Влияние солевого стресса на физиологические показатели, содержание и состав эфирного масла Melastomataceae
В последние годы в связи со все более серьезной проблемой засоления почв наблюдается избыток Na+ или CL - в почве. Более 20% пахотных земель в мире страдают от солевого стресса. Засоление почвы может повлиять на прорастание и рост семян растений, фотосинтез, ионный баланс и баланс питательных веществ, что приводит к невозможности нормального роста растений. Поэтому посадка солеустойчивых растений является не только эффективным способом улучшения экологической обстановки на засоленных щелочных землях, но и может способствовать развитию животноводства и повышению экономической выгоды засоленных щелочных земель. Яо и др. обнаружили, что определенная концентрация сложной солевой формулы может увеличить производство эфирного масла Ocimum basilicum L., но не оказывает существенного влияния на шесть основных компонентов эфирного масла. Фенг и др. обнаружили, что хотя солевой стресс может привести к снижению содержания ароматических компонентов в эфирном масле Rosa rugosa Thunb., он также может увеличить количество ароматических компонентов в эфирном масле. Как видно, соответствующая обработка солевым стрессом может в разной степени влиять на содержание и состав эфирного масла ароматических растений.
Melaleuca bracteata F. Muell относится к семейству Миртовые и является вечнозеленым деревом в роде Melaleuca. Оно не только обладает широкими возможностями выживания, засухоустойчивостью и устойчивостью к соленой щелочи, но и может быть высажено от провинции Хайнань до районов к югу и даже северу от бассейна реки Янцзы. Она также имеет высокую декоративную ценность и часто используется для озеленения городских дорог в прибрежных районах. Листья Melaleuca bracteata богаты растительными эфирными маслами с сильным ароматом. Основные компоненты включают эфиры, сложные эфиры, углеводороды, фенолы, спирты, альдегиды и др. Наибольшее содержание эфирного масла приходится на метил эвгенол, который обладает значительной эфиромасличной активностью и способен убивать клещей и привлекать насекомых рода Drosophila. Он также обладает функцией привлечения дрозофилы, золотистого стафилококка, псевдомонад и др. Все семь патогенов обладают значительным ингибирующим действием. В настоящее время как в стране, так и за рубежом проводятся исследования, посвященные солевому и щелочному стрессу, выращиванию черенков, водному стрессу и другим аспектам Qiancengjin. Данн и др. исследовали эффективность посадки древесных пород на засоленных щелочных землях в юго-восточном Квинсленде, Австралия. Исследование показало, что Qiancengjin обладает высокой солеустойчивостью, выдерживая засоление до 1,5 дС/м. Исследование Цю и др. показало, что когда субстратом для черенков служит вермикулит, эффект черенкования Цяньчэнцзиня лучше всего проявляется при обработке ветвей Цяньчэнцзиня 200 мг/л укоренителя в течение 3 часов. Хоу и др. обнаружили, что Qiancengjin обладает сильной засухоустойчивостью, которая может облегчить ущерб от засухи за счет увеличения содержания хлорофилла в условиях засухи, и растения не погибнут в условиях экстремальной засухи. Однако существует мало сообщений об экологической адаптивности Qiancengjin, посаженного на засоленных щелочных землях, и влияние солевого стресса на содержание и состав эфирного масла Qiancengjin пока не ясно.
Для изучения роста Melastomataceae на засоленных щелочных землях в данном исследовании проводилась обработка Melastomataceae солевым стрессом с использованием различных градиентов концентрации соли. Цель состояла в том, чтобы получить более глубокое понимание физиологических показателей, содержания эфирного масла и состава растений Melastomataceae в условиях солевого стресса, а также предоставить рекомендации для посадки и развития Melastomataceae на засоленных щелочных землях.

Площадь засоленных щелочных земель в Китае составляет около 99 миллионов гектаров. Когда в почве накапливается большое количество соли, это вызывает ряд физических нарушений в почве, тем самым нанося вред экологической обстановке. Избыток ионов соли в почве может повредить структуру клеток растений, что приведет к осмотическому стрессу. Некоторые ионы могут непосредственно отравлять растения, вызывая изменения в морфологии и структуре растений, что приводит к аномальному росту растений. В нормальных условиях роста, благодаря накоплению вредных веществ в растительном организме и поддержанию относительно сбалансированного состояния между защитными системами, растение растет более выносливым.
В этом эксперименте при увеличении концентрации NaCl тенденция изменения содержания пролина в листьях Lonicera japonica совпадала с таковой у солеустойчивого растения Rhizophora stylosa при различных концентрациях солевого стресса. Таким образом, можно предположить, что соответствующее содержание соли действительно благоприятно для роста золотарника слоевищного. Однако при обработке NaCl в низкой концентрации (100-200 ммоль/л) содержание малондиальдегида в листьях Lonicera japonica не претерпело значительных изменений, что указывает на то, что при такой концентрации листья были менее повреждены перекисным окислением липидов мембран и обладали сильной стрессоустойчивостью. При концентрации NaCl 300 ммоль/л содержание малондиальдегида снижалось, что может быть связано с регуляцией антиоксидантной ферментной системы. В дальнейшем, при увеличении концентрации NaCl, содержание малонового диальдегида продолжало расти, что свидетельствует о том, что высокие концентрации NaCl (400-500 ммоль/л) постепенно увеличивают степень повреждения клеточной мембраны листьев Lonicera japonica, а также указывает на то, что Lonicera japonica достигла предела толерантности к солевому стрессу при данной концентрации. Изменения активности антиоксидантных ферментов при солевом стрессе являются важными показателями солеустойчивости растений, а POD и CAT - важным содержанием для изучения устойчивости растений к стрессу. Активность ПОД и КАТ в листьях Цяньчэнцзиня была выше, чем в контрольной группе (CK) при обработке 100-400 ммоль/л NaCl, и достигала максимальных значений при обработке 300 ммоль/л NaCl. Видно, что Qiancengjin устойчив к повреждениям, вызванным солевым стрессом, и регулирует уровень двух антиоксидантных ферментов в зависимости от концентрации различных солевых стрессов. В целом, показано, что в условиях солевого стресса Qiancengjin может саморегулироваться и проявлять хорошую солеустойчивость и антиоксидантные свойства.
Эфирные масла растений обладают различной биологической активностью, такой как антибактериальные, антиоксидантные и противовоспалительные свойства, и являются важными вторичными метаболитами некоторых растений. Исследования показали, что растения розы (Rosa rugosa Thunb.) содержат наибольшее количество ароматических компонентов в эфирном масле при обработке 50 ммоль/л NaCl; растения базилика могут увеличить содержание эфирного масла после обработки соответствующим солевым раствором. Как видно, соответствующий солевой стресс действительно может вызывать изменения в составе и содержании ароматических эфирных масел растений. Данное исследование показало, что обработка различными концентрациями NaCl оказывает значительное влияние на накопление эфирного масла в листьях Lonicera japonica. При обработке солью в концентрации 100-300 ммоль/л содержание эфирного масла значительно увеличивается. Когда концентрация солевого стресса превышает предел толерантности Lonicera japonica, рост и развитие растений ингибируются, что приводит к снижению содержания эфирного масла, выделяемого из листьев Lonicera japonica. Поэтому производство эфирного масла в растениях Цяньчэнцзинь можно увеличить, обработав их 100-300 ммоль/л NaCl. Интересно, что хотя содержание эфирного масла в листьях Lonicera japonica увеличилось на 22,34%, 22,14% и 57,83% по сравнению с CK при обработке NaC1 в концентрациях 100-300 ммоль/л, компоненты эфирного масла листьев уменьшались с увеличением концентрации солевого стресса, в то время как содержание основного компонента метилэвгенола в эфирном масле не показало значительных изменений. Как видно, солевой стресс хотя и снизил содержание компонентов в эфирном масле листьев Lonicera japonica japonica, но не повлиял на качество эфирного масла.
Таким образом, при обработке 100-300 ммоль/л NaCl Цяньчэнцзинь проявляет сильную солеустойчивость и антиоксидантную активность. Не только все физиологические показатели в норме, но и содержание эфирного масла в листьях также увеличивается с увеличением концентрации. Таким образом, ожидается, что Qiancengjin станет солеустойчивым растением для посадки на засоленной почве, что может не только украсить окружающую среду и улучшить экологическую обстановку на засоленной почве, но и повысить производство эфирного масла и экономическую ценность.