天然生物刺激剂（DLFJ4%与DBH6%）通过重塑大豆幼苗生理生化及抗氧化防御系统缓解盐胁迫的作用机制研究

本文系统探讨了稀释柠檬汁（DLFJ4%）和稀释蜂蜜（DBH6%）作为天然生物刺激剂（NBSs），通过种子引发技术增强大豆（Glycine max）幼苗耐盐性的生理机制。研究表明，两种生物刺激剂能显著提升盐胁迫下（ECw=8.60 dS m–1）幼苗的萌发率、生物量、光合效能及离子稳态，并通过激活抗氧化酶系统（SOD/CAT/APX/GR）和渗透调节物质（可溶性糖、脯氨酸）协同降低氧化损伤标志物（MDA、EL、ROS）。其中DBH6%表现更优，为可持续农业提供了低成本、生态友好的盐碱地改良策略。

　　

引言

大豆（Glycine max L.）作为全球最重要的豆类经济作物，其生产常受盐胁迫制约。土壤盐渍化导致作物减产超50%，而盐胁迫会引发渗透失衡、离子毒性和活性氧（ROS）爆发，进而抑制种子萌发、破坏光合机构及膜完整性。近年来，天然生物刺激剂（NBSs）因其富含氨基酸、维生素、抗氧化剂等生物活性成分，成为增强作物抗逆性的绿色策略。本研究首次将稀释柠檬汁（DLFJ_4%）和稀释蜂蜜（DBH_6%）用于大豆种子引发，探讨其通过调控生理生化及抗氧化通路缓解盐胁迫的潜力。

材料与方法

实验于2024年5月在埃及法尤姆大学实验农场进行。选用Giza-111大豆品种，种子经灭菌后分别用DLFJ_4%（稀释柠檬汁，总可溶性固形物4%）和DBH_6%（稀释蜂蜜，总可溶性固形物6%）引发8小时，以无菌去离子水（SD.H₂O）为对照。幼苗培养期间分别浇灌正常水（EC=1.60 dS m^–1）或盐水（EC=8.60 dS m^–1）。播种15天后测定生长指标、光合参数、氧化应激标志物（O₂^•–、H₂O₂、MDA、EL）、抗氧化酶活性、养分含量及植物激素水平。

结果

种子萌发与生长

盐胁迫使种子萌发率（GP）下降42%，幼苗鲜重（SFW）和干重（SDW）分别降低47%和50%，根系活性（RA）减少38%。而DLFJ_4%和DBH_6%引发后，盐胁迫下GP提升51%-67%，SFW和SDW增幅达64%-105%，DBH_6%效果显著优于DLFJ_4%。

光合特性与叶片完整性

盐胁迫导致总叶绿素（TChls）和类胡萝卜素（TCars）含量下降50%以上，PSII最大光化学效率（F_v/F_m）及性能指数（PI_ABS）降低40%-46%，叶片相对含水量（RWC）和膜稳定性指数（MSI）分别下降42%和49%。生物刺激剂处理显著恢复这些参数，其中DBH_6%使盐胁迫下TChls和TCars含量提升124%和91%，RWC和MSI改善70%和94%。

氧化损伤与抗氧化响应

盐胁迫下O₂^•–和H₂O₂含量激增232%和165%，MDA和EL水平上升275%和281%。DLFJ_4%和DBH_6%处理使ROS标志物降低43%-61%，脂质过氧化损伤指标下降54%-73。同时，抗氧化酶SOD、CAT、APX、GR活性提升15%-31%，抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH） redox状态显著改善。

养分稳态与激素调控

盐胁迫导致Na⁺积累320%，而K⁺、Ca²⁺、N、P等必需元素含量下降33%-48%，K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺比值暴跌84%-86%。生物刺激剂处理逆转这一趋势，DBH_6%使K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺比值提升410%和457%。植物激素方面，盐胁迫下IAA、GA₃、CKs含量下降56%-57%，ABA上升135%，而DBH_6%引发使促生长激素水平恢复76%-137%，ABA降低57%。

讨论

DBH_6%和DLFJ_4%通过多重机制增强大豆耐盐性：

1. 1.
   渗透调节与膜保护：提升可溶性糖和脯氨酸含量，维持细胞水势及膜完整性；
2. 2.
   抗氧化网络激活：协同增强酶促（SOD/CAT/APX/GR）和非酶促（AsA/GSH）抗氧化系统，高效清除ROS；
3. 3.
   离子稳态重构：抑制Na⁺吸收并促进K⁺、Ca²⁺转运，优化离子平衡；
4. 4.
   激素信号重编程：上调IAA、GA₃、CKs并抑制ABA，缓解盐胁迫生长抑制。
   DBH_6%因富含酚酸、黄酮类及微量元素，在生物活性成分协同性上表现更优。

结论与展望

本研究证实DBH_6%可作为高效、低成本的天然生物刺激剂，通过重塑抗氧化防御和离子稳态系统显著提升大豆耐盐性。未来需开展田间试验验证其长期效应，并深入解析其活性成分与植物盐响应通路的互作机制，为可持续农业提供理论依据。