全 文 ：元宝枫木质部栓塞化与木质部汁液激素含量的关系
刘立科 1 ,　张硕新 1 ,　王姝清1 ,　张远迎 2
( 1. 西北农林科技大学林学院 ,陕西 杨陵 712100; 2. 西北农林科技大学 生命科学学院 ,陕西杨陵 712100)
摘　要: 通过盆栽法 ,对 1 a生元宝枫实生苗进行不同的干旱处理 ,然后应用冲洗法和 ELISA
法对其枝条的木质部栓塞和木质部汁液中 ABA及 IAA含量进行了研究。结果表明 ,元宝枫枝
条的木质部栓塞化与木质部汁液中 ABA含量呈正相关、与木质部汁液中 IAA含量呈负相关、
与木质部汁液中 ABA /IA A比值呈显著正相关。
关键词:元宝枫 ; 木质部栓塞 ; 脱离酸 ; 生长素
中图分类号: Q945. 78　　文献标识码: A　　文章编号: 1001-7461( 2002) 02-0004-02
Relatio nship betw een Xylem Embolism and Ho rmone Concent ratio n
in Xylem Sap of Acer truncatum
LIU Li-ke
1
,　 ZHANG Shuo-xin1 ,　WANG Shu-qing1 ,　 ZHANG Yuan-ying2
( 1. Col lege of Forestr y, N W Sci-Tech Univ. of A gr . and For . , Yangl in g , Shaan xi 712100, Ch ina;
2. College of Life Siences, N W Sci-Tech Univ. of Agr . and For . , Yang ling , Shaanxi 712100, China )
Abstract: Planted in pots, one year old seedling of Acer truncatum Bunge. w ere t rea ted under di fferent soil
moistures. Embolism and ABA and IAA concentration of x ylem sap o f the seedling w ere determined re-
spectiv ely wi th the flushing method and Enzyme Linked Immuno-So rbent Assay. The results show ed that
there w ere a posi tiv e co rrela tion betw een xylem embolism and ABA concentration of x ylem sap, a negativ e
cor relation betw een xylem embolism and IAA concentration, and a distinguish po si tiv e between xylem em-
bolism and the ra tio of ABA and IAA of x ylem sap. Therefo re, i t was suppo sed that xy lem embolism is a
response to soi l drought signals.
Key words: Acer truncatum Bunge. ; xy lem embolism; abscisic acid; indo le-3-aceticacid
　　元宝枫 ( Acer truncatum )是我国北方重要的绿
化和风景园林树种。元宝枫具有很高的经济价值 ,它
集油料、鞣料、蛋白质资源、药用和特用木材于一身 ,
现已开始大面积种植。造林试验表明 ,元宝枫具有很
强的抗旱性 ,但国内外有关元宝枫抗旱性的研究报
道较少 ,而关于木质部栓塞与木质部汁液 ABA含
量之间关系的研究 ,目前尚未见报道。本文研究了干
旱条件下 ,元宝枫木质部汁液激素含量的变化 ,为其
造林提供理论依据。
1　材料与方法
1. 1　材料
试验所用的苗木为西北农林科技大学西林校区
内生长正常的元宝枫 1 a生实生苗。
1. 2　方法
1. 2. 1　苗木处理　将元宝枫实生苗栽植在口径 26
cm ,底径 21 cm,高 26 cm的塑料桶中 ,置于防雨棚
内。 桶内土壤为苗圃表土过筛后和沙子按 5∶ 1混
合 ,萎蔫系数 7. 7% ,田间持水量 24. 0% 。每桶装土
10 kg。塑料桶底部各打 3个孔以防积水。干旱处理
前 ,各桶充分供水 ,以保证成活和正常生长。 试验设
7个干旱水平 ,每水平 3个重复。试验进行时一次浇
到田间持水量 ,然后采用自然干燥法控水 ,同时实测
土壤含水量。
西北林学院学报　 2002, 17( 2): 4～ 5　　
Journal o f Nor thw est Fo restr y Univ ersity
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
收稿日期: 2001-10-08
基金项目:国家自然科学基金资助项目 ( 30170766) ;教育部留学回国人员资助项目
作者简介:刘立科 ( 1975-) ,男 ,河北邢台人 ,中国农业大学在读博士生。
1. 2. 2　木质部栓塞程度的测定　采用冲洗法进行
测定 [1 ]。 木质部栓塞程度用导水率损失百分率
( PLC)表示。
1. 2. 3　木质部汁液的采集　用压力室 ( ZLZ-4型 ,
兰州大学植物水分实验室制造 )将木质部汁液压出 ,
同时用注射器吸取木质部汁液。 然后把其立即注入
5 mL 80%甲醇中 , 最后放到 - 20℃的冰箱中保存。
1. 2. 4　木质部汁液内源激素含量测定　本研究用
酶联免疫吸附法 ( ELISA)测定了木质部汁液中脱落
酸 ( ABA)和生长素 ( IAA)的含量。
2　结果分析
元宝枫木质部栓塞化程度及木质部汁液激素含
量的测定结果见表 1、表 2。
表 1　不同干旱水平下木质部栓塞化程度和木质部汁液
ABA及 IAA含量
Table 1　 The concent rations of ABA and IAA of xylem
sap und er di f feren t soil mois tures
土壤含水量
/%
PLC
/%
ABA含量
/nmol· mL- 1
IAA含量
/nmol· mL- 1
ABA /IAA
/× 10- 3
9. 00 54. 505 4. 773 17. 000 280. 789
9. 64 24. 880 3. 752 53. 200 70. 525
10. 48 18. 933 3. 326 18. 300 181. 765
11. 80 15. 537 3. 516 63. 000 55. 815
12. 43 17. 793 2. 646 55. 494 47. 675
13. 67 0. 000 3. 255 138. 637 23. 478
21. 08 0. 000 0. 005 166. 052 0. 030
表 2　木质部栓塞程度与其他因子间的相关系数
Table 2　 Th e coef fi cients betw een xylem
embolism and oth er factors
相关
因子
土 壤
含水量 ABA含量 IAA含量 ABA /IAA
相关系数 - 0. 718
f = 6
0. 721
f = 6
- 0. 796
f= 6
0. 884
f = 5
　注: n= 7, f= 6, r0. 05= 0. 707; f = 5, r0. 05= 0. 755, r0. 01= 0. 875
由表 2可知 ,元宝枫枝条导水率损失百分率与
土壤含水量、木质部汁液 ABA含量的关系密切 ,与
土壤含水量呈负相关 ,同木质部汁液 ABA浓度成
正相关 ,说明枝条木质部栓塞化程度随土壤干旱的
加剧而增加 ,随木质部汁液 ABA含量的增大而增
加。由此可以推测 ,导水率损失百分率的变化可能是
对根源 ABA信号的反应。导水率损失百分率与木
质部 IAA含量呈显著负相关 (r= - 0. 796) ,即导水
率损失百分率随木质部汁液的 IAA含量的增加而
减少 ,这可能与 IAA可以促进木质部栓塞的恢复有
关。而导水率损失百分率与木质部汁液 ABA /IAA
比值呈极显著相关 (r= 0. 884) ,说明木质部汁液
ABA /IAA比值对导水率损失百分率的影响更大。
3　讨论
大量的研究表明 ,在土壤干旱时 ,根系合成的
ABA可以作为一种信息物质在地下、地上部分进行
传递 ,进而引起植物体的反应 ,对各种生理过程做出
调整 (如气孔关闭 ) ,达到抗旱的目的。Davies等 [ 2]认
为 ,根系能够“感知”周围土壤的干旱情况 ,通过合成
ABA并随蒸腾液流达到叶片 ,引起叶片气孔的关
闭 ,从而达到抗旱的目的。笔者认为元宝枫和刺槐枝
条导水率损失百分率随干旱程度和木质部汁液
ABA含量的增加而增大可能是元宝枫和刺槐的一
种抗旱机制。根系通过合成 ABA并随木质部汁液
上运到叶片 ,引起气孔关闭 ,同时木质部产生空穴和
栓塞化 ,使木质部这个水分运输的“阀门”的开度减
小 ,水分运输减少 ,从而真正达到节约用水的目的。
按李吉跃 [3, 4 ]的分类 ,元宝枫属于低水势忍耐脱水耐
旱树种 ,其原生质及其主要器官在严重脱水的情况
下伤害很轻或基本不受伤害 ,并能在较低的水势条
件仍然维持一定的膨压 ,以提供植物在严重水分胁
迫下生长的物理力量。顾振瑜等 [ 5, 6]研究发现 ,元宝
枫在受到干旱胁迫时 ,其叶细胞中的可溶性糖、脯氨
酸含量急剧增加 ,表明元宝枫具有很强的渗透调节
能力和抗脱水能力。胡景江等 [7 ]研究发现 ,元宝枫在
轻度和中度水分胁迫下 MDA(丙二醛 )和质膜的相
对透性变化不大 , SOD(超氧化物歧化酶 )和 CAT
(过氧化氢酶 )在同一胁迫程度下随时间延长 ,其活
性呈增高趋势 ,并逐渐接近正常水平。这表明元宝枫
对于干旱有较强的适应能力 ,在缺水条件下体内的
保护酶仍能维持较高的活性水平 ,减轻了膜脂过氧
化引起的膜伤害。
对元宝枫研究表明 ,木质部栓塞化和木质部汁
液 ABA含量随土壤干旱程度的加剧而增加 ,而木
质部汁液 IAA含量随土壤干旱程度的加剧而降低 ;
木质部栓塞化随木质部汁液 ABA含量增加而增
加 ,随木质部汁液 IAA含量增加而降低 ,且同木质
部汁液 ABA /IAA比值显示出更为显著的相关。那
么与木质部汁液 ABA含量增加、 IAA含量减少及
木质部汁液 ABA /IAA比值相偶联的木质部栓塞化
是一个独立的过程还是木质部 ABA和 IAA变化的
结果呢? So ssountzov等 [8 ]应用免疫胶体金技术对茎
芽组织内的 ABA进行了超微细胞定位 ,发现 ABA
主要集中在两个部位 ,其中之一是筛管及导管相连
(下转第 13页 )
5第 2期　　　　　　　　　　　刘立科等　元宝枫木质部栓塞化与木质部汁液激素含量的关系　　　　　　　　　　　　　
力低。随着禾草生长引起土壤条件的改善 ,中旱生蒿
类半灌木逐渐侵入 ,它们显示了比旱生禾草更强的
生活力 ,逐渐取代禾草群落 ,使群落结构分为两层 ,
同时对土壤肥力的改善作用增强。当土壤有机质含
量超过 1. 5% ,含水量在 7. 5%以上时 ,一些旱中生
灌木开始出现并得以繁殖生长 ,群落结构逐渐复杂 ,
种类组成和生物量增大。由于灌丛草原群落对土壤
的进一步改善 ,使乔木繁殖体侵入时形成疏林草原
群落。 虽然乔木层的覆盖度不超过 20% ,但乔木使
群落郁闭度增大 ,林下中生种类增多 ,生物量达到最
大。总之 ,这一地区植被恢复演替中 ,种类结构和多
样性的恢复是基础 ,小生境的改善、生物量和生产力
的提高是必然结果 ,土壤肥力的增加又是生物量和
生产力提高的结果 ,而土壤肥力的提高又促进了群
落结构的恢复。
本文在朱志诚教授指导下完成 ,并承岳明博士审修 ,谨此致谢。
参考文献:
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(上接第 5页 )
的薄壁细胞内。 Salleo等 [9 ]发现外施 IAA可以通过
影响木质部射线薄壁组织来促进木质部栓塞的恢
复。由此可以推测 , ABA和 IAA可能是通过影响与
导管相连的薄壁细胞来共同影响木质部的空穴和栓
塞化。但这种推测还要经过进一步的研究进行验证。
致谢:在本研究过程中得到了西北农林科技大学植物生理教研室诸
位老师的大力帮助 ,特此致谢!
参考文献:
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13第 2期　　　　　　　　　　　　　　　赵广琦等　陕北西阳湾植被恢复的特点初探