γ-氨基丁酸浸种对盐分胁迫下番茄出苗及幼苗生长的影响

摘    要：为探讨外源γ-氨基丁酸（GABA）浸种对番茄耐盐性的作用，设置3个NaCl质量浓度（0.6、2.6、4.6 g·L-1）进行灌水处理，研究GABA浸种对番茄出苗过程、地上部和根系生长、叶绿素含量和抗氧化酶活性的影响。结果表明，与不浸种处理相比，在较低盐分胁迫下（2.6 g·L-1），GABA浸种提高了番茄出苗率，促进了植株的生长及地上部、根系干质量的累积;在较高盐分胁迫下（4.6 g·L-1），GABA浸种促进了种子萌发、提高了出苗率，但增加了死苗率，且出现了番茄地上部和根系生长被抑制、叶绿素含量降低的现象。此外，与不浸种处理相比，GABA浸种处理的叶片抗氧化酶活性不同程度提高，其中在较低盐分胁迫下（2.6 g·L-1），GABA浸种处理的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶活性分别提高了48.53%、44.71%和142.50%。总之，GABA浸种可在番茄幼苗处于较低盐分胁迫（≤2.6 g·L-1）下发挥缓解盐分胁迫的作用。

关键词：番茄;γ-氨基丁酸;盐分胁迫;抗氧化酶活性;叶绿素

中图分类号：S641.2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2022）10-058-06

GABA soaking affects tomato emergence and seedling growth under salt stress

YAN Ni1，2， FENG Di1， YANG Fengjuan2， ZHANG Jingmin1， SANG Maopeng3， ZHU Haiyan1

（1.Shandong Facilities Horticulture Biological Engineering Research Center/Weifang University of Science and Technology， Shouguang 2627001， Shandong， China; 2. School of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Tai'an 271018， Shandong， China; 3. Jingzhi-Maoteng Agricultural Technology， Co.Ltd. in Qushui County， Qushui 850600， Xizang， China）

Abstract： To investigate the effect of exogenous γ-aminobutyric acid（GABA） on soaking tomato seeds to alleviate salt stress， three salinized irrigation water（0.6， 2.6 and 4.6 g·L-1， respectively）were set to study the seed germination， seedling aboveground and root growth， chlorophyll content and antioxidant enzyme activities of tomato in response to the GABA application. Result showed that， compared with the un-soaking treatments， under a lower salinity stress（2.6 g·L-1）， GABA soaking increased tomato germination rate， promoted plant height and the accumulated dry matter in the aboveground and roots， but under a higher salinity stress（4.6 g·L-1）， GABA increased the seedling death rate， inhibited the growth of the tomato aboveground parts and roots， and reduced the chlorophyll content， while the seed germination and emergence was promoted. In addition， in comparison with the un-soaking treatments， the antioxidant enzyme activities in GABA treated tomato leaves increased at various degrees. Among those， the superoxide dismutase， peroxidase， ascorbate peroxidase activities under lower salinity stress（2.6 g·L-1）surged by 48.53%， 44.71% and 142.50%， respectively. In summary， GABA seed-soaking treatment can be effective in relieving salt stress in tomato seedlings under lower salinity stress（≤2.6 g·L-1）.

Key words： Tomato; GABA; Salt stress; Antioxidant enzyme activity; Chlorophyll

现代农业的发展不仅解决了我国蔬菜供应种类少且数量不足的问题，还实现了周年均衡供应，极大地满足了人们对蔬菜的日常需求。然而，由于地下水位上升、气候干旱等自然因素及不合理的种植方式、人为施肥量大等因素，部分地区的土壤在得不到雨水充分淋洗的情况下，致使种植多年后土壤中的盐分在表层聚集，产生严重的土壤次生盐渍化问题。盐分胁迫会使植株产生渗透胁迫和离子胁迫，从而抑制种子吸水膨胀、出苗以及根尖的产生和幼叶生长，并加速成熟叶衰老，同时还会导致光合作用速率降低、叶绿素含量下降、活性氧（ROS）增加，进一步影响植株营养生长和生殖生长[1-2]。番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）属于耐盐性适度敏感作物，盐分胁迫会抑制其出苗、生长，造成减产。大量研究表明，可通过外源物质（如γ-氨基丁酸（GABA）、黄腐酸钾、水杨酸、一氧化氮等）的使用，提高作物的耐盐性[3-9]。GABA属于非蛋白质氨基酸，与植物体内碳素和氮素两大代谢途径紧密联系，是一种对植物生长发育有重要影响的信号物质[10]。前人研究表明，外源GABA处理通过促进内源GABA的积累、调节活性氧代谢，能显著改善小麦、玉米、甜瓜等多种作物的耐盐性[11-13]。罗黄颖等[6]发现，在150 mmol·L-1 NaCl胁迫下，添加5 mmol·L-1 GABA水培，明显提高了番茄苗叶片生长速率、抗氧化酶活性、叶绿素含量和光合速率，减少了活性氧和膜脂过氧化产物丙二醛的积累，从而改善了耐盐性。贾邱颖等[14]发现，与未添加GABA相比，添加5 mmol·L-1外源GABA对盐分胁迫下番茄嫁接苗的地上部鲜质量、叶绿素含量、抗氧化酶活性等均有显著提高。罗黄颖等[15]发现使用10 mmol·L-1 GABA浸种可以更好地促进番茄种子萌发和幼苗生长进而缓解盐害。综上所述，适当施加外源GABA可有效提高作物的耐盐性，然而未见有关于GABA浸种后番茄从种子到幼苗（4叶1心）全阶段在盐分胁迫下响应的研究报道。

笔者以口感型番茄玉玲珑为供试对象，研究外源GABA浸种对盐分胁迫下番茄的出苗、幼苗的地上部和根系生长、叶片抗氧化酶活性的影响，探讨GABA浸种改善番茄耐盐性的作用特点，以期为番茄育苗提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2021年4-5月在山东省潍坊市寿光市潍科种业日光温室内进行。供试番茄品种为玉玲珑，种子由潍坊科技学院潍科种业科技有限公司提供。GABA及配置营养液的其他物质均为分析纯，购自潍坊泰达化工世纪有限公司。

1.2 试验设计

设置GABA浸种和不浸种2个种子处理方式，以及无、较低和较高盐分胁迫，即0.6（当地井水）、2.6、4.6 g·L-1 3个盐浓度（ρ，后同）灌水处理，不浸种的各盐浓度处理依次标记为S1、S2、S3，浸种的各盐浓度处理依次标记为GS1、GS2、GS3。2.6、4.6 g·L-1咸水采用NaCl与井水定量混合而成。精选大小一致、饱满的种子，消毒、冲洗后用吸水纸吸干。参考罗黄颖等[15]进行浸种处理，即采用10 mmol·L-1GABA水溶液浸种12 h。每个处理采用72穴规格的穴盘（52 cm×27 cm）育苗90株，分为3个重复，每30株为1个重复。播种前使用营养土（V草炭∶V蛭石∶V珍珠岩=3∶1∶1）填入穴盘，在基质表面压出小穴，大致1 cm深，播种后覆一层珍珠岩，做好标记之后，放置在育苗架上。播后当即使用喷壶浇透水，并于每天9：00适量补水，待第1片真叶展开后及时追肥，营养液配制参照山崎配方[16]。为避免咸水喷灌对番茄叶片造成伤害，每次补水后使用雾化喷头和井水快速清洗叶片。试验于播后40 d结束。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 空气温度和湿度 在温室内穴盘上方10 cm处安装温度湿度记录仪（Benetech GM1365），观测试验期间空气温度湿度。试验期间的平均、最高和最低气温均值分别为22.8±3.1、36.1±7.5、14.9±2.5 ℃，平均、最高和最低空气湿度均值分别为（59.7±5.6）%、（81.6±12.9）%和（32.8±22.0）%。

1.3.2 生长指标 从播种5 d后开始至播后13 d每天统计出苗数，播种14～22 d每天统计死亡幼苗数，参照国家标准计算种子的出苗率、累积死亡率，统计开始出苗时间，全苗时间（停止出苗的时间），计算相对出苗率。其中相对出苗率为各处理出苗率与S1处理的比值乘以100%。在番茄幼苗生长40 d时，每个处理随机选取9株，分别测定株高、茎粗，叶和茎的干、鲜质量。从每个处理已选取的9株中随机选取3株用于调查根系干物质量和根系形态指标。测定方法：分别采用直尺和游标卡尺测定株高和茎粗，植物样鲜质量测定需要将叶片和茎分离后分别称量，其干质量测定需要将鲜样在105 ℃杀青30 min后与洗净待测的根系一起于75 ℃烘干至恒质量，使用精度为0.000 1 g的电子天平称取。用扫描器（Epson V500，美国）将洗净待测根系扫描成彩色TIFF格式图像档，再用图像分析软件（WinRHIZO，加拿大）测定总根长、根体积、根表面积和根尖数。

1.3.3 生理指标 在进行叶绿素含量测定时参考李合生[17]方法取生长点下第3片展开的真叶，剪碎混匀称取0.200 g，加入25 mL 95%乙醇，于黑暗条件下浸提48 h，用紫外可见分光光度计（上海棱光752S，中国）测定665、649 nm和470 nm波长处的吸光度值，3次重复。取生长点下第3片展开的真叶进行酶活性指标的测定，称取0.200 g样品洗净后置于冰浴的研钵中，分3次加入1.6 mL（0.6、0.5、0.5 mL）50 mmol·L-1预冷的磷酸缓冲液（pH 7.8）在冰浴上研磨成匀浆，每个处理3个重复，然后转入离心管中，在4 ℃、12 000转下离心20 min，上清液即为酶粗提液，采用试剂盒（苏州科铭生物科技有限公司，中国）测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性，使用Nakano等[18]的方法测定抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性。