全 文 ：罗　英 ,杨仁强 ,肖　莲 ,等.水杨酸预处理对水分胁迫下凤仙花幼苗抗氧化能力的影响 [ J] .江苏农业科学 , 2010(6):243-245.
水杨酸预处理对水分胁迫下凤仙花幼苗
抗氧化能力的影响
罗　英 , 杨仁强 , 肖　莲 , 罗明华
(绵阳师范学院生命科学与技术学院 ,四川绵阳 621000)
　　摘要:研究了水分胁迫下凤仙花幼苗叶片的相对含水量(RWC)、电解质渗漏率 、H2O2和丙二醛(MDA)含量与超
氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的变化以及外源水杨
酸(SA)预处理对这些参数变化的影响。结果表明:随着水分胁迫时间的延长 ,对照幼苗叶中的 RWC降低 , 丙二醛 、
H2O2含量和电解质渗漏增加 , SA预处理则延缓了上述参数变化。 水分胁迫降低了凤仙花幼苗叶中 SOD、POD、CAT
和 APX活性;SA预处理后明显降低了 CAT和 APX活性 , 但在随后的水分胁迫过程中 ,经过 SA预处理的凤仙花幼苗
叶片的 POD、CAT、APX、SOD活性显著高于对照组植物。结果表明 , SA预处理可以诱导较高的抗氧化酶活性 , 降低
H2O2浓度 ,减轻由水分胁迫造成的氧化伤害 , SA可以在一定程度上能缓解水分胁迫对凤仙花幼苗造成的伤害。
　　关键词:凤仙花;水分胁迫;水杨酸;抗氧化能力
　　中图分类号:S681.101　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2010)06-0243-03
(上接第 242页)
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　　凤仙花(ImpatiensbalsaminaL.)是我国广泛种植的一种
药用与观赏植物 [ 1 ] , 它的生长易受到干旱的影响 。水杨酸
(salicylicacid, SA)是一种广泛存在于植物体内的简单小分子
酚类物质 ,被认为是一种新型的植物内源激素和植物对胁迫
应答的一种信号传递分子 , SA不仅可以诱导植物体内病程相
关蛋白基因表达及产生系统获得抗病性 [ 2 ] ,而且能提高植物
对干旱等多种逆境的抗性 [3 ] 。最近有文献报道了外施水杨
酸可以提高豇豆 [ 4] 、大麦 [ 5]等多种作物抗干旱胁迫的能力 ,
但对凤仙花尚无这方面的报道 。为此 ,本研究以凤仙花为材
收稿日期:2010-01-26
基金项目:四川省教育厅重点科研项目(编号:2006B098);绵阳师范
学院科研启动基金(编号:MQD2007A005)。
作者简介:罗　英(1964—),女 ,四川绵阳人 ,副教授 ,从事植物生理
生化研究与教学工作。 Tel:(0816)2200065;E-mail:luoy0509@
yahoo.com.cn。
通信作者:罗明华 ,博士 ,教授 ,主要从事植物生理与分子生物学研
究。 E-mail:mhemei@126.com。
料 ,模拟干旱条件 ,结合外源水杨酸处理 ,测定水杨酸对干旱
胁迫下凤仙花幼苗生理指标 ,包括抗氧化酶活性的影响 ,探讨
水杨酸提高凤仙花幼苗抗氧化能力和缓解干旱对凤仙花幼苗
造成伤害的机理 ,以期为生产提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　材料
凤仙花种子催芽后 ,选取生长一致的幼苗移栽于石英砂
中 , (25 ±1)℃下恒温光 照培养 , 每天光照 12 h, 以
1 /2Hoagland培养液育苗 。待幼苗长至 2叶 1心时分 2组处
理:第 1组为对照组(WS),用含有 10% PEG-6000培养液处
理;第 2组 SA预处理组(WS+SA),用 0.5mmol/L水杨酸叶
面喷洒预处理 24 h后 ,再用含 10% PEG-6000的培养液处
理 。 2组水分胁迫的时间均为 24、48、72h。
1.2　方法
1.2.1　SA　预处理浓度的选择　利用叶片的电解质渗漏率
的大小反映膜伤害程度 ,作为水分胁迫伤害强弱的依据 ,以
0、0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75、2.0 mmol/LSA处理
—243—江苏农业科学　2010年第 6期
DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2010.06.140
叶片 24h后 ,用 10% PEG-6000培养液 ,进行水分胁迫 ,测
2 d后叶片的电渗率含量 ,选择最佳处理浓度 。结果表明:在
0 ～ 0.5 mmol/LSA处理的植株电解质渗漏率随 SA处理浓度
增大而减小 ,在 0.5 ～ 2 mmol/LSA处理的植株电解质渗漏率
随 SA处理浓度增大而增加 。说明较低浓度 SA减缓凤仙花
幼苗水分胁迫伤害效果不明显;较高浓度 SA反而加重水分
胁迫伤害 ,所以选择 0.5 mmol/LSA的浓度预处理样本 。
1.2.2　叶片含水量测定　以相对含水量 , 即:(鲜重 -干
重)/(饱和鲜重 -干重)表示 。
1.2.3　膜相对透性测定　以电解质渗漏率(electrolyteleak-
age)表示 ,按李锦树等 [6 ]的方法测定 。
1.2.4　丙二醛(MDA)含量的测定　参照 Velikova等 [7 ]的
TBA(硫代巴比妥酸)检测法。
1.2.5　H2O2含量测定　按林植芳等 [ 8 ]方法测定 。
1.2.6　4种抗氧化酶活性测定　POD活性测定按 Omran方
法 [ 9 ]测定;CAT活性按 Beers等的方法 [10]测定;SOD活性用
NBT光还原法 [11]测定;APX按沈文飚等的方法 [ 12 ]测定 。
所有试验结果均设 5次重复 ,试验结果采用 SPSS13.0
软件进行统计分析 。
2　结果与分析
2.1　凤仙花叶片相对含水量的变化
叶片含水量直接反映干旱胁迫下植物叶片的失水程度 。
表 1结果表明 ,在水分胁迫 24、48、72 h后 ,叶片 RWC与 0 d
相比 ,分别降低 11.45%、21.65%和 41.40%,干旱胁迫使凤
仙花幼苗叶片失水严重 。而用外源水杨酸处理后 ,叶片相对
含水量虽然在 24、 48、72 h时下降为 6.46%、14.80%和
28.18%,与同期的幼苗相比 , SA处理的幼苗 RWC提高了
4.99%、4.85%和 13.32%,说明 SA能显著延缓干旱胁迫下
凤仙花叶片 RWC的下降 。
表 1　水杨酸处理对凤仙花叶片相对含水量的影响(x±s, n=5)
处理时间
(d)
相对含水量(%)
WS WS+SA
0 90.92±0.46a 91.03±0.68a
1 81.47±0.63a 84.54±0.61a
2 69.27±0.32b 76.23±0.33a
3 49.52±0.35b 62.85±0.24a
　　注:同列小写字母不同者表示差异显著(P<0.05)。表 2、表 3同。
2.2　凤仙花叶片电解质渗漏率和丙二醛含量变化
电解质渗漏率可以反映干旱胁迫对植物细胞膜结构的破
坏程度 。丙二醛是植物细胞受到氧化伤害的重要标志 。从表
2可以看出 ,经过干旱胁迫 24、48、72 h后 , WS组的 MDA含
量相对于 0 h的增加量分别为 0.20、0.44、0.55 μmol/gDW,
电解质渗漏率分别增加 1.27、 5.27、9.10倍;SA处理幼苗
MDA含量相对于 0 h的增加量则分别为 0.10、 0.23、
0.35 μmol/gDW,电解质渗漏率分别增加 0.79、 3.16、
5.23倍 。这些数据显示 ,凤仙花幼苗叶片 MDA含量和电解质
渗漏率随渗透胁迫时间延长而增加 ,叶片细胞质膜过氧化作
用加强 ,完整性遭到破坏;SA处理后提高了凤仙花幼苗质膜
的稳定性和完整性 ,减轻了因干旱胁迫引起膜脂过氧化和细
表 2　水杨酸处理对凤仙花叶片电解质渗漏率和
丙二醛含量的影响(x±s, n=5)
处理时间
(d)
电解质渗漏率(%)
WS WS+SA
丙二醛干重含量(μmol/g)
WS WS+SA
0 6.16±0.56a 5.82±0.26a 0.28±0.06a 0.29±0.04a
1 13.97±0.43a10.42±0.22a0.48±0.08a 0.39±0.09a
2 38.63±0.31c24.22±0.46b0.72±0.08a 0.52±0.06b
3 62.21±0.67c36.24±0.25b0.83±0.08a 0.64±0.11b
胞内物质的外泄 ,说明 SA提高植物抗干旱胁迫的能力与其
对质膜的保护作用有关 。
2.3　凤仙花叶片 H2O2含量的变化
表 3结果表明:用 0.5 mmol/L的水杨酸叶面喷洒预处理
24h后的幼苗叶片中 , H2 O2含量明显高于 CK和 WS组植株;
随着干旱胁迫进行 , WS组植株叶片 H2O2含量随胁迫时间的
延长迅速上升 , 在 24、48、72h分别上升了 82.54%、166.34%、
303.10%。 WS+SA组初始 H2O2含量虽然高于对照组 ,但在
胁迫过程中 ,在 24、 48、72 h时测定 ,分别上升了 4.90%、
37.38%、75.92%, H2O2 含量的上升程度明显低于 WS组 。
说明 SA处理后 ,使细胞的 H2O2维持在较低的浓度 。
表 3　水杨酸处理对凤仙花叶片 H2O2含量的影响(x±s, n=5)
处理时间
(d)
H2O2 干重含量(μmol/g)
WS WS+SA
0 10.31±0.18a 16.23±0.11a
1 18.82±0.24a 17.12±0.12b
2 27.46±0.16c 22.42±0.15b
3 41.56±0.35c 28.71±0.16b
2.4　4种抗氧化酶活性活性的变化
水分胁迫往往导致植物体内活性氧自由基的积累 ,这会
加剧细胞膜脂过氧化 , 对植物造成严重伤害 。 SOD、POD、
CAT、APX是植物体内 4种重要的抗氧化酶 ,能清除活性氧自
由基 ,如 OH· 、1O2和 O-2· ,防止膜脂过氧化的加剧 。它们活
性的大小反映了植物细胞抵御活性氧伤害的能力 [ 13 ] 。从图 1
可以看出:随着水分胁迫时间的延长 , WS组的 POD、SOD、
CAT、APX的活性逐渐下降 ,与 0 h相比 ,在 72 h分别下降到
原来活性的 46.74%、16.73%、58.92%、62.29%;用 SA预处
理 24h后 ,水分胁迫之前 ,而 CAT、APX的活性明显下降分别
比 WS组的植株降低了 10.31%和 11.48%,在进行水分胁迫
之后 , POD、SOD、CAT、APX的活性迅速上升 ,在 48 h时达到
峰值后下降;在整个胁迫期间 4种抗氧化酶的活性都高于 WS
组的植株 ,即使在 72 h活性下降了 , 仍然分别比 WS组高
47.24%、60.83%、25.56%、35.59%。说明水杨酸预处理在
水分胁迫期间提高了 4种抗氧化酶的活性 。
3　讨论
SA是植物体内产生的一种简单酚类物质 ,它能够提高植
物生物与非生物胁迫的抗性 [ 2] 。本研究结果显示 :水分胁迫
使凤仙花幼苗的正常生理活动受到了干扰 。与未受胁迫时相
比 ,水分胁迫使叶片含水量明显下降 ,失水严重;叶片的电解
—244— 江苏农业科学　2010年第 6期
质外渗率明显上升和丙二醛含量增加 ,膜脂过氧化加剧 ,膜结
构受到了严重破坏 ,使用外源水杨酸预处理后 ,凤仙花幼苗的
生理活动有明显改善 ,这和代其林 [ 4 ] 、黄清泉 [ 14 ]等在研究豇
豆 、黄瓜等植物得到的结果类似。外源 SA预处理提高了抗
氧化酶的活性 ,从而提高了幼苗的抗氧化能力 [ 4 ] ,这一点在
本试验中进一步得到证明 。
研究表明 , SA提高植物在于直接清除 H2O2 活性氧 [ 3] ,
但本研究表明:用于 SA预处理后 H2O2的浓度提高 , H2O2的
清除酶 CAT和 APX的活性降低 ,说明 SA在此不是直接清除
H2O2 ,而是 SA与 SA结合蛋白 (SABP, 即 CAT)结合 , 抑制
CAT的活性 [15] ,同时也抑制了 APX活性 [ 16] 。 SA是植物体内
的一种信号分子 ,能激活多种与胁迫反应有关的基因启动子 ,
诱导逆境相关蛋白的合成 [17] 。能通过调节活性氧、抗氧化酶
及非酶促抗氧化体系而提高植物抗逆性 [ 17] 。
综上可知 ,水杨酸能够缓解干旱对凤仙花幼苗造成的伤
害 。水杨酸价格低廉 ,使用简单 ,用量低 ,开展相关深入研究 ,
并应用于生产 ,具有较大的实际意义 。
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