一氧化氮对盐碱胁迫下盐地碱蓬抗逆性及饲用品质的影响

doi:10.11686/cyxb2023414

摘要/Abstract

摘要：

为了探究一氧化氮（nitric oxide，NO）对盐碱胁迫下盐地碱蓬幼苗生长及饲用品质的影响及其作用机制。本研究以盐地碱蓬为材料进行盆栽试验，利用300 mmol·L^-1 NaCl，NaHCO₃和Na₂CO₃（1∶1）溶液分别模拟盐、碱胁迫，硝普钠（sodium nitroprusside，SNP）和PTIO（carboxy-PTIO）作为NO的供体和清除剂，分析盐碱胁迫下NO对植物生长指标、抗氧化能力、光合特性、离子含量及饲用品质的影响。结果表明：1）盐碱胁迫显著抑制了盐地碱蓬幼苗的生长状况，降低生物量累积、光合效率和K⁺含量，提高活性氧含量、抗氧化酶活性、Na⁺含量和Na⁺/K⁺。此外，盐碱胁迫导致盐地碱蓬的饲用品质下降，粗蛋白，粗脂肪、干物质含量降低，纤维素类物质含量增加。2）外施NO显著提高了盐地碱蓬的耐盐碱胁迫能力，具体表现为，幼苗通过进一步增强抗氧化物酶活性，减轻盐碱胁迫造成的氧化损伤；通过增加光合色素含量、提高气孔导度、蒸腾速率和净光合速率，缓解盐碱胁迫导致的光合抑制；通过提高K⁺含量、降低Na⁺过量积累和Na⁺/K⁺，重建盐碱胁迫下的离子平衡。3）外施NO有效改善了盐地碱蓬的饲用品质，其粗蛋白、粗脂肪和干物质含量升高，增幅最高可达46.0%，纤维类物质含量显著下降，降幅最高可达32.0%。本研究为后续利用盐地碱蓬进行盐碱土壤改善以及家畜饲用提供了理论依据和研究基础。

关键词: 一氧化氮, 盐地碱蓬, 盐碱胁迫, 抗逆性, 饲用品质

Abstract:

To investigate the effect of nitric oxide （NO） on the growth and feed quality of Suaeda salsa seedlings under salt-alkali stress and its mechanism， S. salsa was used as the material for pot experiment in this study， salt and alkali stress were simulated with 300 mmol·L^-1 NaCl， NaHCO₃ and Na₂CO₃ （1∶1） solutions， respectively. Sodium nitroprusside （SNP） and PTIO （carboxy-PTIO） were used as the donors and scavengers， the effects of NO on plant growth indexes， antioxidant capacity， photosynthetic characteristics， ion content and feed quality under salt and alkali stresses were analyzed. The results showed： 1） Saline-alkali stress significantly compromised the growth status of the S. salsa seedlings， decreased biomass accumulation， photosynthetic efficiency and K⁺ content， while increased the content of reactive oxygen species， the activities of antioxidant enzymes， the content of Na⁺ and the Na⁺/K⁺. In addition， saline-alkali stress treatments resulted in a decline of feeding quality of S. salsa， resulted in the decrease of the crude protein， ether extract and dry matter contents， with increase of the cellulose content. 2） Application of NO significantly improved the salt-alkali stress tolerance of S. salsa. Specifically， NO enhanced antioxidant activity in the seedlings， and reduced the oxidative damage caused by salt and alkali stress. By increasing photosynthetic pigment content， stomatal conductance， transpiration rate and net photosynthetic rate， the photosynthetic inhibition caused by saline-alkali stress could be alleviated. By increasing the content of K⁺， reducing the excess accumulation of Na⁺ and Na⁺/K⁺， the ion balance under saline-alkali stress was reconstructed. 3） Application of NO improved the feed quality of S. salsa； crude protein， ether extract and dry matter content were increased by up to 46.0%， while the contents of fiber substances decreased significantly， by up to 32.0%. This study provided theoretical basis and research basis for the subsequent use of saline-alkali soil improvement and livestock feeding.

Key words: NO, Suaeda salsa, saline alkali stress, stress resistance, feed quality

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图/表 6

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分组 Groups	对照 CK	中性盐 Neutral salt	中性盐+SNP Neutral salt+SNP	中性盐+PTIO Neutral salt+PTIO	碱性盐 Basic salt	碱性盐+SNP Basic salt+SNP	碱性盐+PTIO Basic salt+PTIO
蒸馏水Distilled water	+	-	+	+	-	+	+
0.1 mmol·L^-1 SNP	-	-	+	-	-	+	-
0.2 mmol·L^-1 PTIO	-	-	-	+	-	-	+
300 mmol·L^-1 NaCl	-	+	+	+	-	-	-
NaHCO₃+Na₂CO₃ （1∶1，300 mmol·L^-1）	-	-	-	-	+	+	+

分组 Groups	对照 CK	中性盐 Neutral salt	中性盐+SNP Neutral salt+SNP	中性盐+PTIO Neutral salt+PTIO	碱性盐 Basic salt	碱性盐+SNP Basic salt+SNP	碱性盐+PTIO Basic salt+PTIO
蒸馏水Distilled water	+	-	+	+	-	+	+
0.1 mmol·L^-1 SNP	-	-	+	-	-	+	-
0.2 mmol·L^-1 PTIO	-	-	-	+	-	-	+
300 mmol·L^-1 NaCl	-	+	+	+	-	-	-
NaHCO₃+Na₂CO₃ （1∶1，300 mmol·L^-1）	-	-	-	-	+	+	+

处理 Treatment	叶Na⁺含量 Leaf Na⁺ content （mg·g^-1 DW）	叶K⁺含量 Leaf K⁺ content （mg·g^-1 DW）	叶Na⁺/K⁺ Leaf Na⁺/K⁺	根Na⁺含量 Root Na⁺ content （mg·g^-1 DW）	根K⁺含量 Leaf K⁺ content （mg·g^-1 DW）	根Na⁺/K⁺ Leaf Na⁺/K⁺
A	23.04±1.917e	40.33±2.670a	0.57±0.011d	3.36±0.219f	13.61±0.483a	0.25±0.017e
B	48.09±1.907a	31.77±3.024b	1.52±0.179b	13.85±0.705b	12.08±0.825b	1.15±0.119c
C	41.62±1.842b	38.79±0.430a	1.07±0.056c	8.31±0.840e	12.93±0.369ab	0.64±0.049d
D	51.11±1.842a	23.18±1.039c	2.21±0.020a	10.08±0.356d	8.63±0.585c	1.17±0.090c
E	36.72±2.884c	26.67±1.448c	1.38±0.037b	15.68±0.168a	8.82±0.448c	1.78±0.073b
F	30.94±0.750d	30.96±3.269b	1.01±0.123c	12.72±0.877c	11.98±0.694b	1.06±0.094c
G	34.97±2.283c	22.46±0.457c	1.56±0.100d	15.53±0.246a	7.20±0.976d	2.19±0.350a

处理 Treatment	叶Na⁺含量 Leaf Na⁺ content （mg·g^-1 DW）	叶K⁺含量 Leaf K⁺ content （mg·g^-1 DW）	叶Na⁺/K⁺ Leaf Na⁺/K⁺	根Na⁺含量 Root Na⁺ content （mg·g^-1 DW）	根K⁺含量 Leaf K⁺ content （mg·g^-1 DW）	根Na⁺/K⁺ Leaf Na⁺/K⁺
A	23.04±1.917e	40.33±2.670a	0.57±0.011d	3.36±0.219f	13.61±0.483a	0.25±0.017e
B	48.09±1.907a	31.77±3.024b	1.52±0.179b	13.85±0.705b	12.08±0.825b	1.15±0.119c
C	41.62±1.842b	38.79±0.430a	1.07±0.056c	8.31±0.840e	12.93±0.369ab	0.64±0.049d
D	51.11±1.842a	23.18±1.039c	2.21±0.020a	10.08±0.356d	8.63±0.585c	1.17±0.090c
E	36.72±2.884c	26.67±1.448c	1.38±0.037b	15.68±0.168a	8.82±0.448c	1.78±0.073b
F	30.94±0.750d	30.96±3.269b	1.01±0.123c	12.72±0.877c	11.98±0.694b	1.06±0.094c
G	34.97±2.283c	22.46±0.457c	1.56±0.100d	15.53±0.246a	7.20±0.976d	2.19±0.350a

分组 Groups	粗蛋白质 Crude protein	粗脂肪 Ether extract	粗纤维 Crude fiber	中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber	酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber	干物质 Dry matter
A	15.44±0.814bc	6.26±0.046a	16.05±0.376c	30.13±0.194d	22.90±1.390b	38.05±1.695b
B	15.41±0.023bc	6.02±0.047a	16.97±0.338c	37.05±0.523c	24.94±1.075a	33.42±1.416c
C	24.58±0.025a	6.55±0.057a	14.61±0.266d	25.32±1.349e	16.81±0.353d	44.23±0.513a
D	14.48±0.225bc	5.84±0.289a	20.55±0.072a	37.82±0.095c	26.85±0.877a	30.24±0.616cd
E	14.44±0.158bc	5.00±0.115a	18.25±0.877b	39.52±0.169b	26.79±0.122a	28.93±0.356d
F	19.81±0.016ab	6.22±0.055a	13.86±0.113e	32.00±1.884d	22.51±0.549c	42.34±0.381a
G	13.83±0.057c	4.22±0.010a	19.93±0.096a	42.29±0.425a	26.90±0.282a	22.56±1.199e