全 文 ：北方园艺 2010(5):11～ 14 ·试验研究·
第一作者简介:岳延峰(1983-),男 , 硕士 ,现主要从事植物的抗
性生理研究工作。 E-mail:yanfeng031@tom.com。
通讯作者:彭励(1962-), 女, 教授, 硕士生导师 ,现主要从事植物
学和植物化学研究工作。 E-mail:pengli1124g@163.com。
基金项目:宁夏回族自治区自然基金资助项目(NZ08163);宁夏
科技基础平台建设资助项目。
收稿日期:2009-10-19
NaCl和 NaHCO3 对黄花补血草胁迫的生理生化特征
岳 延 峰1 , 马 　辉1 , 倪 细 炉2 , 沈 效 东3 , 彭 　励1 , 2
(1.宁夏大学生命科学学院 ,宁夏 银川 750004;2.种苗生物工程国家重点实验室 ,宁夏 银川 750004;3.宁夏林业研究所 ,宁夏 银川 750004)
　　摘　要:以黄花补血草为试材 , 研究 NaCl 、NaHCO 3胁迫对黄花补血草叶绿素(Chl)、丙二
醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的影
响。结果表明:叶绿素含量随2种盐浓度增加呈先升高再降低的趋势;丙二醛(MDA)含量对
NaCl处理的影响不明显 ,而在 NaHCO 3处理下 ,MDA含量持续增加;脯氨酸(Pro)含量随 2种
盐浓度增加而持续增加:抗氧化酶系统中的SOD 、POD 、CAT 的活性持续提高。研究认为黄花
补血草抗 NaCl胁迫能力强于NaHCO3 。
关键词:NaCl;NaHCO3 ;黄花补血草;盐胁迫
中图分类号:S 311;S 314　文献标识码:A　文章编号:1001-0009(2010)05-0011-04
　　黄花补血草(Limonium aureum)是白花丹科补血
草属多年生草本植物 ,植株高10 ～ 40 cm ,叶基生 ,灰绿
色 ,矩圆状匙形至倒披针形 ,花期枯萎 ,伞房状花序 ,因
花萼金黄色 ,漏斗状 ,膜质 ,花萼又可入药 ,具有补血 、
消炎之功效 ,故称黄花补血草 ,又称金色补血草 、金匙
叶草[ 1] 。黄花补血草是干旱荒漠地区为数不多的野生
花卉之一 ,是防风固沙的优良植物 ,多生于滩地 、湖盆 、
戈壁 、石质山坡 、流动沙丘等干旱荒漠环境下 ,宁夏林
业研究所于 2002年从宁夏盐池县高沙窝 、惠安堡乡野
生环境中引进金色补血草 ,并推广应用于城市园林绿
化建设中[ 2] 。
植物的耐盐性是一个十分复杂的反应过程 ,涉及
组织器官结构 、生理生化反应等多方面的因素[ 3-5] 。迄
今为止 ,较多的研究集中在对补血草属植物的组织快
繁和人工栽培 ,而对其适应逆境的抗逆生理机制的研
究较少[ 6] 。现以黄花补血草为材料 , 检测 NaCl 和
NaHCO 3处理下保护酶 、叶绿素 、脯氨酸(Pro)和丙二
醛(MAD)等生理指标的变化 ,以期探讨黄花补血草耐
盐性及其对盐胁迫的适应机理。
1　材料与方法
1.1　材料培养
黄花补血草种子采自银川植物园。黄花补血草种
子用0.1%的 HgCl2浸泡10 min ,无菌水浸泡冲洗 6 ～
8次 ,将种子播种于经过消毒的基质上 ,并置于温室
中 ,保持相对湿度 60%～ 80%,采用自然光照 ,昼夜温
度 24℃/16℃,每隔 4 d浇 1次水。出苗后 ,将苗移栽
到室外以沙土为基质的 33 cm×40 cm花盆中 ,盆土重
约 15 kg ,每盆移栽 3棵。
1.2　盐胁迫处理
将 NaCl、NaHCO3 分别对供试植物进行处理 。每
组内又设 6 个盐浓度处理 。其盐浓度依次为 3 、6 、9 、
12 、15 、18 g·kg-1 。选取长势均匀的黄花补血草苗 39
盆随机分成 13组 ,每组 3盆为 1个处理 ,其中 1组为
对照 ,6组为不同浓度的 NaCl处理 ,6组不同浓度的
NaHCO3 处理。处理于下午 4 ～ 7时进行 ,以含有相应
浓度的盐溶液为处理液 ,每盆 1 500 mL 分 3次透灌花
盆 ,对照组只灌蒸馏水 ,处理 12 d后取样 。
1.3　试验方法
叶绿素含量的测定:精确称取叶片干样 0.5 g ,依
据参考文献[ 7]测定叶绿素含量。丙二醛含量的测定:
精确称取叶片干样 0.5 g ,依据参考文献[ 8]测定 MDA
含量。脯氨酸含量的测定:精确称取叶片干样 0.5 g ,
依据参考文献[ 9]测定Pro 含量。保护酶活性的测定:
精确称取样品 0.4 g ,用 Tris-HCl 缓冲液(0.05 mol·L-1
Tris-HCl;pH 8.0)在冰浴下充分研磨 ,4℃、10 000 rpm
离心 10 min ,取上清液测定 3种酶活性。SOD活性测
定 ,根据 SOD抑制氯化硝基四氮唑蓝(NBT)氧化还原
的原理 ,用Stewart和 Bewley 的方法对 SOD 进行活性
测定 ,单位为:U· g-1 。CAT 活性测定:利用酶液可以
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使底物过氧化氢分解使其总量减少的原理 ,用分光光度计
在240 nm下检测过氧化氢减少量 ,单位:U ·min-1 ·g-1。
POD活性测定:酶液在过氧化氢存在的条件下 ,使愈创
木酚变成褐色物质 ,然后在 470 nm 下比色测定 ,单位
为:U·min-1 ·g-1[ 10] 。
2　结果与分析
2.1　NaCl和 NaHCO3对黄花补血草叶绿素含量影响
如图 1所示 ,在 2种不同浓度盐胁迫下 ,随着盐浓
度的升高 ,叶绿素含量总体呈下降的趋势。与对照相
比 ,3 g ·kg-1NaCl和3 g ·kg-1NaHCO3 处理 ,黄花补血
草叶绿素含量分别提高3.7%和6.5%。9～ 18 g ·kg-12种
盐电容之间 ,黄花补血草叶绿素含量呈急剧下降的趋
势 ,而且与对照比较 ,经 NaCl处理的黄花补血草叶绿素
含量平均下降31.8%,而经 NaHCO3处理的叶绿素含量
下降了 42.6%。经方差分析 ,盐处理(3 ～ 9 g ·kg-1)与
对照相比 ,差异不显著(P>0.05);盐处理(12～ 18 g ·kg-1)
与对照相比 ,差异显著(P<0.05);说明叶绿素随着盐浓
度的升高 ,受害程度加重。
图1　NaCl和 NaHCO3 胁迫对黄花补血草叶绿素含量的影响
Fig.1　Effect s of NaCl and NaHCO3 st ress on chlorophyll content of Limonium
2.2　NaCl和 NaHCO3对黄花补血草MDA含量影响
　　如图 2可知 ,NaCl处理时 ,MDA 含量基本保持稳
定 ,说明 NaCl对黄花补血草细胞膜的伤害较小;而在
NaHCO3 处理时 ,在低浓度(3 ～ 12 g ·kg-1)胁迫下 ,黄
花补血草的 MDA含量升高较小 ,方差分析差异不明显
(P>0.05),当 NaHCO3 浓度达到 15 ～ 18 g ·kg-1时 ,
MDA含量急剧增加 ,是对照的 3 ～ 4倍 ,且 MDA含量要
明显高于同浓度的 NaCl处理组。经方差分析 ,不同浓
度NaCl处理的黄花补血草与对照相比无显著差异(P>
0.05);NaHCO3 处理(3 ～ 12 g ·kg-1)与对照差异不显
著(P>0.05),NaHCO3处理(15 ～ 18 g ·kg-1)与对照差
异显著(P<0.05),说明随着 NaHCO3浓度的升高 ,其对
细胞膜的伤害加重。
2.3　NaCl和 NaHCO3对黄花补血草的Pro含量影响
图 2　NaCl和 NaHCO3胁迫对黄花补血草 MDA 含量的影响
Fig.2　Ef fect s of NaCl and NaHCO3 st ress on MDA
content of Limonium
从图 3可看出 ,随着 NaCl和 NaHCO3 胁迫浓度的
升高 ,黄花补血草 Pro含量都呈升高的趋势。在同种盐
浓度下 ,当盐浓度较低(3～ 12 g ·kg-1)时 ,经 NaCl胁迫
的黄花补血草Pro含量高于NaHCO3 胁迫 ,当盐浓度较
高(15～ 18 g ·kg-1)时 ,经NaHCO3 胁迫的黄花补血草
Pro含量高于 NaCl胁迫。当盐浓度为 18 g ·kg-1时 ,
2种胁迫下黄花补血草 Pro含量达到最高 ,经NaCl胁迫
的黄花补血草Pro 含量是对照的 44.19倍 ,而经NaHCO3
胁迫的黄花补血草Pro含量是对照的 70.05倍。盐处理
与对照相比 ,差异显著(P<0.05),说明黄花补血草 Pro
的含量对盐处理很敏感。
图3　NaCl和NaHCO3 胁迫对黄花补血草 Pro含量的影响
Fig.3　Effects of NaCl and NaHCO3 st ress on Pro content of Limonium
2.4　NaCl和 NaHCO3对黄花补血草SOD活性影响
SOD酶是植物处于逆境中最主要的一种抗氧化酶 ,
它可以及时清除自由基和活性氧 ,提高植物组织的抗氧
化能力。由图4可看出 ,在不同浓度NaCl和NaHCO3胁
迫下 ,黄花补血草SOD的活性均随着盐浓度的增加而
显著增强。与对照相比 ,NaCl处理的 SOD活性平均增
强 2.2倍 ,而 NaHCO3 处理的SOD活性平均增强 3倍。
经方差分析 ,NaCl处理(3 ～ 12 g ·kg-1)与对照差异不
显著(P>0.05),NaCl处理(15 ～ 18 g ·kg-1)与对照相
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图 4　NaCl和 NaHCO3胁迫对黄花补血草 SOD活性的影响
Fig.4　Effect s of NaCl and NaHCO3 stress on SOD activity of of Limonium
图 5　NaCl和 NaHCO3 胁迫对黄花补血草CAT 活性的影响
Fig.5　Effects of NaCl and NaHCO3 stress on CAT activi ty of of Limonium
比差异显著(P<0.05);与 NaHCO3的结论类似。
2.5　NaCl和 NaHCO3对黄花补血草CAT 活性影响
CAT 能有效清除植物体内过氧化氢对细胞的氧化
作用。因此 ,植物体内存在 CAT 是其保护自身免受活
性氧自由基毒害的关键。如图 5所示 ,NaCl处理时 ,黄
花补血草 CAT 活性呈先下降后上升趋势 ,在 3 g ·kg-1
NaCl处理时 ,CAT 的活性达到最低 ,其值为 3.15 U·
g-1 ·min-1 ,与对照相比差异不显著(P>0.05);随后随
着盐浓度的增加 ,CAT 的活性不断增强 ,在 18 g ·kg-1
NaCl处理时 ,CAT 的活性达到最高 ,其值为 46.46 U·
g
-1 ·min-1 ,与对照相比差异显著(P <0.05);而在
NaHCO3处理时 ,黄花补血草 CAT 的活性呈上升趋势 ,
在18 g ·kg-1 NaHCO3处理时 ,CAT 的活性最高 ,其值
为44.89 U ·g-1 ·min-1 ,是对照组的 5.3倍 ,与对照相
比差异显著(P <0.05)。在较低浓度盐处理下 ,经
NaHCO3处理的黄花补血草 CAT 活性比 NaCl处理的
高 ,在较高盐浓度处理下 ,经 NaCl处理的黄花补血草
CAT 活性比 NaHCO3处理的高。
2.6　NaCl和 NaHCO3对黄花补血草 POD活性影响
POD主要与 CAT 共同作用以消除 SOD作用产生
的过量的过氧化氢 ,使过氧化氢维持在一个较低的水
平。如图6所示 ,随着盐浓度的升高 ,经2种盐处理黄花
补血草POD的活性都增强 ,并在18 g·kg-1的浓度上到
达最大值。经 NaCl 处理的 POD 的活性最大为
0.78 U·g-1·min-1 ,而经 NaHCO3 处理的 POD活性
到达0.45 U · g-1 · min-1 。与对照相比 , NaCl 处理
POD活性平均提高12.5倍 ,而 NaHCO3 处理POD活性
平均提高8.7倍。NaHCO3 处理时 ,黄花补血草 POD活
性的变化变化趋势与 NaCl处理相似 ,NaCl处理的黄花
补血草的 POD含量明显高于 NaHCO3 处理的。经方差
分析 ,NaCl处理与对照差异显著(P<0.05);NaHCO3 处
理与对照差异显著(P<0.05)。
图6　NaCl和 NaHCO3 胁迫对黄花补血草 POD活性的影响
Fig.6　Effect s of NaCl and NaHCO3 st ress
on POD activity of of Limonium
3　结论
盐胁迫使叶绿素的合成受阻 ,叶绿素含量下降 ,叶
绿体超微结构及精细结构的形成受阻 ,叶绿体超微结构
发生变异。张景云等[ 11] 认为胁迫对叶绿体的膜系统产
生伤害 ,叶绿体老化加快 ,片层逐渐解体 ,外形轮廓发生
变化 ,内部片层排列方向发生改变 ,并发生轻微膨胀 ,基
粒数目减少 ,内部结构趋向简单 ,以至瓦解 ,最终导致叶
绿素含量下降。植物叶片叶绿素含量是衡量植物在盐
胁迫下耐盐性的重要生理指标之一[ 12-13] 。该试验结果
表明 ,随着盐浓度的升高 ,叶绿素的含量呈下降的趋势 ,
当盐浓度在9 g·kg-1以下时 ,对叶绿素的伤害较低 ,当
盐浓度高于12 g ·kg-1时对叶绿素的伤害较高。
丙二醛含量的变化可以作为衡量植物在盐胁迫下
受伤害程度的重要指标 ,盐碱胁迫导致植物中 MDA含
量增加的报道已有很多 ,其含量越高 ,表明植物受伤害
的程度就越大[ 14-17] 。该试验中随着盐浓度的升高 ,NaCl
胁迫下黄花补血草的 MDA 含量变化不大 ,而 NaHCO3
胁迫下黄花补血草的 MDA 含量持续升高 , 说明
NaHCO3盐胁迫使黄花补血草叶片膜质过氧化作用加
剧 ,膜系统受到破坏 ,膜透性增加 ,而 NaCl对黄花补血
草的伤害较小。
多数研究表明盐胁迫下脯氨酸大量积累 ,并通过维
持渗透调节 ,稳定蛋白质 ,保护细胞膜结构的稳定[ 17] ,因
此脯氨酸积累被作为衡量植株耐盐性的指标。该试验
中 ,随着盐浓度升高 ,Pro 含量持续增加。盐胁迫对黄花
补血草造成离子伤害 ,也使黄花补血草吸水困难 ,而 Pro
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·试验研究 · 北方园艺 2010(5):11 ～ 14
含量的升高提高补血草的渗透势 ,有利于黄花补血草吸
收水分。
盐胁迫下植物体内活性氧的积累是导致盐害的主
要原因之一 ,在正常生长情况下 ,植物细胞内活性氧的
产生和清除处于动态平衡 ,不会伤害细胞 ,而多种逆境
胁迫都引发细胞内活性氧的过量生产、积累而打破了平
衡 ,活性氧导致膜过氧化和脱脂化从而使细胞结构和功
能都受到破坏。植物对胁迫的响应之一就是这些保护
酶活性的变化 ,如小麦[ 18] 、果树[ 19] 等在 NaCl胁迫下均
表现保护酶活性不同程度的增加。该试验表明 ,随着盐
浓度的升高 ,SOD 、POD和 CAT 活性不同程度的升高。
盐胁迫致使黄花补血草体内自由基含量升高 ,自由基主
要伤害膜系统 ,黄花补血草 3种酶主要作用是清除自由
基 ,其活性的升高加快清除自由。
综上所述 ,随着盐浓度的升高 ,NaHCO3 胁迫下黄
花补血草叶绿素含量下降幅度大于 NaCl ,说明 NaHCO3
对黄花补血草的伤害大于 NaCl;NaCl胁迫下 Pro 含量
增加幅度比 NaHCO3 大 ,表明黄花补血草对 NaCl的耐
受能力比 NaHCO3 强;NaCl和 NaHCO3 都引起黄花补
血草叶片中 SOD 、POD 和CAT 活性的提高 ,而经 NaCl
处理的黄花补血草酶活性要比 NaHCO3 强。经过比较
黄花补血草对 2种盐的生理响应 ,得出黄花补血草耐
NaCl胁迫的能力强 ,而耐NaHCO3 胁迫的能力较差。
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Comparative Studies on Growth and Physiological Reaction of
Limoniumaureum under NaCl and NaHCO3 Stresses
YUE Yan-feng1 ,MA Hui1 , NI Xi- lu2 , SHEN Xiao-dong3 , PENG Li1 ,2
(1.Life Scienee College of Ningxia University , Yinchuan , Ningxia 750004;2.Key National Labo ratory of Seedling Bioengineering , Yinchuan ,
Ningxia 750004 , 3.Ningxia Forestrey Institute , Yinchuan , Ningxia 750004)
Abstract:A hydroponical culture experiment of Limonium aureum was conducted to explore responses of the plants to
NaCl and NaHCO3 stress for 12 days in chlorophyll content , MDA content , Pro content , SOD activity , CAT activity
and POD activity.The results indicated that chlorophyll content raised , and then decreased with increasing NaCl or
NaHCO3 concentration.Compared with CK , MDA content had unsignificant change under NaCl st ress , and its content
increased rapidly under NaHCO3 stress.Pro content it s content increased rapidly.SOD activity , CAT activity and POD
activity raised.The salt tolerance of NaHCO3 might be higher than that of NaCl.
Keywords:NaCl;NaHCO 3;Limonium aureum;salt stress
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