全 文 ：第 26卷　第 4期
2008年 12月 　　　　　　　　　
贵　州　科　学
GUIZHOUSCIENCE　　　　　　　　　　
Vol.26, No.4
Dec.2008
收稿日期:2008-03-21
基金项目:贵州省科学技术基金项目(黔科合 J字(2008)2565号
作者简介:周黎(1982—),女 ,研究生 ,研究方向:药用植物开发与利用.通讯作者:龚宁(1963—), 女, 硕士研究生导师 ,研究方向:植物生理与
细胞生物学.
干旱胁迫下金线兰渗透调节物质的变化规律
周　黎 1 ,龚　宁 1, 2＊ ,彭　健1
(1.贵州师范大学 生物技术与工程学院 ,贵州　贵阳　550001;
2.贵州省山地环境信息系统与生态环境重点实验室 , 贵州　贵阳　550001)
摘　要　以 3种不同来源的金线兰组培苗(种子苗 、根状茎苗 、地上茎苗)为实验材料 , 设置 5个土壤干
旱梯度(9、13、17、 21、25d),以 0d为对照 ,研究金线兰组培苗渗透调节物质在土壤干旱胁迫下的变化规
律 , 结果表明:可溶性糖随着时间的延长一直升高 , 3种苗变化规律比较一致;可溶性蛋白和游离脯氨酸
都是先升高后降低 , 但是变化幅度差异较大 , 脯氨酸达到高峰的时间也不同.
关键词:金线兰;组培苗;土壤干旱胁迫;渗透调节物质 1
中图分类号　Q945.78　　文献标识码　A　　文章编号　1003-6563(2008)04-0068-05
CHANGELAW OFOSMOTIC ADJUSTMENTSUBSTANCE
FORANONECTOCHULUSROXBURGHII(WALL.)LINDL.
UNDERDROUGHTSTRESS
ZHOULi1 , GONGNing1 , 2＊ , PENGJian1
(1.SchoolofBiologicalTechnologyandEngineering, GuizhouNormalUniversity, Guiyang, Guizhou550001;
2.GuizhouProvincialKeyLaboratoryforMountainEnvironment, Guiyang, Guizhou550001)
ABSTRACT　TakingplantletsofAnoectochilusroxburghi(Wal.)Lindl.ofthreekindsofdifferentsources
(seedling, rhizome, overgroundstem)asexperimentalmaterials, soildroughtstressoffivegradients(9, 13, 17,
21, 25 days)and0-daycomparisonweresetuptostudythechangelawofosmoticadjustmentsubstanceforpla-
ntletsofAnoectochilusroxburghiundersoildroughtstress.Theresultsshowedthatsolublesugarincreasedall
thewayastimeprolongs, andchangelawofthreekindsofplantletswereinunanimityrelatively.Bothsoluble
proteinandfreeprolineincreasedatthebeginningandthendecreased, butvariationrangeisdiferentgreatly,
andthepeaktimeforfreeprolineisalsodiferent.
KEYWORDS　Anoectochilusroxburghii(wal.)Lindl;plantlets;soildroughtstress;osmoticadjustment
substance
　　水分是植物的重要组成部分 ,是植物赖以生存的必要条件之一 ,无论是长时期的干旱还是短时间的水分
亏缺都可能对植物的生长发育产生不同程度的影响.近年来 ,国内外学者对许多植物抗旱机理做了大量研
究 ,表明许多植物是随着干旱程度的加强和胁迫时间的延长而大量积累渗透调节物质 ,如可溶性糖 、可溶性
蛋白 、脯氨酸等来提高细胞液浓度 ,降低渗透势 ,增强细胞保水能力 [ 1-4] .
金线兰(Anoectochilusroxburghi(Wal.)Lindl.)即花叶开唇兰 ,为兰科开唇兰属植物 ,全草入药 ,是民间
珍稀名贵的中草药[ 5] ,具有清热凉血 、利尿 、降血压等药用价值.金线兰性喜冷凉 、湿润 ,很容易受到干旱逆
境的不利影响 ,但其抗旱机理研究却未见报道.我们实验室首次研究了来源于根状茎和地上茎的两种组培苗
在 PEG渗透胁迫下的生理响应机制 ,在此基础上 ,本文通过设置不同梯度的土壤干旱处理 ,进一步研究 3种
金线兰组培苗(种子苗 、根状茎苗 、地上茎苗)在土壤干旱胁迫下的渗透调节物质的变化规律 ,为筛选抗旱居
群 、实现金线兰的大量人工种植提供基础数据.
1　材料与方法
1.1　实验材料
3种金线兰组培苗由贵州师范大学金线兰课题组提供.将组培苗移栽于直径 10cm花盆中 ,每盆 4株 ,自
然条件下生长 4个月左右 ,其间保证水肥的正常供给.
69　4期　　　　　　　　　　周　黎 ,等:干旱胁迫下金线兰渗透调节物质的变化规律
1.2　实验方法:
取长势一致的上述 3种组培苗各 30盆 ,搬至通风干燥的实验室进行控水处理 ,处理期间日平均气温大
约在 25 ～ 30℃,在干旱第 0、9、13、17、21、25d测定土壤含水量 、MDA和几种渗透调节物质的含量 ,每处理每
测定重复 3次.
土壤含水量测定:用烘干法 [ 6] .丙二醛测定:硫代巴比妥酸法[ 7] .可溶性糖测定:用蒽酮法 [ 7] .可溶性蛋
白测定:用考马斯亮蓝 G-250法[ 7] .游离脯氨酸测定:用磺基水杨酸法 [ 7] .
图 5　土壤干旱胁迫条件下脯氨酸含量变化趋势
Fig.5　Variationoffreeprolinundersoildroughtstress
2　结果与分析
2.1　干旱处理下土壤的干旱程度
0、9、13、17、21、25d各花盆土壤含水量方差分析 P值分别是:0.9601、0.9866、0.9959、0.9874、0.9683、
0.9965,此结果表明各花盆土壤含水量很接近 ,保证了干旱胁迫下 3种组培苗间差异分析的可靠性.3种金
线兰组培苗在整个干旱处理过程中土壤含水量变化趋势如图 1所示.干旱前 、中期土壤含水量的变化比较均
衡 ,每个干旱梯度大约减少 8%左右 ,至 21d时 , 3种苗土壤含水量减少 32%±2%, 21d之后 ,随胁迫时间的
延长土壤含水量变化已很小(1% ±1%),说明此时土壤环境已经十分干旱.此时金线兰叶片萎蔫 、枯黄 ,说
明金线兰已经受到了严重损害.
2.2　叶片丙二醛含量在土壤干旱胁迫下的变化
3种金线兰组培苗在整个干旱处理过程中丙二醛含量变化趋势如图 2所示.3种苗在整个干旱过程都是
一直升高 ,前期上升比较缓慢.种子苗于第 17d突然大幅增加 ,根状茎苗和地上茎苗都于 21d大幅增加.至干
旱结束时 ,种子苗 、根状茎苗 、地上茎苗丙二醛含量与对照相比分别增加了 1.36、1.01和 0.99倍.
2.3　叶片可溶性糖含量在土壤干旱胁迫下的变化
3种金线兰组培苗在整个干旱处理过程中可溶性糖变化趋势如图 3所示.正常条件下 , 3种苗没有明显
差异 ,干旱胁迫后其变化趋势差异也很小 ,干旱前期可溶性糖积累缓慢 ,随着时间延长 , 3种苗同时于第 17d
开始积累加剧 ,至处理结束时 ,种子苗 、根状茎苗 、地上茎苗可溶性糖含量与对照相比分别提高 548.36%、
441.47%、446.41%.
2.4　叶片可溶性蛋白在土壤干旱胁迫下的变化
3种金线兰组培苗在整个干旱处理过程中可溶性蛋白变化趋势如图 4所示.干旱处理下 ,随胁迫时间延
长 , 3种苗可溶性蛋白质含量都是先升高后下降 ,到第 17d(土壤含水量分别是 30.0%、28.9%、31.4%)同时
出现峰值 ,与对照相比分别提高了 216.54%、208.61%、218.89%.随后都降低.
2.5　叶片脯氨酸含量在土壤干旱胁迫下的变化
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3种金线兰组培苗在整个干旱处理过程中脯氨酸变化趋势如图 5所示.胁迫处理下 ,随胁迫时间延长 , 3
种苗脯氨酸含量都是先升高后下降 ,种子苗于第 17d(土壤含水量为 30.0%)出现峰值 ,与对照相比提高了
130.37%,根状茎苗和地上茎苗于第 21d(土壤含水分别是 22.6%、21.9%)出现峰值 ,与对照相比分别提高
了 108.34%、98.71%.随后 3种苗都降低.
3　小结与讨论
渗透调节是植物适应干旱胁迫的重要生理机制 ,植物通过代谢活动增加细胞溶质浓度 ,降低渗透势 ,维
持膨压 ,使体内与膨压有关的生理活动正常进行[ 8] .渗透调节物质的增加可以维持细胞的膨压 ,降低植物体
内的渗透势 ,有利于植物体在干旱逆境中维持体内正常的所需水分 ,提高植物的抗逆适应性 [ 9, 10] .可溶性糖
具备了渗透调节物质所需的所有条件 ,即溶解性高 、分子量小 、在生理环境下不带电荷 、生成迅速 、对代谢活
动和酶活性影响小;可溶性蛋白质具有较强的亲水胶体性质 ,也可影响细胞的保水能力 ,起到维持渗透势的
作用;脯氨酸是细胞质中重要的渗透剂和防脱水剂 ,能降低细胞的渗透势提高植物组织的持水力.
在土壤干旱胁迫过程中 , MDA含量总体呈增加趋势 , 3种苗变化趋势比较一致 ,它的积累量越大说明细
胞受损程度越高.3种苗的可溶性糖和可溶性蛋白含量变化趋势比较一致 ,干旱前期可溶性糖含量积累缓
慢 ,同时于第 17d开始积累加剧;可溶性蛋白含量是先升高后降低的 ,同时于第 17d达到峰值.但是 3种苗脯
氨酸含量变化趋势却有所不同 ,种子苗最早(第 17d)达到高峰 ,而根状茎苗和地上茎苗都于第 21d达到高
峰 ,同时 ,丙二醛含量的变化趋势与脯氨酸一致 ,种子苗于第 17d积累加剧 ,根状茎苗和地上茎苗都于第 21d
才开始积累加剧 ,这似乎说明脯氨酸是 3种苗抗旱性差异的主要原因所在.3种渗透调节物质的变化规律说
明种子苗的抗旱性可能不如根状茎苗和地上茎苗.
参考文献
[ 1] 　贺鸿雁 , 孙存华 ,杜伟 , 李扬.干旱胁迫对花生幼苗渗透调节物质的影响 [ J] .中国油料作物学报 , 2006, 28(1):76 ～ 78.
[ 2] 　王海珍 , 梁宗锁.土壤干旱对黄土高原乡土树种水分代谢与渗透调节物质的影响 [ J] .西北植物学报 2004, 24(10):1822
～ 1827.
[ 3] 　赵纪东 , 傅华 ,吴彩霞.水分胁迫对白刺幼苗生物量和渗透调节物质积累的影响 [ J] .西北植物学报 , 2006, 26(9):1788 ～
1793.
[ 4] 　王启明 , 李方远.干旱胁迫对花荚期大豆叶片细胞膜透性和渗透调节物质含量的影响 [ J] .河南农业科学 , 2005, 16(8):
39 ～ 42.
[ 5] 　范子南 , 肖华山.金线莲的组织培养研究 [ J] .福建师范大学学报(自然科学版), 1997, 13(2):82 ～ 87.
[ 6] 　鲁如坤.土壤农业化学分析方法 [ M] .北京:中国农业科技出版社 , 1999, 289.
[ 7] 　李合生.植物生理生化实验原理和技术 [ M] .北京:高等教育出版社.2000, 185 ～ 186.
[ 8] 　魏良明 , 贾了然 ,胡学安等.玉米抗旱性生理生化研究进展 [ J] .干旱地区农业研究 , 1997, 15(4):66 ～ 71.
[ 9] 　Blackmansa.Maturationproteinsandsugarsindesiccationtoleranceofdevelopingsoybeanseeds[ J] .PlantPhysiology, 1992,
100:225 ～ 230.
[ 10] 　克雷默.许旭旦等译.植物的水分关系 [ M] .北京:科学出版社 , 1989:461 ～ 481.
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