全 文 ：云南农业大学学报 Journal of Yunnan Agricultural University，2011，26 (5) :673 － 677 http:/ /xb. ynau. edu. cn
ISSN 1004 － 390X;CODEN YNDXAX E-mail:xb@ ynau. edu. cn
收稿日期:2010 － 04 － 12 修回日期:2011 － 06 － 29 网络出版时间:2011 － 09 － 14 17:51
* 基金项目:国家林业局“948”项目 (2007 － 4 － 11)。
作者简介:孙程旭 (1976 －) ，男，河南确山人，硕士，助理研究员，主要从事植物生理生态研究。
E-mail:suncx@ live. com
＊＊通讯作者 Corresponding author:曹红星 (1977 －) ，女，河南南阳人，博士，副研究员，主要从事植物资源评价与
分子遗传育种研究。E-mail:caohx@ live. com
网络出版地址:http: / /www. cnki. net /kcms /detail /53. 1044. S. 20110914. 1751. 201105. 673_ 017. html
DOI:10. 3969 / j. issn. 1004 － 390X (n). 2011. 05. 017
PEG处理对蛇皮果幼苗的生理响应及酶变化研究*
孙程旭1，2，刘立云1，2，李荣生3，曹红星1，2＊＊，冯美利1，2，陈思婷1，2，张 军1，2
(1. 中国热带农业科学院 椰子研究所，海南 文昌 571339;
2. 海南省热带油料作物生物学重点实验室，海南 文昌 571339;
3. 中国林业科学研究院热带林业研究所，广东 广州 510520)
摘要:以蛇皮果幼苗为试验材料，利用聚乙二醇 6000 (PEG-6000)人工模拟水分胁迫环境，设置 3 个胁迫强
度处理 (轻度胁迫、中度胁迫、重度胁迫)和 3 个胁迫持续时间处理 (持续 24，48，72 h) ，研究干旱胁迫
对蛇皮果幼苗生理生化指标的影响。结果表明:随着 PEG胁迫浓度的增加和胁迫持续时间延长，蛇皮果幼苗
叶片相对含水量都表现下降的趋势，各胁迫处理都显著高于对照 (P ＜ 0. 5) ;叶片相对电导率呈上升的趋势，
在处理 48，72 h时，各浓度处理分别达到显著差异 (P ＜ 0. 5) ;叶片丙二醛和脯氨酸的含量均都有不同程度
升高，重度胁迫处理时含量最高。不同浓度 PEG 处理在胁迫 24，48，72 h 时，SOD 活性在处理 24 h 表现最
高，POD活性都表现为轻度胁迫时最高，PPO酶活性都分别表现为随着胁迫浓度的增加而增强。在各种指标
中，相对电导率、脯氨酸含量、丙二醛含量较为直观，可以作为评价蛇皮果苗木抗旱性的依据。
关键词:蛇皮果;PEG胁迫;质膜透性;保护酶活性;渗透调节
中图分类号:S 667. 903. 4 文献标识码:A 文章编号:1004 － 390X (2011)05 － 0673 － 05
Biophysical Response and Enzyme Activity of Salak
［Salacca zalacca (Gaertner)Voss］to PEG Stress
SUN Cheng-xu1，2，LIU Li-yun1，2，LI Rong-sheng3，CAO Hong-xing1，2，
FENG Mei-li1，2，CHEN Si-ting1，2，ZHANG Jun1，2
(1. Coconut Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultaral Sciences，Wenchang 571339，China;
2. Hainan Key Laboratory of Tropical Oil Crops Biology，Wenchang 571339，China;
3. Research Institute of Tropical Forestry，Chinese Academy of Forestry，Guangzhou 510520，China)
Abstract:The effect of drought on the seedlings was evaluated by testing the variance of physiological
and biochemical parameters and this experiment were conducted using treatments of different polyethy-
lene glycol (PEG-6000)concentrations (mild stress，moderate stress，severe stress)and different
stress durations (24，48，72 h)． The results indicated that the relative water content in leaves showed
a decreased tendency with the increase of stress intensity and the treating time，and the control treat-
ment was significant lower than other treatments (P ＜ 0. 05)． The relative conductivity tended to in-
crease and every treatment showed significant difference when treated with 48 h and 72h (P ＜ 0. 05) ;
the proline and MDA content tended to increase and their highest values were attained under severe
stress treatment;the highest activities of SOD，POD，PPO were attained when treated 24h，mild stress，
severe stress，respectively. The index of relative conductivity，MDA content and soluble sugar were intu-
itive and as proper physiological indices for evaluating drought resistance of seedlings of salak.
Key words:salak;PEG stress;membrane permeability;activity of enzyme;osmoregulation
当植物蒸腾速率超过水分吸收速率或土壤缺
乏树木可利用的水分时，植物将发生干旱胁
迫［1］。季节性干旱胁迫也是影响植物生长的重要
逆境因子［2 － 5］。在干旱条件下，树木在生长发育、
形态结构以及生理生化特性等方面表现出一定的
特点和规律性。其中以生理生化指标开展抗旱性
研究为最活跃的领域。目前，海南时常发生季节
性干旱，已成为影响植物正常生长发育及大面积
栽培的主要限制因素之一。
蛇皮果 ［Salacca zalacca (Gaertner)Voss］，
是东南亚著名水果，风味鲜美，营养丰富，在国
际市场上颇受欢迎。目前已在我国海南﹑云南﹑
广州等热区零星试种。但蛇皮果属地域性水果，
对于原产地的光、温、水等需求具有专一性
等［6 － 7］，有关温度对蛇皮果生长的影响已有研
究［8 － 9］，但干旱对蛇皮果生理生化变化的影响还
未见报道。
本试验以不同浓度 PEG-6000 溶液对蛇皮果
幼苗进行模拟干旱胁迫处理，研究不同 PEG 胁迫
浓度和胁迫时间处理下蛇皮果叶片内的相对含水
量、游离脯氨酸 、丙二醛 (MDA)含量、质膜透
性及保护酶活性等生理生化指标的变化，以期为
蛇皮果的栽培、引种及耐旱品种的选育提供科学
依据，并通过其植物体内一些生理生化指标变化
的研究，探寻其变化机理，从而找到一些与抗旱
性关系密切的指标作为抗旱性鉴定指标。
1 材料与方法
1. 1 材料
试验于 2009 年 8 月进行，选取生长一致、健
壮的 8 个月生的水培蛇皮果 Pondoh 品种幼苗为
材料。
1. 2 方法
1. 2. 1 样品处理
用营养液配制的具有不同渗透势的聚乙二醇
(PEG-6000)溶液中进行不同强度及不同持续时
间的水分胁迫处理幼苗。各处理均在人工气候箱
(PYX －2500Q － B)下进行，温度为 25℃，相对
湿度为 75% ～ 85%，光照强度 4 000 lx。处理后，
选择生长良好，大小均匀的叶片为供试材料，各
处理的蛇皮果幼苗相同指标均在早晨 9 ∶ 00 采样，
每个指标采样 3 株，取每株的功能叶片 (从上自
第 3 叶片起，同一测定指标取同一序号的叶片) ，
用自来水冲洗表面污物后，再用蒸馏水冲洗 2 ～ 3
次后，用吸水纸轻轻吸干叶片表面水分，混合采
集叶片后进行指标测定，3 次重复。
1. 2. 2 不同水分胁迫强度处理
在新鲜营养液里加入 PEG6000 配制成不同质
量分数的胁迫溶液:轻度胁迫 5% (50 g /L PEG)、
中度胁迫 10% (100 g /L PEG)、重度胁迫 15%
(150 g /L PEG) ，进行胁迫处理，以不加 PEG 6 000
的 1 /2 Hoagland营养液中的幼苗作为对照。
1. 2. 3 不同水分胁迫持续时间处理
各胁迫强度均设 3 组胁迫处理时间，分别在
胁迫持续 24，48，72 h 时采集叶片，分别以持续
培养 24，48 ，72 h不加 PEG6000 的幼苗为对照，
测定各项生理指标。
1. 3 测试方法
叶片相对含水量采用万里强等方法［10］，细胞
质膜透性根据朱根海等［11］的方法略有改动，游离
脯氨酸、丙二醛 (MDA)、SOD 和 POD 酶活性测
定采用李合生等［12］的方法，PPO 酶液提取［13］，
活性采用姚延祷［14］的方法。
所有指标测定均重复 3 次。采用 SPSS 17. 0
数据处理系统进行分析。
2 结果与分析
2. 1 PEG胁迫对叶片相对含水量的影响
随着 PEG胁迫浓度的增加和胁迫程度加深，
不同处理相对含水量均有所下降 (图 1)。水分胁
迫处理 24 h后，轻度胁迫和中度胁迫蛇皮果叶片
相对含水量无显著差异，但均显著高于对照 (P
＜ 0. 05) ;胁迫处理 48 h 时，轻度胁迫和中度胁
迫的叶片含水量无显著性差异，均显著高于对照
但显著低于重度胁迫时的叶片含水量 (P ＜
0. 05) ;胁迫处理 72 h 时，不同胁迫强度的叶片
相对含水量进一步下降，变化趋势和处理 48 h 相
似。其中轻度胁迫处理在 24，48，72 h的质膜透性
分别比对照下降了 13. 11%，21. 72%，36. 35%;
中度胁迫处理在 24，48，72 h的质膜透性分别比对
476 云南农业大学学报 第 26 卷
照下降了 19. 25%，24. 30%，38. 68%;重度胁迫
处理在 24，48，72 h的质膜透性分别比对照下降了
26. 94%，46. 17%，54. 11%。
2. 2 干旱胁迫对蛇皮果叶细胞膜透性及内渗透调
节物质的影响
2. 2. 1 质膜透性的变化
在不同处理时间和处理强度下，蛇皮果叶片
质膜透性的变化如图 2 所示。不同浓度 PEG 处理
的叶片质膜透性均随胁迫时间的延长而增大，在
处理 24，48，72 h，不同浓度 PEG 处理叶片质膜
透性分别都达到显著差异 (P ＜ 0. 05) ;其中轻度
胁迫处理在 24，48，72 h 的质膜透性分别比对照
升高了 12. 60%，32. 20%，6. 66%倍;中度胁迫
处理在 24，48，72 h 的质膜透性分别是对照的
18. 63%，34. 99%，38. 42%;重度胁迫处理在
24，48，72 h的质膜透性分别是对照的 23. 72%，
41. 77%，46. 04%。
2. 2. 2 丙二醛含量的变化
由图 3 可知，随着 PEG胁迫浓度的增加和胁
迫持续时间延长，叶片丙二醛含量均有不同程度
升高，但重度胁迫时丙二醛含量变化幅度最大。
在处理 48，72 h，不同浓度 PEG 处理丙二醛分别
都达到显著差异 (P ＜ 0. 05)。其中轻度胁迫处理
在 24，48，72 h 的叶片 MDA 含量分别比对照升
高了 0. 49%，0. 78%，2. 26%;中度胁迫处理在
24，48，72 h的叶片 MDA含量分别比是对照升高
了 1. 07%，1. 24%，2. 48%;重度胁迫处理在
24，48，72 h 的叶片 MDA 含量分别是对照的
1. 49%，1. 68%，2. 86%。
2. 2. 3 脯氨酸含量的变化
由图 4 可看出，不同浓度 PEG处理的叶片脯
氨酸含量随胁迫时间的延长均有不同程度升高。
在不同的处理时间，轻度胁迫时的脯氨酸含量和
重度胁迫处理达到显著性差异，和中轻度胁迫未
达到显著性差异。其中轻度胁迫处理在 24，48，
72 h 的脯氨酸含量分别比对照上升了 0. 23，
2. 08，2. 72 μg /g FW;中度胁迫处理在 24，48，
72 h 的脯氨酸含量分别比对照升高了 0. 62，
2. 34，2. 83 μg /g FW;重度胁迫处理在 24，48，
72 h 的脯氨酸含量分别比对照升高了 0. 88，
576第 5 期 孙程旭，等:PEG处理对蛇皮果幼苗的生理响应及酶变化研究
2. 68，2. 98 μg /g FW。
2. 3 干旱胁迫对叶内酶活性的影响
2. 3. 1 超氧化物歧化酶 (SOD)活性的变化
从图 5 可知，不同浓度 PEG 处理在胁迫 24，
48，72 h时，SOD活性在处理 24 h 表现最高。其
中轻度胁迫处理在 24，48 h的 SOD活性分别比是
对照升高了 2. 19，0. 49 μg /g FW，而 72 h的 SOD
活性却下降了 0. 60 μg /g FW;中度胁迫处理在
24，48 h 的 SOD 活性分别比对照升高了 2. 76，
1. 30 μg /g FW，而 72 h的 SOD活性却下降了 0. 12
μg /g FW;重度胁迫处理在 24，48 h 的 SOD 活性
分别比对照升高了 4. 64，1. 8 μg /g FW，而 72 h
的 SOD活性却下降了 0. 09 μg /g FW。在 PEG 处
理 24 h时，SOD活性最强。
2. 3. 2 过氧化物酶 (POD)活性的变化
由图 6 可知，不同浓度 PEG处理在不同处理
时间，POD活性都表现为轻度胁迫处理时最高。
其中轻度和重度胁迫处理在 24，48，72 h 的 POD
酶活性分别比对照有不同程度的升高，轻度胁迫
处理和其它各处理存在着显著性差异;中度胁迫
处理在 24，72 h的 POD酶活性分别比对照升高了
0. 14 和 0. 32 u / (g FW·min) ，而 48 h 却下降了
0. 03 u / (g FW·min)。
2. 3. 3 PPO酶活性的变化
从图 7 可知，不同浓度 PEG 处理在胁迫 24，
48，72 h时，PPO 酶活性都分别表现为随着胁迫
浓度的增加而增强，中度胁迫处理分别和轻度胁
迫、重度胁迫处理未达到显著性差异。其中轻度
胁迫处理在 24，48，72 h的 PPO活性分别比对照
上升了 0. 05，0. 10，0. 02 U/ (gFW· min) ;中度
胁迫处理在 24，48，72 h的脯氨酸含量分别比对照
升高了 0. 15，0. 15，0. 08 U/ (gFW· min) ;重度
胁迫处理在 24，48，72 h的脯氨酸含量分别比对照
升高了 0. 21，0. 29，0. 12 U/ (gFW· min)。
3 讨论
大多数植物在水分胁迫条件下均会出现脱
水现象［15］，相对含水量 (RWC)是反应植物水
分状况的参数，逆境中植物叶片相对含水量的大
小，在一定程度上反映其抗逆性的强弱。水分
胁迫下，其含量的变化可反映组织的抗脱水能
力。在充分供水及轻度水分胁迫条件下叶片含
水量基本保持稳定。随着 PEG 胁迫浓度和胁迫
程度加深，蛇皮果叶组织的相对含水量明显下
降 (图 1) ，这些变化表明，叶片相对含水量在
轻度水分胁迫过程中变化小于严重水分胁迫，
显示出较强的叶片保水能力，因而能较好地维
持细胞的正常生长。
在干旱等逆境胁迫过程中，细胞内活性氧
产生与清除的平衡会遭到破坏，从而引起自由
基的积累和膜脂过氧化，使膜系统的结构和功
676 云南农业大学学报 第 26 卷
能受到损伤，其透性增大 (图 2) ，细胞内各种
水溶性物质包括电解质将有不同程度的外渗，
伤害愈大，外渗愈大，电导率的增加也愈
大［16 － 17］，膜脂化作用导致积累膜脂过氧化物的
最终分解产物二醛 (MDA)［17 － 21］和脯氨酸［22］，
造成植物细胞伤害。
生物膜是水分敏感的原初部位，水分胁迫首
先引起膜脂过氧化，继而物理性状发生改变。丙
二醛的含量增加速率较快 (图 3) ，这表明植株开
始表现为对干旱胁迫产生了强烈的反应，而后通
过植物体的积极调节作用，丙二醛的增加速率减
缓，不同 PEG 浓度处理下的蛇皮果 MDA 含量均
有所增加且都显著地高于对照 (P ＜ 0. 05) ，在不
同的处理时间，PEG 浓度越高，MDA 含量越高，
表明随着干旱程度的加剧，细胞膜脂过氧化程度
越大。蛇皮果对照叶片脯氨酸含量基本稳定 (图
4) ，各处里随胁迫时间的延长都有不同程度升
高，轻度胁迫时的脯氨酸含量和重度胁迫处理达
到显著性差异 (P ＜ 0. 05) ，表明脯氨酸对干旱条
件反应较敏感。
干旱胁迫的机理是水分胁迫造成的膜伤害包含
着一个活性氧自由基伤害过程，PEG 激发 SOD 酶
和 POD酶活性以及 PPO酶的相对稳定，从而更好
地保持活性氧自由基与防御系统之间的平衡，降低
了蛇皮果对渗透胁迫的敏感程度 (图 5 ～7) ，因而
减轻了膜脂过氧化产物 MDA的产生，降低了膜的
损伤程度，减少了渗透胁迫的伤害，从而有利于蛇
皮果苗的正常生长等。这可能是 PEG 胁迫激发了
蛇皮果的防御机制，并能有效的利用防御机制防止
蛇皮果受到伤害，其受害程度较低或没有受到伤
害;随着胁迫时间的延长，蛇皮果的防御机制受到
破会或减弱，其受害程度加强主要原因［22 － 23］。
4 结论
在试验处理的范围内，随着水分胁迫程度的
增强和胁迫时间的延长，蛇皮果幼苗叶片相对含
水量下降、相对电导率增加，细胞膜透性增强，
内渗透调节物质丙二醛和脯氨酸含量增加。SOD
活性在处理 24 h表现最高，POD 活性都表现为轻
度胁迫时最高，PPO 酶活性都分别表现为随着胁
迫浓度的增加而增强。在各种指标中，相对电导
率、脯氨酸含量、丙二醛含量的变化比较直观，
可以作为评价蛇皮果苗木抗旱性的依据。
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