全 文 ：干旱胁迫对紫茉莉种子萌发及幼苗生长的影响
罗南书
（吉首大学生物资源与环境科学学院，湖南 吉首 416000）
摘 要：采用不同浓度的聚乙二醇（PEG）对紫茉莉（Mirabilis jalapa）种子进行人工干旱胁迫处理，初步研究了干旱胁迫对紫茉莉
种子萌发的影响。结果表明：随着干旱胁迫的加剧，紫茉莉的发芽率总体呈下降趋势；发芽速度相应减慢；胚根、胚轴长度呈递减
趋势；紫茉莉幼苗过氧化物酶活性下降，丙二醛含量大幅度增加，其中胚根的过氧化物酶活性和丙二醛的含量高于胚轴。
关键词：干旱胁迫；紫茉莉；种子萌发；过氧化物酶；丙二醛
中图分类号：S685.16 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2011）23-0114-03
Effects of Drought Stress on Seed Germination and
Seedling Growth of Mirabilis jalapa
LUO Nan-shu
(College of Biology and Environmental Sciences, Jishou University, Hunan 416000, PRC)
Abstract: The seeds of Mirabilis jalapa were treated with drought stresses by using different concentrations of
polyethylene glycol (PEG), and the effect of drought stress on seed germination was observed. The results showed that the
germination rate, the germination speed and the length of shoot and radicle of Mirabilis jalapa all reduced with the
increase of drought stress; the activity of peroxidase in seedling of Mirabilis Jalapa also reduced, but the content of
malondialdehyde (MDA) increased greatly, in which the activity of peroxidase and the content of MDA in radicel were
higher than those in shoot.
Key words: drought stress; Mirabilis jalapa; seed germination; peroxidase; malondialdehyde (MDA)
紫茉莉（Mirabilis jalapa）具有十分广泛的药用
价值，子、叶、根均可入药，具有抗癌、抗菌等作用[1]，
其根内成分葫芦巴碱具有抗肿瘤及降血糖活性作
用[2]。近年研究发现，黄花紫茉莉对爱滋病具有抗性
作用[3]。湘西自治州地处湖南西部，属武陵山区，多
山石，溶洞，为典型的喀斯特地貌。其生态环境特征
表现为土被不连续，土层浅薄，土壤水分不足，特别
是植被被破坏后土壤干旱情况更加严重[4]。在缺土
少水，岩石裸露、山高坡陡的喀斯特地貌特征下，生
物活动对改善生态环境具有重要作用[5]。紫茉莉在
湖南湘西地区分布较广，科学家对紫茉莉的有效成
分研究较多[6-8]，但干旱胁迫对紫茉莉种子萌发方面
的研究尚未见报道。试验以紫茉莉种子为材料，采
用不同 PEG6000 水溶液模拟干旱胁迫环境来研究
紫茉莉种子的抗旱性，旨在揭示紫茉莉抗旱机制，
并为喀斯特地区退化生态系统的改善与恢复提供
参考。
1 材料与方法
1.1 材 料
紫茉莉种子由北京金土地农业技术研究所提
供。
1.2 方 法
采用聚乙二醇（PEG6000）溶液模拟干旱胁迫，
浓度分别为 15%、25%（w/v），与之对应的溶液水势
梯度约为-0.40、-0.80 Mpa，处理组为 T1、T2，以蒸
馏水作对照（CK）。发芽试验在培养箱内进行，发芽
温度为 25℃。采用培养皿纸上（TP）法，发芽试验重
复 3 次，每次重复为 50 粒纯净种子，播于两层滤
纸上，滤纸事先用各种溶液浸泡（稍有余液渗出），
并置于培养皿中。在滤纸上每天加溶液数滴且 3 d
换一次滤纸，以防止水势变动。发芽期间不设光照
条件[9]。
从种子置床之日起观察，以胚根长度等于种子
长度作为发芽标准。以第一颗种子萌发时间为该处
理发芽始期，以后每天定期记录发芽种子数，5 d后
测量幼苗胚根、胚轴长度，并进行过氧化物酶（POD）
活性及丙二醛（MDA）含量的测定。当连续 4 d不再
有种子发芽时作为发芽结束期。发芽结束后计算各
处理组的种子发芽率、发芽速度。种子发芽率=（发芽
的种子数/播种的种子数）[3]，并配合发芽延滞期和新
收稿日期：2011-08-08
基金项目：吉首大学引进人员科研资助经费项目
作者简介：罗南书（1979-），女，四川合江县人，讲师，硕士，主
要从事环境生态的研究工作。
湖南农业科学 2011，（23）：114~116，123 Hunan Agricultural Sciences
DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2011.23.040
表 1 干旱胁迫对紫茉莉胚根/胚轴长度比值的影响
处理组
CK
T1
T2
PEG（%）
0
15
25
胚根/胚轴
0.91
1.22
1.01
25
20
15
10
5
0
种
子
发
芽
率
（
%）
CK T1 T2
处 理
图 1 干旱胁迫对紫茉莉种子发芽率的影响
12
10
8
6
4
2
0
发
芽
所
需
天
数
（
d）
CK T1 T2
处 理
图 2 干旱胁迫对紫茉莉种子发芽速度的影响
胚根 胚轴7
6
5
4
3
2
1
0
长
度
（
cm
）
CK T1 T2
处 理
图 3 干旱胁迫对紫茉莉种子胚根、胚轴长度的影响
胚根 胚轴45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
M
DA
含
量
（
μm
ol
/g）
CK T1 T2
处 理
图 4 干旱胁迫对紫茉莉幼苗丙二醛含量的影响
生根长度，判断种子对干旱胁迫的敏感性。
1.3 数据处理
用统计软件 SYSTAT对紫茉莉种子萌发及幼
苗生理指标进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 干旱胁迫对紫茉莉发芽率的影响
试验结果表明：随着水势的降低，紫茉莉种子发
芽率总体呈下降趋势（图 1）。在 PEG浓度为 15%
（约－0.4 MPa）时，种子发芽率较低，在 PEG浓度为
25%（约－0.8 MPa）时最低。但是，方差分析的结果显
示，紫茉莉种子在不同浓度 PEG溶液形成的干旱胁
迫下的发芽率差异不显著（p=0.878）。这说明在干旱
胁迫下，紫茉莉种子的发芽率并不会受严重影响。
2.2 干旱胁迫对紫茉莉发芽速度的影响
从图 2可以看出：随着水势的下降，紫茉莉种
子的发芽速度相应减慢。不同水势下紫茉莉种子的
发芽速度差异较大。水势越低，种子的发芽速度也
越慢。说明在水分不充足条件下紫茉莉种子会延迟
萌发。
2.3 干旱胁迫对紫茉莉胚根、胚轴长度的
影响
种子发芽后胚根和胚轴是否伸长以及伸长的
速度受水分胁迫和吸水能力的制约。紫茉莉的胚根
及胚轴长度随着干旱胁迫的增加而呈明显的下降
趋势，如图 3。这与其他研究相似[10-14]。在水分胁迫
下，发芽种子通常会自动调节地上与地下器官的比
例，使其有限的营养物质和水分优先满足根部的生
长。从胚根/胚轴长度的比值来看（表 1），紫茉莉种
子胚根/胚轴的比值随胁迫程度的加剧而增大。这
表明，紫茉莉种子在萌发过程中对于外界干旱环境
能够首先采取提高胚根/胚轴比的策略来适应，以
缓解干旱胁迫对自身的伤害。这是紫茉莉对干旱条
件的一种适应性反应。
2.4 干旱胁迫对紫茉莉幼苗丙二醛（MDA）
含量的影响
植物器官在逆境条件下，往往发生膜脂过氧化
作用，丙二醛是其产物之一，因此通常将其作为脂
质过氧化指标，用于表示细胞脂过氧化程度和植物
对逆境条件反应的强弱。试验结果表明，水分的供
应对紫茉莉幼苗丙二醛含量有较大的影响，随着干
旱胁迫的加剧，其丙二醛的含量呈递增趋势（见图
4）。试验结果发现，紫茉莉幼苗胚根的 MDA含量明
显的高于胚轴的 MDA含量，由此可见，干旱胁迫对
紫茉莉胚根的影响比对胚轴的影响更大。对其结果
第 23期 罗南书：干旱胁迫对紫茉莉种子萌发及幼苗生长的影响 115
胚根 胚轴
CK T1 T2
处 理
6
5
4
3
2
1
0PO
D
活
性
（
△
OD
17
0/m
in·
g
鲜
重
）
图 5 干旱胁迫对紫茉莉幼苗过氧化物酶活性的影响
进行统计分析，3组紫茉莉幼苗（胚根、胚轴）的
MDA含量差异极显著（p＜0.01）。说明干旱胁迫处理
引发了紫茉莉幼苗的膜脂过氧化作用，其中，重度
干旱处理组紫茉莉幼苗质膜损伤的程度最大，对胚
根的损伤程度更大。
2.5 干旱胁迫对紫茉莉幼苗过氧化物酶
（POD）活性的影响
过氧化物酶（POD）是植物体内的一种保护酶
类，对于清除逆境下产生的有害自由基起到重要作
用，可以消除细胞内的活性氧对细胞膜的伤害，减
少膜脂质过氧化，稳定膜的透性[15-16]。试验结果表
明，紫茉莉种子在经过不同浓度的聚乙二醇（PEG）
处理后，其幼苗胚根和胚轴的过氧化物酶的活性随
着干旱胁迫的加剧而活性降低（见图 5）。方差分析
结果显示，3种处理后紫茉莉幼苗（胚根、胚轴）的
过氧化物酶活性有着极显著的差异（p＜0.01）。说明
干旱胁迫处理对紫茉莉幼苗中 POD保护酶的影响
较大，因胁迫产生的氧自由基消除受到影响，幼苗
的生长变缓。
3 讨 论
紫茉莉种子萌发时离不开充足的水分，试验中
紫茉莉种子在干旱胁迫下随胁迫的加剧，其发芽率
和发芽速度均降低，但差异不显著，表明干旱胁迫对
紫茉莉种子的萌发没什么影响，但萌发后幼苗胚根、
胚轴的长度随胁迫的加剧而减短，且根长/轴长的比
值为蒸馏水（CK）<15% PEG6000<25% PEG6000，
说明紫茉莉在干旱环境中由于水分不足，地上部分
难以正常生长，而根系为维持植物生存而生长加
快，因此，干旱胁迫减少了地上部分的比重，增加
了地下部分的比重，根冠比值增高，是对干旱环境
的适应，与梁新华等[17]的研究结果类似，这说明干
旱胁迫均对紫茉莉种子萌发后的生长具有一定的
抑制作用。另外，紫茉莉种子的发芽过程可以在一
定干旱胁迫的生境中完成，具有一定的耐旱性，发
芽过程所适应的干旱胁迫范围较宽，水势达到－0.8
MPa 时仍有种子发芽，能适应干旱环境，所以它能
适应较长期的干旱。
干旱胁迫抑制光系统 II活性，使电子的产生和
利用失衡，活性氧产生[18]。正常环境中植物体内存
在着自由基产生和消除的动态平衡，细胞内的自由
基处于一个较低的水平。当植物受到环境胁迫时，
细胞内氧自由基的水平升高，导致 DNA的缺失、
氨基酸和蛋白氧化、膜脂过氧化等，引起细胞生理
生化变化和代谢紊乱[19-20]。对于紫茉莉幼苗来说，
在 PEG 渗透胁迫下，组织内发生过氧化作用，丙二
醛含量增加，而过氧化物酶活性降低，自由基的消
除受到影响而使其含量升高，从而影响到细胞正常
的生理生化变化，其生长过程受到影响。
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（责任编辑：高国赋）
肥猪胴体品质，提高屠宰率，降低背膘厚。
3 讨 论
GAA 是人和动物体内合成肌酸的主要内源性
物质，且肌酸既可以从日粮中获得，也可以通过生
物体自身合成，所以称其为半必需营养物质。肌酸
是细胞内能量新陈代谢的重要分子，能量暂时存储
的场所。它和磷酸肌酸一起组成磷酸原系统，在
ATP供能不足时，提供 ADP重新合成 ATP，由于
ATP不能直接由体外补充（ATP不能透过细胞膜），
因此补充能量物质的方法是补充葡萄糖或其他能
源物质。GAA是肌酸的天然前体物，因此可以添加
GAA来补充肌酸的来源[7]。Ringel等[8]在肉鸡纯植物
和含鱼粉日粮中添加 0.03%、0.06%、0.09%、0.13%
的 GAA后研究发现，添加 GGA组明显提高了肉鸡
日增重，特别是在纯植物日粮增重效果最为明显。
Lemme等[2]在肉鸡日粮中添加 0.02%、0.04%、0.06%
的 GAA后发现，GAA添加量为 0.02%、0.04%时,肉
鸡胴体重明显提高，且以 GAA 添加量为 0.04%效
果最好，同时试验还发现，胍基乙酸对肉仔鸡的日
采食量均无显著影响。Young等[9]发现在猪日粮中
添加肌酸能增加蛋白质的合成代谢，但分解代谢没
有变化，从而促进猪快速生长。与此一致，本试验研
究发现，GAA能够明显提高育肥猪生产性能，改善
育肥猪胴体品质，而对采食量影响不大。结果提示：
添加 GAA 能提高磷酸肌酸和 ATP 等高能量物质
利用率，减少碳水化合物、脂肪和蛋白质的分解供
能，从而加快动物的生长和提高饲料利用率。
NMDA作为一种神经递质增效剂，在使中枢神
经系统（central nervous system，CNS）神经元去极化
方面具有高效性和专一性，对神经和内分泌具有
重要的调控作用。冯杰[4]试验证明，向饲粮中添加
0.05‰NMDA 能显著提高肥育猪的日增重和饲料
转化效率，明显改善胴体品质，其中血清 GH含量
提高 92.54%，推测 NMA可能通过调控猪脂肪组织
甘油三酯脂肪酶酶活性及 mRNA的表达，从而影
响猪机体脂肪代谢。笔者试验还发现，与仅仅添加
GAA 相比，日粮添加GAA、甜菜碱和 NDMA 后肥
育猪的日增重提高了 5.08％。结果提示：GAA 和
NDMA联用呈现出较好的互作组合效应。研究发
现[10]，GAA在合成肌氨酸时需要提供甲基，如果甲
基不足，则会消耗大量的甲硫氨酸，如蛋氨酸、胱
氨酸，进而影响动物生长。NDMA也含有甲基，其
与 GAA的组合效应是源于自身的促生长功能还是
源于提供了甲基尚不清楚，有待于进一步探讨。
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（责任编辑：高国赋）
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