescence), Fv/Fm (optimal/maximal photochemical efficiency of PSⅡ in the dark), Fv/Fo (potential activity of PSⅡ), ФPSⅡ (potential photochemical efficiency of PSⅡ) of camphor seedling leaves and reduced Fo (minimal fluorescence) and NPQ (non-photochemical quenching) under 100 mmol/L salt stress. There were significant positive correlations among SI, WSD, Chl, specific leaf mass, and the significant negative correlations were observed with LSE, md/mf. Therein, the three groups with larger correlation were: SI and water saturation deficit, water saturation deficit and chlorophyll content, leaf succulence and fresh and dry ratio. Fm, Fv/Fm, Fv/Fo, ΦPSⅡ had positive correlation with each other while had negative correlation with NPQ, Fo, Chl. Therein, the three groups with larger correlation were: Fm and Fv/Fo, Fv/Fo and ΦPSⅡ, NQP and ΦPSⅡ.
Key words: salt stress    24-epibrassinolide    camphor seedlings    photosynthetic pigment    chlorophyll fluorescence    

我国土壤盐渍化涉及范围高达250万hm2, 且呈逐年上升[1], 土壤盐渍化是农林业生产力下降的主要不良因素之一。在林业方面, 通过提高植物耐盐性, 加强植物抗盐生理和耐盐机制的研究, 有助于改善土壤盐渍化[2]

油菜素内酯 (24-epibrassinolide, EBR) 是继生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸等后发现的第六大植物激素, 属于类固醇类, 它具有极高的生物活性, 并且广泛存在于植物界中[3]。大量的研究表明, EBR能够提高作物的抗冷性[4]、抗热性[5]、抗旱性[6]等, 同时可以促进植物生长发育, 延缓植物衰老。目前, EBR与植物抗逆性的关系以及EBR提高植物抗盐性的研究已成为热点, 但研究主要集中于外源油菜素内酯对农作物耐盐性的影响, 以木本植物为研究对象的相关论述较少。

本文以香樟 (Cinnamomum camphora) 为试验材料, 设置在100 mmol/L的单一盐浓度下, 施加不同质量浓度外源EBR (0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/L), 以清水为对照, 从香樟幼苗叶片的盐害指数、光合色素含量以及叶绿素荧光参数入手, 分析油菜素内酯对盐胁迫下香樟幼苗生长生理特征的影响, 探讨油菜素内酯对香樟耐盐性的影响, 为进一步研究油菜素内酯对香樟幼苗盐胁迫伤害是否具有缓解作用提供理论依据, 以明确外源EBR诱导香樟抗盐性的效果。

1 材料与方法 1.1 试验设计

2014年11月3日从南京林业大学校园内收集香樟种子, 消毒后种子先用自来水加少许洗衣粉漂洗, 除去杂物与不饱满的种子, 用H2O2处理30 min, 将瓶口包纱布, 自来水流动冲洗24 h倒掉; 用滤纸将香樟种子表面水分吸干, 放于45 ℃恒温培养箱中, 24 h后取出种子置于沙床上, 放入温度25 ℃, 3 000 lx光照培养箱诱导发芽, 待种子露白, 播种于15 cm×20 cm的育苗袋。

本试验设7个处理:CK1为清水浸泡; CK2为清水浸泡+100 mmol/L NaCl; T1为0.1 mg/L EBR溶液+100 mmol/L NaCl; T2为0.2 mg/L EBR溶液+100 mmol/L NaCl; T3为0.3 mg/L EBR溶液+100 mmol/L NaCl; T4为0.4 mg/L EBR溶液+100 mmol/L NaCl; T5为0.5 mg/L EBR溶液+100 mmol/L NaCl。待苗高超过50 cm, 取每个处理12棵, 于上午8:00用蒸馏水将其表面冲洗干净, 其中5组根部浸泡于0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 mg/L EBR溶液中, 另外2组用清水浸泡 (CK1、CK2), 共浸泡48 h, 该EBR溶液混有0.02% Tween-20(polyoxyethylene sorbitan monolaurate, Sigma Chemicals, 英国), 取出定植于25 cm×25 cm的花盆中, 苗木的培养基质为砂土, 土和砂质量比为2:1。

7组中除清水浸泡的其中一组 (CK1) 外, 其余6组均用100 mmol/L盐胁迫处理, 且在盐溶液中加入Hoagland营养液。2015年6月13日用可调智能浇水控制器进行浇盐溶液处理, 清水浸泡的其中一组 (CK1) 浇加有营养液的水溶液。使用时将探头插入土壤, 将装置的土壤湿度值设置为40%, 当探头探测到花盆内土壤湿度低于40%时,装置会自动浇盐溶液, 于2015年9月开始进行各指标的测定。

1.2 测定方法 1.2.1 盐害指数的测定

对全部植株进行观察统计, 计算植株各处理的盐害指数和盐害率。盐害分级标准为〇级:无盐害症状; 一级:轻度盐害, 有少部分叶片 (约1/5) 的叶尖、叶缘发黄; 二级:中度盐害, 约有1/2的叶尖、叶缘变黄; 三级:重度盐害, 大部分叶尖、叶缘焦黄; 四级:极重度盐害, 叶片焦枯、脱落、枯枝, 最终死亡。盐害指数及盐害率计算公式如下:

盐害指数/%=[∑(盐害级值×相应盐害级值株数)/总株数×盐害最高级值]×100;

盐害率/%=(出现盐害总株数/调查总株数)×100。

1.2.2 叶片形态参数指标的测定

取待分析新鲜植物叶片, 称取鲜叶质量, 然后在蒸馏水中浸泡24 h后称其饱和鲜质量, 并用剪纸称量法测叶面积, 之后在105 ℃下杀青30 min后降至80 ℃烘干至恒量, 称其干质量。并计算叶片相对含水量 (relative water content, RWC)。

叶片相对含水量/%=(原始鲜质量-烘干质量)/(饱和鲜质量-烘干质量)×100;

水分饱和亏损 (water saturation deficit, WSD)/%=(饱和鲜质量-原始鲜质量)/(饱和鲜质量-干质量)×100;

叶肉质化程度 (leaf succulence, LSE)=叶饱和含水量/叶表面积;

比叶面积 (specific leaf area, SLA)=叶表面积/叶鲜质量;

比叶质量 (specific leaf mass, SLM)=烘干质量/叶表面积;

干鲜比 (dry mass/fresh mass, md/mf)=烘干质量/原始鲜质量。

1.2.3 光合色素含量

采用丙酮、无水乙醇等量混合浸提法[7]选取各处理上部完全展开叶第2、3片, 用紫外分光光度计分别在波长663 nm、645 nm、470 nm测定吸光值, 每个处理重复3次, 取平均值作为该处理的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素 (carotenoids, Car) 含量。

叶绿素总含量 (Chl)=叶绿素a含量+叶绿素b含量。

1.2.4 叶绿素荧光参数

采用叶绿素荧光快速成像系统Chlorophyll fluorescence Imager (英国Technologica公司) 获得初始荧光 (minimal fluorescence level in the dark, Fo)、最大荧光 (maximal fluorescence level in the dark, Fm)、可变荧光 (variable fluorescence level in the dark, Fv)、稳态荧光产量 (fluorescence in steady state, Fs)、PSⅡ最大潜在光化学效率 (maximal quantum yield of photosystem Ⅱ photochemistry, Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性 (potential activities of PSⅡ, Fv/Fo)、作用光打开时的原初荧光产量 (minimal fluorescence level in the light, Fo′)、作用光打开时的最大荧光产量 (maximal fluorescence level in the light, Fm′)、PSⅡ实际光化学效率 (quantum yield of PSⅡ photochemistry, ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数 (photochemical quenching, qP)、非化学淬灭系数 (non-photochemical quenching, NPQ) 数据。其中,Fv=Fm-Fo,Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm,ΦPSⅡ=(Fm′-Fs)/Fm′,NPQ=(Fm-Fm′)/Fm′。在测定过程中,每盆选择1片叶子,于叶夹内充分暗适应30 min后获得暗处理数据,随后选择光强为500 mol/(m2·s),叶片充分光适应5 min后获得光处理数据,取值.

1.3 数据分析

采用Excel 2003进行数据的处理及统计分析, 用SPSS 19.0统计软件对平均数用Duncan’s新复极差法进行多重比较, 用Origin 8.5进行绘图。

2 结果与分析 2.1 EBR对香樟形态指标的影响

表 1可见, 与CK1相比, CK2处理后叶片的比叶面积、水分饱和亏损以及叶肉质化程度均显著下降, 分别下降了13.33%、26.83%、44.78%(P < 0.05);而施加外源EBR香樟幼苗叶片比叶面积、干鲜比以及叶肉质化均有不同程度增加, 且随着EBR质量浓度的上升呈先上升后下降的趋势, 在T3即EBR质量浓度为0.3 mg/L时达到最大。表明在盐胁迫下, 香樟叶片形态结构产生了不适应的变化, 而施加外源EBR有助于维持叶片形态的稳定性, 且以EBR为0.3 mg/L时效果最佳。

表1 外源EBR对盐胁迫下香樟幼苗叶片形态参数的影响 Table 1 Effects of exogenous EBR on morphological parameters of camphor leaves under salt stress
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2.2 EBR对香樟幼苗盐害指数和含水量的影响 2.2.1 盐害指数

施加外源EBR对盐胁迫下香樟幼苗盐害指数有明显的缓解作用, 各质量浓度处理显著低于CK2(图 1); 与CK1相比, CK2处理的香樟叶片盐害指数显著升高, 上升了254.79%(P<0.05);与CK2相比, T1、T2、T3、T4、T5处理均不同程度促进了100 mmol/L盐胁迫下香樟幼苗的生长, 使盐害指数分别降低了21.89%、46.93%、59.37%、47.53%、28.64%;盐害指数随EBR质量浓度的升高呈先下降后上升的趋势, 外源EBR降低香樟幼苗盐害指数以0.3 mg/L时效果最好, 但其盐害指数仍高于CK1

图1 外源EBR对香樟幼苗盐害指数的影响 Fig. 1 Effects of exogenous EBR on salt injury index of C. camphora seedlings
2.2.2 相对含水率

与CK1相比, CK2处理下香樟叶片的相对含水率显著下降 (P < 0.05)(图 2); 与CK2相比, 施加适宜质量浓度的外源EBR能提高香樟的相对含水率,在T3处理下达到最大值, 表明外施EBR能改善香樟植株的水分状况, 但作用不明显。

柱状图上不同小写字母表示在P < 0.05水平差异有统计学意义。 Different lowercase letters above the bar indicate statistically significant differences at the 0.05 probability level. 图2 外源EBR对盐胁迫下香樟幼苗含水量的影响 Fig. 2 Effects of exogenous EBR on water content of C. camphora seedlings under salt stress
2.3 EBR对香樟幼苗光合色素的影响

与CK1相比, CK2处理下香樟幼苗叶片Chla含量显著降低 (P < 0.05)(图 3), 下降了65.33%;相同处理下, 香樟叶片Chlb含量显著低于CK1(P < 0.05), 下降了45.87%;与CK2相比较, EBR处理提高了叶片Chla含量, 且不同质量浓度处理均达显著水平。Chlb、Car总体变化趋势与Chla相似, 均在T3即EBR质量浓度为0.3 mg/L时达到最大值, 分别比CK2处理显著增加了57.63%、54.05%。

柱状图上不同小写字母表示同一项目不同处理间在P < 0.05水平差异有统计学意义。 Different lowercase letters above the bar indicate statistically significant differences of the same item among different treatment groups at the 0.05 probability level. 图3 外源EBR对香樟幼苗光合色素的影响 Fig. 3 Effects of exogenous EBR on chlorophyll content of C. camphora seedlings

类胡萝卜素/叶绿素 (Car/Chl) 反映植物光能吸收和光保护之间的关系 (图 3), 其值大小与植物抗胁迫能力强弱相关[8-10]。与CK1相比, CK2处理使Car/Chl有不同程度的下降, 而施加不同质量浓度的EBR对Car/Chl有不同程度的提高。

2.4 EBR对香樟幼苗叶绿素荧光参数的影响 2.4.1 盐胁迫对初始荧光 (Fo) 和最大荧光产量 (Fm) 的影响

图 4可知, 与CK1相比, CK2使Fo含量增加了26.65%, 但差异不显著 (P>0.05);T1、T2、T3、T4、T5均能一定程度地降低Fo含量;与CK2相比, Fo分别降低了6.93%、17.50%、19.09%、20.95%、3.81%;Fm与Fo呈相反趋势, 在CK2处理下香樟叶片Fm含量显著低于CK1, 降低了40.99%(P < 0.05);T2、T3、T4处理均能显著提高叶片Fm的含量, 与CK2相比, 分别提高了39.22%、43.70%、31.64%, 而EBR质量浓度过低或过高均未产生显著差异。

柱状图上不同小写字母表示在P < 0.05水平差异有统计学意义。 Different lowercase letters above the bar indicate statistically significant differences at the 0.05 probability level. 图4 外源EBR对香樟幼苗Fo、Fm的影响 Fig. 4 Effects of exogenous EBR on Fo, Fm of C. camphora seedlings
2.4.2 盐胁迫对PSⅡ最大光化学效率 (Fv/Fm) 和潜在光化学效率 (Fv/Fo) 的影响

与CK1相比, 在CK2处理下,Fv/Fm和Fv/Fo均呈显著下降的趋势, 分别下降了51.33%、64.33%(P < 0.05)(图 5), 表明盐胁迫能对香樟PSⅡ产生伤害, 使PSⅡ的光化学活性以及能量转化率下降; 外施不同质量浓度的EBR可以不同程度地提高Fv/Fm和Fv/Fo, 整体呈先升高后降低的趋势, 在T3处理即EBR质量浓度为0.3 mg/L时达到最大值, 与CK2相比, 其Fv/Fm和Fv/Fo分别显著增加了93.21%和178.88%。

柱状图上不同小写字母表示同一项目不同处理间在P < 0.05水平差异有统计学意义。 Different lowercase letters above the bar indicate statistically significant differences of the same item among different treatment groups at the 0.05 probability level. 图5 外源EBR对香樟幼苗叶绿素荧光参数的影响 Fig. 5 Effects of exogenous EBR on chlorophyll fluorescence parameters of C. camphora seedlings
2.4.3 盐胁迫对ΦPSⅡ、NQP的影响

与CK1相比, CK2处理下ΦPSⅡ显著降低, 下降了59.79%(P < 0.05)。外施不同质量浓度的EBR, 香樟幼苗的总体变化趋势与Fv/Fm和Fv/Fo相似, 均呈先下降后上升的趋势, T3处理即EBR质量浓度为0.3 mg/L时达到最大值, 较CK2显著增加118.86%;随着EBR质量浓度的增大, ΦPSⅡ逐渐变小, T5即EBR质量浓度为0.5 mg/L时达到最小值, 与CK2无显著差异, 但仍高于单一盐胁迫处理 (CK2)。

与CK1相比, 在CK2处理下,NPQ含量显著增加454.40%(P < 0.05);T1、T2、T3、T4、T5处理下NPQ均显著下降, 分别下降了15.52%、43.22%、71.94%、48%、26.05%, 在T3处理即EBR质量浓度为0.3 mg/L时降到最小。与CK1和CK2相比, 下降均呈显著趋势。随着EBR质量浓度的增大, NPQ增加, T5即EBR质量浓度为0.5 mg/L时达到最大值。

2.5 盐胁迫下各参数的相关性

图 6中, 将坐标原点和每个指标点相互连接, 将该连线作为指标向量, 从某一指标向量开始, 顺时针旋转, 其他任一指标向量与此指标向量夹角的余弦值即表示这2个指标的相关系数, 当2个指标间夹角<90°时, 夹角越小, 正相关性越显著; 当2个指标间夹角>90°时, 夹角越大, 负相关性越显著[11]

图6 盐胁迫下各指标的相关性 Fig. 6 Correlations of each index under salt stress

应用GGE双标图, 综合分析可知:图 6A中, 在盐胁迫下香樟叶片SI、WSD、Chl、SLM的4个指标两两之间夹角均<90°, 表明盐胁迫下香樟叶片这些指标间均呈显著正相关; RWC与SLM两指标间夹角略<90°呈正相关, 与SI、WSD、Chl指标间夹角均>90°呈负相关; RWC与LSE、md/mf指标夹角两两<90°, 表明这些指标间均呈显著正相关, 其中LSE、md/mf与SI、WSD、Chl、SLM指标夹角均>90°, 表明这些指标间呈显著负相关; 此外, 分析图中各指标间的相关程度不同, 可知其中3组相关性较大的分别是SI与WSD、WSD、Chl、LSE与md/mf

图 6B中, 盐胁迫下Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡFv/Fm各指标两两间夹角<90°, 表明盐胁迫下香樟叶片这些叶绿素荧光指标均两两呈正相关; NQP和Chl、Fo之间夹角也两两<90°, 表明这3个指标两两也均呈正相关; 同时NQP、Chl、Fo与其他4个指标之间夹角均>90°呈显著负相关; 其中Fm和Fv/Fo、Fv/Fo和ΦPSⅡ、NQP和ΦPSⅡ这3组的相关性程度均较大。不同指标间的相关性分析结果表明, 盐胁迫下, 香樟叶片在盐害指数、相对含水量、光合色素以及荧光特性各指标上表现出不同程度的相关性, 能够为油菜素内酯对香樟幼苗盐胁迫伤害的缓解作用提供一定的评价指标。

3 结果与讨论

盐胁迫作为制约植物生长发育的主要逆境因子之一,显著降低了香樟幼苗生长参数指标, 而外源EBR的施用有效缓解了盐胁迫对香樟幼苗生长的抑制作用, 表现出一定的质量浓度效应, 这与尚庆茂等[8]和宋士清等[9]对黄瓜进行研究的结果相似。本试验通过研究EBR对盐胁迫条件下香樟幼苗形态指标的影响, 发现外源施用EBR能明显提高香樟叶片比叶面积、干鲜比以及叶肉质化程度, 证实EBR对缓解受到盐胁迫伤害的香樟幼苗具有积极作用。

盐胁迫可导致植物叶片的叶绿素含量降低, 这主要因为受到盐胁迫后, 植株体内叶绿素降解酶的活性增强, 从而促进了叶绿素的降解。因此, 叶绿素含量是衡量植物耐盐性的重要生理指标之一[12]。本试验说明, 在盐胁迫下香樟幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b含量明显下降, 这与对辣椒[13]、杨树[14]、桑树[15]、乌桕[16]等树种进行研究的结果相似。相比单一盐胁迫处理 (CK2), 外施不同质量浓度的EBR可不同程度地提高香樟叶片的叶绿素含量, 其中以EBR为0.3 mg/L (T3) 时效果最佳。

比较分析叶绿素荧光的变化可以了解光合作用过程中光系统对光能的一系列反应, 进而反映出植物受胁迫的情况[17]。本试验结果表明,在盐胁迫下, 低质量浓度的EBR能够维持光系统较高的光化学活性, 而高质量浓度的EBR处理却导致PSⅡ反应中心进一步受到损害, 这与吴雪霞等[18]研究结果一致。

Fo是光系统Ⅱ(PSⅡ) 反应中心处于关闭时的初始荧光产量, 与叶片叶绿素含量有关[19-20]。Fo的增加使PSⅡ受到进一步的破坏, 叶绿体膜受损[15]。Fm是PSⅡ反应中心处于完全关闭时的最大荧光产量, 可反映通过PSⅡ的电子传递情况[21]。Fm的下降, 表明在环境胁迫条件下PSⅡ的电子传递量减少, PSⅡ活性中心受损, 降低了光合作用原初光能转化效率, 产生光抑制。本试验结果表明, 在单一盐胁迫下 (CK2) 香樟叶片Fo增加, Fm下降; 外施适宜的EBR均能一定程度地降低Fo含量和提高Fm含量, 有效缓解盐胁迫对香樟的光抑制作用。

Fv/Fo则反映了PSⅡ的潜在活性, Fv/Fm是PSⅡ最大潜在光化学效率, 其大小体现了PSⅡ反应中心内原初光能的转换效率 (最大转换效率)[22]。本试验发现在盐胁迫下, Fv/Fm、Fv/Fo均下降, 而施加EBR能不同程度地提高Fv/Fm和Fv/Fo, 说明低质量浓度的EBR可以降低PSⅡ中心的损害, 提高PSⅡ原初光能转化效率和PSⅡ的潜在活性。

ΦPSⅡ是PSⅡ反应中心部分关闭时的光化学效率, 可以反映PSⅡ反应中心的开放程度, 常用来表示植物光合作用的电子传递量子产额[15]。本试验在单一盐胁迫下, ΦPSⅡ明显降低, 外施EBR能够提高ΦPSⅡ, 并以质量浓度为0.3 mg/L时 (T3) 最佳。ΦPSⅡ的降低反映了植物在盐胁迫过程中的光合电子传递受阻, PSⅡ反应中心的开放程度下降, 说明盐胁迫对香樟幼苗在盐胁迫过程中的光合电子传递具有抑制作用。而低质量浓度的EBR有效阻止了盐胁迫对PSⅡ反应中心的损害, 提高了ΦPSⅡ实际原初光能转化效率。NPQ是衡量过剩激发能耗散的指标[23], 盐胁迫下NPQ上升, 表明盐胁迫下香樟叶片PSⅡ的激发能分配方式发生变化, 叶片通过非光化学淬灭提高热耗散来消耗更多的激发能以适应盐胁迫环境[24]。通过对本试验研究结果进行分析, 发现施用中低质量浓度的EBR (T1、T2、T3) 能够从一定程度上提高最大光化学量子产量、PSⅡ潜在活性, 缓解盐胁迫下香樟叶片受到的伤害, 使之具有一定的适应能力; 而高质量浓度的EBR (T4、T5) 从一定程度上加剧了盐害作用, 影响了PSⅡ中心电子传递, 激发了非化学形式热耗散的增加, 从而形成光抑制。

综上所述, 外源EBR对于100 mmol/L盐胁迫下香樟幼苗的缓解作用具有一定的质量浓度效应。这种质量浓度效应表现为0.2 mg/L和0.3 mg/L的EBR可以有效缓解100 mmol/L盐浓度对香樟幼苗的胁迫效应, 降低其盐害指数, 提高其Chla、Chlb、Car含量和PSⅡ光化学活性, 而0.1 mg/L的EBR因质量浓度较低, 对香樟叶片作用不明显, 而较高质量浓度的EBR协同加重了盐胁迫, 对香樟幼苗危害加重。然而, 这些研究只是停留在对某些方面的浅层研究, 关于EBR诱导香樟以及其他植物抗盐性的作用途径和机制还有待进一步研究。

参考文献
[1] 陈洁, 林栖凤.植物耐盐生理及耐盐机理研究进展. 海南大学学报自然科学版,2003,21 (2):177–182.
CHEN J, LIN X F. Progress in plant physiology and mechanism of salt. Natural Science Journal of Hainan University, 2003,21 (2):177–182. (in Chinese with English abstract)
[2] MUNNS R. Comparative physiology of salt and water stress. Plant Cell and Environment, 2002,25 (2):239–250. DOI: 10.1046/j.0016-8025.2001.00808.x.
[3] BAJGUZ A, HAYAT S. Effects of brassinosteroids on the plant responses to environmental stresses. Plant Physiology and Biochemisry, 2009,47 (1):1–8. DOI: 10.1016/j.plaphy.2008.10.002.
[4] 丁锦新, 陶晓东, 黄素青.表油菜素内酯对黄瓜幼苗抗冷性的影响. 浙江农业科学,1998 (4):195–197.
DING J X, TAO X D, HUANG S Q. Effect of epi-brassinolide on the cold resistance in cucumber seedling. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 1998 (4):195–197. (in Chinese with English abstract)
[5] 朱诚, 曾广文, 刘非燕.表油菜素内酯对黄瓜幼苗热激忍耐和抗氧化代谢的关系. 浙江农业大学学报,1996 (3):284–288.
ZHU C, ZENG G W, LIU F Y. Effect of epi-brassinolide on the heat shock tolerance and antioxidant metabolism in cucumber seedling. Journal of Zhejiang Agricultural University, 1996 (3):284–288. (in Chinese with English abstract)
[6] 邹华文.表高油菜素内酯浸种对提高玉米幼苗抗旱性的影响. 湖北农学院学报,2002,22 (1):40–43.
ZOU H W. Effect of epi-brassinolide on improving drought resistance of maize seedlings in cucumber seedling. Journal of Hubei Agricultural College, 2002,22 (1):40–43. (in Chinese with English abstract)
[7] 刘志梅, 蒋文伟, 杨广远, 等.干旱胁迫对3种金银花叶绿素荧光参数的影响. 浙江农林大学学报,2012,29 (4):533–539.
LIU Z M, JIANG W W, YANG G Y, et al. Chlorophyll fluorescence parameters under drought stress in three plants of lonicera. Journal of Zhejiang University of Agriculture and Forestry, 2012,29 (4):533–539. (in Chinese with English abstract)
[8] 尚庆茂, 宋士清, 张志刚, 等.外源BR诱导黄瓜幼苗的抗盐性. 中国农业科学,2006,39 (9):1872–1877.
SHANG Q M, SONG S Q, ZHANG Z G, et al. Exogenous brassinosteroid induced the salt resistance of cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings. Scientia Agricultura Sinica, 2006,39 (9):1872–1877. (in Chinese with English abstract)
[9] 宋士清, 刘微, 郭世荣, 等.化学诱抗剂诱导黄瓜抗盐性及其机理. 应用生态学报,2006,17 (10):1871–1876.
SONG S Q, LIU W, GUO S R, et al. Salt resistance and its mechanism of cucumber under effects of exogenous chemical activators. Chinese Journal of Applied Ecology, 2006,17 (10):1871–1876. (in Chinese with English abstract) DOI: 10.3321/j.issn:1001-9332.2006.10.019.
[10] 米海莉, 许兴, 李树华, 等.水分胁迫对牛心朴子、甘草叶片色素、可溶性糖、淀粉含量及碳氮比的影响. 西北植物学报,2004,24 (10):1816–1821.
MI H L, XU X, LI S H, et al. Effects of soil water stress on contents of chlorophyll, soluble sugar, starch, C/N of two desert plants (Cynanchum komarovii and Glycyrrhiza uralensis). Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2004,24 (10):1816–1821. (in Chinese with English abstract) DOI: 10.3321/j.issn:1000-4025.2004.10.008.
[11] YAN W, RAJCAN I. Biplot analysis of test sites and trait relations of soybean in Ontario. Crop Science, 2002,42 (1):11–20. DOI: 10.2135/cropsci2002.0011.
[12] 王景艳, 刘兆普, 刘玲, 等.盐胁迫对长春花幼苗生长和生物碱含量的影响. 应用生态学报,2008,19 (10):2143–2148.
WANG J Y, LIU Z P, LIU L, et al. Effects of NaCl on the growth and alkaloid content of Catharanthus roseus seedlings. Chinese Journal of Applied Ecology, 2008,19 (10):2143–2148. (in Chinese with English abstract)
[13] 张志刚, 尚庆茂.低温、弱光及盐胁迫下辣椒叶片的光合特性. 中国农业科学,2010,43 (1):123–131.
ZHANG Z G, SHANG Q M. Photosynthetic characteristics of pepper leaves under low temperature, weak light and salt stress. Scientia Agricultura Sinica, 2010,43 (1):123–131. (in Chinese with English abstract)
[14] 姜国斌, 丁丽娜, 金华, 等.盐胁迫对杨树幼苗叶片光合特性及叶绿素荧光参数的影响. 辽宁林业科技,2007 (1):20–23.
JIANG G B, DING L N, JIN H, et al. Effects of salt stress on photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters in leaves of poplar seedlings. Journal of Liaoning Forestry Science & Technology, 2007 (1):20–23. (in Chinese with English abstract)
[15] 柯裕州, 周金星, 卢楠, 等.盐胁迫对桑树幼苗光合生理及叶绿素荧光特性的影响. 林业科学研究,2009,22 (2):200–206.
KE Y Z, ZHOU J X, LU N, et al. Effects of salinity on photosynthetic physiology and chlorophyll fluorescence characteristics of mulberry (Morus alba) seedlings. Forest Research, 2009,22 (2):200–206. (in Chinese with English abstract)
[16] 金雅琴, 李冬林, 丁雨龙, 等.盐胁迫对乌桕幼苗光合特性及叶绿素含量的影响. 南京林业大学学报 (自然科学版),2011,35 (1):29–33.
JIN Y Q, LI D L, DING Y L, et al. Effects of salt stress on photosynthetic characteristics and chlorophyll content of Sapium sebiferum seedlings. Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2011,35 (1):29–33. (in Chinese with English abstract)
[17] MORANT-MANCEAU A, PRADIER E, TREMBLIN G. Osmotic adjustment, gas exchanges and chlorophyll fluorescence of a hexaploid triticale and its parental species under salt stress. Journal of Plant Physiology, 2004,161 (1):25–33. DOI: 10.1078/0176-1617-00963.
[18] 吴雪霞, 于力, 朱为民.外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗叶绿素荧光特性的影响. 中国生态农业学报,2009,17 (4):746–751.
WU X X, YU L, ZHU W M, et al. Effect of exogenous nitric oxide on chlorophyll fluorescence characteristics in tomato seedlings under NaCl stress. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2009,17 (4):746–751. (in Chinese with English abstract)
[19] 王可玢, 许春辉, 赵福洪, 等.水分胁迫对小麦旗叶某些体内叶绿素a荧光参数的影响. 生物物理学报,1997 (2):273–278.
WANG K B, XU C H, ZHAO F H, et al. Effects of water stress on the body of wheat flag leaf chlorophyll a fluorescence of certain parameters. Acta Biophysica Sinica, 1997 (2):273–278. (in Chinese with English abstract)
[20] 陈建明, 俞晓平, 程家安.叶绿素荧光动力学及其在植物抗逆生理研究中的应用. 浙江农业学报,2006,18 (1):51–55.
CHEN J M, YU X P, CHENG J A. The application of chlorophyll fluorescence kinetics in the study of physiological re-sponses of plants to environmental stresses. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2006,18 (1):51–55. (in Chinese with English abstract)
[21] KOOTEN O V, SNEL J F H. The use of chlorophyll fluorescence nomenclature in plant stress physiology. Photosynthesis Research, 1990,25 (3):147–50. DOI: 10.1007/BF00033156.
[22] 邢庆振, 郁松林, 牛雅萍, 等.盐胁迫对葡萄幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响. 干旱地区农业研究,2011,29 (3):96–100.
XING Q Z, YU S L, NIU Y P, et al. Effect of salt stress on photosynthesis and chlorophyll fluorescence characteristics of grape seedlings. Agricultural Research in the Arid Areas, 2011,29 (3):96–100. (in Chinese with English abstract)
[23] 张守仁.叶绿素荧光动力学参数的意义及讨论. 植物学报,1999 (4):444–448.
ZHANG S R. A discussion on chlorophyll fluorescence kinetics parameters and their significance. Chinese Bulletin of Botany, 1999 (4):444–448. (in Chinese with English abstract)
[24] 刘晓龙, 徐晨, 徐克章, 等.盐胁迫对水稻叶片光合作用和叶绿素荧光特性的影响. 作物杂志,2014 (2):88–92.
LIU X L, XU C, XU K Z, et al. Effect of salt stress on photosynthesis and chlorophyll fluorescence characteristics of rice leaves. Crops, 2014 (2):88–92. (in Chinese with English abstract)