全 文 ：江苏农业学报 5 9 9 1, 1 1 ( l ) : 6~ 10
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小麦苗在渗透胁迫下膜特性的变化及氯化钦的调控作用
沈又佳 陈靠山 曹剑峰 刘世家 周 燮
(南京农业大学农学系 ,南京 21 0 0 9 5)
摘 要 小麦苗在不同浓度的聚乙二醇中处理 24 小时 ,叶片相对含水量 ( R w C )在聚乙二醇浓度
为 20 % 时降至 8 肠 , 以 K + 渗出率与相对电导率衡量的质膜透性显著升高 ,过氧化物酶活性在轻微胁迫
时增加 , 随胁迫增强又下降 ,膜脂肪酸配比无变化 。 N dCI : 可减少胁迫下 R WC 的下降 ,抑制 K 十与电解质
的渗出 ,但不改变膜脂肪酸的配比 ,并发现 N d CI : 在短时间内即有降低叶片电解质外渗的效应 。
关被词 小麦 ;氯化钱 ;膜透性 ;膜脂肪酸配比 ;渗透胁迫
C h a n g e s i n M
e m b r a n e C h a r a c t e r i s t i e s o f W h e a t S e e d l i n g s u n d e r D i f
-
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S H E N Y o u j i a
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N d C I: o f 3 5 拌m o l /L r e d u e e d d e e r e a s e in R WC a n d l e a k a g e o f K + a n d e l e c t r o l y t e s in 3 0 m i n u t e s , b u t d id
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C h l
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稀土元素对农作物具有广泛的生理作用
与增产效果 。 杨家朴等发现 ,用混合稀土拌种
可提高 抗逆性 , 控制质 膜对 电解 质的外
渗 l[ ’ 〕。 N d 3+ 和 L a 3+ 降低一定生理状态下电
解质的渗出 , 已得到多方面的证据 .v[ “ , ’ 。〕。 李
世清等研究发现 , L a 3+ 能提高小麦苗的弱发
光 , 并推测 L a 3 + 可能影响了膜脂肪酸的不饱
和度 2j[ 。 然而 , 稀土元素是否通过脂肪酸合成
或代谢来影响膜结构 , 尚未见报道 。水分胁迫
导致的膜损伤通常被认为是膜脂过氧化的结
果 〔5 , , 3 , ` 5 〕。 可是 , N a v a r o 一 12 2 0 等和 Z u n i g a 等
均 未发 现 干 旱 能 明 显 改变 膜 脂肪 酸 配
比山 , ` 6〕。 王邦锡等也认为不能将黄瓜叶片在
渗透胁迫下受到的损伤完全归因于 自由基的
损害 。 针对这些间题 ,我们研究了小麦苗在渗
透胁迫下膜透性变化与膜脂肪酸配 比的关
系 ,并探讨了 N d1C 3 的作用方式 。
1 材料与方法
1
.
1 材料
小麦 口 ,八 t i c u m _ a e s t i v u m L . C V 1 5 7 ) 种
子经粒选 , 在 25 ℃催芽 后种植于 蛙石 中 ,
本研究为宁夏科委资助项目
收稿日期 : 1 9 93 一0 7一 0 2
沈又佳等 :小麦苗在渗透胁迫下膜特性的变化及氯化铰的调控作用
1 2℃ , 自然光 ,每周 灌一次 H oa gl a n d 完全营
养液 , 至三叶期分别以蒸馏水或 70 拌m ol / L
N d C 1
3 喷洒 。 次 日取幼苗于 含 和 不 含 35
拼m ol / L N d C 13 的不同浓度 P E G (聚 乙二醇 )
中处理 24 小时 , 即进行水分胁迫处理 , 1 天
后取第一叶按以下方法测定各数据 。
1
.
2 方法
` 相对含水量 ( R w C )和过氧 化物酶活性
按文献 3 介绍的方法测定 。 用电导法测膜电
解质外渗阁 ,用火焰光度法测 K + 量 。 膜极性
脂的脂肪酸测定参照苏维埃介绍 的方法困 。
膜极性脂经 甲醋化后 ,用岛津 G C 一 g A 气相色
谱仪测定各脂肪酸的相对含量 。 丁二酸二丁
醇填充柱 , 2 . 1 m x 3 m rn , 柱温 1 9 0℃ ,气化
室 2 3 0℃ , 检测室 2 7 0 ℃ , F I D , 载气 N : , 流速
5 0 m l /m i n
,
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Z 压力 0 . 6 5 k g / e m Z , 空气压力
0
.
5 k g c/ m
Z , 依外标法确定各脂肪酸名称 ,计
算机终端绘出峰面积并算出各脂肪酸的相对
含量 。
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0 5 1 ( ) 15 20
P E G 浓度
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图 1 N d C . 3 对不同水分胁迫下 R W C 的影响
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·
1
.
T h e e f f e e t o f N d C 13 o n w h e a t l e a f r e l a t i v e w a t e r
e o n t e n t ( RW C )
u n d e r d i f f e r e n t os m佣 15 s t r e s s -
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.
2 结果
2
.
1 N d 3 + 对小麦苗在渗透胁迫下 R W C 的影
响
p E G
一
6 0 0 0 处理 2 4 小 时 后 , 小麦 叶片
R W C 随 P E G 浓度的增加而递减 ,分别为对
照 的 9 7% , 9 5 % , 9 0 %和 8 8% ( 图 1 ) , 可见 ,
植物受到 了不同程度的水分胁迫 。 外观上 ,
15 %和 20 % P E G 处理的叶片均萎蔫 。 而经过
N d1C
3 处理的小麦 , 叶片 R W C 下降不明显 ,
20 % P E G 处理的 R W C 仍可达到其对照的
93 %
,植株萎蔫不明显 。 表明 N d 3 + 可增强渗
透胁迫下叶片的保水力 。
.2 2 渗透胁迫下小麦叶片细胞质膜透性的
变化及 N d CI , 的影响
以电导率为指标的细胞质膜在不经 N d -
lC
: 处理时对 电解质 的渗 出率 在 P E G 为
15 %时明显升高 , 20 % P E G 处理的植株 , 叶
户电解质渗出率达 26 % ,是其对照的 4 . 7 倍
( 图 2 ) 。 K + 渗出率与相对电导率变化相似 ,
P E G 浓度为 2 0 %时 ,其渗出率达到 1 5 . 2 % 。
表明渗透胁迫已导致质膜功能的破坏 。 可是 ,
经过 N d 1C 3 处理的 20 % P E G 胁迫 ,相对电导
率只升到 14 . 5% , 为其对照 的 2 . 7 倍 , 只及
未经 N d C I。 处理的 5 5% 。 K + 渗出率是 9% ,
是未经 N d C 13 处理的 6 2% 。 显示 N d C I。 具有
降低水分胁迫引起的质膜电解质外渗的效
应 。
将未经预处理的小麦叶片投入 5 m l 50
拜m ol / L N d CI 。 及水中 ,测定放置叶片前后的
电导率与渗出率 , 结果表明 (表 1 ) , N d CI 。 可
降低电解质外渗 。 同样 ,将小麦叶投入含 N d -
C 1
3 与不含 N d C I。 的 2 5写P E G 中 ,结果表明 ,
无 N d C 13 的处理渗出率达 1 7% , 而含 N d C 13
的仅 12 % 。 由于含 N d 1C 3 的处理本身电导率
就高 , 因而其实际效果应 比表 1 给出的更为
明显 。 这一结果提示 N d 1C 3 影响膜透性可能
是一种直接效应 ,并不通过复杂的代谢 。
.2 3 N dCI
, 对渗透胁迫下过氧化物酶活性
的影响
江 苏 农 业 学 报 1 1卷
( 图3 )。 当严重胁迫时 ,该酶活力又降低 ,这
与唐连顺用玉米苗测定的结果一致 。 N d 1C 3
可提高该酶活性 5 ~ 10 个单位 ,但不改变其
变化趋势 , 因而 , 不能认为 N dCI 。 通过影响过
氧化物酶而影响膜透性 。
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P E G 浓度
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图 3 N d C . 3 对渗透胁迫下叶片过级化物酶活性的影响
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3
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T h e e f fe e t o f N d C 13 o n 讲 r o x i d as e a e t i v i t y in I ae v e s
u n d e r d i f f e r e n t os m韶 15 s t er s s e s .
图 2 N d 1C 3 对不同水分胁迫下电解质 、 K + 外渗的影响
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·
2
.
T址 e r f伙 t o f N d C l s ou e lcet r o lyt e an d K + l e a ak g e of
lae v es u n d e r d i f fe r e n t 胎口口. ` 15 s t r e , s es .
过氧化物酶被认为是渗透胁迫下稳定膜
结构的一种重要的酶 仁` “」。 本文结果显示 , 水
淹与轻微胁迫可导致过氧化物酶活性升高
2
.
4 N d CI
。 对不同渗透胁迫下小麦叶片膜
脂肪酸配比的影响
对膜极性脂脂肪酸配 比测定结果表明 ,
小麦叶片主要含有 6 种脂肪酸 , 在膜透性 已
明显升高的 P E G 处理中 ( 图 2 ) ,膜脂肪酸配
比却无明显的改变 。 N dCI 。 可显著降低渗透
胁迫对膜的伤害 , 而对膜脂肪酸配比却无明
表 1 小麦叶片在不同介质中电解质的外渗
T a b l e 1
.
T七e e lec t r o lyt e l e a k ag e ar t e o f w b e a t l ea ves i
n d i f r e er n t m ed i
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介 质
M e d i u m
电 导 E l e e t r o e o n d u e t i v i t y (拜n / e m )
未置叶片
W i t h o u t l e a v e s
放置叶片 30 分钟
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渗 出 率
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沈又佳等 :小麦苗在渗透胁迫下膜特性的变化及氯化钦的调控作用
显 的影响 , 在过氧化物酶活性已下降的情况
下膜脂肪酸配比亦未改变 (图 3 ) 。
3 讨论
小麦苗在渗透胁迫下 , RW C 明显下降 ,
以电解质 、 K + 外渗衡量的膜透性明显升高 ,
表明水分胁迫导致了质膜的损伤 ,这 已被学
者所证实 「` , ` , ` 。 , ` 3二。 过氧化物酶在一定范围内
随胁迫的增加而提高 ,而严重胁迫时又下降 ,
可以认为是植物对渗透胁迫的一种防御机
制 。但膜透性 、 酶活性及膜脂肪酸配比三者之
间无相关性 , N d 1C 3 可降低膜透性 , 也不影响
膜脂肪酸配 比 , 与以前认为膜透性升高是自
由基氧化不饱和脂肪酸的看法相矛盾 「5 , ’ 3 〕。
另一方面 , N va a ir 一 12 20 等并未发现干旱胁迫
下膜脂肪酸的配比的改变 l[’ 」。 王邦锡等最近
的实验结果也认为不能将膜结构的破坏归因
于过氧化作用川 。 综上 , 我们认为渗透胁迫导
致的膜损伤起始 因子并非膜脂肪酸的过氧
化 , 但膜功能的损伤势必引起膜功能的进一
步破坏 ,包括自由基损伤 。
关于 N d 3 于及其它稀土离子提高质膜对
电解质的控制力 已积累了不少证据压 ` , ` 。〕。 本
文结果证明 N dCI 。 具有稳定渗透胁迫下膜的
功能 ,提高植物抗水分亏缺的效应 ,对农业生
产具有一定的意义 。 作为一种金属离子 , 稀土
影响到植物不少生理过程图 , 其作用机理令
人困惑 。 由本文表 1 结果可知 , N d 1C 3 在很短
时间即有抑制物质外渗效应 , 暗示并不是通
过代谢起作用 。 另外 , N d3 + 显著降低质膜电
解质外渗而不影响膜脂肪酸配比也说明同样
间题 。 最近 ,李新民等证明稀土 N d “ + 可影响
脂质体分相闭 , 也支持上述推论 。
4 参考文献
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表 2 小麦苗在不同渗透胁迫下膜脂肪酸配比及 N d 1C 3 的影响
T a b l e 2
.
T h e e f f ce t o f P E G t r e a t m e n t o n me m b
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对照 O
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1
江 苏 农 业 学 报 1 1 卷
1 唐连顺等 .缺水条件下玉米过氧化保护系统的变化 .河
北农业大学学报 .1 9 9 2 , 1 5 ( 2 ) : 34一 4 0
1 2 A r n o n D l
.
C o P P e r e n z y m e i n i s o l a t e d e h l o r o p l a s t
:
P o l y p h e n o l o x id a s e i n B et a v u l卯川 . P l a n t P h y s i o l .
19 4 9
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N a v a r i
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L ip id e h a n g e s i n m a ize
s e e d l i n g i n
r e s p o n s e t o f i e ld w a t e r d e f i e i t s
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. 氏 t . 1 9 8 9 , 2 10 :
6 75 ~ 6 8 0
S im o n EW
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P h o s p h o l ip id s a n d p la n t m e m b r a n e 阵 r m e -
a b i li t y
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N e w P h y t o l
.
1 9 7 4
,
7 3
:
3 7 7~ 4 2 0
Z u n i g a C E et a l
.
L i p id e h a n g e i n b a r l e y s e e d l i n g s s u b
-
j e e t e d t o w a t e r a n d e o l d
s t r e s s , P h y t oc h e m i s t
r y
.
1 9 9 0
,
2 9 : 3 0 8 7 ~ 3 0 9 0
科技短讯
低糖甘薯脯加工方法
张黎玉 林长平
(江苏省农业科学院粮食作物研究所 , 南京 21 0 0 1 4 )
A M e t h o d o f P r o c e s s i n g f o r P r e s e r v e d S w e e t P o t a t o w i t h L o w C o n
-
t e n t s o f S u g a r
Z H A N G L iy u a n d L I N C h a n g P i n g
(了n s t it u et of 尸耐 。妒 : , J ia n g s 。 八 e a d e my of A g 、 u z, u ar z s c ie n e e : , 肠妙 , 9 2 1 0 0 1 4 )
甘薯富含淀粉 、维生素 、 纤维素和矿物质 , 其营养价值和保健作用一直为各国营养学家所重视 。 在 日本 、
美国 、 巴西和我国台湾等国家和地区 , 已将甘薯加工成诸如面条 、 糕点 、 蜜饯和膨化食品等系列方便型营养保
健食品 。 我国福建 、 四川 、 山东等地虽将甘薯加工成如连城薯干 、 曹丝糖等食品 ,但这些产品均系手工操作 , 生
产效率低 ,产品质量和卫生标准得不到保证 。
在吸取国内外甘薯食品加工技术之优点的基础上 ,江苏省农科院粮食所研制了以保持甘薯天然色 ,香 、 味
和营养价值为目标的低糖甘薯脯加工方法 。 这一方法已于 1 9 9 4 年 7 月获中国专利局颁发的 “ 发明专利证书 ”
(专利号 : Z L gl 1 0 6 9 61 . 5 ) 。 应用这一方法生产的薯脯 ,年产量达 40 吨 , 行销江苏 、 上海 、 浙江 、 安徽 、 湖北 、辽
宁 、 山东等省市 。 该方法具有原料便宜 ,投资小 , 见效快 ,效益高的特点 ,尤其适合甘薯产区乡镇企业开发利
用 。