全 文 ：福建林学院学报　 2000, 20 ( 3): 199～ 202
Journa l o f Fujian Co lleg e of For estry
　　文章编号: 1001-389X ( 2000) 03-0199-04
锥栗幼苗对水分胁迫的生理响应及 6-BA的作用⒇
胡哲森 1 , 许长钦 2 , 傅瑞树 3
( 1. 福建林学院资源与环境系 , 福建 南平 353001; 2. 闽清县林业局 , 福建 闽清 350800;
3. 三明市林业科学研究所 , 福建 三明 365000)
摘要: 对锥栗幼苗进行不同程度水分胁迫研究 . 结果表明: 水分胁迫使锥栗叶片相对含水量、超
氧物歧化酶和过氧化氢酶活性下降 ,过氧化物酶活性上升 ,质膜相对透性和丙二醛含量增加 .叶
面喷施 10- 4mol /L 6-BA可以减缓水分胁迫条件下超氧物歧化酶和过氧化氢酶活性的下降 , 提
高过氧化物酶活性 , 降低丙二醛和脱落酸含量 ,从而减轻了水分胁迫下活性氧对膜的伤害作用 .
关键词: 锥栗幼苗 ; 水分胁迫 ; 保护酶 ; 丙二醛 ; 6-BA; ABA
中图分类号: S794. 401　　　　文献标识码: A
锥栗 (Castanea henryi Rehd. et Wils. )是我国特有的最重要的木本粮食树种之一 , 目前市场前景十
分广阔 . 近年来经林业科技工作者努力采取一系列集约经营措施 , 部分扭转了普遍存在的产量低的状况 ,
但是要进一步提高单产仍然受到多种自然因素制约 . 其中土壤缺水是抑制其生长、 影响锥栗产量的最重
要的环境因素之一 .目前尚未见对锥栗水分逆境生理的研究报道 [1 ] .试验研究锥栗幼苗处于水分胁迫下超
氧物歧化酶 ( SOD) 活性、 过氧化氢酶 ( CAT) 活性、 过氧化物酶 ( POD) 活性以及膜脂过氧化作用等
一系列的生理生化变化 .并且探索应用 6-BA对水分胁迫条件下锥栗幼苗上述生理生化指标的影响 .为锥
栗的抗旱高优栽培提供理论依据 .
1　材料与方法
1. 1　材料处理
试验材料为当年生实生苗 , 种植在花盆里 . 内装冲积砂壤土 , 每盆种苗 1株 , 定量供水 , 以保持盆
内土壤湿度 . 水分胁迫处理在 7～ 10月份进行 , 每次各取 24盆生长整齐一致的苗木 , 分别 4种处理 , 每
处理 6盆 , 重复 3次 . ①对照: 土壤含水量为田间持水量的 60%～ 63% (土壤含水量采用称重法测定 ) ,
植株嫩叶在晴天无萎蔫现象 . ②轻度水分胁迫: 土壤含水量为田间持水量的 47% ～ 50% , 植株嫩叶在晴
天 13时左右出现萎蔫 , 17时左右恢复正常 . ③中度水分胁迫: 土壤含水量为田间持水量的 36%～ 39% ,
植株嫩叶在晴天 11时左右出现萎蔫 , 第 2天清晨恢复正常 . ④严重水分胁迫: 土壤含水量为田间持水量
的 25%～ 28% , 植株嫩叶萎蔫后第 2天清晨不能恢复正常 . 另外 , 进行一组同样水分胁迫条件下 , 叶面
喷施 10- 4mo l /L 6-BA, 喷时加少量吐温 - 80作为展着剂 , 每处理重复 3次 , 傍晚 6时喷施 , 连续喷 3d.
取自梢顶端第 2～ 4片叶进行测定 .
1. 2　生理生化指标测定
叶片相对含水量按华东师范大学生物系植物生理教研组的方法 [2 ]测定 . 质膜相对透性按电导法 [3 ]测
定 , 以样品煮前电导率占煮后电导率的百分比表示 . SOD活性采用 Giannopo li tis等人的方法 [4 ]测定 , 以
抑制 NBT光还原 50%为一个酶活单位 . CAT活性采用高锰酸钾滴定法 [2 ]测定 . PO D活性采用愈创木酚
法 [2 ]测定 . 丙二醛 ( MDA) 含量按林植芳的方法 [ 5]测定 . 内源激素 ABA含量采用酶联免疫法 [ 6]测定 .
2　结果与分析
2. 1　叶片含水量的变化
锥栗叶片相对含水量可以反映体内水分状况 , 可作为水分胁迫的生理指标 . 由图 1可以看出 , 随着
⒇ 基金项目: 福建省自然科学基金资助项目 ( C89026) .
第 1作者简介: 胡哲森 ( 1950— ) , 男 , 福建寿宁人 , 副教授 , 从事植物生理研究 .
收稿日期: 1999— 08— 01; 修回日期: 1999— 10— 08
DOI : 10. 13324 /j . cnki . jfcf . 2000. 03. 002
1. 对照 ; 　　　　　 2.轻度水分胁迫 ;
3. 中度水分胁迫 ; 　 4.严重水分胁迫
图 1　水分胁迫对叶片相对含水量的影响及 6-BA的作用
Figure 1　 Ef fect of w ater st ress on relat ive w ater conten t
in Castanea henryi l eav es and th e action of 6-BA
1. 对照 ; 　　　　　 2.轻度水分胁迫 ;
3. 中度水分胁迫 ; 　 4.严重水分胁迫
图 2　水分胁迫对质膜透性的影响及 6-BA的作用
Figure 2　 Ef fect of w ater st ress on relativ e
plasmam emb rane perm eabi lit y in
Castanea hen ryi leaves and th e action of
6- BA
1. 对照 ; 　　　　　 2.轻度水分胁迫 ;
3. 中度水分胁迫 ; 　 4.严重水分胁迫
图 3　水分胁迫对叶片 MDA含量的影响及 6-BA的作用
　　 Figure 3　 Ef fect of w ater st ress on MDA con tent in
Castanea hen ryi l eav es and th e action of 6-BA
1. 对照 ; 　　　　　 2.轻度水分胁迫 ;
3. 中度水分胁迫 ; 　 4.严重水分胁迫
图 4　水分胁迫对幼苗 ABA含量的影响及 6-BA的作用
　　 Figure 4　 Ef fect of w ater s tress on ABA con tent in
Castanea h enryi leaves and th e action of 6-
BA水分胁迫程度增加 ,叶片相对含水量明显下降 ,如中度水分胁迫下的叶片相对含水量比对照下降 21. 3% .
严重水分胁迫下的叶片相对含水量比对照下降 54. 1% . 缺水导致出现的萎蔫现象与水分胁迫程度成正相
关 . 喷施 6-BA均使各处理的叶片含水量增加 , 分别比相应的水分胁迫处理的叶片含水量提高 2%～
10% , 其中对照组甚至超过未处理植株 , 表明 6-BA具有减轻水分胁迫的作用 .
2. 2　质膜透性的变化
从图 2可以看出 , 锥栗叶片细胞的质膜透性均随着水分胁迫程度增加而上升 . 如中度水分胁迫下的
叶质膜相对透性比对照增加 28. 6% , 严重水分胁迫下叶质膜相对透性比对照增加 77. 1% , 6-BA处理使
质膜透性增加明显减缓 , 均明显低于相应处理的质膜透性 . 说明 6-BA具有保护作用 .
2. 3　MDA含量的变化
MDA既是膜脂过氧化产物 ,又对质膜有伤害作用 .锥栗幼苗经过不同程度水分胁迫处理后 . M DA含
量随着水分胁迫程度提高而增加 . M DA的增加与膜透性增加一致 , 表明水分胁迫使质膜结构受到伤害 ,
经过 6-BA处理可以使锥栗幼苗在水分胁迫时叶片的 MDA含量增加明显趋缓 , 见图 3. 进一步证明了
6-BA对质膜的保护作用 .
2. 4　保护酶活性的变化
SOD等是抵御活性氧对膜系统伤害的防护酶系 . 从表 1看出 , 在不同程度水分胁迫锥栗幼苗叶片的
SOD、 CAT活性明显下降 , 各处理间差异达显著水平 ; POD活性上升 , 但只有在中度以上缺水时 , 差异
才明显 . 经 6-AB处理可以减缓锥栗幼苗的 SOD、 CAT活性下降并提高 POD活性 ,但各胁迫处理间的差
异与未经 6-BA处理的一致 . 以上结果表明 6-BA对处于逆境条件下的锥栗幼苗体内的 SO D、 CAT和
POD可以起有效保护作用 . 从而提高锥栗幼苗的抗逆能力 .
200 福　建　林　学　院　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　第 20卷
表 1　水分胁迫对保护酶活性的影响及 6-BA的作用
Table 1　 Effect of water s t ress on defensive enzym es activi ty in Castanea henryi l eav es and th e action of 6-BA
项　　　目 对　照 轻度水分胁迫 中度水分胁迫 严重水分胁迫
SOD /U· g- 1· DW CK 0. 526 1a 0. 479 1b 0. 401 6c 0. 321 3f
6-BA 0. 529 6a 0. 488 2b 0. 451 6d 0. 397 2
e
C AT /mg H2O2· min- 1· g- 1· DW CK 6. 712a 5. 013b 4. 227c 3. 654e
6-BA 6. 721a 5. 135b 4. 451c 3. 942d
POD /O· D· 470nm· min- 1· g- 1· DW CK 0. 572 0a 0. 581 5a 0. 624 8b 0. 663 2c
6-BA 0. 573 1a 0. 590 3a 0. 645 0b 0. 713 5d
　　注: 数字后附不同字母表示差异显著 P < 0. 05.
2. 5　内源激素 ABA含量的变化
由图 4可见水分胁迫处理的锥栗幼苗叶片中的内源激素 ABA含量升高 . 随胁迫程度加强 , ABA含
量几乎成直线增加 . 经 6-BA处理不仅可以降低在水分胁迫下的锥栗幼苗的 ABA含量 ,而且也使正常供
水条件下的幼苗叶片中的 ABA含量减少 . ABA含量降低可以使锥栗叶片保持一定的气孔开度 , 有利于
维持光合作用 , 积累较多干物质 , 提高抗旱性 .
3　讨论
水分胁迫会损伤生物膜结构 ,导致膜功能衰退 ,进一步引起内在生理生化过程失调 ,如叶片萎蔫 [7～ 8 ] ,
酶活性和内源激素水平改变 [9～ 10 ] . 试验表明锥栗幼苗在水分胁迫下含水量下降的同时 , 质膜相对透性增
加 , MDA含量增加与膜透性增大的趋势一致 . 表明水分胁迫导致膜脂过氧化 , 破坏了膜结构 . 由于植物
细胞膜组分中的不饱和脂肪酸含量很高 ,容易受到活性氧攻击而发生过氧化反应生成 MDA, 而 MDA积
累可能导致膜结构的破坏 .
SOD、 CA T和 POD等酶类是细胞抵御活性氧伤害的重要保护酶系统 . 它们在清除超氧自由基、过氧
化氢和过氧化物以及阻止或减少羟基自由基形成等方面起着重要作用 [11 ] . 在逆境条件下 , 保护酶活性下
降及系统活力失调会导致· OH形成 ,它的累积会启动并加剧膜脂过氧化而造成整体膜的损伤 .试验中锥
栗幼苗在水分胁迫条件下 SOD和 CAT活性下降 , POD活性上升 , 说明水分胁迫严重影响了植物体内活
性氧清除系统的活力及作用的平衡 , 使活性氧累积 , 促进膜脂过氧化 , 破坏膜结构 . 6-BA可抑制和清除
自由基 , 并可以使 SOD、 CAT和 POD这些酶活性提高 , 从而减少了自由基的形成 , 降低了膜脂过氧化
强度 . 表现为 MDA生成量减少 ,膜透性降低 ,叶片含水量增加 ,提高对缺水的忍耐和抵抗力 . 已知 ABA
与植物抗旱性极为密切 ,多数报道认为 ABA可增强植物的抗胁迫能力 [9 ] . ABA的这种作用一是通过缩小
气孔的开张度 ,以降低蒸腾强度来实现 ; 二是认为 ABA可通过抗氧化剂 GSH (还原型谷胱甘肽 )防止膜
脂过氧化 ,保护膜结构完整性而起作用 . 实验中锥栗幼苗叶片经水分胁迫导致 ABA增加 ,表明其抗胁迫
能力通过自身的生理反应得到加强 . 至于 6-BA降低胁迫条件下 ABA含量 , 似对抗旱性不利 , 但它可能
通过其他机制在提高抗旱性 .
参 考 文 献:
[ 1] 盖素芬 , 王德永 , 郝忠颖 , 等 . 栗叶营养诊断指标的初步研究 [ J] . 林业科技通迅 , 1991, ( 10): 18— 20.
[ 2] 华东师范大学植物生理教研组编 . 植物生理实验指导 [M ]. 北京: 高等教育出版社 , 1980. 1— 3; 143— 144.
[ 3] 李锦树 , 王洪春 , 王文英 , 等 . 干旱对玉米叶片细胞膜透性及膜脂的影响 [ J]. 植物生理学报 , 1983, ( 3): 223.
[ 4] Giannopolitis CN , Rice SK. Supe rox ide dimutase, purifica tion and quantitativ e r ela tionship with wa ter-so lule pro tein
in seedling s [ J]. Plant Phy siol, 1977, 59: 315— 318.
[ 5]林植芳 , 李双顺 , 林桂珠 , 等 . 水稻叶片的衰老与超氧物歧化酶活性及脂质过氧化作用的关系 [ J]. 植物学报 , 1984,
26 ( 6): 605— 615.
[ 6] 何钟佩 .植物激素的间接酶联免疫吸附测定 ,农作物化学控制实验指导 [ M ].北京:北京农业大学出版社 , 1993. 60— 68.
[ 7] 李玲 , 潘瑞炽 . CCC提高花生抗旱性的研究 [ J]. 植物学报 , 1991, ( 1): 55— 60.
[ 8] 董永华 , 史吉平 , 周慧欣 . 6-BA对小麦幼苗抗旱性的影响 [ J]. 植物营养与肥料学报 , 1999, 5 ( 1): 72— 75.
201第 3期　　　　　　　　　　　胡哲森等: 锥栗幼苗对水分胁迫的生理响应及 6-BA的作用
[ 9 ]董永华 , 史吉平 , 李广敏 , 等 . ABA和 6-BA对水分胁迫下玉米幼苗碳素同化关键酶的影响 [ J]. 植物营养与肥料学
报 , 1997, 3 ( 2): 182— 188.
[ 10 ]胡哲森 . 6-BA对油茶离体叶片衰老的延缓作用 [ J]. 福建林学院学报 , 1998, 18 ( 1): 5— 7.
[ 11 ] Gutterig e JM . Supero xide dependent formation o f h ydro xy radicals and lipid perox idation in the pr esence of iron salts
[ J]. Biochem. , 1982, 206: 605— 609.
Physiological Response forCastanea henryi
Seedling under Water Stress and the Action of 6-BA
HU Zhe-sen1 , XU Chang-qin2 , FU Rui-shu3
( 1. Resources& Envi ronmen t Departm en t, Fujian College of Forest ry, Nanping 353001, China; 2. Fores t ry Bueau of Minqing City,
M inqing 350800, China; 3. Sanming Ci ty fores t ry Science Research Ins ti tu te, Sanming 365000, China)
Abstract: The effec t o f w ater st ress in different deg r ee onCastanea henry i seedling w ere studied in this paper. Under w ater
str ess, the relativ e w ater content , supero xide dism uta se ( SOD ) , catalase ( C AT ) activities in leaves o f Castanea henryi
seedling w ere decreased, and th e activ ity of pe rox idase ( POD) , the r ela tiv e plasmam embrane permeability and the contents
o f ma londildehyde ( MDA) w ere incr ea sed. SOD, CAT and POD activ ities in the leaves tr eated w ith 6-BA w ere incr eased,
and the contents o f MDA and ABA in leaves w ere decreased. Thus 6-BA reduced th e damage o f ac tiva ted oxygen on
membrane by wa ter str ess.
Key words: Castanea henryi seedling; w ater st ress; pro tective enzyme; Malondialdehyde; N6-Benzy l adinine; Abscisic acid
(责任编校: 卢凤美 )
《福建林学院学报》 恢复使用原刊号
根据新闻出版署 《关于 〈关于期刊核验及重新登记的通知〉的补充通知》 [新出报 ( 1999) 1372号 ]
的通知精神 . 于 2000年第 3期起 , 我刊恢复使用原刊号 ( CN35— 1095 /S) . 停止使用 1999年 6月登记
的新刊号 ( CN35— 5016 /N) . 使用新刊号的学报有 1999 ( 3)、 1999 ( 4)、 2000 ( 1)、 2000 ( 2) 期 , 共
4期 .
本刊编辑部
202 福　建　林　学　院　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　第 20卷