全 文 ：第 33 卷 第 6 期
2011 年 11 月
北 京 林 业 大 学 学 报
JOURNAL OF BEIJING FORESTRY UNIVERSITY
Vol． 33，No． 6
Nov．，2011
收稿日期:2011--05--09
基金项目:国家自然科学基金项目(30571285、30671452)、山东省中青年科学家奖励基金项目(2008BS07006)。
第一作者:李强。主要研究方向:果树生理与分子生物学。电话:13811660618 Email:qiangli0115@ gmail． com 地址:271018 山东省泰安
市岱宗大街 61 号山东农业大学园艺学院。
责任作者:杨洪强，教授。主要研究方向:果树生理与分子生物学。电话:0538--8249304 Email:hqyang@ sdau． edu． cn 地址:同上。
本刊网址:http:∥ journal． bjfu． edu． cn
多胺含量及精胺和亚精胺对盐胁迫下
平邑甜茶膜脂过氧化的影响
李 强 杨洪强 沈 伟
(山东农业大学园艺科学与工程学院，作物生物学国家重点实验室，国家苹果工程技术中心)
摘要:以一年生平邑甜茶幼苗为材料，在水培条件下研究了盐胁迫下平邑甜茶叶片内源游离态多胺、丙二醛(MDA)
含量的变化以及外源多胺和多胺合成抑制剂对它们的影响。结果表明:盐胁迫下平邑甜茶叶片中 MDA 含量显著
增加，精胺(Spm)和亚精胺(Spd)含量明显降低，腐胺(Put)含量显著增加，(Spd + Spm)/ Put 显著降低，多胺总量降
低;外施精胺和亚精胺明显降低了盐胁迫下叶片 MDA 的含量，而外施多胺合成抑制剂明显提高了盐胁迫下叶片
MDA 的含量，加重了盐胁迫下平邑甜茶的膜脂过氧化。精胺和亚精胺能够减轻盐胁迫所导致的平邑甜茶叶片膜
脂氧化损伤。
关键词:多胺;盐胁迫;丙二醛
中图分类号:S718. 43 文献标志码:A 文章编号:1000--1522(2011)06--0173--04
LI Qiang; YANG Hong-qiang; SHEN Wei． Polyamine content and effects of spermine and
spermidine on lipid peroxidation induced by salt stress in Malus hupehensis Rehd． Journal of
Beijing Forestry University (2011)33(6)173--176［Ch，14 ref．］ State Key Laboratory of Crop Biology，
National Apple Engineering Technology Center， College of Horticulture Science and Engineering，
Shandong Agricultural University，Taian，271018，P． R． China．
Changes in the content of endogenous polyamines and malondialdehyde (MDA) responding to
salinity stress and effects of exogenous polyamines and the polyamine biosynthesis inhibitor on polyamines
and malondialdehyde (MDA)content were investigated in leaves of 1-year-old Malus hupehensis Rehd．
seedlings grown in hydroponic systems． Results showed that the content of free putrescine (Put)was
increased，and the content of free Spd and Spm and (Spd + Spm)/ Put ratio in leaves were significantly
decreased under salt treatment． Accumulation of MDA was significantly decreased treated with exogenous
Spd or Spm under salt stress． Moreover， the polyamine biosynthesis inhibitor aggravated the lipid
peroxidation caused by salt stress in M． hupehensis，and the content of MDA was increased markedly． It
suggests that spermidine and spermine could alleviate the damages on lipid peroxidation induced by salt
stress in M． hupehensis．
Key words polyamines;salt stress;malondialdehyde
盐碱会给植物造成离子毒害、渗透胁迫和营养
不平衡，引起膜脂过氧化，并能够导致细胞死亡［1］，
而植物为适应盐碱等不良环境，会主动积累一些小
分子物质来调节胞内渗透势，其中包括脯氨酸［2］、
多胺［3］等一系列含氮化合物。多胺是具有较高生
物活性的低分子质量的含氮脂肪族化合物，主要包
括腐胺(Put)、精胺(Spm)、亚精胺(Spd)等。大量
研究表明:内源多胺可作为激素媒介或通过直接调
节生物大分子而调节植物生长发育［4］和抗逆性
等［5］;外源多胺同样对植物抗逆性有调节作用，比
如，外源多胺能够缓解盐胁迫对大麦 (Hordeum
vulgare)种子萌发及幼苗生长的抑制作用［6］，明显提
高氯化镉胁迫下平邑甜茶(Malus hupehensis)叶片
SOD 和 POD 活性，降低 O·2的产生速率
［7］，减轻氯化
钠对石榴(Punica granatum)扦插苗生长的抑制
等［8］。
DOI:10.13332/j.1000-1522.2011.06.015
平邑甜茶是优良的苹果砧木，具有高度无融合
生殖能力，个体生长较一致，方便用于试验研究［9］。
膜脂过氧化是植物遭受伤害的典型反应，丙二醛
(MDA)作为膜脂发生过氧化的最终产物是衡量膜
脂过氧化程度的重要指标。本研究以平邑甜茶为试
材，通过施用外源精胺和亚精胺及多胺合成抑制剂，
研究盐胁迫下内源多胺及 MDA 的变化，探讨多胺
对盐胁迫下平邑甜茶膜伤害的缓解作用。
1 材料与方法
1. 1 试材与试材处理方法
试验在山东省果树生物学重点实验室进行。试
验材料为具有 6 ～ 8 片真叶平邑甜茶实生幼苗。试
验时选取长势一致幼苗用去离子水将根系洗净，在
1 /2 的 Hogland 完全营养液中过渡培养 1 d，然后进
行以下处理:
1)NaCl 浓度试验:将幼苗置于用 1 /2Hogland
完全营养液配置的 0、50、100、150、200 mmol /L NaCl
溶液中，处理 48 h。
2)外施精胺和亚精胺试验:处理液均用 1 /
2Hogland 完全营养液配置而成。试验设计:①对照
1(CK) ，即 1 /2 的 Hogland 完全营养液;②对照 2
(NaCl) ，150 mmol /L NaCl;③ Spd，200 μmol /L
Spd;④Spm，200 μmol /L Spm;⑤NaCl + Spd，150
mmol /L NaCl + 200 μmol /L Spd;⑥NaCl + Spm，150
mmol /L NaCl + 200 μmol /L Spm;处理 48 h。
3)外施多胺合成抑制剂试验:处理液均用 1 /
2Hogland 完全营养液配置而成。试验设计:①对照
1(CK) ，即 1 /2 的 Hogland 完全营养液;②对照 2
(NaCl) ，150 mmol /L NaCl;③D-Arg(D-精氨酸) ，1
mmol /L D-Arg;④ DFMO(二氟甲基鸟氨酸) ，1
mmol /L DFMO; ⑤ NaCl + D-Arg， 150 mmol /L
NaCl + 1 mmol /L D-Arg;⑥ NaCl + DFMO， 150
mmol /L NaCl + 1 mmol /L DFMO;处理 48 h。选取
植株顶端 3 ～ 4 片幼嫩且一致的叶片于液氮中保存。
以上试验重复 3 次，试验结果取平均值。
1. 2 测定方法
1)多胺测定:采用荧光--薄层层析法。称取定
量鲜样，5%高氯酸冰浴下匀浆，冰浴浸提 1 h(其间
摇晃 2 次，每 20 min 一次) ，高速(26 000 g)冷冻离
心 20 min，取上清液，用丹磺酰氯丹磺化后作薄层层
析(展开剂为 V(氯仿)∶ V(三乙胺)= 100 ∶ 20) ，层
析后将硅胶板在紫外分析仪下检出(激发波长 350
nm) ，对照标样刮取各含有荧光的硅胶斑点，用乙酸
乙酯溶解，在荧光分光光度计(FL-4500)上检测、定
量 3 种多胺的含量，Ex = 337 nm，Em = 495 nm。所
用标样精胺、亚精胺、腐胺以及丹磺酰氯均为 Sigma
公司产品。
2)丙二醛含量测量:采用 Shalata 等［10］的方
法。
2 结果与分析
2. 1 NaCl 胁迫对平邑甜茶丙二醛含量的影响
由图 1 可知，MDA 含量随 NaCl 浓度的增大而
升高，统计学分析表明，与 CK 相比，150 和 200
mmol /L NaCl 处理时 MDA 含量的增加均达到显著
水平(P ＜ 0. 05)。
图 1 NaCl 对平邑甜茶叶片 MDA 含量影响
Fig． 1 Effects of NaCl on MDA content in leaves of M． hupehensis
2. 2 NaCl 胁迫对平邑甜茶多胺含量的影响
腐胺(Put)是一种二胺，由图 2 可见，随 NaCl 浓
度的增加，叶片游离腐胺含量逐渐上升，在 200
mmol /L 达到显著水平(P ＜ 0. 05)。亚精胺(Spd)和
精胺(Spm)是在腐胺的基础上形成的三胺和四胺，
由图 2 可知，游离亚精胺和精胺含量随盐浓度的增
加逐渐下降，在浓度 200 mmol /L 时，分别降低了
51. 4%、53. 9%，也达到了显著水平(P ＜ 0. 05)。
图 2 NaCl 对平邑甜茶叶片多胺含量的影响
Fig． 2 Effects of NaCl on polyamine content
in leaves of M． hupehensis
盐胁迫引起的 Spd 和 Spm 含量的降低以及 Put
含量的升高是反映其对盐胁迫抗性的一个重要因
素，即(Spd + Spm)/ Put 比值的高低与植物耐盐性的
强弱是密切相关的。图 3 和图 4 显示，多胺总量
471 北 京 林 业 大 学 学 报 第 33 卷
(Put + Spd + Spm)以及(Spd + Spm)/ Put 的比值也
随着盐浓度的增高而降低，并在 NaCl 浓度为 200
mmol /L 时降到最低。
图 3 NaCl 对平邑甜茶叶片多胺总量的影响
Fig． 3 Effects of NaCl on PAs content
in leaves of M． hupehensis
图 4 NaCl 胁迫对平邑甜茶(Spd + Spm)/ Put 的影响
Fig． 4 Effects of NaCl on (Spd + Spm)/ Put
in leaves of M． hupehensis
2. 3 外源精胺和亚精胺对 NaCl 胁迫下平邑甜茶
MDA 含量的影响
由图 5 可见:在正常情况下(没有 NaCl 处理) ，
Spd 和 Spm 处理幼苗的 MDA 含量与 CK 相比没有
明显差别;但 NaCl 胁迫下，NaCl + Spm 和 NaCl +
Spd 处理幼苗的 MDA 含量明显低于 NaCl 处理(P ＜
0. 05)。
2. 4 多胺合成抑制剂对 NaCl 胁迫下平邑甜茶膜
脂过氧化的影响
精氨酸脱羧酶(arginine decarboxylase，ADC)和
鸟氨酸脱羧酶(ornithine decarboxylase，ODC)是多
胺合成的关键酶，D-精氨酸(D-Arg)和二氟甲基鸟
氨酸(DFMO)分别为 ADC 和 ODC 活性抑制剂，能
够降低内源多胺含量。
由图 6 可见:在正常情况下(没有 NaCl 处理) ，
D-Arg 和 DFMO 明显提高了叶片 MDA 含量，提高水
图 5 多胺对 NaCl 胁迫下平邑甜茶叶片 MDA 含量的影响
Fig． 5 Effects of polyamine on MDA content
in NaCl-treated leaves of M． hupehensis
图 6 多胺合成抑制剂对 NaCl 胁迫下平邑甜茶叶片
MDA 含量的影响
Fig． 6 Effects of polyamine biosynthesis inhibitor on MDA content
in NaCl-treated leaves of M． hupehensis
平与 NaCl 处理相当;但在 NaCl 胁迫下，外施 D-Arg
和 DFMO 后叶片 MDA 含量升高幅度更大，不仅高
于 CK，也高于 NaCl 处理。这说明降低内源多胺水
平不利于细胞膜的稳定，在 NaCl 胁迫下，抑制内源
多胺合成会加剧盐胁迫导致的叶片膜脂过氧化。
3 结论与讨论
盐胁迫条件下，植物细胞电子传递中泄漏的电
子增加，活性氧大量产生，从而细胞膜脂受到氧化损
伤［11
--13］。本试验结果显示，盐胁迫同样会使平邑甜
茶叶片发生氧化损伤。植物可以通过积累一些小分
子化合物而主动抵御盐胁迫，多胺就是这类化合物。
一般耐盐性较强的植物在盐胁迫下能够积累较高含
量的多胺，尤其是 Spd 与 Spm［14］。因此，如果内源
多胺含量降低，植物耐盐性就会下降，就会受到伤
害。本试验结果显示，随着盐浓度的增高，平邑甜茶
叶片中多胺总量以及 Spd 和 Spm 含量均逐渐降低，
而与之相伴随的是 MDA 含量逐渐升高，表明细胞
膜脂受到了氧化伤害。此外，多胺合成抑制剂 D-
Arg 和 DFMO 使 MDA 含量增加，进一步表明内源多
胺含量降低不利于膜脂的稳定。
多胺作为脂肪族的碱性化合物，本身易与生物
571第 6 期 李 强等:多胺含量及精胺和亚精胺对盐胁迫下平邑甜茶膜脂过氧化的影响
膜中脂类物质结合，同时在正常的细胞环境下，多胺
带有大量的正电荷，可以与带负电的多不饱和脂肪
酸、核酸以及蛋白质结合，应当能够稳定生物膜和生
物大分子，增强抗伤害能力。事实上，也正如本试验
结果所反映的，在盐胁迫下外用精胺和亚精胺，能够
增强平邑甜茶叶片生物膜抵抗盐胁迫伤害的能力
(MDA 含量降低) ;反之，在盐胁迫下施用多胺合成
抑制剂，会加重生物膜的氧化伤害(MDA 含量进一
步升高)。这从正反两方面证明，精胺和亚精胺能
够减轻盐胁迫所导致的氧化损伤，增强平邑甜茶对
盐胁迫的适应能力。
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(责任编辑 董晓燕)
671 北 京 林 业 大 学 学 报 第 33 卷