杠柳（Periploca sepium Bunge）为萝藦科杠柳属植物，其根皮为传统中药北五加皮或香加皮，具有强心、抗肿瘤、抗炎、免疫调节等药理作用^[1]。杠柳主要分布于东北、西北、华北地区以及河南、湖南、湖北和江西等省区^[2]。目前，杠柳已有的研究主要集中于化学成分、药理、临床、逆境胁迫、栽培以及组织培养等方面。研究耐盐植物杠柳在盐逆境下的表现有助于揭示植物适应逆境的生理机制，开发利用盐渍化土壤、拓展土地利用空间，培育耐盐品种，发展耐盐植物产业，创造新的经济增长点。

茉莉酸甲酯（MeJA）是一种广泛存在于植物体中的生物活性物质，MeJA改善盐发育、逆境响应以及次生代谢过程中发挥着重要作用。近年来，大量研究表明MeJA可以作为一种信号分子参与调节植物的抗逆性，如外施茉莉酸甲酯对穿心莲耐盐性的影响^[3]，茉莉酸甲酯对盐胁迫下苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响^[4]，外源茉莉酸甲酯对花铃期棉花耐高温能力的影响等^[5]，目前尚未有MeJA改善盐胁迫下杠柳影响的直接研究报道。胁迫下杠柳实生苗生长，并在生理、光合、次生代谢等方面对其进行初步研究，通过考察最适MeJA浓度，筛选高盐环境下利用MeJA改善杠柳植物生长，提高其次生代谢的可能途径。

前期研究显示杠柳在中等盐浓度（0.5%）下仍能保持生长活力，且能够在不影响其生长发育的前提下促进其生物量的积累。而高盐（1% NaCl）胁迫下，杠柳幼苗受到明显抑制，地上及地下部分生物量均逐渐降低。本实验考察高浓度盐胁迫（1% NaCl）下杠柳实生苗在喷施不同浓度MeJA的生理和光合特性的变化，探索其缓解机制。

1 材料与方法 1.1 实验材料

杠柳种子采自于天津市蓟州区山区，经张坚副教授鉴定为萝藦科植物杠柳（Periploca sepium Bunge）种子。选择成熟且饱满的高活力种子进行催芽处理，待4 d左右种子萌发后将其移栽入50孔育苗穴盘中，培养条件为16 L：8 D光周期，光照强度3 600 lx，恒温（23±2）℃，相对湿度为（50±5）%。每周喷施1/2 MS营养液1次，定期浇水，其间进行间苗处理，培养30 d，获得生长良好、长势一致的实生苗。

1.2 实验方法 1.2.1 实生苗的盐胁迫处理

将培养获得的30 d杠柳实生苗进行盐胁迫处理，盐胁迫浓度为1%NaCl，胁迫时间为7 d，再对不同处理组叶面分别喷施50、200、500 μmol/L的MeJA至叶片有水滴凝聚（下文图表中以N+50；N+200；N+500表示），浓度前期课题组已得出，并通过预试验再一次确定设置NaCl对照组（下文图表中以N表示）。对照组（下文图表中以CK表示）仅浇营养液，用量与处理组相同。连续喷施MeJA 3 d后，盐胁迫期间对杠柳实生苗性状进行观察记录；MeJA处理后按照不同处理组对杠柳叶片进行光合指标测定，然后对实生苗茎、根和叶部分分别收集，冻存于-80 ℃冰箱，备用。

1.2.2 干鲜质量

分别取杠柳实生苗叶、茎、根部分材料，用去离子水快速冲洗干净，吸水纸吸干表面水分，分别称鲜质量（FW）。烘箱中105 ℃杀青15 min，再以70 ℃烘至恒质量，称其干质量（DW）。

1.2.3 生理指标

超氧化物歧化酶（SOD）活性测定采用氮蓝四唑光化还原法；过氧化物酶（POD）活性测定采用愈创木酚法；过氧化氢酶（CAT）活性测定采用紫外吸收法；丙二醛（MDA）含量测定采用硫代巴比妥酸（TBA）法；脯氨酸含量测定采用茚三酮比色法；可溶性糖含量测定采用蒽酮法；以上指标均重复测定3次，具体操作方法参照李合生法^[6]。

1.2.4 还原性成分

总黄酮测定采用紫外分光光度法^[7]；总多酚测定采用Folin-Ciocalteu比色法^[8]。

1.2.5 光合色素含量

光合色素测定采用乙醇浸泡法^[9]；称取0.5 g新鲜叶片，加入适量95%乙醇、少量石英砂，研磨匀浆后，置于25 mL容量瓶中，取提取液倒入比色皿中，在665、649、470 nm波长下测定吸光度值，计算光合色素含量。对各处理组叶片随机取样，每处理组重复3次测定。

1.2.6 光合指标

测定日要求天气晴朗，选择上午9：00-11：30进行试验，从每组杠柳实生苗中随机选择中上部健康、成熟的叶片3片，应用CIRAS-3便携式光合作用仪（汉莎科学仪器有限公司）进行气体交换参数的光响应测定。通过仪器自动记录得到净光合速率[Pn，μmol/（m²·s）]、蒸腾速率[Tr，mol/（m²·s）]、气孔导度[Gs，mmol/（m²·s）]、胞间CO₂浓度[Ci，μmol/（m²·s）]等光合参数。

1.3 数据处理

利用Microsoft Office Excel 2010对实验数据进行整理和表格制作；SPSS 25.0软件对相关数据进行单因素方差分析（one-way ANOVA）；当总体差异显著（P＜0.05）时，进一步采用LSD法和Duncan’s法进行事后多重比较。显著性水平均设定为0.05，其中Duncan’s检验的结果以字母标记法表示，不共享相同字母的平均值视为存在显著差异。利用Origin 85软件制图。

2 实验结果 2.1 干鲜质量比

实验显示，与正常培养杠柳实生苗相比，盐胁迫可显著升高杠柳实生苗根、茎和叶的干鲜比，与对照组（CK）相比，盐胁迫组杠柳实生苗根、茎和叶干鲜质量比分别增加了21.34%、33.15%和33.39%，外施MeJA可显著降低杠柳实生苗各器官的干鲜比（P＜00.05）。

2.2 生理指标 2.2.1 抗氧化酶

实验显示，长时间盐胁迫下杠柳实生苗各器官抗氧化酶活性（与对照组相比）并没有因为胁迫而显著降低（P > 0.05），有些还会因胁迫而增加抗氧化酶活力；MeJA干预后，抗氧化酶活力出现随MeJA浓度提高呈现先增加后降低趋势，以50~200 μmol/L浓度下的MeJA更有利于提高SOD、POD和CAT等抗氧化酶活力。

2.2.2 丙二醛（MDA）

实验结果显示，盐胁迫组杠柳实生苗中叶、茎和根的MDA含量与CK组相比均显著上升（P＜0.05）。不同浓度MeJA处理后，与盐胁迫组相比，叶、茎和根均呈现下降的趋势，在200 μmol/LMeJA处理时叶、茎和根的MDA达到最低含量，此时与盐胁迫处理组相比，降低了14.08%、22.84%、57.48%，有显著差异（P＜0.05）。

2.2.3 脯氨酸（Pro）

如图 5显示，盐胁迫下杠柳不同器官中脯氨酸含量均高于对照组（CK），其中茎和根中脯氨酸含量显著提高。MeJA处理后植物体各器官中脯氨酸含量进一步提高，其中200 μmol/L MeJA处理后的根、茎和叶中脯氨酸含量达到最大值，分别比盐胁迫组提高了22.66%、22.49%、25.65%（P＜0.05）。

2.2.4 可溶性糖

盐胁迫会显著增加实生苗中可溶性糖含量，在根和茎中尤其显著（P＜0.05）。MeJA处理后，植物体中可溶性糖含量进一步增加，其中50 μmol/L MeJA处理后的根、茎和叶中可溶性糖含量达到最大值，分别比盐胁迫组提高了49.21%、5.73%和3.10%，其中根中可溶性糖含量显著性增加（P＜0.05）。见图 6。

2.3 还原性成分 2.3.1 总黄酮

如图 7所示，盐胁迫会促进植物器官总黄酮的积累，杠柳实生苗中根、茎和叶中总黄酮含量均有所提高，其中叶中总黄酮含量显著性增加（P＜0.05），比对照组（CK）增加了20.97%。MeJA处理后，植物体中黄酮含量进一步增加，其中50~200 μmol/L MeJA处理后的根、茎和叶中总黄酮含量均有所增加，分别比盐胁迫组增加了42.11%、4.90%、10.23%和93.19%、5.22%、10.98%，其中根部总黄酮积累达到显著性提高（P＜0.05）。

2.3.2 总多酚

如图 8所示，盐胁迫促进植物体中多酚含量的积累，尤其在茎中多酚含量比对照组（CK）增加57.27%，达到显著性差异（P＜0.05）。MeJA处理后幼苗不同部位多酚积累进一步增加，尤其在茎中积累更加明显，200 μmol/L MeJA组中茎中多酚含量比盐胁迫组增加113%，500 μmol/L MeJA组中茎中多酚含量比盐胁迫组增加131%，且均有显著差异（P＜0.05）。

2.4 光合特性 2.4.1 光合色素

如图 9所示，盐胁迫显著降低叶绿素含量，叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量含量均显著性降低（P＜0.05）。MeJA处理后叶片中叶绿素含量有明显的改善，尤其以叶绿素a的改善最为明显，不同浓度MeJA处理后，叶绿素a含量与盐胁迫组相比分别提高了171.22%（50 μmol/L）、139.88%（200 μmol/L）和102.29%（500 μmol/L），且具有显著性（P＜0.05）。

2.4.2 光合指标

如图所示，盐胁迫组显著升高了胞间二氧化碳浓度（Ci），降低了净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）。MeJA处理可以在一定程度上改善杠柳实生苗的光合作用，不同程度地提高Pn、Tr和Gs，同时降低Ci。其中以200 μmol/L MeJA处理效果最好，与盐胁迫组相比Pn、Tr和Gs分别提高了200%、291%和117%，Ci降低了32%（P＜0.05）。

3 讨论

在高盐胁迫下，杠柳实生苗生长受到一定程度的影响，主要表现为顶芽生长缓慢，根系生长受抑制，叶片出现少量盐斑^[10]，本实验主要考察高盐胁迫下，MeJA改善杠柳实生苗的生理机制，通过生理指标、光合指标以及还原性成分的测量初步阐释MeJA缓解杠柳实生苗盐胁迫的机理，并考察适宜的MeJA喷施浓度范围，为盐土种植进行探索。

盐胁迫对植物的影响首先是生理干旱，盐胁迫导致植物土壤周围水势降低，引起植株脱水。植物干鲜比可以反映出植物体内水分情况，从而判断植物受到干旱胁迫的程度。本实验中，盐胁迫下实生苗干鲜比增加，说明植物体含水量降低，植物处于一定的生理干旱状态。喷施MeJA后，实生苗的根、茎和叶的干鲜比均有所降低，说明MeJA可以改善植物的含水量，缓解高盐胁迫导致的生理干旱。

盐胁迫会破坏植物体内氧化还原平衡，产生活性氧自由基（ROS），从而加速植物体细胞膜脂质过氧化，增加细胞膜通透性，破坏植物细胞。植物体内存在抗氧化酶系统，主要的抗氧化酶有SOD、POD和CAT等，可以及时清除活性氧自由基，维持植物体内氧化还原平衡。本实验中，盐胁迫实生苗茎中POD和SOD以及叶片中CAT酶活性比对照组（CK）相比增加，这说明长时间逆境胁迫，杠柳实生苗中抗氧化酶仍然保持一定的活力以清除植物体内产生的活性氧。中低浓度（50~200 μmol/L）的MeJA喷施后，实生苗不同部位中的抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活力均出现不同程度的提高，迅速激活更多的SOD来清除活性氧，超氧化物歧化为H₂O₂，受到高含量H₂O₂的诱导，CAT和POD活性升高，CAT和POD可以把H₂O₂转变成H₂O，SOD和CAT和POD共同作用可以清除植物体内具有潜在危险的O^2-和H₂O₂，从而最大限度减少活性氧的形成^[11-12]。MDA是脂膜过氧化的主要分解产物，其含量可以在一定程度上反映植物遭受逆境的程度^[13]。本实验中，盐胁迫导致植物体各器官中MDA含量增加，尤其是在根和茎中MDA积累明显。MeJA处理后，植物体各器官MDA含量降低，根中MDA降低明显。这说明胁迫伤害获得明显缓解。

逆境胁迫中，植物通常会积累一些如脯氨酸、可溶性糖等物质，在不损害细胞正常生理状态的情况下降低胞内渗透势，保护生物大分子结构稳定性。此外，可溶性糖不仅能够使得细胞膜和原生质胶体处于一个稳定状态，同时还可以作为合成其他有机溶质的碳架和能量来源。本实验中盐胁迫促使杠柳实生苗根、茎、叶各营养器官可溶性糖的积累，说明杠柳具有一定的耐盐性，加入低浓度的MeJA（50 μmol/L）后各器官可溶性糖均有所增加，且根中积累最为显著（增加49.21%），可能是由于低浓度的MeJA促进了根中糖代谢，同时促进光合产物向根系分配，以对抗直接接触的胁迫源。

本实验中，盐胁迫增加了植物体中总黄酮和总多酚含量，这表明杠柳实生苗可以通过提高还原性次生代谢产物来缓解氧化胁迫，与抗氧化酶系统共同起到维持植物体氧化还原平衡的作用。此外实验中，加入MeJA后植物体内总黄酮和总多酚含量在不同器官中有不同的诱导趋势，施加中低浓度（50~200 μmol/L）MeJA显著增加黄酮和多酚的含量，其中MeJA对根部诱导作用最为明显，茉莉酸能启动类黄酮生物合成相关基因和逆境响应基因的表达，激发植物对逆境胁迫的抵御机制，诱导防御基因表达与次生代谢产物合成，提高植物的抗逆性^[14]。罗才林等^[15]发现，在MeJA处理下，白及苯丙烷类代谢途径关键限速酶PAL活性显著增加，进一步转化为黄酮类、植保素、木脂素等次生代谢产物^[16]。

光合方面，盐胁迫显著降低叶片内叶绿素含量，与盐胁迫处理相比，添加外源MeJA后，叶绿素a和叶绿素总量含量明显增加，这与王芳等^[17]研究外源MeJA对盐胁迫下玉米幼苗的光合能力的影响的研究结果一致。叶绿素a是光合作用光反应阶段光能捕获和传递的直接参与者，在天线色素系统中起着关键作用，直接将光能传递到反应中心进行光化学反应。本实验中，MeJA直接诱导盐胁迫下实生苗叶绿素a的含量增加，可能与茉莉酸甲酯启动信号传导途径，激活与叶绿素a合成相关基因的表达^[18]；对植物内源激素的含量起到调控作用，促进合成叶绿素^[19-20]；提高抗氧化系统活性，减少活性氧对叶绿体a结构破坏有关^[21]。

在光合指标上，当杠柳实生苗受到盐胁迫后，实生苗Pn、Tr和Gs三者显著降低，这表明，盐胁迫显著抑制了植物的光合效率，植物通过关闭气孔以减少植物体内水分散失。而在施加50~200 μmol/L MeJA后，下降趋势得到缓解，这可能是茉莉酸甲酯通过气孔进入叶片后，改变了电子传递速率以及光能转换效率，进而增强气孔导度和光合能力^[20-22]，与董桃杏等^[23]研究发现MeJA在一定程度上减缓水稻受干旱伤害，促进叶片气孔张开的研究结果一致。

4 结论

适宜浓度的MeJA（50~200 μmol/L）可以改善杠柳实生苗的光合生理，缓解盐胁迫导致的生理干旱，提高盐胁迫下植物体抗氧化能力，从而改善植物的生长。