全 文 ：收稿日期:2007-08-27
作者简介:李　妍(1975-),女 ,硕士 ,讲师 ,研究方向:植物生理与分子
生物学。
盐胁迫对中华补血草生长和保护酶活性的影响
李　妍
(德州学院生物系 , 　山东 德州 253023)
EfectsofSaltStressontheGrowthandtheProtectiveEnzymeActivitiesof
LimoniumSinenseKuntze
LIYan
摘要:对中华补血草用不同浓度 NaCl进行处理 , 测定地上及地
下部分的干鲜重 、可溶性糖含量 、MDA含量 , 叶的超氧化物歧
化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等的活
性。结果表明:低浓度 NaCl处理中华补血草干鲜重增加 , 高浓
度 NaCl处理则降低干鲜重 ,对其生长有抑制作用;盐处理后中
华补血草叶片中的丙二醛(MDA)含量先降低后升高 、可溶性
糖含量先升高后降低。 抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶
(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低 , 过氧化物酶
(POD)的活性呈先下降后上升趋势。 表明低浓度的盐处理对
中华补血草生长有利 ,丙二醛(MDA)含量减少 , 而高浓度的盐
处理后 , 抗氧化酶不能及时将活性氧类清除 , 从而导致活性氧
及 MDA积累 ,引起质膜伤害 , 中华补血草生长量降低。
关键词:　补血草;丙二醛;可溶性糖;活性氧;抗氧化酶
中图分类号:　S332.6　　　文献标志码:　A
文章编号:　 1001-4705(2007)12-0076-04
中华补血草 (LimoniumsinenseKuntze)是一种具
有泌盐功能的盐生植物 ,可耐受高达 600mmol/L浓度
的 NaCl并完成其生活史 ,该植物可通过外排系统由根
部细胞向土壤排 Na+或由地上部分的盐腺向外排出盐
分(Na+),盐分的外排是该泌盐植物抗盐的主要途径
之一[ 1] 。它能在 pH值 8.5 ～ 9的碱性土壤中正常生
长 ,是碱化较严重地区的理想绿化植物;此外 ,中华补
血草花序着生于枝端 ,花色艳美华贵 、韵味独特 ,花期
长且不脱落 ,是插花艺术中不可多得的花材;中华补血
草还具有止痛 、消炎 、补血等药用功能 ,具有较高的园
林应用和经济价值。
在正常生理条件下 ,植物体内活性氧处于不断产
生和清除的动态平衡之中 ,而一旦遭受盐 、干旱 、低温
等逆境胁迫 , 这种平衡就会被破坏 , 活性氧水平上
升 [ 2, 3] 。活性氧能启动膜脂中不饱和脂肪酸的过氧
化 , 导致膜脂和膜蛋白的损伤 [ 4, 5] 。丙二醛(MDA)是
活性氧启动膜脂过氧化过程中产生的主要产物之
一 [ 6] ,其含量高低是用来衡量植物在逆境胁迫下活性
氧伤害程度大小的常用指标[ 7] 。
逆境条件下 ,植物体内活性氧清除系统或抗氧化
能力的下降是引起活性氧和丙二醛大量积累的主要原
因 。活性氧清除系统主要包括酶系统和非酶系统两大
类 。组成酶系统的各种酶活性高低 ,可基本反映出植
物体内活性氧清除能力或抗氧化能力的强弱。 SOD、
POD和 CAT是植物抵御活性氧伤害的 3种重要酶类 ,
在清除 O2.-、H2O2 ,阻止或减少羟基自由基方面起着
重要作用。
本实验以不同浓度的 NaCl处理生长期的补血草 ,
比较 MDA和可溶性糖含量以及抗氧化酶活性的变
化 ,以期从抗氧化能力的角度分析它的耐盐性 ,为其耐
盐机理的研究提供参考。
1　材料与方法
1.1　补血草的培养
中华补血草种子采自山东省东营市市郊。经
0.1%HgCl2消毒 10min,用自来水充分冲洗后 ,挑选
籽粒饱满的种子播于装有细砂的塑料盆中 。 3天后萌
发 ,置于温室中 ,用 Hoagland营养液浇灌 ,温室的昼夜
温度为 30 ～ 20℃,每天光照 15h,光强约 700 ～ 900
μmol/(m2· s),相对湿度为 70% ～ 80%。 20天后 ,苗
长至 4 ～ 5片真叶时 ,移栽入装有干净细砂的盆中 ,每
盆 4株 ,用 Hoagland营养液浇灌。继续培养 1个月
后 ,选生长一致的幼苗进行处理 。
1.2　盐处理
NaCl处理的预定浓度分别为 0 (对照)、100、200、
400、500、600mmol/L(NaCl溶液用约含 2.00 mmol/L
Na+的完全 Hoagland营养液配置),为避免盐冲击效
应 ,盐浓度每天递增 50 mmol/L,达到终浓度后 ,每天
定时 、定量按预定盐浓度浇灌 1次 ,浇灌量为细砂持水
量的 2倍 ,约 2/3的溶液流出 ,以保持 NaCl的浓度恒
定 。处理植株 4周后 ,测定有关生理指标 ,每个处理至
少 3个重复 。
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第 26卷　第 12期　2007年 12月　　　　　　　　　　种　子　(Seed)　　　　　　　　　　Vol.26　No.12　Dec.　2007
1.3　干 、鲜重测定
处理结束当天 ,将植株从小盆中完整取出 ,用自来
水将根部细砂轻轻漂去 ,用蒸馏水快速冲洗干净地上
部分表面的灰尘 ,并小心地将根部用蒸馏水冲洗干净。
用吸水纸吸干表面水分 ,分别称取单株地上部和根部
鲜重。将鲜样置 110℃烘箱杀青 20min后 , 80℃烘干
至恒重 ,称得干重 。
1.4　粗提液的制备
称取鲜重 1.0g加入 10ml酶提取液(50mmol/L
的磷酸缓冲液 , pH值 7.8,含 4%的 PVP(M/V)、0.3%
Triton-100(V/V)、 0.1 mmol/LEDTA), 冰浴研磨 ,
14 000r/min下冷冻离心 20min,上清液备用 。
1.5　MDA含量测定
参考张志良等方法[ 8, 9] 。
1.6　抗氧化酶活性测定
SOD活性按照李合生的方法[ 10] ,以抑制 NBT光
化学还原的 50%为一个酶活力单位;CAT活性参照李
合生的方法 [ 11] , 酶活性大小以每克鲜重每分钟分解
H2O2的量表示;POD活性参照张志良的方法 ,以每分
钟 OD值降低 0.01定义为一个酶活力单位[ 12] 。
2　结果与分析
2.1　干 、鲜重影响
图 1　盐胁迫对补血草地上部和
地下部干 、鲜重的影响
　　随 NaCl处理浓度的增加 ,中华补血草植株的生长
势有很明显的变化。用 100mmol/LNaCl处理 ,生长状
况优于对照植株 , 基部黄叶少 ,长势旺;而当用大于
100mmol/LNaCl处理 ,植株生长势逐渐减弱。如图 1
所示:100mmol/LNaCl处理 ,补血草地上与根部鲜重
比对照增加 86%和 43%, 200 ～ 600 mmol/LNaCl处
理 ,地上部和根部鲜重比对照降低 49.8% ～ 80.5%和
36.9% ～ 82.3%;100mmol/LNaCl处理 ,地上部和地
下部干重比对照增加 56%和 41.3%, 200 ～ 600
mmol/LNaCl处理 ,地上部和根部干重比对照下降了
46.1% ～ 78.7%和 39.1% ～ 82.6%。表明低浓度
NaCl处理 ,对补血草生长量有促进作用 ,中华补血草
生长的最适盐浓度是 100mmol/L,高于 100mmol/L的
盐浓度对其会产生胁迫 ,且胁迫程度随盐浓度的增加
而加强 。
2.2　MDA和可溶性糖含量
图 2　盐胁迫对补血草 MDA含量的影响
　　MDA含量如图 2所示 , 100 mmol/LNaCl处理下
补血草叶片中丙二醛含量比对照减少 9.3%, 200 ～
600mmol/LNaCl处理下 ,丙二醛含量比对照增加了
14% ～ 44.2%;100mmol/LNaCl处理丙二醛含量低于
对照 ,当大于 100mmol/LNaCl处理时丙二醛含量均明
显高于对照 。
图 3　盐胁迫对补血草可溶性糖含量的影响
　　可溶性糖含量如图 3所示 , 100mmol/LNaCl处理
下补血草叶片中可溶性糖含量比对照增加 9.3%, 200
～ 600mmol/LNaCl处理下 ,可溶性糖含量比对照减少
了 2.09% ～ 7.7%;100mmol/LNaCl处理下可溶性糖
含量高于对照 ,当大于 100mmol/LNaCl处理时可溶性
糖含量均明显低于对照。
图 4　盐胁迫对补血草 SOD活性的影响
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问题探讨　　李　妍:盐胁迫对中华补血草生长和保护酶活性的影响
2.3　SOD、POD、CAT活性
100mmol/LNaCl处理时 , SOD活性比对照活性增
加 9.9%;200 ～ 600mmol/LNaCl处理 , SOD活性明显
下降(p<0.05)。
图 5　盐胁迫对补血草 POD活性的影响
　　如图 5显示 ,在 100 ～ 500mmol/L盐处理浓度下 ,
随盐浓度的增加 ,补血草叶片过氧化物酶(POD)活性
呈逐渐下降趋势 ,分别比对照下降了 2.338 ～ 40.92
倍 ,在 600mM盐处理浓度下又明显增至 500 mmol/L
盐处理浓度下的 9.72倍。
图 6　盐胁迫对补血草 CAT活性的影响
　　如 图 6 显示 , 过 氧化氢酶 (CAT)活 性在
100mmol/L处理浓度下呈上升趋势 ,是对照的 2.5倍 ,
随后又逐渐开始下降 。
3　讨　论
ZhuJK[ 13]认为 ,盐胁迫包括渗透胁迫 、离子胁迫
以及由这两种胁迫产生的次级胁迫即氧化胁迫 。在植
物体内存在着自由基生成与清除反应 ,正常情况下处
于平衡状态 。一旦植物受到环境胁迫 ,这种平衡体系
就会受到破坏 ,自由基积累 ,膜透性差别丧失 ,以致膜
的孔隙变大 、通透性增加 、代谢紊乱 , 致使植物受伤
害 [ 14-16] 。植物细胞内存在清除氧自由基的酶促保护
系统和非酶促的保护系统 ,超氧化物歧化酶(SOD)、过
氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)是酶保护系统中
的重要组成 [ 16, 17] 。在这个系统中 , SOD能够歧化 O2.-
为 O2和 H2O2(2O2.-+2H+※H2O2 +O2)。
组织中高浓度 H2O2主要通过 CAT清除 ,从而使
H2O2控制在较低水平;而低浓度的 H2O2主要靠 POD
在氧化相应基质时被消化。只有 SOD、POD、CAT三者
协调一致 ,才能使植物体内活性氧自由基维持在较低
水平 ,使植物进行正常的生长和代谢 [ 2] 。
研究表明 , 100 mmol/LNaCl处理下 , SOD活性明
显升高 (图 4), 歧化 O2.-为 O2 和 H2O2 , 丙二醛
(MDA)含量较对照减小(图 2),补血草的生长量比对
照增加(图 1),对泌盐盐生植物补血草的生长是有利
的 ,而这就是补血草和其它盐生植物的共同特征所在 ,
即在适宜浓度的 NaCl处理下 ,比在没有 NaCl处理的
情况长得好;但随处理 NaCl浓度增加 , SOD活性明显
下降(图 4), 600mmol/LNaCl处理时 SOD活性为对照
的 74.9%。表明随盐处理浓度的增加 , SOD歧化 O2.-
为 O2的反应降低 ,极具攻击力的 O2.-产生速率大 ,导
致 O2.-的危害 ,表现为补血草的丙二醛(MDA)含量增
加(图 2),最终在外部形态表现出盐害症状 ,生长量 、
生长势明显下降(图 1)。
实验结果还表明 ,低浓度 NaCl处理补血草 SOD
活性明显升高 , O2.-的含量降低 , CAT的活性上升(图
6),所以 SOD、POD、CAT三者协调一致 ,共同完成活
性氧类的清除;高浓度 NaCl处理 , POD、CAT、SOD活
性与对照比较均明显下降 , SOD不能完全歧化 O2.-为
O2和 H2O2(2O2.- +2H+※H2O2 +O2),造成 O2.-的
累积 ,可能因为 POD、CAT不能直接将 O2.-清除 ,所以
SOD、POD、CAT三者不能协调一致 ,导致 O2.-的产生
量增加 ,从而干扰补血草正常生长和代谢 。POD的活
性在整个盐处理过程中呈先下降后上升的趋势 , 100
mmol/LNaCl处理下其抗氧化功能的减少可能被其它
酶活性的上升或植物体内渗调物质浓度的变化所弥
补 ,而且在 100mmol/LNaCl处理时可溶性糖含量明显
增加 ,也就是说植物体内的其它成分是和酶共同作用
来调节补血草的耐盐性的 。
总之 ,低浓度 NaCl处理补血草 ,其抗氧化酶活性
和可溶性糖含量升高 , MDA含量低 ,质膜受伤害程度
小 ,对补血草生长有促进作用;而高浓度 NaCl处理补
血草 ,因盐害引起 SOD活性下降 , O2.-积累并由此引
发活性氧伤害 ,可溶性糖含量也明显下降 ,导致补血草
生长受阻。
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收稿日期:2007-08-29
作者简介:褚庆芳(1956-),女 ,山东德州人;副编审 ,主要从事《宁夏农
林科技 》编辑工作及部分研究工作。
粳稻恢复系数量性状的因子分析
褚庆芳 1 , 　马洪文2
(1.宁夏农林科学院科技信息研究所 , 　银川 750002;
2.宁夏农林科学院农作物研究所 , 　宁夏 永宁 750105)
FactorAnalysisofQuantitativeCharactersinJaponicaRiceRestorerLines
CHUQing-fang1 , MAHong-wen2
摘要:应用因子分析方法 ,对在粳型杂交稻育种中选择的 78份
恢复系的 10个数量性状进行分析。结果表明 , 在 10个数量性
状中可提取实粒数因子(F1)、粒重因子(F2)、结实因子(F3)、
株高因子(F4)、穗长因子(F5)等 5个公因子 ,其累计可表达总
变异的 92.03%。其中 F1因子同 F4因子间为正相关 ,同其他
因子间均为负相关 , F2因子与 F3、F4 、F5因子间为正相关。 F3
因子与 F4间为正相关 , 与 F5因子间为负相关 , F4与 F5因子间
为负相关。 78个恢复系材料根据因子得分进行系统聚类 ,共分
为 5个不同遗传差异的类群。
关键词:　粳稻;恢复系;数量性状;因子分析
中图分类号:　S511　　　文献标志码:　A
文章编号:　1001-4705(2007)12-0079-04
因子分析法是用来研究存在于同一个系统中的多
个可观测变量之间的相互关系的多元统计方法 ,自从
农学界借助于因子分析法研究作物数量性状间的相关
关系以来 [ 1] ,已在玉米 [ 2] 、黄瓜 [ 3] 、小麦[ 4, 5] 、水稻[ 6-8]
等作物上得到了应用 ,但水稻方面的研究主要集中在
对常规品种数量性状的分析上 ,对粳稻恢复系数量性
状间关系研究上的报道较少。本研究以宁夏在杂交粳
稻研究中选育出的恢复系材料为样本 ,应用因子分析
法对粳稻恢复系的几个数量性状间的相互关系进行分
析 ,以明确各数量性状间的相互联系 ,为粳稻恢复系的
综合改良提供理论指导。
1　材料与方法
1.1　供试材料
供试的 78份恢复系均来自于宁夏农林科学院农
作物研究所水稻杂种优势利用研究课题组 。
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问题探讨　　褚庆芳 等:粳稻恢复系数量性状的因子分析