褪黑素对番茄幼苗耐盐性的调控效应及其机理的初步探讨(2)
图4 褪黑素喷施对75 mM NaCl胁迫下15 d番茄幼苗叶片抗氧化酶活力的影响8
表１褪黑素喷施对75 mM NaCl胁迫下番茄幼苗植株K/Na的影响（处理15 d和30d）8
褪黑素对番茄幼苗耐盐性的调控效应及其机理的初步探讨
引言
到2050年，世界农业面临的主要挑战包括粮食作物产量的70％以上将为多于23亿的人口所消耗。全球20%以上的耕地（大约45公顷）受盐胁迫的影响，这个数量还在持续的增加。盐胁迫限制了对粮食需求的增加。植物在适应进化的基础上大致可以分为两类：盐生植物（能抵御盐）和甜土植物（不能耐受盐和最终死亡）。大多数的植物属于第二类，因此盐度是阻碍全球生物生产量的最为严酷的环境压力。
盐胁迫涉及植物的生理变化和代谢过程，以及受到生理变化的严重程度和代谢过程持续时间的挑战，这些最终抑制作物生产的。最初土壤盐度是以渗透胁迫的方式抑制植物的生长，其次是离子毒害。盐度也被认为是一个胁迫应力。其中盐胁迫的最不利影响是高浓度的NaCl处理的土壤中植物组织Na+和Cl离子的累积。植物细胞中Na+和Cl−的积累造成严重的离子失衡并且过量的积累可能会导致显著的生理失衡。K+离子是一种对植物生长和发育很重的一种元素，高浓度的Na+会抑制K+离子的吸收，导致作物的产量下降甚至导致作物死亡。耐盐基因遗传变异和耐盐度因种内植物种类和品种而异。因此发展盐土农业，提高农作物耐盐性迫在眉睫。运用植物生长调节剂提高作物本身的耐盐性，充分利用盐土，一直是国内外研究的热点。
褪黑素（melatonin，以下简称MT），是一种结构简单的小分子量分子，分子式为C13N2H16O2，分子量 232.17，熔点为 116~118 ℃。褪黑素广泛存在于动植物体内，具有亲水和亲脂双重性质，能自由进出细胞。早期褪黑素的研究主要集中在哺乳动物，研究发现 MT与生物的个体发育、生殖、中枢神经等调节有关[1]。随着检测技术的进步，人们已经在许多植物中发现褪黑素。研究表明褪黑素在植物逆境胁迫有着显著的缓解作用[2]，这些研究主要集中在植物抵御干旱[3]、低温[4]、高盐[5]、UV 辐射[6]、化学胁迫[7]等方面。褪黑素不仅可以作为一种自由基清除剂，还可以通过提高抗氧化系统酶活性来抑制活性氧产生，提高植物抵御各种环境胁迫。包宇等[8]研究发现褪黑素添加可有效缓解番茄幼苗低温胁迫，与对照组相比，番茄叶片的SOD、POD、CAT 等抗氧化酶活性均有一定程度的提高，膜脂过氧化程度降低。但是褪黑素对番茄幼苗耐盐性的影响情况还未见报道。
因此我们以番茄幼苗为研究对象，探讨不同盐度，不同浓度的MT对幼苗生长，离子平衡，抗氧化等做了系统的研究，以期为MT的农业应用和开发盐土农业提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
以番茄，“合作903”为实验材料。褪黑素（M5250-5G）（以下简称“MT”，即Melatonin缩写）购买于Sigma-Aldrich试剂公司（中国），其纯度≥98%（TLC）。褪黑素水平：0、25、50、100、200、400 µM MT。盐处理水平：0、75、150 mM NaCl。
1. 2 实验设计
本研究试验采用沙培的方式对番茄幼苗进行培养。番茄种子经过 1% NaClO 消毒 30 min 冲洗干净，浸种24 h。催芽，选择一致的种子播种。待长至3叶期时，间苗。转入不同处理，砂培。每个处理12个重复，再加上0天取样2盆，共160盆。2-3天换一次处理液。隔一天喷一次MT。1/2 Hoagland培养。
选取长势一致的番茄幼苗进行不同模式处理，每个处理6 箱，、共13个处理如下：对照：Control；盐和褪黑素（MT）处理组合：