全 文 :第40卷 第6期
2012年6月
西北农林科技大学学报(自然科学版)
Journal of Northwest A&F University(Nat.Sci.Ed.)
Vol.40 No.6
Jun.2012
网络出版时间:2012-05-22 16:25
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20120522.1625.008.html
野生毛葡萄“花溪-4”试管苗对PEG胁迫的
形态及生理响应
*
仲伟敏1,2,潘学军1,2,刘 伟1,2,周金忠1,2
(1贵州省果树工程技术研究中心,贵州 贵阳550025;2贵州大学 农学院,贵州 贵阳550025)
[摘 要] 【目的】研究毛葡萄“花溪-4”试管苗在聚乙二醇(PEG)胁迫下的形态和生理响应,为毛葡萄苗期抗旱
性鉴定提供依据。【方法】以毛葡萄单株“花溪-4”试管苗为试材,通过在培养基中加入不同质量浓度(0,30,60,90
g/L)PEG-6000模拟干旱胁迫,研究“花溪-4”外观形态、保护酶系统、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量的变化。
【结果】不同质量浓度PEG胁迫对“花溪-4”试管苗生长的抑制程度不同,其质量浓度越大、胁迫时间越长,旱害越严
重,对“花溪-4”试管苗生长的抑制效果越明显。随着PEG质量浓度的升高和胁迫时间的延长,“花溪-4”叶片中的
MDA和 H2O2 含量均逐渐上升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性则呈先上升后
下降的变化趋势,且各生理指标峰值的出现时间与PEG质量浓度的高低相关,其质量浓度越高,峰值出现越早。
MDA和 H2O2 含量与旱害指数(DI)呈极显著正相关,POD与DI呈极显著负相关,而SOD、CAT与DI相关性不显
著。【结论】PEG胁迫会诱导“花溪-4”试管苗叶片内的 H2O2 含量上升,膜脂过氧化加重,而POD在试管苗活性氧清
除中起主要作用;随PEG胁迫程度的加剧和胁迫时间的延长,“花溪-4”试管苗生长所受到的抑制作用增强。
[关键词] 野生毛葡萄;PEG胁迫;试管苗;旱害指数;保护酶
[中图分类号] S663.107+1 [文献标识码] A [文章编号] 1671-9387(2012)06-0181-08
Response of wild Vitis quinquangularis“Huaxi-4”tube seedlings
to PEG stress in morphology and physiology
ZHONG Wei-min1,2,PAN Xue-jun1,2,LIU Wei 1,2,ZHOU Jin-zhong1,2
(1 Guizhou Engineering Research Center for Fruit Crops,Guiyang,Guizhou550025,China;
2 Agricultural College of Guizhou University,Guiyang,Guizhou550025,China)
Abstract:【Objective】For the purpose of providing basis for drought resistance of wild Vitis quin-
quangularis seedlings,the response of the tube seedlings of wild Vitis quinquangularis in morphology and
physiology was studied under different concentrations of polyethylene glycol(PEG-6000).【Method】Tak-
ing the tube seedlings of Vitis quinquangularis“Huaxi-4”as materials,the changes in morphology,the ac-
tivities of protective enzymes and the contents of H2O2and MDA were studied under drought stress by
PEG.【Result】Drought stress,induced by PEG,had different inhibition actions on the growth of grape pla-
ntlets in vitro.In the meanwhile,drought hazard and growth inhibition were raised remarkably by adding
concentrations and stress time.Along with different concentrations and long-term PEG stress,the contents
* [收稿日期] 2011-12-08
[基金项目] 贵州省优秀青年科技人才培养对象专项资金项目(黔科合人字[2009]02号);贵州省果树学科技创新人才团队建设项
目(黔科合人才团队(2008)88007号)
[作者简介] 仲伟敏(1986-),女,山东济宁人,在读硕士,主要从事喀斯特山地果树资源利用研究。
E-mail:zhongweimin9668@163.com
[通信作者] 潘学军(1977-),男,山东临沂人,教授,硕士生导师,主要从事果树种质资源与生物技术育种研究。
E-mail:pxjun2050@yahoo.com.cn
DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2012.06.024
of MDA and H2O2 were gradualy increased,while the protective enzymes activities of SOD,POD and
CAT,in the rooting tube seedlings,ascended first and then descended;the occurrence of the peak of protect
enzymes was earlier with increased concentrations of PEG.There was a significant positive correlation be-
tween the contents of MDA and H2O2and the index of drought hazard,and a significant negative correla-
tion between the protective enzymes activities of POD and the index of drought hazard,but an insignificant
correlation between the activities of SOD and CAT and the index of drought hazard.【Conclusion】Along
with different concentrations and long-term PEG stress,drought stress enhanced the inhibition actions of
the growth on the tube seedlings of“Huaxi-4”,and could induce increase in the contents of H2O2and pro-
mote the peroxide of membrane lipid as wel as the contents of MDA,while the contents of H2O2served a
primary function for ROS-eliminating system.
Key words:wild Vitis quinquangularis;PEG stress;tube seedling;drought index;protective enzyme
葡萄遗传多样性研究是葡萄资源利用和新品种
选育的前提和基础。作为葡萄属植物的原产地之
一,中国拥有大量的野生葡萄资源。贵州省地处云
贵高原东南部,地形复杂,葡萄资源丰富。据调查,
贵州拥有野生葡萄11种3变种,其中毛葡萄是贵州
分布最广、密度最大的葡萄属野生种[1],具有抗病、
抗逆、耐旱[2]的特性,果实品质优良,可溶性固形物、
蛋白质和可溶性总糖含量均较高,并且产量也较
高[3]。毛葡萄优良单株“花溪-4”在贵州省既可作为
优良的酿酒葡萄栽培,也可作为砧木利用,具有极大
的开发利用价值。由于贵州90%以上的土地属于
喀斯特地貌,土层瘠薄,储水能力差,土壤干旱严重,
因此,对“花溪-4”的抗旱性进行评价至关重要。在
评价植物抗旱性时,要求供试材料生长基本一致,且
研究过程中外界干扰因素要少。
聚乙二醇(PEG)是一种渗透调节剂,很多研究
提出利用PEG可模拟土壤干旱进行植物抗旱性鉴
定[4-6],并已在苹果[7-8]、香蕉[9]、枣[10]、樱桃[11]等果
树上广泛应用。为此,本试验采用不同质量浓度的
PEG-6000模拟干旱胁迫,研究贵州喀斯特山区野生
毛葡萄“花溪-4”试管苗的形态变化和生理响应,旨
在探讨我国西南喀斯特山区葡萄属野生毛葡萄资源
对PEG胁迫的响应规律,为筛选PEG胁迫处理浓
度、毛葡萄抗旱性鉴定指标及建立抗旱性鉴定方法
提供依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
试验材料为葡萄属野生种毛葡萄(Vitis quin-
quangularis Rehd.)“花溪-4”的试管苗。试验于
2010-06-2011-02在贵州省果树工程技术研究中心
进行。
1.2 试验设计
剪切毛葡萄试管苗的单芽茎段接种于 MS固体
生根培养基(1/2MS+IAA 0.1mg/L)上,培养20d
后,选取长势一致的试管苗备用;分别配制不同质量
浓度PEG-6000的液体生根培养基(无琼脂)渗透
液,灭菌后沿瓶壁分别注入生长有试管苗的三角瓶
中,模拟不同程度的干旱。在前期预试验的基础上,
本试验共设对照(PEG质量浓度为0g/L)、轻度胁
迫(PEG质量浓度为30g/L)、中度干旱胁迫(PEG
质量浓度为60g/L)和重度干旱胁迫(PEG质量浓
度为90g/L)4个处理,各处理试管苗在温度(25±
1)℃,光照16h/d,光强36mmol/(m2·s)条件下
培养,每处理3次重复,每重复15瓶。每隔4d取
样1次,共取样5次。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 旱害指数(DI) 分别于不同浓度PEG处理
后4,8,12,16和20d,观察植株的旱害症状,参考许
宏等[12]的方法进行旱害分级。旱害分级标准为:0
级,生长正常;1级,叶片出现轻微黄化或轻度萎蔫;
2级,叶片叶缘焦枯或中度萎蔫;3级,大部分叶片焦
枯,或出现严重落叶,或严重萎蔫;4级,枝条枯死。
DI=∑(旱害级值×相应旱害级株数)/(总株
数×旱害最高级值)×100%。
1.3.2 抗氧化酶活性 酶液的提取和测定参照
Hu等[13]的方法。SOD活性采用氮蓝四唑(NBT)
光化学还原法测定,CAT活性用紫外吸收法测定,
POD活性采用愈创木酚显色法测定。
1.3.3 丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H2O2)含
量 MDA 和 H2O2 的提取和含量测定均参照邹
琦[14]主编的《植物生理学实验指导》进行。
1.4 数据处理
采用 Microsoft Excel和DPS7.05软件对试验
281 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第40卷
数据进行处理、统计与分析,数据显著性差异运用
Duncan’s新复极差法进行多重比较(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 PEG胁迫下“花溪-4”的形态变化
2.1.1 试管苗的形态变化 由图1可知,在不同质
量浓度PEG胁迫下,“花溪-4”生长受到不同程度的
抑制。随PEG质量浓度的升高和胁迫时间的延长,
“花溪-4”生长抑制程度加剧,最后停止生长甚至死
亡,而对照生长正常。轻度胁迫时,试管苗新稍叶片
出现轻微萎蔫,但胁迫前3d叶片能在次日清晨
08:00左右恢复正常,新根为白色;随着胁迫时间的
延长,叶片卷曲并出现部分黄化。中度胁迫条件下,
叶片萎蔫加重,胁迫前8d叶片卷曲,次日清晨不能
恢复正常,新稍叶缘有褐化黑斑并出现焦尖、焦边现
象,新根出现褐化;胁迫8d以后,新稍叶逐渐枯黄
但未脱落,成龄叶叶缘焦枯并有少量褐化黄斑,大量
根系呈黄褐色。重度胁迫时,新稍枝叶首先表现出
明显的失水皱缩现象,随后新稍枯黄逐渐变白并枯
死、脱落,茎下部枝条失水皱缩严重,成龄叶片枯黄
但未脱落,根系褐化严重,新根死亡。
图1 不同质量浓度PEG胁迫对“花溪-4”试管苗形态的影响
A.对照;B.轻度胁迫;C.中度胁迫;D.重度胁迫;1~5分别表示处理时间为4,8,12,16和20d
Fig.1 Effect of different concentrations of PEG on the morphology of“Huaxi-4”tube seedlings
A.Control;B.Light stress;C.Moderate stress;D.Severe stress;1-5means different days of
PEG stress by 4d,8d,12d,16d,20d,respectively
2.1.2 旱害指数 旱害指数(DI)能客观、全面地
反映植物在干旱胁迫中的受害程度及其抵抗旱害的
能力[2]。由表1可以看出,“花溪-4”旱害指数随
PEG浓度的增加和胁迫时间的延长而呈上升趋势。
与对照相比,“花溪-4”DI在PEG轻度胁迫8d后才
表现出显著增加(P<0.05)趋势,而在中度和重度
胁迫条件下,胁迫4d的DI即显著高于对照(P<
0.05);同时,PEG中度及重度胁迫4d时DI较轻
度胁迫4d时分别增加了5.82和8.53倍,胁迫8~
20d时较轻度胁迫分别增加了约1.40和2.45倍。
与对照相比,轻度、中度及重度胁迫条件下,“花溪-
4”的DI均随胁迫时间的延长而逐渐加重,除中度
381第6期 仲伟敏,等:野生毛葡萄“花溪-4”试管苗对PEG胁迫的形态及生理响应
胁迫的旱害指数在胁迫12~16d时增加不明显外,
其余处理均显著升高(P<0.05);轻度胁迫条件下,
“花溪-4”的DI在胁迫4~8d时的增幅较大,在胁
迫8~20d时的增幅相对较小,而中度和重度胁迫前
4d的DI增幅最大,之后中度胁迫的增幅相对缓和,
保持在5.55%~13.13%;重度胁迫期间,“花溪-4”
的DI增幅呈先降后升的趋势。以上结果表明,“花
溪-4”对PEG胁迫表现出自身抗性反应,危害程度
虽不断加重,但危害速度出现变缓趋势;随着胁迫程
度的加重和胁迫时间的延长,其自身难以抵抗,致使
旱害症状越来越重,中度胁迫和重度胁迫处理20d
时,“花溪-4”的DI分别达到了66.44%和96.51%。
表1 “花溪-4”在PEG不同胁迫程度和胁迫时间的旱害指数
Table 1 Drought index of“Huaxi-4”under stress degrees and stress time acclimated by PEG %
PEG处理
PEG treatment
胁迫时间/d
4 8 12 16 20
对照Control 0cA 0dA 0dA 0dA 0dA
轻度胁迫Light stress 4.04cE 13.61cD 18.33cC 23.57cB 28.08cA
中度胁迫 Moderate stress 27.57bD 35.39bC 47.76bB 53.31bB 66.44bA
重度胁迫Severe stress 38.47aE 52.84aD 62.72aC 72.00aB 96.51aA
注:同列数据后标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),同行数据后标不同大写字母表示差异显著(P<0.05)。
Note:Different smal letters in the same column indicate significant difference at P<0.05level by Duncan’s multiple range tests.Different
capital letters in the same line indicate significant difference at P<0.05level by Duncan’s multiple range tests.
2.2 PEG胁迫下“花溪-4”的生理响应
2.2.1 叶片SOD活性 SOD是植物体内酶保护
系统的关键酶,可淬灭O-2 产生 H2O2,其活性的强
弱与植物抗逆性及衰老密切相关[14]。“花溪-4”叶
片SOD活性与PEG胁迫程度及胁迫时间的关系如
图2所示。
图2 不同程度PEG胁迫下“花溪-4”叶片SOD
活性随胁迫时间的变化
标不同小写字母表示相同胁迫时间下不同胁迫程度间
差异显著(P<0.05),标不同大写字母表示相同胁迫程度下
不同胁迫时间间差异显著(P<0.05)。下图同
Fig.2 Change of the SOD activities in leaves of
“Huaxi-4”under different concentrations of
PEG stress with stress time
Different smal letters indicate significant difference
among concentrations of PEG at P<0.05level by
Duncan’s multiple range tests,Different capital letters
indicate significant difference among stress days at P<0.05
level by Duncan’s multiple range tests;The same as below
由图2可知,在 PEG 胁迫下,“花溪-4”叶片
SOD活性随胁迫时间和胁迫程度的变化而变化。
在整个胁迫处理过程中,轻度胁迫16d时SOD活
性达到峰值,且与对照差异显著(P<0.05),之后
SOD活性有所降低;中度胁迫12~16d时SOD活
性显著高于对照(P<0.05);重度胁迫4d时SOD
活性即达到最大值,之后持续下降,并于20d时达
到最小值,此时其活性显著低于对照(P<0.05)。
各处理条件下,“花溪-4”叶片SOD活性峰值出现的
时间随胁迫程度的增加而提前,随胁迫时间的延长
呈现出先升高后降低的趋势。
2.2.2 叶片POD活性 POD是抗氧化系统中的
重要保护酶之一,能催化过氧化物生成 H2O,降低
活性氧伤害[10]。由图3可知,“花溪-4”叶片POD活
性随PEG胁迫程度和胁迫时间的不同而变化。在
整个胁迫过程中,轻度和中度胁迫下,“花溪-4”叶片
POD活性表现出先升高后降低的变化趋势,但与对
照相比差异不明显;重度胁迫下,“花溪-4”叶片
POD活性在胁迫4d时显著高于对照(P<0.05),
随后不断下降,并在胁迫12d后显著低于对照(P<
0.05);轻度胁迫与中度胁迫之间POD活性一直
无显著差异,而在胁迫12~20d时,重度胁迫下叶
片的POD 活性显著低于轻度与中度胁迫(P<
0.05)。
2.2.3 叶片CAT活性 CAT是植物抗氧化保护
系统中的另一种重要酶,能清除逆境中产生的
H2O2[15]。由图4可以看出,“花溪-4”叶片CAT活
性随PEG胁迫程度的加剧和胁迫时间的延长基本
呈先上升后下降的变化趋势。在整个胁迫过程中,
轻度胁迫16d时CAT活性达到峰值,且在16d后
仍显著高于对照(P<0.05);中度胁迫12~16d时
481 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第40卷
CAT活性较大,但与对照无显著差异;重度胁迫8d
时CAT活性出现峰值并显著高于其他处理(P<
0.05),继续至胁迫16~20d时其CAT活性较胁迫
8d时显著减少。
图3 不同程度PEG胁迫下“花溪-4”叶片POD
活性随胁迫时间的变化
Fig.3 Change of the POD activities in leaves of
“Huaxi-4”under different concentrations of
PEG stress with stress time
图4 不同程度PEG胁迫下“花溪-4”叶片CAT
活性随胁迫时间的变化
Fig.4 Change of the CAT activities in leaves of
“Huaxi-4”under different concentrations
of PEG stress with stress time
2.2.4 叶片 MDA含量 MDA是膜脂过氧化的最
终分解产物,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的
程度[14]。图5显示,“花溪-4”叶片 MDA 含量随
PEG胁迫程度的加剧和胁迫时间的延长而持续上
升。在整个PEG胁迫过程中,与对照相比,各处理
胁迫4d时 MDA含量均显著增加(P<0.05),8d
时 MDA含量增加不显著;轻度胁迫16~20d时,
叶片的MDA含量较对照显著增加(P<0.05),胁迫
20d时叶片的 MDA含量显著高于胁迫4~16d处
理;中度和重度胁迫12d后,叶片的 MDA含量显
著高于对照(P<0.05),且在胁迫12~16d时显著
高于轻度胁迫处理(P<0.05)。
2.2.5 叶片 H2O2 含量 植物体内存在的 H2O2
可严重影响生物膜与其他生物大分子的结构和功
能[16]。由图6可知,“花溪-4”叶片 H2O2 含量随
PEG胁迫程度和胁迫时间的增加而升高。在整个
PEG胁迫过程中,各处理叶片 H2O2 含量均较对照
显著增加(P<0.05);在轻度和重度胁迫下,胁迫20
d时叶片 H2O2 含量较之前显著增加(P<0.05),中
度胁迫在胁迫16d时较之前显著上升(P<0.05)。
图5 不同程度PEG胁迫下“花溪-4”叶片
MDA含量随胁迫时间的变化
Fig.5 Change of the contents of MDA in leaves of
“Huaxi-4”under different concentrations
of PEG stress with stress time
图6 不同程度PEG胁迫下“花溪-4”叶片
H2O2 含量随胁迫时间的变化
Fig.6 Change of the contents of H2O2in leaves of
“Huaxi-4”under different concentrations
of PEG stress with stress time
2.3 PEG胁迫下“花溪-4”生理指标与旱害指数间
的关系
不同植物的耐旱机制不同,即使同一种植物在
不同生育阶段或不同的生境条件下,其抗旱能力和
方式也会有所不同,各抗旱生理指标间也会存在或
大或小的相关性[17]。由表2可知,“花溪-4”DI与叶
581第6期 仲伟敏,等:野生毛葡萄“花溪-4”试管苗对PEG胁迫的形态及生理响应
片 H2O2、MDA含量呈极显著正相关(P<0.01),相
关系数分别为0.805和0.750;而DI与POD活性
呈极显著负相关(P<0.01),与SOD、CAT活性的
相关性不显著。该结果表明,在PEG胁迫下,“花
溪-4”的保护酶活性、MDA含量、H2O2 含量与旱害
指数间的相关性表现出明显差异,其中 H2O2 含量
对DI起首要作用。SOD活性与POD活性呈极显
著正相关(P<0.01),与 MDA、H2O2 含量呈显著负
相关(P<0.05);POD活性与 MDA、H2O2 含量呈
极显著负相关(P<0.01);CAT 活性与 MDA、
H2O2 含量及SOD、POD活性均无显著相关关系,
说明SOD、POD、CAT 这3种保护酶具有协同作
用,共同对植物体内的 MDA、H2O2 等有害物质发
挥着清除作用,其中POD在“花溪-4”活性氧的清除
中起主要作用。
表2 PEG胁迫下“花溪-4”叶片生理指标与旱害指数的相关分析
Table 2 Relationships between physiological index and drought hazard index of“Huaxi-4”seedling leaves under PEG stress
指标
Index
SOD活性
SOD activity
POD活性
POD activity
CAT活性
CAT activity
MDA含量
MDA content
H2O2含量
H2O2content
DI
SOD活性SOD activity 1.000
POD活性POD activity 0.530** 1.000
CAT活性CAT activity 0.008 -0.007 1.000
MDA含量 MDA content -0.400** -0.470** 0.205 1.000
H2O2含量 H2O2content -0.329* -0.500** 0.239 0.871** 1.000
DI -0.170 -0.460** 0.216 0.750** 0.805** 1.000
注:数据后的*和**分别表示在P=5%和P=1%水平显著(n=20)。
Note:After the data*and**represent significant differences at P=5%and P=1%level(n=20),respectively.
3 讨论与结论
大量研究表明,植物材料和干旱胁迫方式、胁迫
强度及胁迫时间等不同,则植物的形态表现及生理
响应存在差别;即使在相同胁迫条件下,种内不同单
株植物材料的测定结果也常存在差异,这可能与试
验材料的基因型或其生理状态不一致有关,在一定
程度上影响了对逆境条件下植物抗旱机制的分析与
研究[18]。因此,本研究试材选择葡萄属野生种毛葡
萄优良单株“花溪-4”离体培养的无性系,保证了试
材基因型的一致性,为研究“花溪-4”对逆境的形态
和生理响应提供了更具客观性的依据。
干旱胁迫势必会引起植物一系列形态和生理生
化的变化。本研究表明,在PEG胁迫条件下,毛葡
萄“花溪-4”试管苗首先从新稍叶片开始出现萎蔫,
对胁迫处理时已展开枝叶的影响不大,此时旱害指
数DI较低;随PEG胁迫程度的加剧和胁迫时间的
延长,“花溪-4”生长抑制程度加重,叶片翻卷、黄化
甚至焦枯,最后停止生长甚至死亡,严重阻碍了水分
及营养物质的向上运输。这与采用PEG模拟干旱
胁迫引起苹果[5]、樱桃[11]、高粱[19]、小麦[20]等形态
变化的研究结果基本一致。20世纪80年代,Lom-
bard等[21]建立了植物旱害指数鉴定法,该方法通过
观察植物对短期干旱胁迫的反应症状,反映植物对
整个干旱胁迫过程的忍受能力和抵抗能力。由于果
树在干旱胁迫后存在生理响应和抗旱机制的差异,
因此不同果树所表现的旱害症状并不一定均适用旱
害指数鉴定法。本研究表明,在不同质量浓度PEG
胁迫下,旱害指数法适用于野生毛葡萄“花溪-4”试
管苗旱害症状的鉴定。
干旱胁迫会导致植物细胞内活性氧自由基代谢
失衡,从而引起自由基的积累和膜脂质过氧化,使膜
系统的结构和功能受到损伤,这是造成细胞伤害的
重要原因之一[22]。随PEG胁迫程度的加剧和胁迫
时间的延长,“花溪-4”叶片H2O2 和 MDA含量持续
增加,且二者之间呈极显著正相关(P<0.01);胁迫
8d时 H2O2 和 MDA含量增加相对较为缓慢,这可
能是植物体通过自身调节对干旱胁迫产生的应答反
应,此时活性氧的产生和消除维持平衡,细胞膜脂质
过氧化反应水平不高;随着胁迫时间的延长,叶片
H2O2 不断积累且 MDA含量持续显著增加,细胞中
产生了大量的过剩自由基,膜系统的伤害程度加剧,
使自由基防御系统的清除能力变弱,胁迫严重时甚
至导致细胞死亡。
干旱诱导的膜脂过氧化是造成植物细胞膜受到
损伤的关键因素,但植物在干旱胁迫时可以动员保
护酶如SOD、POD、CAT等来有效清除自由基,以
保护细胞膜免遭氧化伤害[23]。很多学者都对干旱
胁迫 下 植 物 保 护 酶 活 性 的 变 化 进 行 了 研
究[10,18,23-24],但结果不尽相同。本研究结果表明,在
PEG胁迫初期,各处理“花溪-4”叶片SOD、POD、
CAT活性首先表现为上升趋势,表明植物对PEG
681 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第40卷
胁迫产生了保护性应激反应,以降低自由基对细胞
膜等的伤害;而SOD、POD活性在重度胁迫下呈持
续下降趋势,可能是由于这2种保护酶活性在胁迫
的前4d就已经历了上升过程,但随着PEG胁迫程
度的加剧和胁迫时间的延长,植物体严重脱水,体内
活性氧等有害物质不断积累,使SOD、POD、CAT
活性呈现出下降趋势,导致有机体内活性氧产生与
清除的平衡系统受到破坏。同时,3种酶活性高峰
值的出现时间与PEG胁迫程度有关,胁迫程度越
重,峰值出现愈早。结合前述,3种酶活性最大值的
出现时间较 H2O2 和 MDA含量的升高有所提前,
可能是由于 H2O2 和 MDA的积累降低了活性氧清
除酶的活性所致。这与野牛草[18]和马铃薯[24]在水
分胁迫下抗氧化酶活性的变化趋势相似。
综上所述,野生毛葡萄“花溪-4”试管苗的形态
和生理特性均受PEG胁迫程度及胁迫时间的影响,
在短期轻度胁迫下,毛葡萄形态变化较小,保护酶可
有效抵御旱害的发生;当胁迫强度及胁迫时间达到
一定阈值时,植物生长受到抑制,保护酶活性下降,
对活性氧等有害物质的清除效率随之降低。这与土
壤干旱胁迫处理后葡萄的形态和生理响应变化基本
一致[12,25-26],但是否与土壤干旱胁迫后野生毛葡萄
的形态和生理响应完全一致,则还有待进一步研究。
[参考文献]
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881 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第40卷