麝香草酚调控盐土中水稻耐盐作用研究

摘要 ［目的］研究麝香草酚调控盐土中水稻耐盐作用。［方法］选取江苏省东台市盐度较高的水稻田（盐度4‰）为研究对象，在扬花期结合叶面喷施自主研发的天然生物刺激素制剂5%麝香草酚，评估麝香草酚在田间调控水稻耐盐的作用效果。［结果］喷施麝香草酚可显著提升盐土环境中水稻剑叶的生理状态，包括提高叶绿素、脯氨酸、还原性糖含量；喷施麝香草酚可提高盐土环境中水稻籽粒的饱满度、穗粒数、千粒重；喷施麝香草酚可提高盐土环境中稻米的黏稠度和醇溶蛋白含量，降低直链淀粉含量。［结论］田间喷施麝香草酚可有效提高水稻耐盐性、维持产量性状和稻米品质，为新型耐盐调控剂的研发和相应的田间应用技术开发提供科学依据。

关键词 麝香草酚；水稻；盐胁迫；耐盐作用；稻米品质

中图分类号 S311  文献标识码 A   文章编号 0517-6611（2024）15-0055-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.15.012

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on Thymol Regulates Rice Salt Tolerance in Saline Soil

ZHANG Xiao-wei1，ZHOU Xin-xiang2，CHEN Hao3 et al

（1.Jiangsu Cangdong Agricultural Development Co.Ltd.，Dongtai，Jiangsu 224237;2.Institute of Food Safety and Nutrition，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing，Jiangsu 210014;3.Nanjing Lvxianzi Biotechnology Co.Ltd.，Nanjing，Jiangsu 210014）

Abstract ［Objective］ To study the thymol regulate rice salt tolerance in saline soil.［Method］ Selecting rice filed with high salinity （salinity 0.4‰） in Dongtai City，Jiangsu Province as the research object，self-developed natural bio-stimulator （5% thymol）  at flowering period was sprayed，in order to evaluate the effect of thymol on the regulation of rice salt tolerance in filed.［Result］ Spraying thymol was able to enhance the physiological status of flag leaves in saline soil，such as the increase in chlorophyll content，proline content and reducing sugar content.Spraying thymol increased the grain plumpness，kernel number per spike and thousand kernel weight in saline soil.Spraying thymol enhanced rice viscosity and prolamin content，and decreased rice amylose content in saline soil.［Conclusion］ Spraying thymol effectively stimulated rice tolerance against salinity in field by maintaining productivity and rice quality in saline soil.This may provide scientific basis for the development of novel regulators conferring salt tolerance and its applying technology in field.

Key words Thymol;Rice;Salt stress;Salt tolerance effect;Rice quality

不合理的土地利用模式导致土壤次生盐渍化问题日趋严重。我国受盐渍化危害的耕地面积达933万hm2。土壤盐渍化抑制农作物生长，严重制约我国粮食安全生产。另外，在保证原有耕地的基础上，开发利用沿海盐渍化耕地资源，是我国和江苏省沿海地区耕地资源的重要战略储备［1］。盐渍化土壤中的高浓度盐分干扰作物体内多种生理过程，抑制作物生长［2］。盐胁迫导致作物水分和养分失衡，进一步发生渗透胁迫和离子胁迫，进而降低叶绿素水平、抑制光合作用稳态、影响糖代谢和蛋白质合成代谢，最终导致作物减产［3-4］。水稻不仅是重要的粮食作物之一，其作为中度盐敏感作物，还可对土壤中盐分起到淋溶作用［5］。如何保证盐渍化耕地中水稻的安全生产，是保证我国粮食安全的重要措施［6］。

针对盐渍化土壤中的水稻安全生产问题，土壤改良和耐盐水稻育种是不可或缺的长期研究目标，而通过外源生理调控水稻耐盐是相对简单易行的栽培措施。国内外已经报道了一些调控作物耐盐的化合物［7-8］，但其环境兼容性或实际应用性还有待进一步研究。因此，开发环境友好且能实际应用的新型耐盐调控剂，是保障盐渍化环境中作物生产的高效措施。

麝香草酚（又名百里香酚，Thymol）是百里香精油的主要成分，具有抗菌、抗氧化、抗癌、抗炎和解痉活性，在食品、药品化妆品工业中作为抗氧化剂、免疫调节剂和防腐剂广泛应用［9-10］。麝香草酚对环境友好，且已被化学合成，可大规模稳定生产。李敏等［11］将麝香草酚开发为环保型农用生物制剂，室内研究发现麝香草酚可刺激作物免疫低于逆境胁迫，尤其可显著提高水稻幼苗的耐盐性［12］。由此推测麝香草酚具备提高作物耐盐性的巨大潜力。因此，该研究采用前期开发的5%麝香草酚制剂，在沿海盐渍化稻田中评估其缓解大田水稻盐胁迫的能力，通过分析水稻植株生理变化、结实率和稻米品质变化，评估麝香草酚在实际农业生产中调控水稻耐盐性的作用，旨在为实际可应用型的农用耐盐调控剂开发提供基础数据和科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 供试水稻品种为“扬农香28”（当地农户常规种植粳米品种）；5%麝香草酚为李敏等［11］自主开发的配方制剂。

1.2 试验设计 选取江苏省东台市盐度较高的2块水稻田（面积为2.67 hm2，土壤盐度4‰），在水稻扬花期，配合无人机植保用药开始对试验组水稻叶面喷施5%麝香草酚制剂，浓度为750 g/hm2，每7 d喷施一次，连续用药3次。处理组除了喷施5%麝香草酚制剂外，其他农事操作与对照组完全相同。待3次用药结束后，采用五点取样法对水稻植株进行取样，液氮冷冻后，-80 ℃保存待测。在水稻完全成熟后采集籽粒样品，60 ℃烘干至恒重，备用。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 株高和干重。随机选取20株水稻，测量其株高与地上部干重，然后取其平均值，设置3次重复。

1.3.2 叶片叶绿素含量。将水稻剑叶、第2片、第3片、第4片避开主脉剪碎成宽度约2 mm细条。混匀后称取0.1 g叶片样品浸入95%乙醇中避光浸提，24 h后将浸提液摇匀过滤，分别于663和645 nm测定吸光度。参照李丽娜等［13］的方法计算叶绿素含量。

1.3.3 叶片脯氨酸含量。准确称取剑叶样品0.2 g，加入5 mL浓度为3%的磺基水杨酸充分研磨，密封沸水中浸提15 min。过滤后取滤液作为待测液，在待测液中依次加入1.5 mL双蒸水、2 mL冰醋酸、2 mL茚三酮，摇匀后沸水浴30 min，冷却后加入5 mL甲苯黑暗中萃取2 h，测定520 nm吸光度。同时配制浓度分别为20、40、60、80、100 μmol/L的脯氨酸标准溶液，采用与上述待测液相同的方法测定。根据脯氨酸标准溶液测定结果制作标准曲线，用于计算待测液中的脯氨酸含量。

1.3.4 叶片还原糖含量。准确称取剑叶样品0.5 g于10 mL离心管，加入80%乙醇溶液，80 ℃水浴搅拌加热浸提30 min，取出冷却至室温后3 940 r/min离心10 min。取上清液转入25 mL容量瓶中稀释定容，吸取0.2 mL稀释液，沸水中蒸干，加入蒸馏水10 mL，充分搅拌溶解，3 940 r/min离心10 min，取2 mL上清液，加入 3，5-二硝基水杨酸试剂2 mL ，显色后测定波长540 nm吸光度，计算还原糖含量。

1.3.5 稻米粒长、粒宽。随机选取40粒稻米，将其横向或竖向依次摆放，紧密相连不留间隙，分别测量排列后的稻米长度，取其平均值，重复3次。

1.3.6 稻米穗粒数、结实率、千粒重。随机选取稻米20穗，对每穗的稻米数量进行计数，计算平均穗粒数；将饱满的和空壳的稻米分开计数，计算结实率；数取饱满稻米1 000粒进行称重，计算千粒重。

1.3.7 稻米黏稠度。参照米质检测方法NY 147—88测定稻米黏稠度。将稻米脱壳后，粉碎成米粉， 0.15 mm孔径过筛，称取米粉样品0.1 g置于试管内，加入0.2 mL百里酚蓝指示剂，振荡使样品分散湿润；加入0.2 mL浓度为0.2 mol/L的氢氧化钾溶液，振荡混匀，沸水浴；用玻璃球盖住试管糊化20 min，室温25 ℃下水平放置，1 h后测量管底至冷胶前沿长度，即为稻米黏稠度。

1.3.8 稻米直链淀粉含量。参照GB 7648—1987测定直链淀粉含量。取粉碎过筛后的米粉2 g置于100 mL容量瓶中，加入1.0 mL 95%乙醇，晃匀使米粉充分浸润，加入9 mL氢氧化钠溶液（1 mmol/L），沸水浴10 min。取冷却后样品5 mL，加入1.0 mL浓度为1 mol/L的乙酸溶液使样品酸化后，加入1.5 mL碘液，充分摇匀，静置20 min后测定620 nm吸光度。同时配制直链淀粉含量分别为0、10%、30%、60%、90%的标准溶液，采取上述同样步骤测定620 nm吸光度。根据测定结果制作标准曲线，用于计算样品中直链淀粉含量。

1.3.9 稻米蛋白含量。准确称取稻米粉0.5 g，放入研钵中，加入0.1 mmol/L的NaOH溶液6 mL，研磨成匀浆，转入10 mL离心管中用搅拌，放置30 min，放置过程间断搅动数次。3 940 r/min离心15 min，取上清液用蒸馏水定容至50 mL，摇匀，获得碱溶性蛋白。取上述离心后的沉淀用70%乙醇重复提取，操作步骤同上，获得醇溶性蛋白。吸取提取液0.1 mL，放入10 mL刻度试管中，加入5 mL考马斯亮蓝G250，混匀，放置2 min，测定595 nm吸光度。同时配制20、40、60、80、100 g/mL的牛血清白蛋白标准溶液，采取上述同样步骤测定595 nm吸光度。根据测定结果制作标准曲线，用于计算样品中蛋白含量。

1.4 数据统计与分析 每个结果采用3次重复的平均值±标准差表示。采用SPSS 14.0对各处理间进行标准差和单因素方差分析 （ANOVA）。结合单因素方差分析和F检验的结果，来判定2个特定处理之间在P<0.05或P<0.01水平的差异显著性。