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渗透胁迫对皱果苋叶片渗透调节物质的影响



全 文 :表 1 不同照射条件的紫外线照射玫烟色拟青霉孢子悬浮液后菌落直
径及产孢量的变化
Table 1 Changes of colony diameter and sporulation yields of spotulation sus-
pension for Paecilomyces fumosoroseus after UV treatment for different conditions
不同紫外线照射处理
Differernt UV treatment
菌落直径(mm)
Diameter of mycelial
产孢量(107 个·ml-1)
Sporulation yields
无紫外线照射 52.20±0.95b 1.05±0.02b
10cm 10min 50.10±1.25bc 0.88±0.03bc
10cm 20min 47.00±1.00c 0.84±0.11c
10cm 30min 40.00±1.30d 0.49±0.10de
10cm 40min 0 0
10cm 50min 0 0
20cm 10min 52.50±1.60b 0.95±0.09b
20cm 20min 56.20±1.10a 1.66±0.09a
20cm 30min 40.00±1.32d 0.58±0.10d
20cm 40min 31.10±0.74e 0.39±0.06e
20cm 50min 0 0
30cm 10min 52.20±1.30b 1.06±0.02b
30cm 20min 46.20±1.70c 0.79±0.04c
30cm 30min 41.10±1.36d 0.56±0.07d
30cm 40min 32.78±0.98e 0.42±0.02e
30cm 50min 32.50±1.22e 0.41±0.11e
表中不同小英文字母表示经 Duncan多重比较在 P<0.05水平差异性
显著。
Different small English letters denote prominent difference on p<0.05 level in
table.
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渗透胁迫对皱果苋叶片渗透调节物质的影响
史冬燕(菏泽学院生命科学系 , 山东 菏泽 274015)
摘要:目的:研究渗透胁迫下皱果苋的渗透调节物质变化 , 探讨皱果苋的耐旱机理。 方法:分别用浓度为 5%、10%和 20%
PEG6000进行渗透胁迫 , 处理皱果苋幼苗 0、1、3、5和 7d ,取叶片测定各项生理指标。结果:随着渗透胁迫时间的延长 , 皱果苋幼苗
叶片中相对含水量(RWC)逐步下降;而脯氨酸和可溶性糖含量上升;在 5d , 5%、10%、20%PEG胁迫下的叶片脯氨酸含量分别是
对照的 3.73 、6.27 、9.77倍;而叶中可溶性糖含量分别是对照的 2.87、3.68、5.21倍。胁迫 3d , 20%PEG处理的材料出现萎焉现象 ,
胁迫 5d , 10%PEG处理的材料开始萎焉;在 5%和 10%PEG胁迫下 , 可溶性蛋白含量升高 ,但在 20%PEG 胁迫下 ,可溶性蛋白含量
先升后降。结论:在适度的渗透胁迫下 , 皱果苋叶片中的渗透调节物质使其具有较强的渗透能力 ,形成皱果苋耐旱性的内在基
础。
关键词:皱果苋;PEG;渗透胁迫;渗透调节
中图分类号:Q945  文献标识码:A  文章编号:1004-311X(2009)03-0053-03
Effect of Osmotic Stress on Osmotic Adjustment Solute in
Leaves of Amaranthus viridis L.
SHI Dong-yan(Department of Life Science Heze University , Heze 274015 , China)
Abstract:Objective:The purpose was to research change of osmotic adjustment solute of Amaranthus viridis L under water stress and to discuss
drought resistance mechanism.Method:The young plants of Amaranthus viridis L were treated by PEG6000 osmotic stress with concentrantions of
5%, 10% and 20% for 0 , 1 , 3 , 5 , 7 days , and then leaves were taken out to be measured.Result:Along with time of osmotic stress , relativewa-
ter content(RWC)descended gradually , proline and soluble sugar contents increased.Proline contents in 5%, 10% and 20%PEG were 3.73 ,
6.27 and 9.77 times of CK at the 5th day.While soluble sugar contents were 2.87 , 3.68 and 5.21 times of CK.In 3d , the leaves began to with-
er under osmotic stress with 20%, while osmotic stress with 10% began in 5d.Soluble protein content increased in 5% and 10%, but in20%
first increased then decreased.Conclusion:Under moderate osmotic stress , Amaranthus viridis L had stronger osmotic adaptability , so these ma-
terials were inherent basis of superior drought tolerance of Amaranthus viridis L.
Key words:Amaranthus viridis L.;PEG;Osmotic stress;Osmotic adjustment
收稿日期:2009-01-20;修回日期:2009-02-07
基金项目:山东省教育厅科技计划项目(J08LF53)资助
作者简介:史冬燕(1973-),女 ,硕士 ,讲师 ,从事植物生理与分子生物
学研究 ,发表论文 10余篇 , Tel:0530-5525701 , Email:sd sdy88 66@
163.com。
  皱果苋(Amaranthus viridis L.)又名绿苋 , 是苋科苋属的一
年生草本植物 , 叶和嫩茎被食用 , 具有较高的营养价值 , 是一
种新型的蔬菜和饲料资源。其分布广 , 生长于山坡 、路边或空
旷荒芜地 ,具有较强的耐旱性[ 1 , 2] 。水分胁迫对植物生长发育
的影响是非常广泛而深刻 , 同时影响植物各种生理代谢过程 ,
如光合作用 、呼吸代谢和营养吸收运输等。在与环境的适应
中 , 植物对水分胁迫具有一定相应机制 ,其中渗透调节是植物
一重要抗逆生理机制 , 它是植物在逆境条件下降低渗透势 , 抵
抗逆境胁迫的一种重要方式。本文采用聚乙二醇渗透胁迫的
方法 , 研究渗透胁迫下皱果苋幼苗叶片中几种渗透调节物质
的变化 , 以探讨其可能的耐旱机理。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验材料
532009 年 19(3)                 生 物 技 术                       
DOI :10.16519/j.cnki.1004-311x.2009.03.025
2007年秋采自菏泽郊区成熟的皱果苋种子。挑取饱满 、
生长均匀一致的种子进行盆栽。 幼苗长至 5 叶期时 , 选择生
长一致的皱果苋幼苗 , 分为 3 组 。分别用浓度为 5%、10%和
20%的 PEG-6000进行渗透胁迫处理 , 在处理 0、1、3、5、7d 时
分别取样 ,取第一片真叶以上的第 3 ~ 4片叶进行各项生理生
化指标测定。每个参数测定 3次 , 取平均值。每处理设3 个重
复。
1.1.2 试剂
聚乙二醇 、磺基水杨酸 、茚三酮 、蒽酮 、考马斯亮蓝 G-
250 、牛血清蛋白 、脯氨酸均为生化试剂 , 葡萄糖 、浓硫酸 、磷酸 、
冰醋酸等试剂均为分析纯。
1.1.3 仪器
72-30G 可见分光光度计 、干燥箱 、分析天平及常用玻璃
仪器。
1.2 测定方法
相对含水量的测定采用张志良的方法[ 3] 。脯氨酸含量的
测定采用酸性茚三酮法[ 4] 。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测
定[ 4] 。可溶蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250 比色法测定[5] 。
2 结果与分析
2.1 渗透胁迫对皱果苋幼苗叶片相对含水量的影响
图 1表明 , 在渗透胁迫 1d 时 , 三种浓度 PEG 处理材料的
RWC 变化幅度不大 ,说明皱果苋对短时间的水分胁迫有一定
的适应能力;但随着 PEG 胁迫时间的延长 , 叶中 RWC 明显下
降 ,并且随着胁迫程度的加剧 , RWC 下降的幅度加大。 从胁迫
第3d , 三种处理浓度的叶中 RWC 下降明显 , 与对照差异显著
(p<0.05)。 20%PEG 胁迫中材料出现萎蔫;而第 5d , 10%PEG
胁迫的材料开始出现萎蔫。
图 1 渗透胁迫对反枝苋幼苗相对含水量的影响
Fig.1 Effect of osmotic stress on relative water content in Amaranthus viridis
L.
2.2 渗透胁迫对皱果苋幼苗叶片可溶性糖含量的影响
图 2显示 , 随着胁迫处理时间的延长 , 皱果苋幼苗叶片中
的可溶性糖含量呈现上升趋势。在胁迫前 3d , 5%、10% PEG
胁迫下 ,皱果苋幼苗叶片中可溶性糖含量的变化与对照可溶
性糖含量的差异不显著(p>0.05),但胁迫 3d 后 , 与对照比 , 可
溶性糖含量的变化幅度明显。 5%、10%、20%PEG 胁迫第 5d
时 ,叶片可溶性糖含量分别是对照的 2.87 、3.68、5.21 倍。说
明在胁迫的一定时期 ,可溶性糖在体内的积累对降低渗透势 、
维持膨压有重要作用。而在 20%PEG 胁迫 1d , 可溶性糖含量
就显著升高 ,可能是在强水分胁迫下 , 叶片中光合产物(淀粉)
被大量降解 ,从而导致可溶性糖含量急剧增加 。
2.3 渗透胁迫对皱果苋幼苗叶片脯氨酸含量的影响
由图 3可看出 , 随着胁迫处理时间的延长 ,皱果苋幼苗叶
片脯氨酸含量呈增加趋势;并且随胁迫强度的加大 , 脯氨酸含
量增加的幅度加大。与对照相比 , 20% PEG胁迫下 ,幼苗叶片
内脯氨酸增加显著(p<0.05), 从 5d~ 7d 增加幅度降低 , 可能
在强胁迫下 , 植物失水严重 , 使其生理代谢过程受到限制。
5%和 10%PEG胁迫在 3d后 , 脯氨酸含量上升变化幅度明显。
5%、10%、20%PEG胁迫第 5d 时 , 叶片脯氨酸含量分别是对照
的 3.73 、6.27 、9.77 倍。
图 2 渗透胁迫对反枝苋幼苗可溶性糖含量的影响
Fig.2 Effect of osmotic stress on soluble sugar content in Amaranthus viridis
L.
图 3 渗透胁迫对反枝苋幼苗脯氨酸含量的影响
Fig.3 Effect of osmotic stress on proline content in Amaranthusviridis L.
2.4 渗透胁迫对皱果苋幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响
可溶性蛋白质含量与植物调节细胞渗透势有关 , 高含量
的可溶性蛋白质可维持植物细胞较低的渗透势 ,抵抗水分胁
迫伤害[6] 。一些研究认为 , 水分胁迫下可溶性蛋白含量下
降[7 ,8] ,但同时也有一定的证据表明 , 在轻度水分亏缺下可溶
性蛋白含量增加[ 9 ,10] 。从图 4 可知 , 随着处理时间的延长 ,
5%、10%和 20% PEG胁迫下 , 叶片中可溶性蛋白含量变化趋
势不同 ,在 5%与 10% PEG 胁迫下 , 呈现上升趋势 , 而在 20%
PEG胁迫下 ,则是先升后降 , 在 5d 时 ,可溶性蛋白含量的数值
低于 5%PEG下的含量。这可能是由于从第 3d , 20%PEG的材
料出现萎蔫 , 水分的严重亏缺造成蛋白质的合成受阻。从第
3d , 5%与10%PEG 胁迫的叶片中可溶性蛋白含量增加明显 ,
与对照差异显著(p<0.05)。
图 4 渗透胁迫对反枝苋幼苗可溶性蛋白含量的影响
Fig.4 Effect of osmotic stress on soluble protein content in Amaranthus viridis
L.
3 讨论
水是植物生命正常活动的重要依存条件。 在水分胁迫
下 , 植物体先通过自身保持水分吸收和减少水分损失来维持
体内水分的平衡[11] 。植物组织的相对含水量反映了植物组织
的水分状况和植物的保水能力 , 是一个表明植物抗旱能力的
重要依据和反映植物体内水分亏缺的程度。研究表明抗旱性
强的植物有较强的保水能力 , 其自身水分调节能力较强 , 因而
能维持较高的 RWC[ 12] 。本实验结果证明:随 PEG6000 渗透胁
迫时间的延长 , 皱果苋幼苗叶片的 RWC 降低。 在 5% PEG 渗
透胁迫下 , 皱果苋幼苗叶片 RWC 变化幅度稳定 , 且叶片没有
54                       生 物 技 术                 2009年 19(3)
出现萎蔫现象 ,显示出其对轻度渗透胁迫有一定的保水能力。
在水分胁迫环境下 , 研究表明植物通过渗透调节来积累
各种有机物和无机物提高细胞液的浓度 ,主动降低渗透势 , 从
水势变低的介质中继续吸水以维持体内水分平衡 ,并维持膨
压基本不变 , 保证体内生理生化过程的正常运转[ 13] 。 在
PEG6000渗透胁迫下 , 皱果苋通过提高可溶性糖 、脯氨酸和可
溶性蛋白渗透调节物质的含量来增加保水力。在 5%、10%
PEG胁迫下 ,皱果苋叶中的脯氨酸 、可溶性糖和可溶性蛋白随
胁迫时间的延长 ,稳定上升。 20% PEG 胁迫下 , 脯氨酸和可溶
性糖含量随胁迫时间延长迅速增加 , 而可溶性蛋白到胁迫后
期时 ,含量降低 , 这与孙存华[ 12]等人的对藜幼苗叶片渗透调节
物质的结果相似。原因可能是在强水分胁迫下 , 水解酶活性
增强 ,或蛋白合成酶活性下降以及细胞结构遭到严重破坏导
致蛋白质降解。但与马尧[ 14]等人的研究有一定区别。 在水分
胁迫下 , 大分子碳水化合物的分解加强 , 而合成受到抑制 , 在
光合产物形成过程中 ,加快产物直接转向低分子量的物质 , 如
蔗糖等[ 15] 。在高强度水分胁迫下 , 不同材料的可溶性蛋白的
变化存在一定的差异 ,可溶性蛋白是否可作为渗透调节特征
物质及在渗透调节的作用还有待进一步探究;此外 , 应加强对
各种材料渗调蛋白的研究。综上所述 , 在 PEG6000 模拟水分胁
迫下 ,皱果苋叶片产生了一些生理物质适应性变化 , 渗透调节
物质(可溶性糖 、脯氨酸和可溶性蛋白)的作用 ,使皱果苋具有
一定保水能力 ,因此 , 渗透调节可能是皱果苋耐旱性的内在生
理机制之一。
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Klebsilla ASP-15拮抗真菌病害能力与抗病机理的初步研究
牛彦波 ,吴皓琼(黑龙江省科学院微生物研究所 , 黑龙江 哈尔滨 150010)
摘要:目的:研究在离体条件下 , Klebsilla ASP-15对某些植物病原真菌的拮抗作用 , 为具有 PGPR功能菌株的进一步应用提
供理论依据。方法:平板对峙培养进行比对实验 , 初步研究 ASP-15 的抑病能力与抑病机理。 结果:ASP-15 菌对除尖孢镰刀菌
外其他 6株被测试菌的抑制率达 57.8%~ 84.8%以上 , 对尖孢镰刀菌的抑制率为 17.7%;含菌体的发酵液抑菌效果最好;在培养
5 ~ 7 时 ,稀释200 倍的发酵液的抑菌率从 45%降到了15%,稀释 200 倍的发酵上清液的抑菌率从 8%降到了 1%;ASP-15的生长
引起了病原菌丝生长发生改变 ,使菌丝变粗 , 菌丝的分裂点减少 , 在分隔处有膨大突起现象 ,菌丝里的原生质体减少 , 孢子无大量
生长。结论:ASP-15 菌具有较广谱的抑制植物真菌病害的能力 , 但其生防作用主要还是营养竞争 ,抢先占领生态位引起的。
关键词:Klebsilla;PGPR;病原真菌;拮抗机理
中图分类号:Q939.96;S432.4+4  文献标识码:A  文章编号:1004-311X(2009)03-0055-04
Preliminary Study on the Antifungal Ability and Resistance Mechanism of
Klebsilla ASP-15 into Phytopathogenic fungi
NIU Yan-bo ,WU Hao-qiong
(Institute of Microbiology , Heilongjiang Academy of S ciences , Harbin 150010 ,China)
Abstract:Objective:In the vitro conditions , some plant pathogenic fungi were resisted by Klebsilla ASP-15 with the PGPR function strains in
order to provide a theoretical basis for further applications.Method:Confrontation growth between the culture plate was used in order that the ASP
-15 ability to suppress disease and mechanism of disease suppression were made preliminary research.Result:The ASP-15 could resist the
growth of other six strains except Fusarium oxysporum on inhibition rate of 57.8%~ 84.8% more than of Fusarium oxysporum on the inhibitory
rate of 17.7%.Bacterial fermentation broth containing the bacteriostatic effect was the best.In the development of 5 days to 7 day s , when the inh-
ibition rate of 200 times dilution of fermentation broth was reduced from 45% to 15%, the inhibitory rate of 200 times dilution of the fermentation
supernatant was reduced from 8% to 1%.ASP-15 led to the growth of pathogenic changes in the growth of silk , so that mycelium was thicken ,
the split-point of mycelium were reduced , in the separation of processes there was some expansion , the mycelial protoplast was reduced without
a large number of spore growth.Conclusion:ASP-15 strain has a more broad-spectrum inhibition of the ability of plant fungal diseases , but its
role in biocontrol is mainly nutritional competition , the first arising from the occupied niche.
Key words:Klebsiella;PGPR;phytopathogenic fungi;resistance mechanism
收稿日期:2009-04-15;修回日期:2009-05-10
基金项目:黑龙江省科学院青年创新基金项目资助
作者简介:牛彦波(1974-),女 ,助研 ,研究方向:农业微生物 ,主持参
与课题 3项 ,发表论文 6篇 , Email:lniuyanbo@163.com。
  目前 ,有关植物促生菌 PGPR的研究非常活跃 , 研究领域
也非常广泛 ,已从 20 多个种属的根际细菌中鉴定出了具有防
病促生潜能的 PGPR菌 , 其中研究较多 、较活跃的有假单孢菌
属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)[1-3] 。关于其他种属
的研究报道很少 , 关于克雷伯氏菌在 PGPR功能方面的相关性
研究与应用更是几乎未有。而作者项目组从黑龙江省内作物
根际土壤分离筛选到多株具有 PGPR功能的菌株 , 其中一株代
号为 ASP-15 的克雷伯氏(Klebsilla)菌株表现出很强的解磷固
552009 年 19(3)                 生 物 技 术