外源褪黑素对碳酸钠胁迫下青花菜幼苗生长及生理特性的影响

Effect of exogenous melatonin on growth and physiological characteristics of broccoli seedlings under sodium carbonate stress

摘要

目的 研究土壤碱胁迫对青花菜幼苗生长及生理的影响，及其叶面喷施褪黑素（MT）的缓解作用，为盐碱地青花菜高产优质生产提供理论与技术依据。 方法 以耐寒优秀青花菜幼苗为试验材料，采用盆栽种植的方式，以无碱胁迫且不喷施褪黑素为对照（CK），在Na₂CO₃（60 mmol/L）胁迫下，叶面喷施浓度为0（M₀），50（M₁），100（M₂），150（M₃），200（M₄），250（M₅） μmol/L的褪黑素，共计7个处理，分别于处理的3 d，6 d，9 d，12 d动态取样，测定青花菜幼苗生长及相关生理指标。 结果 Na₂CO₃胁迫下，青花菜幼苗生长受到抑制，叶片相对电导率和MDA含量显著上升，可溶性蛋白和可溶性糖含量显著下降。100~150 μmol/L MT处理3~12 d，Na₂CO₃对青花菜幼苗的抑制作用得到缓解；处理9 d青花菜幼苗叶片的相对电导率及处理12 d的MDA含量较碱胁迫处理显著降低，分别降低16.95%~18.42%和10.46%~12.11%；处理12 d青花菜幼苗叶片的可溶性蛋白和可溶性糖含量显著提高，分别提高23.10%~30.41%和12.94%~30.84%。250 μmol/L MT与碱胁迫同时处理后的青花菜幼苗植株矮小，叶片黄化、失水、相对电导率显著增加。 结论 叶面喷施适宜浓度（100~150 μmol/L）的MT可以通过降低细胞膜质过氧化程度，提高渗透调节作用，有效缓解碱胁迫对青花菜幼苗的抑制作用，增强植株抗碱性盐胁迫的能力。MT浓度过大（250 μmol/L）使青花菜幼苗受到Na₂CO₃和MT的双重胁迫。

Abstract

Objective To study the effects of soil alkali stress on the growth and physiology of broccoli seedlings and the alleviating effect of foliar application of melatonin (MT)，to provide theoretical and technical basis for high yield and high quality production of broccoli in saline-alkali soil. Method Using ‘excellent cold tolerance’ broccoli seedlings as test materials，the potting method was adopted，with no alkali stress and no melatonin spray as control (CK).Under Na₂CO₃ (60 mmol/L) stress，the foliar spray concentrations were 0 (M₀)，50 (M₁)，100 (M₂)，150 (M₃)，200 (M₄) and 250 (M₅) μmol/L MT，for a total of seven treatments，which were dynamically sampled at 3 d，6 d，9 d and 12 d，respectively，to measure the growth and related physiological indices of broccoli seedlings. Result Under Na₂CO₃ stress，the growth of broccoli seedlings was inhibited，the contents of relative electrical conductivity and MDA contents of leaves were significantly increased，and the contents of soluble protein and soluble sugar were significantly decreased.Treatment with 100~150 μmol/L MT for 3~12 d alleviated the inhibitory effect of Na₂CO₃ on broccoli seedlings.Compared with alkali stress treatment，the relative electrical conductivity and MDA content of broccoli seedlings at 9 d and 12 d were significantly decreased by 16.95%~18.42% and 10.46%~12.11%，respectively.After 12 days of treatment，the contents of soluble protein and soluble sugar in leaves of broccoli seedlings were significantly increased by 23.10%~30.41% and 12.94%~30.84%，respectively.Seedlings treated with 250 μmol/L MT and alkali stress were short，yellow，water loss and the relative electrical conductivity were significantly increased. Conclusion Foliar application of MT at a suitable concentration (100~150 μmol/L) could effectively alleviate the inhibitory effect of alkaline stress on broccoli seedlings and enhance plant resistance to alkaline salt stress by reducing the level of peroxide in cell membranes and improving osmoregulatory effects.Excessive MT concentration (250 μmol/L) exposed broccoli seedlings to both Na₂CO₃ and MT stress.

Graphical abstract

关键词

青花菜 / 碳酸钠 / 褪黑素 / 碱胁迫 / 抗逆性

Key words

broccoli / sodium carbonate / melatonin / alkaline stress / stress resistance

随着耕地资源的高度开发利用和化肥过量施用，我国土地盐渍化问题日益加剧并已经成为制约蔬菜生产的主要问题之一^［1］。我国盐碱土总面积约为9.91×10⁷ hm²，且可开发利用的仅占36%，因此，有效开发利用盐碱土是农业发展的一个新契机^［2-3］。我国北方盐碱地多属既含有中性盐又含有碱性盐的复合盐碱地，碱性盐不仅具有中性盐的胁迫作用，还具有高pH值及明显降低矿质元素可利用性等特殊性能，较中性盐具有更大的生态破坏力，其中很大一部分是以Na₂CO₃为主的苏打盐碱土^［4］。近年来，有关植物抗盐生理生态方面的研究多以中性盐NaCl为主^［5-7］，有关Na₂CO₃等碱性盐的研究甚少。

青花菜（Brassica oleracea L.var.italica Plenck），又名西兰花、木立花椰菜等，属十字花科芸薹属甘蓝种的一个变种^［8-10］。青花菜是餐桌上常见的绿色蔬菜之一，其食用部位为带有花蕾群的肥嫩花茎，颜色翠绿，风味好，颇受消费者的喜爱^［11-12］。青花菜营养丰富，被誉为“蔬菜皇冠”^［13］，其富含多酚、黄酮、蛋白质和矿物质，具有一定的延缓皮肤衰老和良好的抗氧化效果^［14-15］；此外，还含有萝卜硫素和硫代葡萄糖苷及其酶解产物，具有防癌、抗癌等功效^［16-18］。

褪黑素（melatonin）又称褪黑激素、松果体素等，是广泛存在于动物体内的一种神经内分泌激素，主要由松果体分泌，是一种小分子吲哚胺类物质^［19-20］。褪黑素作为多效性因子在植物中具有多种生物学功能，参与光合作用、种子萌发、果实膨大、根系发育、以及渗透调节等生理过程^［21］。国内外学者对褪黑素影响苦菜^［22］、芹菜^［23］、生菜^［24］及黄瓜^［25］等蔬菜作物进行了大量研究，研究结果表明褪黑素通过提高光合作用、活性氧清除能力和渗透平衡调节能力来缓解盐害并提高耐盐性。此外，褪黑素还具有缓解植物生长过程中各种生物胁迫和非生物胁迫的作用^［26-27］。段文静等^［28］研究表明，外源褪黑素可缓解盐胁迫对棉花幼苗产生的伤害，促进株高增加及干物质积累，提高棉苗的抗盐性。陈丽珊^［29］等人研究表明，外源褪黑素可以提高盐胁迫条件下水稻碳氮代谢能力，促进生长，增强水稻幼苗抵御盐胁迫的能力。本试验以“耐寒优秀”青花菜为试料，研究叶面喷施MT对Na₂CO₃胁迫下青花菜幼苗生长及生理特性的影响，探讨通过外源MT缓解青花菜幼苗应碱胁迫的可行性。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022年6月至8月在甘肃省农业科学院蔬菜研究所永昌试验站进行。试验地海拔1 940 m，年平均气温7.4 ℃，年降水量158 mm，无霜期144 d，年日照时数2 933 h。

1.2 试验材料

供试材料：‘耐寒优秀’青花菜（高华种子有限公司），中熟品种，定植后80~90 d收获。植株形态直立，大小适中，花球质量400~500 g，侧枝少，抗寒，是当地的主栽蔬菜品种之一。

褪黑素（上海源叶生物科技有限公司），呈白色粉末状，溶于乙醇，不易溶于水，见光易分解。

试验盆栽用土取自永昌实验站田间0~20 cm土层的土壤，经测定，其pH 8.22~8.38，电导率404~431 μS/cm，初始含盐量1.29~1.38 g/kg，属于偏碱性非盐渍化土壤。用60 mmol/L Na₂CO₃处理3~12 d后的土样，其pH 9.33~9.89，电导率705~727 μS/cm，含盐量2.26~2.33 g/kg，属于强碱性轻度盐渍化土壤。

1.3 试验设计

采用盆栽种植方式进行，共设7个处理（表1），每重复20株，重复3次，共420株。于2022年7月11日定植，7月21日开始处理。早上9∶00~10∶00，每盆浇灌60 mmol/L Na₂CO₃溶液100 mL，对照浇100 mL清水；夜间21∶00~22∶00时，每处理喷施200 mL相应浓度的褪黑素溶液，连续处理6 d。在处理的3，6，9，12 d动态取样，每处理选取长势均匀一致的青花菜幼苗15株，测定相关指标。

1.4 指标测定与方法

1.4.1 生长指标测定

株高测定：用直尺（精度0.1 cm）测根茎连接处至生长点的距离。

茎粗测定：用游标卡尺（精度0.01 mm）测茎基部的直径。

根长测定：用直尺（精度0.1 cm）测量根茎连接处至根尖的主根长度。

地上部及地下部干鲜质量：用万分之一天平称取植株地上部分和根系鲜质量，然后各部分在 105 ℃鼓风干燥箱中杀青30 min，再将温度调至80 ℃烘干至质量恒质量，测其干质量。

1.4.2 生理指标的测定

相对含水量：用烘干法测定青花菜幼苗叶片的含水率（RWC）。取3~4片新鲜青花菜叶片，迅速称量，得到鲜质量（FW）；再将叶片浸入蒸馏水中24 h，取出后用吸水纸擦干，称量得到饱和质量（TW）；将叶片放入烘箱，于80 °C下烘至恒质量，获得干质量（DW）。叶片相对含水量的计算公式如下：

RWC(\%)=\frac{FW-DW}{TW-DW}\times \mathrm{100}\%

相对电导率含量：用浸泡法测定相对电导率（REC）。用打孔器打取12片直径为0.5 cm的青花菜叶片鲜样于试管中，加入15 mL去离子水，于室温下浸泡1 h，在摇床上振荡3 h，之后再静止2 h，用电导率仪（DDS-307）测定去离子水电导值R₀及浸提液电导值R₁。然后将试管于水浴锅中沸水浴30 min，待其冷却至室温，将浸提液摇匀，测定此时的电导R₂。叶片的相对电导率计算公式如下：

REC(\%)=\frac{R_{\mathrm{1}}-R_{\mathrm{0}}}{R_{\mathrm{2}}-R_{\mathrm{0}}}\times \mathrm{100}\%

光合参数测定：选择晴天上午，用LI-6400XT光合仪测定叶片光合指标，包括净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）。每个处理选择3株长势相同的青花菜植株，每株选择3片功能叶，重复3次。

叶绿素含量采用80%丙酮浸提法测定^［30］，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定^［31］，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G250比色法测定^［32］，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定^［33］，根系活力采用TTC法测定^［34］。

1.5 数据分析

使用Microsoft Excel 2021软件进行数据统计与作图，使用IBM SPSS Statistics 26软件进行显著性和主成分分析（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗生长指标的影响

2.1.1 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗株高和茎粗的影响

不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗株高和茎粗的影响如图1。与CK相比，碱胁迫（M₀）处理下青花菜幼苗的株高在3 d时未表现出显著差异，在6，9，12 d 时显著降低，分别降低15.83%、14.29%、11.42%。与M₀相比，M₂在3，6，9 d时均显著提高，分别提高10.05%、13.71%、9.63%；M₃在3，6，9，12 d时均显著提高，分别提高15.90%、16.70、8.41%、11.84%。

与CK相比，M₀处理青花菜幼苗的茎粗在6 d，9 d，12 d时显著降低，分别降低6.91%、11.23%、19.45%。处理12 d时，M₂、M₃处理幼苗的茎粗较M₀处理显著增加，分别增加9.20%和11.84%。表明100~150 μmol/L MT处理对碱胁迫青花菜幼苗株高和茎粗的抑制有明显的缓解作用。

2.1.2 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗根长的影响

不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗根长的影响如图2所示。与CK相比，M₀处理6、9、12 d青花菜幼苗的根长均显著降低，分别降低21.29%、24.79%、31.64%。不同浓度外源MT对碱胁迫下青花菜幼苗根系的生长均无明显缓解作用，在处理12 d时均表现出显著的抑制作用。

2.1.3 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗干鲜质量的影响

不同浓度MT对Na₂CO₃胁迫下青花菜幼苗干鲜质量的影响见表2。与CK相比，M₀处理青花菜幼苗的地上部鲜、干质量，地下部鲜、干质量均显著降低，分别降低33.90%、23.36%、31.60%、13.33%。与M₀相比，M₁~M₄处理均不同程度的提高了青花菜幼苗地上部鲜、干质量，且随着浓度的增加呈先上升后下降的趋势；M₂处理可显著提高青花菜幼苗的地上部鲜质量，对地上部干质量、地下部鲜质量和干质量均无显著影响；M₅处理青花菜幼苗的鲜、干质量均显著降低。表明适宜浓度MT处理对碱胁迫青花菜幼苗地上部生长的抑制有明显的缓解作用，MT浓度过高可加剧碱胁迫对青花菜幼苗生长的抑制作用。

2.2 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗生理指标的影响

2.2.1 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗叶片叶绿素含量的影响

不同浓度MT对Na₂CO₃胁迫下青花菜幼苗叶片叶绿素含量的影响如表3所示。与CK相比，M₀处理下青花菜幼苗的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b均显著降低，分别降低3.55%、7.47%、24.79%。与M₀相比，青花菜幼苗的叶绿素含量随MT浓度的增加呈先增加后降低的趋势；M₂、M₃使叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b显著提高，分别提高25.76%、31.37%、26.78%和27.27%、33.33%、28.96%；叶绿素a/b无显著变化。

2.2.2 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗叶片光合作用的影响

图3为不同浓度MT对Na₂CO₃胁迫下青花菜幼苗叶片光合作用的影响。与CK相比，M₀处理3 d，6 d，9 d，12 d青花菜幼苗叶片的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）及蒸腾速率（T_r）均显著降低，分别降低19.71%、14.47%、10.19%、8.20%，24.40%、24.78%、48.56%、23.86%和14.92%、21.10%、28.99%、10.80%。与M₀相比，M₂~M₄处理3，6，9，12 d均不同程度提高青花菜叶片的P_n、G_s及T_r，且随着浓度的增加呈先增加后下降的趋势；M₂和M₃处理青花菜叶片的P_n和G_s均显著高于M₀处理，M₂分别提高7.11%~45.89%和14.72%~34.08%；M₃分别提高6.42%~54.02%和8.57%~39.46%。与CK相比，M₀处理3，6，9，12 d青花菜幼苗叶片的胞间CO₂浓度（C_i）均显著提高，分别提高11.75%、18.68%、22.03%、12.07%。与M₀相比，M₂和M₃处理3，6，9，12 d青花菜幼苗叶片C_i均显著降低，分别降低13.31%、20.83%、15.68%、17.47%和14.56%、18.62%、19.80%、11.74%。

2.2.3 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗相对电导率（REC）和丙二醛（MDA）含量的影响

不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗的REC和MDA含量的影响如图4所示。与CK相比，M₀处理下青花菜幼苗的REC和MDA含量在3~12 d 时均显著提高，分别提高8.40%、11.62%、13.16%、17.04%和8.56%、21.16%、25.81%、24.89%。与M₀相比，M₁~M₄处理均不同程度的降低REC和MDA含量，且随MT浓度的增加呈先降低后升高的趋势；M2处理6 d，9 d及处理3~12 d青花菜幼苗的REC及MDA含量均显著降低，分别降低8.04%、9.56%和5.56%、12.96%、7.69%、9.92%；M3处理6 d，9 d青花菜幼苗的REC及处理6 d，9 d，12 d青花菜幼苗的MDA含量均显著降低，分别降低8.82%、8.94%和12.11%、5.94%、6.50%；M5处理3~12 d青花菜幼苗的REC均显著提高，分别提高15.01%、9.06%、13.18%、16.39%。表明适宜浓度的MT处理会缓解青花菜幼苗细胞膜质过氧化程度，减轻细胞膜受碱性盐胁迫的影响，提高植株的抗逆性；浓度 过大会使青花菜幼苗叶片受到双重伤害。

2.2.4 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响

不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响见图5。与CK相比，M₀处理6，9，12 d青花菜幼苗的可溶性蛋白含量及处理3~12 d的可溶性糖含量均显著降低，分别降低17.62%、18.29%、27.59%和15.13%、17.40%、21.42%、23.19%。与M₀相比，可溶性蛋白和可溶性糖含量均随着MT浓度的增加呈先增加后下降的趋势。青花菜幼苗的可溶性蛋白含量在M₂处理6，9，12 d及M₃处理3，6，9，12 d均显著提高，分别提高19.83%、24.42%、23.10%和15.81%、22.25%、21.58%、30.41%。青花菜幼苗的可溶性糖含量在M₂、M₃处理3，6，9 d时均显著提高，分别提高16.10%、21.54%、24.24%和15.51%、18.62%、24.65%。表明在中度碱胁迫条件下，青花菜幼苗叶片喷施适量浓度MT可增加渗透物质的积累，降低碱胁迫对其造成的伤害。

2.2.5 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗相对含水量的影响

如图6-A为不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗相对含水量的影响。与CK相比，M₀处理3，6，9，12 d青花菜幼苗的相对含水量均显著降低，分别降低4.63%、12.37%、13.43%、20.66%。与M₀处理相比，M₁~M₄处理均不同程度的提高了青花菜幼苗的相对含水量，且随着浓度的增加呈先增加后降低的趋势；M₂处理9 d及M₃处理3~12 d青花菜幼苗叶片的相对含水量较碱胁迫处理显著提高，分别提高10.82%和1.60%、10.23%、10.82%、16.47%。说明60 mmol/L Na₂CO₃胁迫下，青花菜幼苗叶面喷施50~200 μmol/L MT均可缓解植物失水现象，250 μmol/L MT使青花菜幼苗受到Na₂CO₃和MT的双重胁迫。

2.2.6 不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗根系活力的影响

不同浓度MT处理对碱胁迫下青花菜幼苗根系活力的影响如图6-B所示。M₀处理6 d，9 d，12 d青花菜幼苗的根系活力较CK处理显著降低，分别降低28.74%、33.90%、38.19%。与M₀相比，M₂处理12 d的根系活力显著提高，提高了29.80%；M₃处理3，6，9，12 d根系活力均不同程度的提升，但无显著差异。

3 讨论

植物在幼苗期对碱性盐胁迫尤为敏感且易受到损伤，株高、茎粗、根长与地上部和地下部干鲜质量等生长特性是植物在逆境生存下的重要体现^［35］。蒋希瑶^［36］等研究结果表明，在60 mmol/L NaHCO₃ 胁迫下，番茄幼苗的生长、光合特性、抗氧化酶活性受到了显著抑制，活性氧积累和膜脂过氧化程度提高，细胞的完整性遭到破坏。已有研究表明^［37-39］，Na₂CO₃产生的胁迫主要有盐离子胁迫、渗透胁迫和高pH胁迫，其中高pH值是首要因素、离子毒害次之、渗透效应最小。本试验研究结果表明，60 mmol/L Na₂CO₃胁迫下青花菜幼苗的株高、茎粗、根长和生物量均受到了显著抑制，强碱性土壤破坏了土壤结构，严重影响了植物的正常生长。叶面喷施适量MT可以降低碱性盐胁迫对青花菜幼苗的伤害，提高青花菜幼苗的株高、茎粗、根长、相对含水量和生物量等，这与孙浩月等^［40］在褪 黑素缓解云豆幼苗生长与生理上的研究结果一致。

光合色素的积累往往与光合作用密切相关，叶绿素在光合作用的光吸收中起核心作用，叶绿素含量降低，光合作用也降低^［41］。已有研究表明在盐、干旱、低温等非生物胁迫下，植物中叶绿素极易降解，并且使叶绿素的合成受到影响，从而导致植物的叶绿素含量明显下降进而影响光合作用^［42-44］。引起P_n降低的因素有气孔限制和非气孔限制^［45］，当C_i和G_s同时下降，则气孔因素是主要的；如C_i升高而G_s下降，则非气孔因素是主要的^［46］。本研究结果表明，60 mmol/L Na₂CO₃胁迫下，青花菜幼苗叶片的净光合速率、气孔导度及蒸腾速率降低，胞间二氧化碳浓度提高，抑制了光合作用，这表明碱胁迫下非气孔限制是P_n下降的主要原因，这与刘建新等^［47］在燕麦、王晓等^［48］在白柳上的研究结果类似。外源施加100~150 μmol/L MT可显著提高碱胁迫条件下青花菜幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量，有效缓解碱胁迫对光合作用的抑制程度，P_n、G_s和T_r显著升高，C_i显著下降。250 μmol/L MT处理对青花菜幼苗的光合作用不仅没有缓解作用，反而加剧了碱胁迫对植物光能吸收、电子传递以及碳同化等过程的抑制作用。吴雪霞等^［49］研究发现，低温胁迫下，外源施加100~200 μmol/L MT，能提高茄子幼苗光合色素含量，促进光合作用。偶春^［50］等研究发现，外源施加适宜浓度MT能够促进香椿幼苗叶绿素的积累，提高植株的光合作用，浓度过大或过小，对光合作用和生物量的改善效果相对较差，这与本试验结果相似。由此推测，适宜浓度的外源MT具有有效改善气孔的功能，使植物在碱胁迫下重新打开气孔，对气孔限制的缓解有助于碱胁迫下光合作用的增强。

细胞膜的稳定性反映了植物耐碱性盐胁迫的能力。相对电导率是衡量细胞膜透性的重要指标，体现了细胞膜的完整性，其值越高说明细胞被破坏的程度越高^［51］。丙二醛（MDA）的含量是衡量细胞膜损伤情况的标准之一^［52］，植物器官衰老或在逆境下遭受伤害，往往发生膜质过氧化作用，碱胁迫能加速细胞膜的选择透过性，使膜质过氧化程度加速并生成MDA。刘婷婷^［53］等研究发现，不同浓度的褪黑素处理后，黄瓜幼苗叶片的MDA含量和叶片相对电导率均低于未处理，且在100 μmol/L浓度时的降低效果最明显，说明该浓度的褪黑素能够降低盐渍环境下黄瓜叶片内活性氧的积累，减轻细胞膜的氧化程度。刘政^［54］等研究结果表明，外源褪黑素处理可增强月季的抗氧化酶活性以及渗透调节物质的质量分数，从而抑制活性氧的积累，防止膜质过氧化程度加剧，提高耐盐性。本研究结果表明，叶面喷施100~150 μmol/L MT显著降低了碱胁迫下青花菜幼苗叶片的相对电导率和MDA含量，有效减轻了细胞膜质过氧化程度，提高青花菜幼苗的抗碱性盐胁迫能力。但250 μmol/L MT处理显著提高了青花菜幼苗叶片相对电导率和MDA含量，破坏了细胞膜的完整性，加剧了细胞膜质过氧化程度，对青花菜幼苗造成双重胁迫作用。这表明适量施用外源MT可以有效缓解碱胁迫对青花菜幼苗造成的伤害，减轻细胞膜质过氧化程度，提高抗逆性，而浓度过大反而加剧毒害作用，对叶片造成二次伤害。这可能是因为低浓度的MT对植物自由基抗性较弱，而高浓度的MT能激活某些蛋白质的氧化变化，从而抑制植物的生长。

渗透调节是一种植物抵御外界胁迫伤害，保障植株正常生长的生理机能。植物在逆境下会通过积累渗透调节物质来抵抗逆境胁迫的伤害^［55］。本试验研究结果表明，叶面喷施100~150 μmol/L MT显著提高青花菜幼苗的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量，提高植株的抗逆性。250 μmol/L MT处理显著降低了可溶性糖含量。范海霞等^［56］研究发现，盐胁迫条件下，MT处理能有效提高金盏菊抗氧化酶活性及降低脂质过氧化水平，促进可溶性蛋白和脯氨酸积累，改善光合荧光特性，最终表现为促进幼苗生长。吴鹏等^［57］研究发现，外源施加MT能够显著增加盐碱复合胁迫下黄瓜幼苗叶片的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量。这与本研究结果相似，这可能是由于在碱胁迫条件下MT促进了青花菜幼苗叶片合成新的蛋白质以提高渗透调节水平，关于这一推测有待进一步研究。

根系不仅是植物吸收水分，矿质营养及支持地上部的重要器官，同时也是植物体内许多重要物质的合成器官，根的生长情况和活力水平直接影响植物地上部的生长和产量水平^［58］。周永海^［59］等研究发现，甜瓜在高温胁迫下根系活力显著降低，外施褪黑素缓解了高温对甜瓜幼苗造成的伤害。王博伟^［60］等研究表明，高温胁迫导致叶用莴苣根系活力降低，外源施用褪黑素能显著缓解根系活力的降低，在一定程度上缓解高温胁迫对根系造成的伤害，维持根系正常的生理代谢活力。本研究结果发现，碱胁迫降低了青花菜幼苗的根系活力，阻碍了植物的生长，外源施加100~150 μmol/L MT可在一定程度上缓解Na₂CO₃的胁迫，提高青花菜幼苗的根系活力，但效果并不显著。这可能是由于随着土壤pH的增大，形成强碱性土壤环境，导致土壤固化、板结，次生盐碱化加剧，根系无法正常生长，叶面喷施MT对根系影响不大，根系生长主要还是取决于土壤环境。

4 结论

在60 mmol/L Na₂CO₃胁迫下，青花菜幼苗的生长、光合特性和渗透调节物质受到了显著抑制。外源喷施100~150 μmol/L MT处理能够有效缓解碱胁迫对植株造成的伤害，促进植株生长，降低细胞膜的膜质过氧化程度，提高植物抗盐碱胁迫能力。MT浓度过大（250 μmol/L）会使青花菜幼苗受到Na₂CO₃和MT的双重胁迫。

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基金资助

甘肃省科技技术创新引导计划项目(22CX8NA029)

青海省科技成果转化专项项目(2022-NX-123)

国家重点研发计划项目(2016YFD0201005)