我国盐碱土可分为滨海盐渍区、黄淮海平原盐渍区、荒漠及荒漠草原盐渍区、草原盐渍区四大类型。盐碱地是我国重要的土地资源，据统计，广东省岛屿众多，全省大陆岸线长3 368.1 km，沿海土地面积大，受海水侵蚀而盐碱化的土地多^[1]。水稻(Oryza sativa)是广东省的主要粮食作物，土壤盐碱化和次生盐碱化成为制约水稻稳产高产的主要因素^[2]。耐盐水稻的种植不仅减少了利用物理化学方法对盐碱土改良的经济成本和时间成本，而且对改良盐碱化土壤、改善土壤肥力，提高粮食产量，增加植被多样性以及充分利用土壤资源等方面有重要生态学意义。多数水稻品种受高浓度盐胁迫影响后会大幅度减产甚至死亡，盐胁迫是限制水稻生长、影响水稻产量的主要限制因子之一。周毅等^[3]研究表明，盐胁迫下，盐离子首先伤害植物细胞质膜的完整性，导致细胞膜透性增大和质膜过氧化作用增强。盐胁迫对植物的伤害主要是渗透胁迫和离子毒害两个方面^[4-5]，渗透胁迫是由于环境中Na⁺、Cl^–浓度增加，水分难以进入植物体内而造成的^[6], 细胞通过积累脯氨酸进行渗透调节，以保持植物体内水分，维持正常生长。对水稻幼苗期在盐胁迫下的生理生化特性研究较多，而对水稻其他生长时期的抗逆性生理响应的研究较少，亦较少分析盐胁迫对水稻植株不同部位水分生理的影响。水稻耐盐性是受多因素共同影响，且各因素间相互作用，抗逆性生理响应机制复杂。本文以水稻4个种质为材料，设置6个盐胁迫水平进行盆栽试验，分析了9个生理生化指标，探讨盐胁迫对耐盐性不同的水稻抗逆生理的影响，并通过模糊隶属函数法对参试的水稻种质耐盐性进行综合评价，以期为耐盐水稻种质资源的筛选提供参考。

1 材料和方法 1.1 材料

4个水稻(Oryza sativa)种质IR29、FL478、JX99、Pokkali均为广东海洋大学农学院提供，其中IR29为盐敏感种质，FL478、Pokkali和JX99为耐盐种质。试验用的水稻土取自广东海洋大学试验田，土壤肥力符合水稻生长需求，pH 6.47, 有机质含量32.86 g kg^–1，全磷、全钾和水溶性盐总量分别为0.46、22.41和0.85 g kg^–1，速效磷、速效钾和碱解氮含量分别为65.00、117.21和177.45 mg kg^–1。

1.2 试验设计

试验在2016年3-6月进行。4月7日选取长势均匀的3叶1心期秧苗移栽到试验盆中(口径30 cm, 高35 cm)，内装15 kg晒干土，设置6个土壤含盐量梯度，用分析纯NaCl分别配制0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%溶液(NaCl占土壤质量百分率)，相应的土壤含盐量分别为(0.027±0.003)%、(0.107±0.003)%、(0.162±0.026)%、(0.251±0.022)%、(0.360±0.017)%和(0.427±0.024)%，相应的土壤电导率分别为(566± 82.478)、(2 483±249.438)、(3 798±171.18)、(4 883± 351.61)、(7 474±49.987)和(9 283±603.10) μS cm^–1。每盆6株，随机区组试验设计，3次重复，共72盆。将试验盆放在玻璃温室内，保持2 cm水层。早晚观察水稻的生长状况，每天拍照记录，并使用土壤含盐量测试仪(台湾衡欣Az8371型)监测土壤含盐量, 以保证整个生长过程土壤含盐量保持相对稳定。

于2016年5月8日(水稻幼穗分化期)，每盆取3株大小相似的植株，参照周祖富^[7]的方法测定叶绿素含量(Chl, mg g^–1)、丙二醛(MDA, μmol g^–1)含量、脯氨酸(Pro, μg g^–1)含量、叶和根的细胞膜透性(LCMP和RCMP, μS cm^–1)；参照Zhou等^[8]的方法测定叶和叶鞘的相对含水量(LRWC和SRWC, %)、叶和叶鞘的水分临界饱和亏(LCSD和SCSD, %), 并观察水稻植株的表观特征变化。每处理3次重复。

1.3 水稻耐盐性评价

采用模糊隶属函数法^[9]对水稻耐盐性进行评价，以各指标的隶属度平均值作为耐盐性的综合评判标准并排序。

1.4 数据统计分析

用IBM SPSS Statistics 19专业数据处理系统对数据进行方差分析和Duncan法显著性分析(P < 0.05), 用Microsoft Office Excel 2007绘图。

2 结果和分析 2.1 盐胁迫下主要生理指标的方差分析

根据试验数据，以种质为因素A，盐胁迫浓度为因素B进行双因素随机区组设计方差分析。由表 1可知，4个种质间和6个盐浓度间对叶绿素含量均呈极显著相关，但对叶绿素含量的辅助作用呈不显著性；对丙二醛含量、脯氨酸含量、叶片细胞膜透性和根细胞膜透性均呈极显著相关，且均呈极显著辅助作用。

2.2 盐胁迫下主要生理指标的含量

在盐胁迫下，4个水稻种质的叶绿素含量、丙二醛含量、脯氨酸含量、叶和根细胞膜透性均存在显著差异(表 2)。

4个水稻种质的叶绿素含量随盐浓度升高逐渐下降，且同一盐浓度下，不同种质间的叶绿素含量存在差异。IR29的叶绿素含量与其余3个种质的差异显著。在0.5% NaCl胁迫时，4个种质的叶绿素含量比对照明显下降，以耐盐种质Pokkali降幅较小，达28.32%，这表明盐胁迫阻碍了叶绿素的合成，耐盐性较强的种质叶绿素合成能力相对较高。

IR29和FL478的丙二醛含量随盐胁迫水平升高而增加，JX99和Pokkali则在0.2% NaCl胁迫达到峰值，随后降低。同一盐浓度下，丙二醛的积累在4个种质间存在差异, IR29和FL478间均无显著差异，Pokkali均与其余3个种质有显著差异。这表明盐胁迫促进了丙二醛的积累，且耐盐性不同的种质丙二醛的积累量不同，耐盐性高的Pokkali的丙二醛积累量较少。

4个水稻种质的脯氨酸含量随盐胁迫水平升高呈先升后缓慢降低的趋势(图 2)，且同一盐浓度胁迫下，4个种质间的脯氨酸积累量存在极显著差异。除IR29在0.2% NaCl胁迫时达到峰值外，其余3个种质的脯氨酸含量均在0.3% NaCl胁迫时达到峰值。在高浓度盐胁迫下，JX99和Pokkali的脯氨酸含量无显著差异，而与IR29呈显著差异。这表明盐胁迫影响了脯氨酸的合成，耐盐性强的JX99、Pokkali脯氨酸合成能力较高。

组织相对电导率反映了细胞膜的透性状况。4个水稻种质的相对电导率都随盐胁迫水平升高逐渐增加。且在同一盐胁迫下，4个种质间的叶片和根相对电导率均存在差异。叶片相对电导率的变化较根的明显。在0.3%~0.5%盐胁迫下，4个水稻种质间的叶片相对电导率均有显著差异，以IR29的增幅较大，Pokkali的较小且相对电导率维持在较低水平。这表明盐胁迫破坏了叶片细胞的膜透性，耐盐性不同的4个种质，叶片的细胞膜透性也不同，感盐种质的细胞膜透性较大，而耐盐种质Pokkali的较小。

Pokkali与其余3个水稻种质间的根相对电导率均呈显著差异。在高盐胁迫下，Pokkali的根相对电导率增幅最小，其余3个种质的增幅较大。这表明盐胁迫破坏了根的细胞膜透性，耐盐性不同的4个种质，根的细胞膜透性也不同，以耐盐性高的Pokkali种质较小。

2.3 盐胁迫下叶片和叶鞘的相对含水量变化

随盐胁迫水平的升高，水稻叶片和叶鞘的相对含水量逐渐降低(图 1)，且不同盐胁迫下，4个种质间叶片和叶鞘的的相对含水量存在显著差异, 叶片相对含水量的变化幅度大于叶鞘。

在盐胁迫下IR29和FL478的叶片相对含水量无显著差异，在高盐胁迫下，JX99和Pokkali的叶片相对含水量均无显著差异，但与IR29呈显著差异，且Pokkali的相对含水量比IR29高，这表明盐胁迫影响了叶片的水分状况，耐盐性不同的种质叶片相对含水量不同，感盐种质IR29的叶片相对含水量较低，耐盐性强的种质Pokkali叶片的相对含水量较高。IR29与其余3个种质的叶鞘相对含水量均呈显著差异，且IR29的叶鞘相对含水量较高, FL478、JX99和Pokkali间均无显著差异，这表明盐胁迫对叶鞘的水分状况也有影响，耐盐性不同的种质叶鞘相对含水量不同，盐胁迫对盐敏感种质IR29的叶鞘相对含水量影响较小。

2.4 盐胁迫下叶片和叶鞘的水分临界饱和亏含量变化

叶片和叶鞘的水分临界饱和亏都随着盐胁迫水平升高呈上升趋势，叶鞘的增幅整体大于叶片, 且在同一盐胁迫下不同种质间存在显著差异(图 2)。

盐胁迫下IR29和FL478间的叶片水分临界饱和亏均无显著差异，而与Pokkali有显著差异。IR29叶片的水分临界饱和亏较高，Pokkali较低，这表明盐胁迫增加了叶片水分亏缺状况，耐盐性不同的种质叶片水分亏缺不同，感盐种质IR29临界饱和亏受盐胁迫影响较大。Pokkali的叶鞘水分临界饱和亏与IR29的呈显著差异，这表明盐胁迫影响了叶鞘的水分亏缺状况，对耐盐性强的种质叶鞘水分临界饱和亏影响较小，而对感盐种质影响大。

2.5 盐胁迫下株高的变化

从图 3可见，大于0.4% NaCl胁迫时，4个水稻种质受盐害影响较明显，株高均明显变矮，叶面积变小，分蘖均较少，心叶卷曲，叶片发黄，叶缘枯萎，其中以IR29受盐害最严重, FL478受害也较明显，而Pokkali和JX99受害较轻。

2.6 水稻种质耐盐性综合评价

不同种质的各指标隶属度平均值反映了水稻耐盐能力。从表 3可见，水稻4个种质的耐盐性为JX99 > Pokkali > FL478 > IR29。

3 讨论和结论

水稻在生长过程中经常会遇到各种逆境胁迫, 盐胁迫是影响水稻正常生长的主要因子之一，也是制约水稻稳定高产的主要因素之一。而水稻对盐胁迫存在抗逆性生理响应机制。

叶绿素是主要的光合色素，作为耐盐性指标之一，一定程度上反映了水稻光合作用能力的强弱, 也反映了水稻的生长状况。本研究结果表明，4个水稻种质的叶绿素含量在盐胁迫下均降低，说明盐渍胁迫促使水稻种质细胞中的叶绿体分解^[10]，阻碍叶绿素合成；耐盐性种质保持较高的叶绿素含量, 可能是因为叶肉细胞积累Na⁺、Cl^–较少，叶绿素合成能力较强。

盐胁迫对水稻组织的伤害程度常通过以细胞膜透性来衡量，是耐盐性指标之一。在正常情况下，植物细胞内自由基的产生与消除处于平衡状态，不易导致膜质过氧化^[11]。肖军等^[12]的研究表明，随着盐浓度增加，细胞膜透性增加，膜脂过氧化作用加强，进而破坏膜系统。本研究结果表明，盐胁迫破坏叶片细胞的膜透性，IR29细胞膜受损较大，其余3个种质受损较小。

质膜是植物在逆境胁迫中首先伤害的原初位点，主要表现为质膜透性增大，细胞内渗透压增加，质膜产生过氧化作用，膜脂过氧化物丙二醛含量升高，损害质膜结构，进而影响细胞正常生理代谢^[13]。因此，常用丙二醛作为膜脂过氧化的指标，反映细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件的抵抗能力。本研究结果表明，盐胁迫促进了丙二醛的大量积累，加剧了细胞膜脂过氧化程度，进一步破坏了细胞膜的完整性，耐盐性强的种质丙二醛积累较少, 但是，在高盐胁迫下丙二醛也有一定的积累，破坏了细胞膜的完整性。

盐胁迫下，细胞质膜受损导致细胞膜透性增加，而渗透调节功能是植物在盐胁迫等逆境胁迫下的重要生理机制，其中，渗透调节物质脯氨酸含量是植物抗逆能力强弱的一项重要生理指标。植物体内通过脯氨酸合成积累调节细胞内的渗透压，提高细胞的保水能力^[14]，从而帮助植物抵抗盐胁迫等逆境状况^[15]。Koca等^[16]的研究表明，盐胁迫使植物体内脯氨酸含量呈显著上升趋势。本研究结果表明，盐胁迫影响了脯氨酸的合成，脯氨酸含量在0.3%盐胁迫时达到峰值，随盐胁迫水平升高脯氨酸含量降低，这说明水稻在盐胁迫下，可以通过累积脯氨酸调节细胞渗透压，但细胞这种调节能力是有一定范围的。耐盐种质的脯氨酸含量较高，能提高细胞的保水能力，减少对细胞膜完整性的破坏，保证水稻能够正常生长。

相对含水量是反映植物水分状况的重要指标^[17], 组织的相对含水量与植物抗逆性呈正相关，细胞的相对含水量反映了细胞受逆境胁迫的程度。本研究结果表明，盐胁迫下水稻4个种质的叶片和叶鞘的相对含水量均降低，说明盐胁迫使细胞受到伤害, 引起细胞渗透压增加，细胞膜透性增加，水溶性物质外渗，导致植物失水。耐盐种质的相对含水量降幅相对小，是因为细胞有一定的自我调节能力，减少盐胁迫对正常生长的不利影响。

植物通过增加体内水分临界饱和亏维持其自身正常生长所需的相对含水量，增强耐盐性，因此, 水分临界饱和亏是反映植物抗脱水能力的指标。本研究结果表明，盐胁迫下，4个种质的叶片和叶鞘水分临界饱和亏均呈上升趋势，其中IR29的增幅较大。

应用模糊隶属函数法对水稻的耐盐性进行综合评价，依次为JX99 > Pokkali > FL478 > IR29，其中IR29为盐敏感种质，Pokkali为强耐盐种质，JX99也表现出较强的耐盐性。有研究表明，植物的耐盐性与多种酶活性相关^[18]，4个水稻种质的耐盐性与酶系统的关系还有待于进一步研究。