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干旱胁迫对柔枝松幼苗丙二醛含量的影响



全 文 :干旱胁迫对柔枝松幼苗丙二醛含量的影响
马书燕1,李吉跃2,3* ,彭祚登3
(1.唐山职业技术学院,河北唐山 063000;2.华南农业大学林学院,广东广州 510642;3.北京林业大学资源与环境学院,北京林业大学省部共建森
林培育与保护教育部重点实验室,国家林业局干旱半干旱地区森林培育与生态系统研究重点实验室,北京 100083)
摘要 [目的]探讨干旱胁迫对柔枝松(Pinus flexilis James.)幼苗丙二醛(MDA)含量的影响。[方法]采用硫代巴比妥酸(TBA)法,测定
了 6个柔枝松种源 2年生苗(Ra、Rsi、Rs、Rg、Rsd和 Rl)在干旱胁迫过程中的 MDA含量。[结果]在整个干旱胁迫过程中种源 Ra和 Rsi
的 MDA含量变化较小,膜质受损程度较小,抵抗干旱的能力较强;种源 Rs的 MDA含量变化最大,膜质受损最严重,抵抗干旱的能力最
弱。[结论]为柔枝松的抗旱机理研究提供了理论依据。
关键词 柔枝松;引种;种源;丙二醛
中图分类号 Q945. 78 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)04 -02099 -02
Effects of Drought Stress on the Content of Malondialdehyde in Pinus flexilis James. Seedlings
MA Shu-yan et al (Tangshan Vocational & Technical College,Tangshan,Hebei 063000)
Abstract [Objective]The aim was to explore effects of drought stress on the content of malondialdehyde (MDA)in Pinus flexilis James.
seedlings. [Method]Contents of MDA in two-year-old seedlings of six Pinus flexilis James. provenances like Ra,Rsi,Rs,Rg,Rsd and Rl
under drought stress were determined by thibabituric acid(TBA)method. [Result]Provenances Rsi and Ra had a lower content of MDA dur-
ing the whole process of drought stress,and the damage of their membranous was relatively small,so their drought-resistance capacity was rel-
atively strong. On the contrary,provenance Rs had a higher content of MDA,and damage of its membranous was the most serious,so its
drought-resistance capacity was the weakest. [Conclusion]The research provides theoretical basis for studies on the drought resistance mecha-
nism of Pinus flexilis James.
Key words Pinus flexilis James.;Introduction;Provenances;Malondialdehyde
基金项目 国家“948”引进国际先进农业科学技术项目(2003-4-05)。
作者简介 马书燕(1979 -) ,女,河北邢台人,讲师,博士研究生,研究
方向:引种栽培,E-mail:ngmashuyan@ 163. com。* 通讯作
者,教授,博士生导师,从事森林培育及栽培生理生态研究,
E-mail:ljyymy@ vip. sina. com。
收稿日期 2011-10-20
干旱是对植物生长发育影响最大的环境因子之一。研
究植物在干旱胁迫下的生长和生理反应以及探索其抗旱性
机理,对培养抗旱品种具有十分重要的意义。柔枝松(Pinus
flexilis James.)生境干旱,适应性很强。在我国北方地区,特
别是在西北及华北地区引种柔枝松,具有十分广阔的应用前
景。而不同种源、家系(包括无性系)的柔枝松在树冠特征、
根系分布、树高及胸径生长、抗逆性(耐寒、耐旱、耐瘠薄等)
等方面有很大差异。鉴此,笔者对柔枝松在干旱胁迫过程中
的丙二醛(MDA)含量变化进行了测定,旨在为其抗旱机理研
究提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料 试验材料为从美国引进的 6个柔枝松种源 2年
生苗木,分别为 Ra、Rsi、Rs、Rg、Rsd和 Rl。3 月移栽到花盆,
6月将成活的苗木移放到温室,适应温室环境 30 d后 7月开
始测量生理指标,容器规格为 30 cm ×30 cm。
1. 2 试验方法 选择 Ra、Rsi、Rs、Rg、Rsd和 Rl 6个柔枝松
种源大小一致的 2 年生移栽苗于 7 月初进行试验。将各苗
木花盆充足浇水后,用保鲜膜和胶带密封花盆的盆口和底
部,防止土壤水分蒸发,然后不再浇水进行持续干旱处理。
同时,另选 6盆苗木作为对照,进行正常的苗木培育管理;设
置无苗木的空白对照,以了解土壤水分蒸发的程度。干旱胁
迫期间,定期测定苗木的 MDA含量。
1. 3 MDA含量测定 采用硫代巴比妥酸(TBA)法:取上
清液 2 ml(对照加水 1 ml) ,加 2 ml TBA,封口沸水浴 30 min,
迅速冷却(用冷水冲泡) ,倒入离心管中,4 000 r /min离心 20
min,取上清液于 600、532、450 nm下比色测定,根据浓度进一
步换算植物组织中的 MDA含量。计算公式:
MDA(μmol /L)=6. 45(A532 - A600)-0. 56A450
2 结果与分析
MDA的存在会毒害细胞膜系统、蛋白质和 DNA,最终导
致细胞膜的降解和细胞功能的丧失。MDA是膜质过氧化的
产物,是膜质过氧化程度的直接表现,MDA 的含量越低,膜
受损的程度越小,反之,膜受损程度越大。MDA 含量低,增
强作物的抗旱能力。MDA是机体内脂质过氧化的最终产物
之一,在一定程度上可反映植物受氧化伤害的程度[1]。干旱
胁迫可导致叶片 MDA含量增加,不仅影响了叶绿素的合成,
而且使植物产生大量活性氧,进而破坏膜结合的电子传递系
统,导致脂膜发生过氧化反应。因此,叶绿素及膜质过氧化
产物 MDA通常被作为干旱伤害的指标之一[2 -3]。
由图 1可知,种源Ra和Rsi在干旱过程中MDA含量呈下
降趋势,而种源 Rs、Rg、Rsd和 Rl整体上呈上升趋势,说明在干
旱胁迫过程中种源 Ra和 Rsi受干旱胁迫的破坏较小,而种源
Rs、Rg、Rsd和 Rl膜受损程度较大。在正常水分条件下,种源
Ra、Rsi和 Rg的 MDA含量较高,分别为 0. 690、0. 562和 0. 584
nmol /g,种源 Rs、Rsd和 Rl的MDA含量分别为 0. 415、0. 405和
0. 473 nmol /g。随着干旱胁迫的加剧,种源 Ra 和 Rsi 的 MDA
含量在 A处开始下降然后处于平稳发展状态,其中种源 Ra受
损程度最小,在 E处MDA含量是正常水分条件下的3. 8倍;种
源 Rs、Rg、Rsd和 Rl整体上呈增加趋势,但变化较大,其中种源
Rs的MDA含量变化最大,表现为增加—降低—增加—降低—
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(4):2099 - 2100 责任编辑 乔利利 责任校对 傅真治
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.04.217
增加的趋势,处于不稳定状态,其 MDA 含量在 E 处为 3. 343
nmol /g,是正常水分条件下的 8. 1倍,而其他 3个种源表现为
先增加后降低最后有所升高的趋势,最后在 E处的含量也高
于正常水分条件下,膜受到破坏。
经分析可知,随着干旱胁迫的加剧,柔枝松种源的 MDA
含量增加。在不同的干旱胁迫时期,不同的柔枝松种源之间
的膜脂抗氧化系统和膜的受损程度均不相同,种源 Ra和 Rsi
的膜脂抗氧化系统的酶活性较低,受干旱胁迫的影响较小,
但 MDA的含量也较小,膜受损程度较小,而种源 Rs、Rg、Rsd
和 Rl则相反,尤其种源 Rs膜受损程度最大。
图 1 不同干旱时期MDA含量变化
3 结论与讨论
该研究结果表明,随着干旱胁迫的加剧,5个柔枝松种
源苗木的 MDA 含量变化不同,其中种源 Ra 和 Rsi 的 MDA
含量在整个干旱胁迫时期变化较小,膜质受损程度最小,抵
抗干旱的能力较强;而种源 Rs、Rg、Rsd和 Rl的 MDA含量变
化较大,膜质受损程度较大,其中种源 Rs的 MDA 含量变化
最大,膜质受损程度最大,抵抗干旱的能力最弱。这与前人
的研究结论相一致,如王保莉等[4 -5]研究发现在干旱条件下
各处理小麦叶片 MDA 含量和 SOD 活性都相对增大;李莉
等[6]发现干旱胁迫使田间苹果梨叶片 MDA 含量增加[6];陈
吉虎[7]发现干旱胁迫使椴树科 3个树种、槭树科 5 个树种的
苗木 MDA含量呈上升趋势[7]。
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檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
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解决的办法。水稻细胞质雄性不育性与育性恢复一直是分
子生物学的研究热点[4]。但是,对细胞质雌性不育机理和育
性恢复机理的研究却很少见,也许是其适用价值不大。♀A
野生稻这种新发现的种质资源,除了育性之外,还有很多性
状可以加以利用,如地下根茎发达,其主要繁殖方式,是在植
株地下茎节处长出根茎,向四周扩展,且有很强的穿透力,可
以穿过宽厚的田埂,到别的田块长出。此外,其柱头紫色、
长、大且外露好。
图 1 F2 代花粉镜检结果
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0012 安徽农业科学 2012 年