Effects of salt stress on physiological indices of young seedlings of dwarf banana in Hainan Province

供试的矮蕉种植于海南大学儋州校区农科基地，通过组织培养获得小苗，苗高15～20 cm，处于五叶一心，且心叶未展开。

盐胁迫处理方案为以1/2 Hoagland培养液为基础，分别添加NaCl至以下浓度：0 mmol·L^-1（CK）、90 mmol·L^-1（T1）、120 mmol·L^-1（T2）、150 mmol·L^-1（T3）、200 mmol·L^-1（T4）。每个处理设5株植株，3次重复。盐胁迫期间，定时定量加入NaCl溶液以维持设定浓度。分别于处理后的第0、4、8、12、16、20天采集叶片和根系样品，用于相关生理指标的测定。

参考《植物生理生化实验原理和技术》^[4]对各项生理指标测定，其中，叶绿素含量通过紫外分光光度法测定（TU–1810，北京普析），叶质膜透性使用电导率仪测定（DDS–307A，上海仪电），脯氨酸含量利用酸性茚三酮测定，可溶性蛋白含量使用考马斯亮蓝法测定，MDA含量通过硫代巴比妥酸比色法测定，3种抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性分别使用氮蓝四唑光还原法、愈创木酚比色法和钼酸铵比色法测定。

用Excel2019进行数据统计，SPSS26进行显著性分析，Origin2021进行作图处理。

从图1可知，随着盐胁迫时间的延长，各处理的叶绿素含量均持续下降，且盐胁迫浓度越高，叶绿素降解越严重。第4天时，各处理间的叶绿素含量开始出现不同程度的下降，其中T3和T4处理下降尤为明显，表明矮蕉植株在盐胁迫初期对高盐浓度较为敏感，叶绿素降解机制被迅速激活。第4～12天，各处理组之间的差异不断增大，此阶段可能由于离子毒害与氧化应激的共同作用，加剧了叶绿体结构的损伤。第12～20天，T2～T4处理的叶绿素含量下降趋势逐渐放缓，部分原因可能是植株启动了某种耐盐适应机制，或剩余叶绿素已维持在相对稳定的低水平。第20天时，T1～T4处理的叶绿素含量分别下降了38.68%、59.11%、63.97%和68.85%。由此可见，盐胁迫显著降低了矮蕉幼苗的叶绿素含量，且下降程度随盐处理浓度的升高和胁迫时间的延长而加剧。

Figure 1.  The effect of salt stress on chlorophyll content in the leaves of dwarf banana seedlings

从图2可知，矮蕉幼苗的叶质膜透性呈上升趋势。盐胁迫第4天时，各处理组与CK组之间均出现差异，表明低浓度盐胁迫已对矮蕉叶质膜系统产生影响。随着盐胁迫时间的延长，矮蕉叶质膜透性持续上升，说明盐胁迫会导致其叶质膜系统逐渐功能丧失；盐胁迫浓度越高，叶质膜透性上升幅度越大。在较高浓度盐胁迫（T3、T4）下，处理第16天时叶质膜透性急剧上升，表明此时膜系统已发生较为严重的损伤。至第20天，T1～T4组的叶质膜透性分别增长56.79%、62.66%、91.60%和115.36%，膜系统损伤进一步加重。

Figure 2.  The effect of salt stress on leaf plasma membrane permeability in dwarf banana seedlings

由图3可知，矮蕉幼苗的脯氨酸含量呈上升趋势，20 d时各盐胁迫处理组的脯氨酸含量达到最大值。表明盐胁迫处理能够诱导矮蕉幼苗脯氨酸的大量积累，且积累程度随着盐胁迫时间的延长而增长。在较低浓度盐胁迫（T1）条件下，脯氨酸含量在第8天后增长速度有所减缓，而在较高浓度盐胁迫（T3、T4）下，脯氨酸含量在整个实验期间均保持持续快速上升的趋势。第12～16天，较高浓度盐胁迫（T3、T4）的脯氨酸积累速率高于较低浓度处理，第20天时，T1～T4的脯氨酸含量分别增长55.19%、102.85%、139.17%、152.91%，表明在较高浓度盐胁迫下，植物需要积累更多的脯氨酸来维持渗透压以防止细胞过度失水。

Figure 3.  The effect of salt stress on leaf proline content in dwarf banana seedlings

在本实验中，矮蕉幼苗叶片的可溶性蛋白含量变化趋势为先上升后下降（图4）。在0～12 d期间，不同浓度盐胁迫下，叶片可溶性蛋白含量持续升高，且盐胁迫浓度越高，蛋白含量增加越显著。第12天时，可溶性蛋白含量达到最大值，T1～T4处理组的可溶性蛋白含量分别增长了275.68%、342.11%、347.30%和433.56%。此后含量略有下降，但各盐胁迫处理组的可溶性蛋白含量仍高于第4天的水平。

Figure 4.  Effect of salt stress on soluble protein content in the leaves and roots of dwarf banana seedlings

矮蕉幼苗根系的可溶性蛋白含量变化趋势与叶片相似，也呈先上升后下降的趋势。在0～12天期间，根系可溶性蛋白含量不断上升，第12天时T1～T4处理组分别增长了186.43%、231.56%、278.17%和308.70%，达到最大值，之后略有下降，但仍维持在较高水平。

由此可见，矮蕉幼苗可通过积累细胞内的可溶性蛋白来抵抗盐胁迫，且积累量随盐胁迫浓度升高而增加。矮蕉幼苗能对盐胁迫迅速作出反应，大量积累可溶性蛋白并维持较高浓度。在盐胁迫下，根系的可溶性蛋白含量高于叶片，表明根系比叶片具有更强的可溶性蛋白积累能力，且对盐浓度变化更为敏感。

由图5可知，随着盐胁迫浓度增大，矮蕉幼苗叶片的MDA含量呈上升趋势。各盐胁迫处理在第20天时，叶片MDA含量达到最大值，相比对照组分别增加了211.07%、354.10%、400.18%和454.16%。其中，T4组的MDA含量最高，为30.18 nmol·g⁻¹，较同期T1、T2、T3组分别高出78.14%、22.04%和10.79%。

Figure 5.  Effect of salt stress on MDA content in the leaves and roots of dwarf banana seedlings

在根系中，随着盐胁迫浓度增大，矮蕉幼苗根系的MDA含量总体也呈上升趋势。各胁迫处理在第20天时达到最大值，分别增加了302.23%、512.21%、528.79%和624.34%。其中，T4组含量最高，为29.26 nmol·g^-1，较同期T1、T2、T3组分别高出80.08%、18.32%和15.19%。这表明矮蕉幼苗的膜系统损伤程度不断加剧，且高浓度盐胁迫会加速细胞膜脂过氧化，可能导致细胞膜严重损伤。相比之下，根系在盐胁迫下的相对损伤程度大于叶片，根系的响应启动更快，对盐浓度的敏感性也远高于叶片，不同处理间MDA含量的差异在根系中更为明显。

由图6可知，随着盐胁迫浓度的增大，矮蕉幼苗叶片的SOD活性总体呈先上升后下降的趋势。T1和T2处理在第16天时SOD活性达到最大值，分别为208.48 U·g⁻¹和208.85 U·g⁻¹；而T3和T4处理则在第8天时达到峰值，分别为225.19 U·g⁻¹和265.66 U·g⁻¹。矮蕉幼苗根系的SOD活性变化趋势与叶片相似，也表现为先上升后下降。T1和T2处理在第16天时达到最大值，分别为153.48 U·g⁻¹和166.26 U·g⁻¹；T3和T4处理则在第12天时达到峰值，分别为175.62 U·g⁻¹和183.35 U·g⁻¹。这表明盐胁迫可能诱导矮蕉幼苗提高SOD活性，且高浓度盐胁迫能更快激活其SOD活性以应对胁迫。在盐胁迫下，矮蕉幼苗根系SOD活性的相对激活强度高于叶片，且根系在达到峰值后活性维持时间更长；而叶片的响应速度更快，早期迅速激活，但也更早开始减弱。

Figure 6.  Effect of salt stress on SOD activity in the leaves and roots of dwarf banana seedlings

由图7可知，随着盐胁迫浓度增大，矮蕉幼苗叶片的POD活性呈先上升后下降的趋势。T1和T2处理在第16天达到最大值，分别为1 664.47 U·g⁻¹·min⁻¹和1 774.76 U·g⁻¹·min⁻¹；T3处理在第12天达到最大值（2 234.76 U·g⁻¹·min⁻¹）；T4处理在第8天达到最大值（2 383.47 U·g⁻¹·min⁻¹）。

Figure 7.  Effect of salt stress on POD activity in the leaves and roots of dwarf banana seedlings

矮蕉幼苗根系的POD活性也随盐胁迫浓度增大呈先上升后下降的趋势。第16天时，T1和T2处理达到最大值，分别为1 902.35 U·g⁻¹·min⁻¹和2 124.80 U·g⁻¹·min⁻¹；T3和T4处理在第12天达到最大值，分别为2 662.05 U·g⁻¹·min⁻¹和3 209.07 U·g⁻¹·min⁻¹。这表明盐胁迫可能提高矮蕉幼苗的POD活性，且高浓度盐胁迫下，POD活性峰值出现的时间早于低浓度处理。相比之下，根系POD活性变化较为平缓，多呈单峰或平缓上升模式；而叶片POD活性波动更为剧烈，出现双峰现象。在后期，两者的POD活性均有所下降，但叶片活性回落更明显，根系回落相对较小。

由图8可知，随着盐胁迫浓度的增加，矮蕉幼苗叶片的CAT活性变化趋势如下：除T4处理呈“上升−下降−上升”的趋势外，其余处理均表现为先上升后下降。其中，T1处理在第12天达到最大值，为1.47 mmol·g⁻¹·min⁻¹；T2处理在第16天达到最大值，为1.69 mmol·g⁻¹·min⁻¹；T3处理在第12天达到最大值，为2.00 mmol·g⁻¹·min⁻¹；T4处理则在第8天和第20天分别出现峰值，分别为2.25 mmol·g⁻¹·min⁻¹和2.28 mmol·g⁻¹·min⁻¹。

Figure 8.  Effect of salt stress on CAT activity in the leaves and roots of dwarf banana seedlings

对于矮蕉幼苗根系的CAT活性，随着盐胁迫浓度的增大，各处理均呈现先上升后下降的趋势。T1和T2处理在第16天达到最大值，分别为1.80 mmol·g⁻¹·min⁻¹和2.09 mmol·g⁻¹·min⁻¹；T3和T4处理在第12天达到最大值，分别为2.42 mmol·g⁻¹·min⁻¹和2.69 mmol·g⁻¹·min⁻¹。结果表明，盐胁迫可能提高矮蕉幼苗的CAT活性，且高浓度盐胁迫更能刺激CAT活性达到较高峰值。在盐胁迫条件下，根系的CAT活性高于叶片，且上升速度更快。

叶绿素对植物的光合作用至关重要，其含量变化能够直接反映植物的光合能力。植物在受到盐胁迫时，叶绿素含量通常会不断下降^[5]。本实验中，矮蕉幼苗在盐胁迫下的叶绿素含量持续减少，这与马铃薯（Solanum tuberosum）中的研究结果一致^[6]。

细胞膜是植物细胞与环境进行物质交换的重要屏障^[7]，也是盐胁迫最敏感的作用靶点。本试验中，盐胁迫下矮蕉幼苗的叶质膜透性不断上升，这与桂花（Osmanthus fragrans）中的变化趋势一致^[8]。

脯氨酸是一种渗透调节物质，能够降低细胞的渗透势，帮助细胞在盐胁迫下维持水分平衡，防止膜脂过氧化，从而保持细胞膜的完整性^[9]。本实验中，盐胁迫下矮蕉幼苗的游离脯氨酸含量持续上升，这与大豆（Glycine max）在盐胁迫下的表现相同^[10]。

可溶性蛋白可以增加细胞质浓度，降低细胞水势^[11]。本实验中，矮蕉幼苗叶片和根系中的可溶性蛋白含量均呈先上升后下降的趋势，表明矮蕉幼苗能够通过积累可溶性蛋白来抵抗盐胁迫，这与甜瓜（Cucumis melo）中的变化规律一致^[12]。

MDA是膜脂过氧化的产物，其含量可反映盐胁迫的强度及膜系统的损伤程度^[13]。本研究结果表明，矮蕉幼苗叶片和根系的MDA含量均持续增加，这与番石榴（Psidium guajava）中的研究结果一致^[14]。根系MDA含量的增幅显著高于叶片，说明根系可能承受了更严重的损伤，这可能是由于根系比叶片更早对盐胁迫作出反应。

盐胁迫会破坏植物体内活性氧（ROS）产生与清除之间的平衡。为应对氧化胁迫，植物激活了以SOD、POD、CAT为核心的抗氧化酶系统^[15]。本实验中，矮蕉幼苗叶片和根系中的SOD、POD、CAT活性均呈先上升后下降的趋势，这与水稻（Oryza sativa）中的变化一致^[16]。从时间进程上看，SOD是最早被激活的抗氧化酶，尤其是在高浓度盐胁迫下；POD和CAT活性的峰值出现时间晚于SOD，表明SOD作为第一道防线首先发挥作用，随后POD和CAT协同清除代谢过程中产生的H₂O₂。盐胁迫下，矮蕉幼苗根系的相对损伤程度大于叶片，不同处理之间MDA含量的差异在根系中更为明显。根系中的可溶性蛋白含量高于叶片，表现出更强的可溶性蛋白积累能力。根系SOD活性的相对激活强度大于叶片，且根系SOD活性在达到峰值后维持时间更长。根系POD活性的变化趋势相对平缓，多呈单峰或缓慢上升模式，而叶片POD活性波动更为剧烈，出现双峰现象。同时，根系的CAT活性高于叶片，且上升速度更快。根系的抗氧化酶活性整体高于叶片，且达到最大值所需时间更短，说明根系作为盐胁迫的感应器官，其抗氧化防御能力更强、反应更迅速。较高浓度的盐胁迫诱导出更强的抗氧化酶活性，但同时也导致MDA含量增加。SOD、POD、CAT活性在盐胁迫后期开始下降，这可能是由于矮蕉幼苗逐渐适应了盐胁迫，或者盐胁迫强度已超过其耐受极限，导致植株濒临死亡。

本研究以矮蕉幼苗为材料，通过胁迫处理，探究盐胁迫对其生理指标的影响。结果表明：随着盐胁迫浓度的升高和处理时间的延长，矮蕉幼苗的叶绿素含量逐渐下降；渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白含量则逐渐上升；叶片质膜透性和丙二醛（MDA）含量持续升高；而抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性呈先升高后降低的趋势。这表明，矮蕉幼苗在盐胁迫下，能够通过大量积累脯氨酸和可溶性蛋白等渗透调节物质，并提高SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性，从而减轻盐胁迫造成的伤害。在盐胁迫条件下，根系因直接接触土壤中的盐分，最先感知渗透胁迫与离子毒害，因此能迅速启动相应的反应机制，包括积累渗透调节物质和抗氧化酶。根系的保护机制强于叶片，但MDA在根系中的积累也更为严重。研究结果可为海南矮蕉抗盐品种的选育及推广种植提供参考依据。