全 文 ：盐胁迫对碱地风毛菊苗期生理特性的影响
夏方山 ,董秋丽 ,董宽虎
(山西农业大学 动物科技学院 ,山西 太谷　030801)
　　摘要:以碱地风毛菊(Saussurea runcinata)为试验材料 ,在苗期以溶度为 0 、60 、120 、180 、240 、300
和 360 mmol/ L 的 NaCl和 Na2SO 4进行胁迫处理 ,对叶片和根系脯氨酸 、丙二醛 、可溶性糖和可溶性蛋
白含量等耐盐生理指标进行了测定 ,以探讨盐胁迫对碱地风毛菊苗期生理特性的影响 。结果表明:在
300 mmol/ L的盐浓度胁迫时碱地风毛菊苗期的渗透调节能力最强 ,碱地风毛菊对 NaCl的适应能力大
于 Na2 SO 4 ,根系的耐盐能力大于叶片 。
　　关键词:碱地风毛菊;脯氨酸;丙二醛;可溶性糖;可溶性蛋白
　　中图分类号:Q 945.78　　文献标识码:A　　文章编号:1009-5500(2010)03-0021-05
　　碱地风毛菊(S aussurea runcinata)为多年生草本
植物 ,生于盐渍化草甸 ,产于新疆 、内蒙古 、河北 、山西 、
陕西 、宁夏 、辽宁等省[ 1] 。目前 ,关于碱地风毛菊的研
究生态方面较多 ,有关其耐盐性的研究报道较少 。因
此 ,对碱地风毛菊苗期的耐盐性生理特征进行研究 ,进
而分析其耐盐机理 ,为生物方法改良盐碱化草地提供
植物种质资源 ,以期为盐碱化草地植被恢复与改良提
供依据。
1　材料和方法
1.1　种子来源
　　试验用碱地风毛菊(S aussurea runcinata)种子于
2008年秋采自山西省右玉县威远镇后所堡村东的盐
碱化草地 ,海拔1 329 m , N 39°59′, E 112°19′,装布袋
后 ,保存于-20 ℃冰箱内 ,待用。
1.2　试验方法
　　试验在山西农业大学草业科学系日光能温室进
　　收稿日期:2010-04-15;修回日期:2010-06-22
　　基金项目:国家“十一五”科技支撑计划课题
(2007BAD56B01), 农业部公益性行业(农业)
科研专项(nyhyzx07-022)和山西省科技攻关项
目(20080312002-1)资助
　　作者简介:夏方山(1983-), 男 ,山东潍坊人 , 在读硕士研究
生。 E-mail:x iafang shang1213@163.com
董宽虎为通讯作者。
行 ,温度 14 ～ 30 ℃,湿度 65%～ 80%。采用上口直径
25 cm 、高 20 cm 的塑料盆 ,装入 1∶1的蛭石与珍珠岩
(v/v),插入 PVC 管以便浇水及营养液 。采用完全随
机区组设计 ,播种量为 100粒/盆 ,播种 75盆 ,每隔 3 d
用 Hoagland营养液浇灌 1次 ,于 17:00 ～ 20:00进行。
其他时间每日用自来水补充失水 ,以称重法确定失水
量。出苗后 1月选取长势相对均匀的定苗 ,即将长势
弱的间除 ,留长势旺且均匀的苗以备处理 。定苗两周
后对其进行盐分胁迫。试验分别以 N aCl 和 N a2 SO 4
胁迫 ,浓度为 0 、60 、120 、180 、240 、300 、360 mmol/ L
7个梯度 ,3次重复(0 mmol/L 为对照)。以含有相应
浓度盐分的营养液为处理液 ,对照只浇灌 Hoagland营
养液 。每天按对应的浓度梯度进行递增 ,直至达到指
定的浓度为止 。盐胁迫两周后 ,分别采集其叶片和根
系 ,置于-80 ℃冰箱保存 ,进行相关指标分析。
1.3　测定指标及方法
　　脯氨酸(Pro)　采用酸性茚三酮法 ,参照邹琦的方
法进行[ 2] ;丙二醛(MDA)　按照 Health和 Packer的
方法进行[ 3] ;可溶性糖(Soluble sugar)　采用蒽酮比
色法[ 4] ;可溶性蛋白(So luble pro tein)　按照考马斯
亮蓝测定试剂盒说明书进行(南京建成生物工程研究
所-南京建成科技有限公司)。
1.4　数据处理方法
　　试验数据通过 Excel 2003和 SAS 8.0 统计分析
软件处理 。
21第 30卷　第 3期　　　　　　　　　　　草 原 与 草 坪 2010年DOI :10.13817/j.cnki.cyycp.2010.03.010
2　结果与分析
2.1　盐胁迫对碱地风毛菊 Pro含量的影响
　　由表 1可以看出 ,在NaCl和N a2SO 4胁迫下 ,不同
盐浓度之间 Pro 含量差异显著(P <0.05),碱地风毛
菊叶片 Pro 含量随盐浓度的增加而增加 ,根系中 Pro
含量随盐浓度的增加呈现出先增加后下降的趋势 ,在
300 mmol/ L 盐浓度时碱地风毛菊根系 Pro 含量达到
最大值;碱地风毛菊根系 Pro 含量显著高于叶片 Pro
含量(P <0.05);在 NaCl 和 Na2 SO 4的相同浓度胁迫
下 ,碱地风毛菊叶片之间以及根系之间差异显著(P<
0.05)。说明碱地风毛菊对不同盐分不同浓度胁迫的
适应差异显著。
2.2　盐胁迫对碱地风毛菊MDA含量的影响
　　由图 1可以看出 ,在 N aCl胁迫下 ,碱地风毛菊叶
片中 MDA 含量总体随盐浓度的增大呈现出先下降后
升高的趋势 , 360 mmol/ L 盐浓度下显著高于其他浓
度(P<0.05);碱地风毛菊根系 MDA含量随盐浓度的
增大呈现出先下降后升高再下降的趋势 , 300 mmol/ L
的盐浓度下显著高于对照(P<0.05),而 60 mmo l/L 、
120 mmol/ L 和 360 mmo l/L 盐浓度下显著低于对照
(P <0.05),其他盐浓度下与对照差异不显著(P >
0.05)。在 Na2SO 4胁迫下 ,碱地风毛菊叶片 MDA 含
量随盐浓度增加呈现出先升高后下降的趋势 ,除 60
mmol/L 盐浓度与对照差异不显著外(P>0.05),其他
浓度下 ,均显著高于对照(P <0.05),各 Na2 SO4浓度
胁迫之间也差异显著(P<0.05),各浓度胁迫下 ,碱地
风毛 菊 叶 片 MDA 含 量 顺 序:300 mmol/ L >
240 mmol/ L >360 mmol/ L >180 mmol/ L >120
mmol/ L>60 mmol/ L。Na2 SO4胁迫下 ,碱地风毛菊
根系 MDA 含量均显著低于对照(P<0.05),且随盐浓
度的增大呈现出先下降后升高的趋势 , 并在 240
mmol/L 的浓度下达到最小值 。不同盐的相同浓度胁
迫下 ,碱地风毛菊叶片之间以及根系之间差异显著
(P <0.05),说明碱地风毛菊对两种盐胁迫的耐受性
差异明显 。
表 1　盐胁迫下碱地风毛菊的根系和叶片中 Pro含量变化
Table 1　Changes of proline content in the roots and leaves of Saussurea runcinata under salt stress μg/g FW
浓度/ mmo· L -1 NaCl叶片 根系
Na2 SO 4
叶片 根系
0(CK) 22.93±1.61Gb 241.42±1.69Ga 22.93±1.61Gb 241.42±1.69Ga
60 102.40±4.20Fd 698.10±0.81Fa 148.65±1.51Fc 325.95±2.48Fb
120 121.77±2.58Ed 1 365.43±4.54Ea 167.16±3.19Ec 403.68±3.17Eb
180 370.28±2.81Dc 2 112.19±0.73Da 327.66±1.28Dd 1 354.23±2.73Db
240 405.51±4.10Cd 2 601.26±1.61Ca 548.76±0.62Cc 2 223.06±1.51Bb
300 731.44±4.15Bd 2 828.64±3.64Aa 873.51±1.35Bc 2 307.41±2.25Ab
360 937.50±0.64Ac 2 641.90±2.53Ba 908.62±1.50Ad 2 204.39±5.08Cb
　　注:同列不同大写字母表示差异显著(P<0.05),同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
图 1　盐胁迫下碱地风毛菊根系和叶片中MDA含量变化μmol· g-1 FW
Fig.1　Changes of MDA in the roots and leaves of Saussurea runcinata under salt stress
　　注:不同大写字母表示不同盐分胁迫下差异显著(P<0.05),不同小写字母表示同一盐浓度之间差异显著(P<0.05)
22 　　　　　　GRASSLAND AND T URF(2010)　　　　　　　　　　　　Vol.30 No.3
2.3　盐胁迫对碱地风毛菊可溶性糖含量的影响
　　由表 2可以看出 , NaCl 和 N a2 SO 4胁迫下碱地风
毛菊根系和叶片可溶性糖含量均随盐浓度的增高而增
加 ,且无论在盐胁迫下还是在正常条件下 ,碱地风毛菊
根系可溶性糖含量均显著高于叶片(P <0.05)。
Na2SO 4胁迫下碱地风毛菊根系和叶片可溶性糖含量
均显著高于 NaCl胁迫下碱地风毛菊根系和叶片可溶
性糖含量(P<0.05),除 60 mmo l/L 的 NaCl胁迫下 ,
碱地风毛菊根系和叶片可溶性糖含量与对照差异不显
著外(P>0.05),其他浓度胁迫下碱地风毛菊根系和叶
片中可溶性糖含量均显著高于对照(P <0.05)。
2.4　盐胁迫对碱地风毛菊可溶性蛋白含量的影响
　　由表 3可以看出 ,碱地风毛菊叶片可溶性蛋白含
量高于根系 ,在 NaCl和 Na2SO 4胁迫下碱地风毛菊根
系和叶片可溶性蛋白含量均随盐浓度的增高而先增加
后下降 ,碱地风毛菊叶片可溶性蛋白含量均显著高于
对照(P<0.05)。NaCl胁迫下 ,碱地风毛菊根系可溶
性蛋白含量均与对照显著不显著(P >0.05)。在
Na2SO 4胁迫下 , 360 mmo l/L 的浓度下碱地风毛菊根
系可溶性蛋白含量明显低于其他浓度 ,180 mmo l/L 的
浓度下碱地风毛菊根系中可溶性蛋白含量显著高于其
他浓度(P <0.05)。
表 2　盐胁迫下碱地风毛菊根系和叶片中可溶性糖含量变化
Table 2　Changes of soluble sugar in the roots and leaves of Saussurea runcinata under salt stress μg/g FW
浓度/mmo l· L-1 NaCl叶片 根系
Na2 SO 4
叶片 根系
0 4.99±0.33Db 15.88±0.11Ea 4.99±0.33Eb 15.88±0.11Fa
60 5.51±0.67CDc 17.21±0.21Eb 6.88±1.34Dc 20.45±1.35Ea
120 6.33±0.38Cc 25.79±0.93Da 7.88±0.62Dc 22.78±2.48Db
180 6.65±0.84Cd 40.14±0.70Ca 14.03±0.55Cc 22.89±0.29Db
240 7.77±0.90Bd 41.05±1.18Cb 16.82±0.81Bc 51.25±0.51Ca
300 8.10±0.63Bd 44.32±1.09Bb 24.37±0.07Ac 61.10±0.42Ba
360 11.06±0.43Ad 52.19±0.51Ab 23.02±1.41Ac 75.30±0.48Aa
　　注:同列不同大写字母表示差异显著(P<0.05),同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
表 3　盐胁迫下碱地风毛菊根系和叶片中可溶性蛋白含量变化
Table 3　Changes of soluble protein in the roots and leaves of Saussurea runcinata under salt stress g/ L
浓度/mmo l· L-1 NaCl叶片 根系
Na2 SO 4
叶片 根系
0 1.43±0.03Da 1.32±0.02ABCb 1.43±0.03Ca 1.32±0.02DEb
60 1.58±0.07Cb 1.32±0.04ABCd 2.05±0.06Ba 1.32±0.03DEc
120 1.61±0.03Cb 1.34±0.09ABCc 2.26±0.26ABa 1.40±0.02Cbc
180 1.68±0.03BCb 1.46±0.20ABb 2.36±0.26ABa 1.70±0.04Ab
240 1.88±0.06Ab 1.50±0.25Ab 2.45±0.13Aa 1.49±0.03Bb
300 1.76±0.04Bb 1.37±0.06ABCc 2.32±0.19ABa 1.35±0.04Dc
360 1.66±0.10BCb 1.19±0.07Cc 2.15±0.09ABa 1.27±0.03Ec
　　注:同列不同大写字母表示差异显著(P<0.05),同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
3　讨论与结论
　　盐渍条件下 ,植物通过渗透调节减轻或避免伤害 ,
植物渗透调节的主要方式是在细胞液泡中积累无机离
子或合成有机溶质 ,其中可溶性糖 、脯氨酸等是植物体
内重要的渗透调节剂[ 5 , 6] 。尤其脯氨酸在盐胁迫条件下
的积累 ,已有证据表明起到了胞质渗透压调节剂的作
用 ,保护膜与酶的结构 ,缓解了胁迫压力[ 7] 。渗透调节
物质在细胞中积累能够提高细胞的渗透调节能力[ 8 , 9] ,
植物体内渗透调节物质的含量与耐盐性有关 。研究表
明 ,脯氨酸含量随盐胁迫增加[ 10] , 阮成江等[ 11] 研究表
明 ,盐胁迫下沙棘叶内 Pro 含量升高 ,可溶性糖含量增
加 ,渗透势降低 ,渗透调节能力增强。姜涛等[ 12] 的结果
也表明:盐胁迫后 , 嫁接苗叶片中的 Pro 、可溶性蛋白
质 、可溶性糖含量均高于自根苗 ,说明嫁接苗的渗透调
节能力优于自根苗。这与本试验结果相似 ,盐胁迫下碱
地风毛菊叶片和根系中的 Pro 、可溶性糖和可溶性蛋白
含量均显著高于对照 ,脯氨酸 、可溶性糖含量的增加 ,增
23第 30卷　第 3期　　　　　　　　　　　草 原 与 草 坪 2010年
加了植物的渗透调节能力 ,以降低盐害[ 13] ,说明盐胁迫
下碱地风毛菊通过生成 Pro 、可溶性蛋白 、可溶性糖等
渗透调节物质来适应盐渍条件 。近年来 ,随着生物膜理
论和研究技术的进展 ,植物逆境与膜脂过氧化的关系受
到广泛重视[ 14] 。MDA是膜脂过氧化的最终产物 ,其含
量可以反映植物遭受逆境伤害的程度[ 2] ,盐胁迫引起幼
苗体内游离脯氨酸及丙二醛的大量积累 ,其积累的速度
能指示出对盐分反应的敏感程度[ 15] 。当细胞膜透性急
剧增加时 ,说明胁迫程度已相当严重 ,此时的损害已不
可逆转[ 16] 。本试验中 ,碱地风毛菊叶片中 MDA 含量均
高于对照 ,但 MDA含量增加的量不大 ,在盐分胁迫下 ,
MDA 含量随盐胁迫强度的增加而上升 , 高于 240
mmo l/L 的 NaCl 胁迫下 ,碱地风毛菊根系中 MDA 含
量高于对照 ,其他均低于对照 , Na2SO 4胁迫下 ,碱地风
毛菊根系中 MDA 含量均比对照低 ,说明碱地风毛菊对
盐渍条件具有一定的适应能力 ,MDA 大量增加时 ,表明
体内细胞受到较严重的破坏。龚明等[ 17] 发现 ,在无盐
胁迫和盐胁迫初期 ,耐盐的大麦比不耐盐的小麦具有较
高的 MDA 含量 ,据肖雯等[ 18] 报道 ,盐锁锁 、猪毛菜 、枸
杞等典型盐地植物在高盐生境中 ,其茎叶的 MDA 含量
均明显高于对照。典型盐地植物可能受制于各自遗传
特性的控制 ,从而维持高盐环境长期盐胁迫下和盐诱导
下所形成的独特的生理代谢机制 ,甚至在较平稳的低盐
胁迫或没有盐胁迫的情况下也表现出来 ,即保持较高的
MDA 和 Pro 水平 ,而膜透性却处于较低水平 ,碱地风毛
菊叶片和根系中 MDA 含量不同 ,可能与此有关。
　　盐胁迫下碱地风毛菊中 Pro 和可溶性糖含量均随
盐浓度的增大而增加 ,可溶性蛋白含量随盐浓度的增加
而先增加后下降。盐胁迫下碱地风毛菊叶片 MDA 含
量高于对照 ,根系 MDA 含量除高浓度 NaC l胁迫下高
于对照外 ,其他盐浓度下均小于对照。在 300 mmol/ L
的盐浓度胁迫时 ,碱地风毛菊苗期的渗透调节能力最
强 ,碱地风毛菊对 NaCl的适应能力大于Na2SO 4 ,根系
的耐盐能力大于叶片 。
参考文献:
[ 1] 　赵可夫 , 李法曾.中国盐生植物[ M] .北京:科学出版社 ,
1999:297.
[ 2] 　邹琦.植物生理学实验指导[ M] .北京:中国农业出版社 ,
2005:161-162 , 173-174.
[ 3] 　H ealth R L , Packer L.Photoper oxidation in iso lated chlo-
roplasts.I kinetics and stoichiometry o f fatty acid per oxida-
tio n[ J] .Archiv es o f Biochemistry and Biophy sics , 1968 , 12
(5):189-198.
[ 4] 　李合生.植物生理生化实验原理和技术[ M] .北京:高等教
育出版社 , 2000:119.
[ 5] 　Sharma A D.Sa lt stre ss induced pro line accumulation in
germinating embryo s:Evidence suggesting a r oof pro line in
seed germination[ J] .Journal of A rid Env ir onments , 2005 ,
62:517-523.
[ 6] 　Neelam M , Ajay K G.Effect of sa lt stress on pro line me-
tabo lism in two high yielding geno type s of g reeng ram[ J] .
P lant Science , 2005 , 169(2):331-339.
[ 7] 　Ana S C ,Manuel A , Ana R.Sho rt term sa lt tolerance echa-
nisms in differentially salt tomato species[ J] .P lant Phy sio l
Biochem , 1999 , 37(1):65-71.
[ 8] 　王玉凤 ,王庆祥 ,商丽威.NaCl和 Na2 SO4胁迫对玉米幼苗
渗透调节物质含量的影响[ J] .玉米科学 , 2007 , 15(5):69
-71.
[ 9] 　Claudivan F L , Jo se C ,Marco A O.Change s in g rowth and
in solute concentrations in so rghum leaves and ro ots during
salt stre ss r ecovery [ J] .Environmental and Experimenta l
Bo tany , 2005 , 54:69-76.
[ 10] 　梁慧敏 , 夏阳 ,杜峰 , 等.盐胁迫对两种草坪草抗性生理生
化指标影响的研究[ J] .中国草地 , 2001 , 25(5):27-30.
[ 11] 　阮成江 , 谢庆良.盐胁迫下沙棘的渗透调节效应[ J] .植物
资源与环境学报 , 2002 , 11(2):45-47.
[ 12] 　姜涛 , 霍秀文 , 王淑英 ,等.NaCl胁迫对黄瓜嫁接苗耐盐
性的影响[ J] .华北农学报 , 2008 , 23(2):34-37.
[ 13] 　田晓艳 , 刘延吉 , 张蕾 , 等.盐胁迫对景天三七保护酶系
统 、MDA 、P ro 及可溶性糖的影响[ J] .草原与草坪 , 2009 ,
137(6):11-14.
[ 14] 　刘延吉 , 张珊珊 ,任大明 , 等.盐胁迫对 NHC 牧草叶片保
护酶系统 , MDA 含量及膜透性的影响[ J] .草原与草坪 ,
2008 , 127(2):30-34.
[ 15] 　赵茁萌 , 黄军 ,石定燧 ,等.鲁梅克斯 K-1 杂交酸模耐盐性
的初步研究[ J] .中国草地 , 2000(1):26-30.
[ 16] 　卢素锦 ,周青平 , 颜红波.Na2CO 3胁迫对同德小花碱茅幼
苗生长的影响[ J] .草原与草坪 , 2009 , 134(3):16-19.
[ 17] 　龚明 , 赵方杰.NaCl胁迫对大麦硝酸盐吸收和有关酶活
性的影响[ J] .植物生理学报 , 1990(2):13-16.
[ 18] 　肖雯 , 贾恢先 , 蒲陆梅.几种盐生植物抗盐生理指标的研
究[ J] .西北植物学报 , 2000 , 20(5):818-825.
(下转 28页)
24 　　　　　　GRASSLAND AND T URF(2010)　　　　　　　　　　　　Vol.30 No.3
100-120.
[ 7] 　王学奎.植物生理生化实验原理和技术[ M] .科学技术
出版社 , 2006:160-200.
[ 8] 　陈莉 , 申小蓉 ,赵红洋 , 等.佛甲草中 SOD 提取条件的优
化[ J] .草原与草坪 , 2009(1):1-6.
[ 9] 　McDonald P , Henderson A R , Heron S J E.The Bio-
chemistry of Silag e(2ed).Bucks , England :Chalcombe
Publication , 1991.
[ 10] 　Melv in J.F.Variations in the carbohydrate content of
lucerne and the effect on ensilag e.Australian Journal of
Agricultural Resea rch , 1965 , 16(6):951-959.
[ 11] 　单战 ,玉柱 , 薛艳林.贮藏条件对苜蓿叶蛋白功能性酶的
影响[ J] .草原与草坪 , 2007(6):34-37.
Physiological factors changes in different fermentation
conditions on Medicago sativa
CHEN Li1 , 2 ,ZHAO Hong-yang1 ,YU Xiao-jin2 ,MA Yong 2
(1.Collegeo f Pratacul tural Science ,Gansu Agricultural Universi ty ,Lanzhou 730070 ,China;
2.College of L i f e Science and Engineering Technology , Northwest N at ional ity Universi ty ,
Lanz hou 730070 ,China)
　　Abstract:Medicago sat iva was fe rmented by using yeast and lactic acid mixed bacte ria in the same condi-
tions fo r determining soluble sugar , so luble protein contents and the activity of SOD ,CAT in dif ferent fermenta-
tion periods.T he resul t show ed that the peak of soluble protein content , the activity o f SOD and CA T were ap-
perrd at the seventh fermentat ion day w hile soluble sugar w as at the fi fth day.Tw o kinds o f bacteria had a simi-
lar impact on Med icago sativa g row th , but the lactic acid wi th bacteria w ere bet te r than yeast.
　　Key Words:Medicago sat iva ;yeast;lactic mix ture bacteria;fermentation;phy siolo gical changes
(上接 24页)
Effect of salinity on physiological characterisistics of
Saussurea runcinata at seedling stage
XIA Fang-shan ,DONG Qiu-li ,DONG Kuan-hu
(College o f Animal Science and Technology ,Shan xi Agricultural Universi ty , Taigu ,030801 ,China)
　　Abstract:Content of proline , malondialdehyde , soluble sugar and soluble protein of S aussurea runcinata
leaves and roots we re detected unde r dif ferent levels of salini ty(0 , 60 , 120 , 180 ,240 ,300 and 360 mmol/L NaCl
and Na2SO4)to investig ate the effects o f salinity stress on the phy siolog ical characteristics of Saussurea runcina-
ta.The resul ts show ed that the strongest ability of osmot ic adjustment w as occurent at 300 mmol/L salinity
st ress.T he adapation of Saussurea runcinata seeding to NaCl w as higher than to Na2SO4 st ress.
　　Key words:Saussurea runcinata;proline;malondialdehyde;soluble sugar;soluble pro tein
28 　　　　　　GRASSLAND AND T URF(2010)　　　　　　　　　　　　Vol.30 No.3