全 文 ：四翅滨藜抗旱生理的研究
雷钧杰1 ,聂新辉2 ,高文伟3 ,赛力汗·赛1 ,高永红1
(1.新疆农科院粮食作物研究所 ,乌鲁木齐　830091;2.石河子农业科技开发研究中心棉花研究所 ,新疆石河子　832000
3.新疆农业大学农学院 ,乌鲁木齐　830052)
摘　要:【目的】测定四翅滨藜的抗旱生理指标 , 并与新疆较典型抗旱植物进行比较 , 为其大面积推广提供理论
基础 。【方法】通过 PEG6000对新疆地区比较典型的 10 种抗旱植物进行胁迫处理 ,分别测定处理前后 10 种植物
体内脯氨酸 、根活力(TTC 含量)、丙二醛 、可溶性糖 、可溶性蛋白 、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的含量 ,同时
比较胁迫处理前后的变化量 ,并且对四翅滨藜以上生理指标进行定性和定量的分析。【结果】四翅滨藜与其它
9 种植物比较 ,植物体内脯氨酸 、TTC和过氧化氢酶含量及处理前后的增加量均最高;丙二醛含量及处理前后
的增加量最低;可溶性糖和可溶性蛋白含量及处理前后增加量均处于第二位。【结论】在 10种植物中 ,四翅滨
藜对干旱的抵御协调能力最强。
关键词:四翅滨藜;干旱胁迫;PEG6000;抗旱生理
中图分类号:S793.01　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-4330(2010)01-0059-08
Study on Physiology of Drought Resistance of
Atriplex canescens
LEI Jun-jie1 ,NIE Xin-hui2 ,GAO Wen-wei3 ,Sailihan·Sai1 ,GAO Yong-hong1
(1.Institute of Grain Crops , Xinjiang Academy of Agricultural Sciences , Urumqi 830091 , China ;2.Cotton
Institute , Shihhotze Agricultural Research Center of Scientific and Technological Development , Shihhotze Xinjiang
832000 , China;3.College of Agronomy , Xinjiang Agricultural University , Urumqi 830052 , China)
Abstract:【Objective and Method】The objectives of this study were to reveal the ten plants′content of
proline , TTC , MDA , soluble sugar , soluble protein , SOD , POD before and after stress treatments and were to
compare their changes and analyze the physiological indexes of Atriplex canescens and other drought-resistant plants
quatitatively and qualitatively.【Result】The results showed the content of proline of Atriplex canescens was the
highest compared with that of other 9 kinds of plants.The plant in content of MDA was the lowest before and after
stress treatments.The content of soluble sugar and soluble protein was in second before and after stress treatment.
【Conclusion】It can clearly be seen , Atriplex canescens had the strongest drought-resistance compared with that of
other plants.
Key words:Atriplex canescens;drought resistance;polypropylene gel electrophoresis6000;physiology of drought
resistance
0　引言
【研究意义】滨藜是全世界干旱 、半干旱地区的典型植物 ,广泛分布于世界各大洲的温带和亚热带地
区。在我国西部地区的林业生态建设中 ,大量引种美国准常绿灌木-四翅滨藜 ,不仅可以改善生态 、美
化环境 ,还能带动畜牧业发展 。【前人研究进展】四翅滨藜(Atriplex canescens)是美国科洛拉多州立大学
等单位经历25年 ,选育出的一个优良品系 ,广泛用于牧场改良 、水土保持和盐碱地改造[ 1] 。四翅滨藜[ 2]
为藜科滨藜属植物 ,准常绿灌木 ,抗旱 ,在年均降水量 150 ～ 380 mm 的干旱条件下 ,极端最低温-40℃的
干旱 、半干旱荒漠地带生长良好。四翅滨藜生长较快 ,在三北地区当年生长量可达 50 ～ 60 cm ,年生长量
收稿日期:2009-06-22
基金项目:新疆农科院青年基金项目“四翅滨藜耐盐机理及其修复盐碱地效应研究”(院 2007Q06号)
作者简介:雷钧杰(1972-),男 ,甘肃人 ,副研究员 ,研究方向为农作物栽培与耕作 ,(E-mai l)leijunjie@sohu.com
新疆农业科学　2010 ,47(1):59-66
Xinjiang Agricultural Sciences
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
是柠条的 3倍。叶子为优质饲料 ,也是很好的防风固沙固土树种 。四翅滨藜在冬季叶片持绿 ,为灰绿
色 ,是较好的冬季牧草。自 1990年以来先后在我国的青海 、新疆和宁夏等地区进行区域性栽培试验 ,表
现出了极强的生命力 ,具有很大的发展潜力[ 3] 。【本研究切入点】四翅滨藜的抗旱生理指标尚不确定。
【拟解决的关键问题】实验通过对四翅滨藜与 9种新疆地区较典型的抗旱植物生理指标的测定与比较 ,
旨在探讨四翅滨藜抗旱生理机制 ,找出与其它抗旱植物抗旱生理的不同点及其优越性 ,为四翅滨藜在新
疆大面积推广提供理论基础。
1　材料与方法
1.1　试验时间 、地点
试验于 2007 ～ 2008年在新疆农科院玛纳斯试验站与新疆农业大学农学院作物分子育种重点试验
室进行。在新疆农科院玛纳斯试验站培育四翅滨藜苗木并采集 10种植物样株 ,在新疆农业大学农学院
作物分子育种重点试验室进行植株有关指标测定 。
1.2　材 料
选取 10种能在干旱盐渍地生长的植物:1.艹扁蓄 、2.白杨 、3.苋菜 、4.马尾松 、5.扁扁草 、6.麻黄 、7.苦
豆子 、8.红柳 、9.灰藜 、10.四翅滨藜。
1.3　方 法
采集以上 10种植物的全株或部分枝条 ,在实验室条件下进行水培 ,然后用浓度为 40%的 PEG6000溶
液胁迫 ,测定胁迫前后 10种植物的抗旱生理指标 。
2　结果与分析
2.1　10种植物游离脯氨酸含量的测定及分析[ 4]
用PEG6000胁迫处理前后 10种植物体内游离脯氨酸含量均发生变化 ,但含量随胁迫时间延长呈增长
趋势。其中 10 号(四翅滨藜)在 PEG6000处理前游离脯氨酸含量为 95.81 μg/g ,处理后脯氨酸含量为
127.82 μg/g ,处理前后的增加量为32.01μg/g ,9号(灰藜)在PEG6000处理前游离脯氨酸含量为 90.25μg/
g ,处理后脯氨酸含量为 120.83μg/g ,处理前后的增加量为 30.58μg/g 。其余植物含量和处理前后变化
量均低于藜科类(9号 、10号)植物。图 1 ,图 2
2.2　10种植物根活力的测定及分析[ 5]
10种植物在用 PEG6000溶液处理前后根系中 TTC 的还原量均增加 ,其增加幅度各异:胁迫后 10号
(四翅滨藜)增加量高达 60 μg/h ,4号(马尾松)增加量为58μg/h 。由此说明 ,四翅滨藜抗御干旱能力大 ,
反之 1 、2 、7 、8号植物抗御干旱能力小 。图 3 ,图 4
图 1　PEG6000处理前后 10种植物体内游离脯氨酸含量
Fig.1　The content of proline in ten plants before and after treatment by PEG6000
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2.3　10种植物丙二醛含量的测定及分析[ 6]
植物器官衰老或在逆境条件下遭受伤害 ,往往发生膜脂过氧化作用 ,丙二醛是膜脂过氧化的最终分
解产物 ,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度 。丙二醛含量与植物遭受逆境伤害时抵御能力成反
比。试验结果表明 ,用PEG6000溶液胁迫 10种植物后植物组织中丙二醛含量均增加 ,说明通过 PEG6000溶
液胁迫后10种植物已经遭受伤害 ,而遭受逆境伤害的程度大小可以从丙二醛含量在PEG6000胁迫前后变
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化幅度表现出来 ,丙二醛含量增加范围在0.04 ～ 0.08μmol/g的材料有 1 、3 、5号 ,而 10号(四翅滨藜)变
化幅度仅为 0.001 8 μmol/g ,足以说明 10号(四翅滨藜)对干旱逆境伤害抵御能力远大于其它 9种典型
的抗旱植物。图 5 ,图 6
2.4　10种植物可溶性糖含量的测定及分析[ 7 ,8]
用PEG6000溶液胁迫 10种植物前后植物体内可溶性糖含量都发生变化 ,其中 9号 、10号(四翅滨藜)
用PEG6000溶液胁迫前可溶性糖含量分别高达 2.31%和 2.25%,胁迫后分别达 2.70%和 2.56%。用
PEG6000溶液胁迫 10种植物后植物体内可溶性糖含量变化呈增长趋势 ,幅度各异 ,含量较高材料为 7号 、
9号 、10号 ,其含量排序为:9号>10 号(四翅滨藜)>7号 ,增加范围在 0.25%～ 0.40%;较低材料为 2
号 、3号 、5号 ,其含量排序为:3号<2号<5号 ,增加范围在 0.10%～ 0.20%。图 7 ,图8
2.5　10种植物可溶性蛋白含量的测定及分析
用PEG6000溶液胁迫10种植物前后植物体内可溶性蛋白含量发生变化 ,胁迫处理后6号材料可溶性
蛋白含量达到最大值 2.96 mg/g ,胁迫处理后 10 号(四翅滨藜)可溶性蛋白含量次之 ,达到 2.55 mg/g。
用PEG6000溶液胁迫 10种植物前后植体内可溶性蛋白含量变化幅度较大 ,其中 6号和 10号(四翅滨藜)
胁迫后可溶性蛋白含量增加量分别高达 0.54和 0.34 mg/g 。以上说明选择其它 9种植物作为四翅滨藜
的对照是有效。图 9 ,图 10
2.6　10种植物 SOD活性测定及分析
用PEG6000溶液胁迫 10种植物前后 ,10号(四翅滨藜)体内超氧化物歧化酶(SOD)活性均表现最大。
用PEG6000溶液胁迫 10种植物后 ,除 6号材料植物组织内超氧化物歧化酶(SOD)活性上升外 ,其它 9种
植物组织内超氧化物歧化酶(SOD)活性均下降 ,并且 10号(四翅滨藜)下降幅度最小 ,最小为 0.012。图
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11 ,图12
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2.7　10种植物 POD活性测定及分析
用PEG6000溶液胁迫处理前后 ,10种植物过氧化氢酶(POD)活性变化幅度较大 ,均呈增长趋势。用
PEG6000溶液胁迫处理后 ,10种植物过氧化氢酶活性含量均大于 0.50 mg/g·min;每种材料处理前后其体
内过氧化氢酶活性的增加量不同 ,9号(灰藜)和 10号(四翅滨藜)处理前后过氧化氢酶活性增加幅度
为:0.55和 0.59 mg/g·min。可见 ,四翅滨藜在 PEG6000胁迫处理后过氧化氢酶(POD)活性含量最大 ,并且
处理前后 POD活性增加量也是最大 。图 13 ,图 14
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3　结论与讨论
3.1　干旱胁迫处理对 10种植物脯氨酸含量的影响[ 9]
游离脯氨酸能提高植物的抗逆性 ,游离脯氨酸的积累量与抗渗透胁迫能力之间有显著的正相关 ,即
游离脯氨酸含量增加的幅度高说明植物对干旱胁迫适应能力较强。因此以上结果表明:10号(四翅滨
藜)对干旱胁迫表现出较强适应能力。
3.2　干旱胁迫处理对 10种植物根系活力的影响[ 10 ,11]
根系活力(根系 TTC还原量反应)是反映根系吸收功能的综合指标 ,其大小直接影响到植株的生长
和抗逆能力 ,是衡量植物抵御干旱能力大小的重要生理指标 。TTC 还原量测定结果说明 ,四翅滨藜抗御
干旱能力大。
3.3　干旱胁迫处理对 10种植物丙二醛含量的影响
植物器官衰老或在逆境下遭受伤害 ,往往发生膜脂过氧化作用 ,丙二醛是膜脂过氧化的最终分解产
物 ,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。丙二醛含量与植物遭受逆境伤害时抵御的能力成反
比[ 6] 。丙二醛含量测定说明 10号(四翅滨藜)对干旱逆境伤害抵御能力远大于其它 9种典型的抗旱植
物。
3.4　干旱胁迫处理对 10种植物可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响[ 12 ～ 14]
用PEG6000溶液胁迫处理 10种植物的后期 ,可溶性糖的含量下降 ,而可溶性蛋白含量增加 ,这样的相
互协调作用对逆境的抵御和适应很有效 。同时这 10种植物可溶性糖和可溶性蛋白含量都较高 ,说明所
选的植物具有代表性 、典型性和可比性 。
3.5　干旱胁迫处理对 10种植物 SOD和 POD的影响
在植物细胞中 ,SOD组成了清除 ROS 的第一道防线 。SOD可以将 O2-分解形成 H2O2 ,它的高活性
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有助于清除旱胁迫下产生的大量O2- ,同时伴随H2O2的产生 。植物体内的抗氧化酶POD可以进一步分
解H2O2 ,在植物体内清除活性氧过程中起着重要作用[ 15～ 16] 。测定结果表明 ,在四翅滨藜植物细胞中 ,
SOD和 POD的活性均较强 ,说明四翅滨藜抗旱性较强 。
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