全 文 ：2013 年第 1 期 35
收稿日期:2012-10-07
作者简介:王存纲 (1977 －) ，男，河南信阳人，讲师，本科，从事园艺专业教学及相关研究工作。E-mail:hbwcg528@ 163. com。
文献著录格式:王存纲，郭丽 ． 水分胁迫对大岩桐生理生化指标的影响 ［J］． 浙江农业科学，2013 (1) :35 － 37，43．
水分胁迫对大岩桐生理生化指标的影响
王存纲1，郭 丽2
(1． 鹤壁职业技术学院，河南 鹤壁 458030;2． 河南农业职业学院，河南 郑州 475470)
摘 要:以大岩桐组培苗为试材，在 5%，15%，25%，35%的聚乙二醇 (PEG-6000，以下简称 PEG)人工
模拟干旱条件下进行干旱胁迫试验，对叶绿素含量、膜透性等几个生理生化指标进行测定研究。结果表明，大
岩桐对干旱胁迫非常敏感。在 PEG 5%浓度处理时，部分植株叶片就发生萎蔫甚至死亡。随着干旱胁迫浓度的升
高，叶绿素含量呈下降趋势，丙二醇和质膜透性呈上升趋势，过氧化物酶呈先升后降趋势。
关键词:大岩桐;干旱胁迫;抗性指标
中图分类号:S 68 文献标志码:A 文章编号:0528-9017(2013)01-0035-03
大岩桐原产南美洲巴西的热带雨林，属于温室
盆栽球根花卉。将试验获得的大岩桐组培苗利用聚
乙二醇 (PEG-6000，以下简称 PEG)人工模拟干
旱条件，从生理的角度对其抗旱性进行研究，测定
叶绿素、膜透性等生理生化指标的变化。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
重瓣大岩桐品种由西南大学园艺园林学院花卉
实验室保存。
1. 2 供试材料的培养与处理
将生长均匀的大岩桐不定芽接种于 1 /2MS 固
体培养基上，在 24 ～ 26 ℃，光照 16 h·d － 1，光强
1 500 ～ 2 000 lx 条件下培养。
当生长均匀的组培苗长出大量根系时，将其上
部的培养基洗净放入干净的培养瓶中，分别加入
20 mL 浓度分别为 5%，15%，25%，35% 的 PEG
进行根际水分胁迫处理 24 h，以去离子水为对照，
重复 3 次。
均匀剪取组培苗叶片，用去离子水冲洗干净，
再用干净吸水纸吸干，混匀称重，进行叶绿素含量
(参考高俊凤［1］方法)、丙二醛 (MDA)含量 (硫
代巴比妥酸显色法［2］)、电导率 (电导仪法［3］，用
相对电导率表示)和过氧化物酶 (POD)活性
(愈创木酚比色法［1 － 3］)测定。
2 结果与分析
2. 1 不同 PEG 浓度处理对抗旱性的影响
24 ～ 26 ℃组培室培养的大岩桐在 40% PEG 处
理 24 h，叶片完全干枯。因此试验设 PEG 5%，
15%，25%，35%不同处理浓度。35%处理使受试
植株几乎全部失水死亡，在 5%时部分植株叶片就
发生萎蔫，甚至死亡。这表明大岩桐植株对干旱非
常敏感。
2. 2 不同 PEG 浓度处理对叶绿素的影响
叶片叶绿素含量与光合作用密切相关。叶绿素
含量的测定无论是在生理、品种选育及抗性研究等
方面都很有必要，其含量多少直接影响叶片的光合
能力。
图 1 不同浓度 PEG 对幼苗叶绿素
含量的影响
从图 1 可知，不同 PEG 浓度处理下，叶绿素
含量随着 PEG 浓度的增大而降低，5% PEG 处理与
对照差异不显著，比对照含量减少了 0. 86%;
25. 0% PEG 处理比对照含量少了 19. 6%，35. 0%
PEG 浓度处理比对照含量减少了近 1 /2。这可能是
由于在各种逆境胁迫下，植物光合作用呈现出下降
的趋势，同化产物供应减少，如干旱、寒冷、高温
DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.2013.01.038
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等均可使叶绿素含量下降，光合作用酶活性下降，
钝化或气孔关闭，造成 CO2 供应不足而使光合速
率下降，同化物形成减少，叶绿素含量下降。
2. 3 不同 PEG 浓度处理对 MDA 的影响
MDA 是植物脂质过氧化的产物，是检测植物
膜伤害的一个重要的指标，其含量可以表示脂膜过
氧化的程度。
从图 2 看出，随 PEG 浓度的增大，大岩桐叶
片细胞内 MDA 含量的变化幅度有较大差异。在
5%，15%，25%浓度处理后，MDA 比对照分别增
加 48. 6%，108. 0%和 201. 5%，而 35% 浓度处理
后，MDA 比对照增加 325. 5%。MDA 含量的变化
在一定程度上反映了大岩桐对水分胁迫敏感程度的
差异。
图 2 不同浓度 PEG 对幼苗 MDA
含量的影响
2. 4 不同 PEG 浓度处理对相对电导率的影响
植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢
起着重要的作用。正常情况下，细胞膜具有选择透
性。当植物受到逆境胁迫影响时，如干旱和盐胁迫
下，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内
的电解质外渗，使植物细胞浸提液的电导率增大。
因此，质膜透性的变化是植物细胞结构和功能完整
性的可靠指标［4］。
在 PEG 渗透胁迫下，大岩桐幼苗膜透性随着
PEG 浓度的增加而呈上升趋势 (图 3)。5%，
15%，25%，35% PEG 浓度处理后，相对电导率
比 对 照 分 别 增 加 6. 3%， 12. 5%， 146. 9%
和 259. 4%。
在 5%，15% PEG 浓度处理下，与对照相比差
异不是太大，但 25%，35% PEG 浓度处理下，相
对电导率与对照相比发生极显著变化，出现了急剧
升高，说明在 PEG 渗透胁迫下，大岩桐幼苗细胞
受到了一定的伤害，而且渗透胁迫强度越大，受到
的伤害越严重。
图 3 不同浓度 PEG 对幼苗相对
电导率的影响
2. 5 不同 PEG 浓度处理对 POD 的影响
正常情况下，由于植物体内存在着活性氧，清
除系统细胞内活性氧含量处于动态平衡的状态，因
此不会引起对植物的伤害。植物细胞中活性氧的清
除主要是通过有关酶和一些抗氧化物质。细胞的保
护酶主要有超氧化物歧化酶 (SOD)、POD、过氧
化氢酶 (CAT)等，非酶类的活性氧清除剂包括类
胡萝卜素、Vc、Ve 等［5］。
从图 4 可知，不同 PEG 浓度处理后，POD 活
性呈先升后降趋势。5%浓度处理后，POD 活性呈
上升趋势，明显高于对照;15%，25%，35%处理
后，POD 活性均呈下降趋势。15% 处理虽 POD 活
性高于对照，但却低于 5%处理，35%时 POD 活性
甚至低于对照。所以轻度胁迫能促进 POD 活性增
高，但随着胁迫强度的增大，酶活性变化呈下降趋
势，可能使其酶系受到破坏。王启明等［6］研究表
明，随着干旱胁迫天数的增加，大豆酶活性变化趋
势均呈先升后降，达到峰值后迅速下降，说明抗旱
机制也仅维持到此而已。
图 4 不同浓度 PEG 对幼苗 POD
活性的影响
3 小结和讨论
植物遭受逆境胁迫或在衰老的进程中都伴随细
胞膜系统的逐步破坏。Fridovih 提出生物自由基伤
王存纲，等:水分胁迫对大岩桐生理生化指标的影响 37
害是细胞系统破坏的主要原因，认为植物体内大量
自由基产生的毒害引发膜脂过氧化作用，从而造成
细胞膜系统的破坏［7］;细胞内同时存在清除超氧
自由基的保护系统，如 CAT，POD 和 SOD 等。水
分胁迫造成的膜系统伤害就是由细胞内活性
(O －2 )的产生与清除的不平衡引起的。植物处于
正常水分状态时，机体原有的各种氧代谢生理过程
处于平衡状态，所产生的氧自由基能够得到及时的
清除;在水分严重亏缺的条件下，植物机体各种代
谢过程发生紊乱，从各代谢途径产生的氧自由基增
加，机体由于代谢受阻不能及时清除而发生积累。
大量积累的氧自由基以强烈的氧化作用诱发细胞膜
中的不饱和脂肪酸，其产物是具有强氧化性的脂质
过氧化物的各种小分子的降解物，尤其以 MDA 含
量增高最为显著。因此，植物的抗旱性与活性氧清
除酶类的活性密切相关。
关于植物抗旱机理，自由基引起的伤害学
说［8 － 9］已受到人们的广泛重视，植物机体在正常生
理 代 谢 过 程 中，通 过 多 种 途 径 产 生 活 性 氧
(ROS)［10］。ROS 是成对电子，其化学性质极其活
泼，几乎可与植物体内全部生物大分子进行反应，
破坏这些大分子的活性构象，影响细胞正常代
谢［11］。正常情况下，植物体依赖体内 ROS 清除系
统包括 SOD、POD、CAT、甘露醇、甘氨酸、抗坏
血酸、类胡萝卜素等维持自由基生成与清除的动态
平衡，但在植物的衰老劣变过程中，特别是当植物
处于干旱、盐害和环境污染等逆境下，体内 ROS
生成大于清除，ROS 的大量积累与膜脂反应造成
膜伤害［12 － 15］。很多试验证实，轻度水分胁迫后，
SOD、POD、CAT 活性有增加趋势［16 － 17］。张振镒
等［18］发现，干旱胁迫可提高抗旱玉米叶片细胞保
护酶 SOD、POD 的活性，但随着干旱胁迫时间延
长，玉米叶片细胞保护酶活性不同程度地下降。
本试验结果表明，干旱胁迫明显地影响大岩桐
组培苗叶片活性氧的产生与活性氧清除系统 (即
细胞保护系统)之间的动态平衡。随着干旱胁迫
强度增加，POD 活性增大，这是大岩桐组培苗适
应干旱的一种应激保护反应。而当水分胁迫强度继
续增大，其活性下降，这是因为在高度的水分亏缺
环境下，植物严重脱水，POD 受到破坏而导致活
性降低，有机体内活性氧的产生与清除平衡系统遭
到破坏。如在 35% PEG 浓度处理下，POD 活性低
于对照。
膜脂过氧化是一个复杂的过程，而 MDA 含量
的高低表示了膜脂过氧化作用的程度［19 － 20］。本试
验结果表明，在水分胁迫下，O －2 和 H2O2 含量越
高，膜脂过氧化的终产物 MDA 也越高，说明水分
胁迫下活性氧的产生和积累是引起 MDA 含量增加
的主要因素。蒋明义等［21］的研究表明，抗旱性强
的品种具有较强抗氧化能力，膜脂过氧化程度低;
抗旱性弱的品种抗氧化能力较弱，膜脂过氧化程度
较高。MDA 含量随水分胁迫浓度增加上升，造成
膜伤害，增大细胞膜的透性，引起细胞内物质外
渗。细胞液外渗液增加，即表现为电导率增大。干
旱对细胞膜的伤害随着胁迫程度的提高而加大，且
胁迫程度越高，电导率就越大［22］。
光合作用是植物代谢的基础，而叶绿素是光能
吸收和转换的原初物质，因此，影响叶绿素代谢的
逆境因素都将直接影响植物的生长发育。植物在遭
受水分胁迫时抗旱性强的品种叶绿素含量比抗旱性
弱的品种叶绿素含量高，又进一步证明了抗旱性强
的品种受伤害程度越小。而在持续水分胁迫下，由
于活性氧的产生和清除平衡被打破，尽管植物体内
SOD、POD 活性上升到较高水平，但 O －2 和 H2O2
仍较快积累，MDA 含量持续升高，膜脂过氧化加
剧，进而影响光合、呼吸等生理过程，最终影响产
量和品质。
大岩桐的抗旱性是个复杂性状，其适应干旱环
境的机理尚不十分清楚，不同生育阶段对水分胁迫
的响应，活性氧积累诱发植物伤害的最低浓度以及
活性氧诱导保护系统的机理等还有待深入研究。
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(下转第 43 页)
陈加红，等:啶虫脒防治甘蓝蚜虫药效试验 43
d，40%啶虫脒水分散粒剂和 20%啶虫脒可湿性粉
剂的防效均为 100%，表明 2 种药剂对甘蓝蚜虫持
效期在 14 d 以上，且不同浓度 40%啶虫脒水分散
粒剂与 20%啶虫脒可湿性粉剂处理无显著差异。
表 1 不同处理药后对甘蓝蚜虫的防效
处理
药前虫
害指数
药后 1 d 药后 3 d 药后 7 d 药后 14 d
虫害
指数
防效 /
%
差异
显著性
虫害
指数
防效 /
%
差异
显著性
虫害
指数
防效 /
%
差异
显著性
虫害
指数
防效 /
%
差异
显著性
40%啶虫脒水分散粒剂 7. 500 g 100 0. 6 99. 4 a A 0 100 a A 0 100 a A 0 100 a A
40%啶虫脒水分散粒剂 8. 475 g 100 0. 3 99. 7 a A 0 100 a A 0 100 a A 0 100 a A
40%啶虫脒水分散粒剂 9. 375 g 100 0 100 a A 0 100 a A 0 100 a A 0 100 a A
20%啶虫脒可湿性粉剂 14. 000 g 100 0 100 a A 0 100 a A 0 100 a A 0 100 a A
清水 (CK) 100 100 0 100 0 100 0 100 0
注:处理栏单位面积以 667 m2计。同列数据后标有相同字母者表示差异不显著，标有不同小写字母者表示差异显著，标有不同大写字
母者表示差异极显著。
3 小结与讨论
试验结果表明，40%啶虫脒水分散粒剂对蚜虫
防效较为理想，该药剂渗透性好，且有速效性和持
效性，药后 1 d 可杀死叶片上的全部蚜虫，持效期
可达 14 d 以上，对作物生长安全。
生产上用 40% 啶虫脒水分散粒剂来防治甘蓝
蚜虫，适宜在蚜虫盛发期或若虫危害高峰期使用，
每公顷用药 45. 00 ～ 56. 25 g (有效成分含量) ，对
水 750 kg，对作物的叶面进行喷雾施药可达理想的
防治效果 (药液触及虫体效果更佳) ，667 m2用药
液量视作物的大小酌情而定，以均匀喷湿叶面为
宜。同时也应重视面临的抗药性问题，合理选择农
药交替使用。
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(责任编辑:张瑞麟
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