全 文 ：收稿日期:2004-03-05
基金项目:湛江师范学院专项研究项目(Z0110).
作者简介:刘晚苟(1965— ), 男 ,湖南茶陵人 , 湛江师范学院生命科学与化学学院副教授 , 从事土壤-作物水分关
系研究.
　　 2004 年 6 月第 25 卷 第 3期 湛江师范学院学报JOURNAL OF ZHANJIANG NORMAL COLLEGE
Jun.,2004
Vol.25　No.3
壳聚糖对沿阶草叶片抗渗透胁迫的影响
刘晚苟 ,廖锡佳
(湛江师范学院 生命科学与化学学院 , 广东 湛江 524048)
摘　要:在 20%PEG -6000 渗透胁迫下 , 用不同浓度的壳聚糖对离体沿阶草(Ophiopogon
bodinieri Levl)离体叶片处理 12 h 后 ,测定其相对含水量 、叶绿素含量 、过氧化物酶活性和脯氨酸含
量.结果表明 ,渗透胁迫下 , 壳聚糖可减缓叶片中水分的丧失以及叶绿素含量的下降 , 并能提高过氧
化物酶活性和增加脯氨酸含量 , 这些研究表明壳聚糖能有效缓解渗透胁迫对植物的伤害 , 提高植物
的抗旱性.
关键词:壳聚糖;沿阶草;渗透胁迫
中图分类号:O413.1　　文献标识码:A　　文章编号:1006-4702(2004)03-0055-03
壳聚糖(Chitosan ,简称 CTS)是天然多糖甲壳素(chitin)的降解产物 ,学名是 β(1 ,4)-2-氨基
-2-脱氧-D-葡萄糖[ 1] .能溶于稀酸溶液中 ,其溶液粘稠 ,易于成膜且吸水性强 ,透氧量大.壳
聚糖可以诱发植物的防御机制[ 2] ,抑制某些病菌生长繁殖[ 3] ,增强植物几丁质酶的活性[ 4] ,可作
为植物生长调节剂 、植物病害的诱抗剂及果蔬保鲜剂等[ 5] ,而且不会对环境造成污染 ,所以这种
天然的生物材料必将具有广阔的应用前景.但目前还未见壳聚糖与植物抗旱性关系的报道.本试
验研究渗透胁迫下不同浓度壳聚糖对沿阶草叶片与抗渗透有关的生理指标的影响.
1　材料与方法
1.1　实验材料
沿阶草(Ophiopogon bodinieri Levl)叶片 ,采于湛江师范学院人工草坪;壳聚糖(CTS)由福建
莆田市中盛伟业有限公司提供.以沿阶草的第 3 、4叶为实验材料 ,20%聚乙二醇(PEG-6000)作
为渗透胁迫物质 ,壳聚糖(CTS)用1%醋酸溶解.
1.2　实验方法
1.2.1　渗透胁迫处理
选取生长一致的沿阶草叶片 ,浸于下列溶液中进行渗透胁迫处理:1 、PEG+1%醋酸;2 、PEG
+0.4%CTS+1%醋酸;3 、PEG+0.8%CTS +1%醋酸;4 、PEG+1.2%CTS +1%醋酸;5 、PEG+1.
6%CTS +1%醋酸;6 、PEG+2.0%CTS +1%醋酸;7 、1%醋酸;8 、蒸馏水.其中 PEG+1%醋酸 、
1%醋酸 、蒸馏水作为对照 ,均置于自然光和室温下浸泡处理 12 h ,然后取出测定叶片的生理指标.
1.2.2　测量指标及方法
相对含水量(RWC)、叶绿素含量 、过氧化物酶活性(POD),采用张志良方法测量[ 6] .脯氨酸含
量用磺基水杨酸法测定[ 7] .
2　结果与分析
2.1　渗透胁迫下 ,不同浓度壳聚糖处理对沿阶草叶片相对含水量的影响
由图 1可看出 ,胁迫处理后沿阶草的含水量都有所下降 , 20%PEG+1%醋酸处理的样品下
降最明显.在相同渗透胁迫条件下添加不同浓度的壳聚糖 ,能减少叶片水分的损失 ,水分下降的
幅度随着壳聚糖浓度的增大而减少 ,壳聚糖浓度在 2%时下降幅度最小.这是因为壳聚糖溶液粘
稠 ,易于成膜且吸水性强.
2.2　渗透胁迫下 ,不同浓度壳聚糖处理对沿阶草叶片叶绿素含量的影响
由图可知 ,在渗透胁迫下 ,沿阶草的叶绿素含量都有所下降 ,20%PEG+1%醋酸处理的样品
下降最明显.添加不同浓度的壳聚糖 ,能减少叶片叶绿素的破坏 ,随着壳聚糖浓度的增大 ,叶绿素
下降的幅度大为减少.原因是 PEG渗透胁迫诱导体内自由基大量积累 ,导致膜脂过氧化 ,从而破
坏叶绿素[ 8] .实验结果表明 ,壳聚糖能诱导体内过氧化物酶活性的提高(见 2.3),降低体内自由
基活性 ,从而减少自由基对叶绿素的破坏作用.
图 1　不同浓度壳聚糖处理对沿阶草离体叶片相含水量和叶绿素含量的影响
横坐标:1.蒸馏水 ,2.1%醋酸 , 3.PEG+1%醋酸 , 4.PEG+0.4%CTS+1%醋酸 ,5.PEG+0.
8%CTS+1%醋酸 ,6.PEG+1.2%CTS+1%醋酸 ,7.PEG+1.6%CTS+1%醋酸 ,8.PEG+2.0%CTS
+1%醋酸
表1　不同浓度壳聚糖处理对沿阶草离体叶片过氧化物酶(POD)活性和脯氨酸含量的影响情况
处　　理 POD活性(■A470/min g FW) 脯氨酸含量(μg/ gF)
蒸馏水(CK) 1.518 23.45
1%醋酸 0.616 24.71
20%PEG+1%醋酸 0.406 26.24
0.4%CTS+PEG+1%醋酸 0.245 286.97
0.8%CTS+PEG+1%醋酸 1.328 297.61
1.2%CTS+PEG+1%醋酸 1.312 306.54
1.6%CTS+PEG+1%醋酸 1.628 386.32
2.0%CTS+PEG+1%醋酸 2.14 412.36
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2.3　渗透胁迫下 , 不同浓度壳聚糖处理对沿阶草叶片过氧化物酶(POD)活性含量的影响
从表 1可以看出 ,在渗透胁迫下 ,POD活性明显增强.用不同浓度的壳聚糖处理都能使沿阶
草叶片 POD活性增强 ,壳聚糖的浓度在 0.4%时 POD活性最强.POD广泛存在于植物组织中 ,其
活力的变化在相当大的程度上代表或反映了机体内自由基的代谢概况[ 9] ,渗透胁迫下 POD活性
增高 ,使植物体内的保护能力增强.壳聚糖能使 POD活性维持在较高的水平 ,从而抑制膜脂过氧
化 ,降低渗透胁迫过程中膜损伤程度 ,减少细胞中水分的散失 ,提高其抗旱性 ,因而适宜浓度壳聚
糖处理叶片能提高其抵抗逆境的能力增强.
2.4　渗透胁迫下 ,不同浓度壳聚糖处理对沿阶草叶片脯氨酸含量的影响
从表 1还可以看出 ,在渗透胁迫下 ,脯氨酸含量明显增强 ,且随着壳聚糖浓度的增加活性增
强.脯氨酸是一种溶解度很大的可溶性渗透物质 ,具有抵抗渗透胁迫的能力 ,其作用是保持细胞
与环境渗透平衡 ,防止水分散失 ,并与细胞内的一些化合物形成聚合物 ,类似亲水胶体 ,保护膜结
构的完整性 ,从而减少渗透胁迫的伤害.
3　结　论
本实验结果表明 ,壳聚糖能提高渗透胁迫下沿阶草脯氨酸的含量 ,从而降低细胞渗透势 ,有利
于水分的保持;壳聚糖能使 POD活性维持在较高的水平 ,抑制膜脂过氧化作用 ,降低渗透胁迫对叶
绿素的破坏作用.因此 ,壳聚糖可提高植物抵抗渗透胁迫的能力 ,有助于植物在干旱环境中生存.
参考文献:
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Effects of Chitosan on the Osmotic Stress Resistance of
the Ophiopogon Bodinieri Levl.Leaves
LIU Wan-gou , Liao Xi-jia
(Life Science and Chemistry School , Zhanjiang Normal College , Zhanjiang , Guangdong , 524048, China)
Abstract:Under the osmotic stress of 20%PEG-6000 , the detached Ophiopogon bodinieri Levl.
leaves were treated with chitosan in different concentrations for 12 h.The results showed that , under the os-
motic stress , chitosan could maintain both the relative water proportion , and the chlorophyll proportion in
leaves higher than that of the control group.Meanwhile , treated with chitosan , the peroxidase activity en-
hanced and the proline proportion increased.It is concluded that chitosan can effectively alleviate the dam-
age of the osmotic stress to ophiopogon bodinieri Levl.leaves , hence improviong the water stress resistance.
Key words:chitosan;ophiopogon bodinieri levl.;osmotic stress
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