全 文 ：第 21 卷第 4期
2 (X) 5 年 12 月
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
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渗透胁迫下塔醉的 4 种生理指标的变化
闰苗苗 沙 伟 吕凤香
( 齐齐哈尔大学生命科学与工程学院 , 齐齐哈尔 161 X() 6 )
摘 要 : 以塔醉为材料 . 用 P EG 6口以) 进行模拟干早处理 , 研究 3 种不同程度 PE G胁迫下的 4 种生理指标的变化 。
塔醉在受到轻度胁迫 ( 10% P EG )时游离脯氨酸含量与对照相比稍变化 , 中度胁迫 ( 20 % P E G )和重度胁迫 ( 30 % P EG )
时先降后升又降 ; 塔醉分别受到轻度胁迫 ( 10 % P E G ) 、 中度胁迫 ( 20 % P EG ) 和重度胁迫 ( 30 % P E G ) 时可溶性蛋
白含量先降后升 , 但总是低于对照 ; 塔醉在轻度胁迫 ( 10 % P EG ) 和重度胁迫 ( 30 % P EG ) 时 SO D 活性 d3 的变化
是先升后降 , 但达到最高点的时间不同 ; 中度胁迫 〔20 % P EG ) S OD 活性是先升后降又升 , 重度胁迫 ( 30 % P E G )
时 SO D 活性 d3 的变化是先升后降。 P O D 活性在 3 种胁迫下总体的趋势是上升 。 塔醉的这 4 种生理指标不同与其
它大部分植物的变化 . 可能是由于苔醉植物有一种特有的诱导恢复器官的原因 。
关 键 词 : 塔醉 ; 水分胁迫 ; 游离脯氨酸 ; 可溶性蛋白 ; SO D ; P O D
中图分类号 : Q945 78 文献标识码 : A 文章编号 : 10 07一9 84 X( 2o 5) 04 一加 90一。
水分是植物体组成中的主要部分 , 原生质平均含水量 70 % 一 90 % , 水分又是植物体内各种生理生化反
应的介质以及植物对养分的吸收和运输的溶剂 。 因此 , 水分是植物生存的重要条件 ) ’ !。 而苔辞植物缺乏维
管组织 , 没有真正的根系系统和有效的内部传导系统 , 因而具有十分有限的直接控制水分的能力 , 它们属
于变水植物 ; 尽管有十分有限的直接控水能力 , 它们却被称为自然界的拓荒者之一 , 并且许多属种具有很
强的耐旱能力。 本文以塔辞为材料研究苔鲜植物受到水分胁迫过程中的部分生理指标的变化与其它大多数
植物的异同点 , 旨在为探讨耐早醉抗旱机理提供理论依据。
材料和方法
1
.
1 实验材料和实验设计
塔醉采自内蒙古克一河镇处的大兴安岭 , 采回后对其进行培养数天 , 然后挑选长势良好的塔醉移人培
养皿中 , 选用 PE G6。以〕(聚乙二酌作为渗透剂 , 设置 10 % , 20 % , 30 % 3个梯度 ( w 八 ) 进行为期 3d 的渗透
胁迫处理 。 取样测定时材料的重量各为 .0 5 9 , 以未处理的塔醉作为对照 , 重复 3 次 。
1
.
2 测定方法
游离脯氨酸含量的测定 , 参照张殿忠等 〔’ 〕和刘应迪等 〔’ ]的磺基水杨酸方法 。
可溶性蛋白含量的测定 , 参照 B or dfo 记 [’] 的方法 。
s 0 D 活性的测定 , 参照现代植物生理学实验指南 〔’ 〕的方法 , 以抑制 N B T 光化还原的 50 %为一个酶单
位 ( U = ( OD m ax 一 0仍O6 ) / (OD m 压灯2 ) )。
Po D 活性的测定参照张志良 「` j法 , 记录 5而 n 内愈木酚被氧化的速率 。 以每分钟吸光度变化值表示酶
活性大小 , 即△A 4 7 o / m in · m g 蛋白质表示 。
2 实验结果
收稿日期 : 2阅5 - -0 7一 14
基金项目 : 黑龙江省博士后科研启动基金
作者简介 : 闻苗苗 , 女 , 19 81 年生 , 在读硕士生 . 主要从事植物遗传学研究。
第 4期 渗透胁迫下塔醉的 4种生理指标的变化
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图 1 P EG胁迫下塔辞游离脯氮酸含且变化
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1 P EG 胁迫下塔醉的游离脯氮酸含 t 的变化
在胁迫的 d3 中 , 轻度胁迫 ( 10 % PE G ) 下塔醉的游离脯氨酸
含量同对照相比稍有变化 , 前 d2 略有上升 , 第 3 天略有下降。 在
中度胁迫 ( 20 % PE G ) 和重度胁迫 ( 30 % PE G ) 的 d3 中塔醉的游
离脯氨酸含量有较大的变化 ; 在胁迫的第 1 天 , 2 种胁迫下塔醉
的游离脯氨酸的含量下降 , 第 2 天时迅速的上升 , 与对照相比变
化均达到极显著。 第 3 天时迅速下降到与对照非常接近处 , 但仍
高于对照 (图 l o)
2
.
2 户EG 胁迫下塔醉的可溶性蛋白含且的变化
从图 2 中不难看出在胁迫的 d3 · 中 , 塔醉在轻度胁迫 ( or %
PE G )
、 中度胁迫 ( 2 0 % PE G ) 和重度胁迫 ( 3 0 % PE G ) 下可溶性
蛋白的含量始终低于对照 。 塔醉在 3种不同程度的胁迫的第 1天
可溶性蛋白的含量下降的速率相近 ; 轻度胁迫的第 2 天和第 3 天
塔鲜的可溶性蛋白含量的变化很少 , 几乎处于一种稳定状态 ; 中
度胁迫 ( 20 % PE G ) 和重度胁迫 ( 30 % P EG ) 的第 2 天可溶性蛋
白的含量继续下降并降到最低点 , 第 3 天则上升 , 上升到略高于
胁迫第 1天时可溶性蛋白的含量 , 但仍低于对照 。
2
.
3 户EG 胁迫下的 5 0 0 活性的变化
在水分胁迫下 , 大部分植物的 SO D 、 P OD 等保护酶的活性都
有较大的变化 , 塔醉也不例外 。 塔醉在轻度胁迫 ( or % PE G ) 、 中
度胁迫 ( 2 0% PE G ) 和重度胁迫 ( 3 0% P E G ) 的第 l 天 SO D 的活
性均升高 , 中度胁迫 ( 20 % P EG ) 下的 SO D 上升的最为迅速 , 重
度胁迫 ( 30 % P EG ) 上升的较慢 ; 胁迫的第 2 天只有重度胁迫
( 3 0% PE G ) 下的 S O D 活性仍升高 , 轻度胁迫 ( 10 % PE G ) 和中
度胁迫 ( 20 % PEG ) 的 SO D 活性迅速的下降 , 但仍高于对照 ; 胁
迫的第 3 天轻度胁迫 ( 10 % PE C ) 和重度胁迫 ( 30 % P E G ) 下的
SO D 活性下降 , 中度胁迫 ( 20 % P E G ) 下的 SO D 活性升高 , 最后
3 种胁迫下的塔醉的 SO D 活性按照重度胁迫 ( 30 % PE G ) 、 中度
胁迫 ( 20 % PEG )和轻度胁迫 ( 20 % P EG )而从高到低排列 (图 3 )。
.2 4 p EG 胁迫下的 户0 0 活性的变化
塔醉在 3 种不同浓度的 PE G胁迫下 P O D 活性的总体变化趋
势是上升 。 3种不同浓度的 PE G胁迫下的 PO D 活性在胁迫的第 1
天 PO D 活性的上升幅度都很小 , 第 2 天都较为迅速的上升 , 轻度
胁迫 ( 10 % P EG ) 和中度胁迫 ( 20 % P EC ) 下的 P O D 活性上升的
速率相近且均大于重度胁迫 ( 30 % P EG ) 下的 PO D 活性 。 胁迫的
第 3 天轻度胁迫 ( 10 % PE G ) 的 P O D 活性仅是略有上升 , 中度胁
迫 ( 2 0 % PE G ) 下 P O D 活性很缓慢的上升 , 重度胁迫 ( 30 % PE G )
下 P O D 活性比第 2 天更为迅速的速率上升 。 最后 3种胁迫下的塔
鲜的 P O D 活性也是按照重度胁迫 ( 30 % P EG ) 、 中度胁迫 ( 20 %
PE G ) 和轻度胁迫 ( 10 % P E G ) 而从高到低排列 ( 图 4 )。
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图 2 P E ( ;胁迫下塔醉可溶性蛋白含量变化
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图 3 P E C胁迫下的塔醉 so D活性变化
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3 讨论
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图 4 P EG胁迫下的塔醉 P OD活性变化
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 2)(X 5年
用以后 , 人们对脯氨酸积累与抗氧化作用的关系也给予了极大的关注。 本文也对 P EG胁迫过程中塔醉的游
离脯氨酸的含量进行了研究 。 结果与其它的大部分植物在 P E G 胁迫时的反应不完全相同。 轻度胁迫下
( 10 % PE G ) 的游离脯氨酸的变化仅围绕着对照有略微的起伏变化 。 这可能是由于胁迫程度较轻并未影响
到塔醉体内的游离脯氨酸的正常的消耗和积累 。 中度胁迫 ( 20 % PE C ) 和重度胁迫 ( so % PE G ) 下的第 l
天塔醉的游离脯氨酸含量不同与其它大部分植物的上升而是下降 , 这可能是由于塔醉的抗早能力较强 , 在
胁迫的开始并未达到植物体内的游离脯氨酸大量积累的临界点 , 而此时植物体内的游离脯氛酸消耗童大于
积累量 , 导致了游离脯氨酸含量的下降 。 胁迫的第 2 天和第 3天苔醉的游离脯氛酸含量先升后降 , 但都高
于对照 , 都导致了游离脯氨酸的积累 , 这与其它大部分植物的变化相似 , 积累的游离脯氨酸的作用也是抵
抗水分胁迫带来的伤害。
水分胁迫下可溶性蛋白能在一定范围内调节植物细胞的渗透压 , 保持原生质与环境的渗透平衡 , 从而
抵抗水分胁迫带来的伤害 t . 1。 在大部分植物的抗早生理研究中 , 胁迫时可溶性蛋白的含量一般升高 , 但本
实验的结果与此并不相同。 在胁迫处理时 , 塔醉的可溶性蛋白含童始终未超过对照水平 。 这说明在水分胁
迫的过程中 , 可溶性蛋白并未积累从而起到渗透剂的作用 。 可溶性蛋白含量下降的原因可能是由于遭受到
水分胁迫后 , 塔醉细胞合成蛋白的能力急剧的下降所造成 「’ · ’ 。 〕. 但这并不代表与胁迫有关的蛋白质合成不
发生在醉类植物对干旱的响应中。
PE G胁迫下 , 植物体内产生大量的活性氧 , 同时植物本身对活性氧的伤害有精细而复杂的防御体系 ,
以保证细胞的正常功能。 s o D 、 PO D 即是 2种重要的防护逆境所产生的氧自由基伤害的酶系统 汇` ’ 〕。 本文中
SO D
、
P O D 的变化不同与其它大部分植物的变化。 在胁迫的第 1天 SO D 活性均升高 , 轻度胁迫 ( 20 % PEG )
和中度胁迫 ( or % P EG ) 迅速的上升 , 原因可能是 : 一是由于 2 种胁迫的初期塔醉氧 自由基的产生速率相
对较低 , 而逆境所产生的氧自由基诱导 SO D 和 P O D 活性提高 IJ ;lz 二是较低的氧 自由基生成速率 , 能较大
幅度提高 SOD 活性 , 这两方面的因素使 SO D 活性急剧上升 。 重度胁迫 ( 30 % PE G )升高的速率比轻度胁迫
( 20 % PE G ) 和中度胁迫 ( 10 % P E G ) 升高慢 , 原因可能是由于胁迫程度强产生了过高浓度的活性氧而在
一定程度上抑制了 SO D 的活性 。 胁迫后来的下降和上升可能都是塔醉植物体内的其它保护系统相互协调的
原因 , 后来的上升也可能是由于耐早醉类有避免细胞在干早状态下受到损伤的能力 13 , 从而诱导 SOD 活性
提高 。
塔醉的 PO D 活性总体趋势是上升的 , 在胁迫的第 2 天轻度胁迫 ( 20 % PE G ) 和中度胁迫 ( 10 % PE G )
迅速的上升 , 而重度胁迫 ( 30 % PE G ) 升高的速率比轻度胁迫 ( 20 % P EG ) 和中度胁迫 ( 10 % PEG ) 升高慢
的原因可能与 SO D 相同 。
上述 4 种生理指标的变化不同与其它大部分植物的变化 , 也可能是由于苔醉植物耐早承受力与两个彼
此联系的过程有关 , 一个是基本的保护体系 , 另一个则是只有苔醉植物有的积极的诱导恢复器官机制 f ’` · ” 工。
参 考 文 献
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