全 文 ：盐碱地是一种广泛分布的低产土壤。 随着全球环境的
不断恶化， 日益严重的土壤盐碱化威胁着人类赖以生存的
土壤资源[1]。盐碱地引起的渗透胁迫已经严重影响了植物的
生长和产量。为了缓解盐胁迫引起的渗透胁迫，植物细胞趋
向于积累渗透溶质，特别是脯氨酸的生物合成被明显激活，
因此，脯氨酸在植物细胞适应盐胁迫中起到了重要作用 [2-4]。
同脯氨酸一样，可溶性蛋白也是一种重要的渗透调节物质。
在逆境条件下，植物可以通过增加可溶性蛋白的合成，直接
参与适应逆境的过程，有利于其适应不利的环境条件 [5-6]。
芨芨草 (Achnatherum splendens) 为高大多年生密丛禾
草，具有广泛的生态可塑性，在复杂的环境条件下，可组成
有各种伴生种的草地类型，是盐化草甸的重要建群种 [7-9]。目
前，对芨芨草生态功能的研究较多，但是，关于其耐盐碱性
方面的报道甚少 [10-11]。 因此，该试验对芨芨草苗期碱性盐胁
迫下的主要渗透物质的特性进行研究， 以探讨其耐碱性盐
的能力，为生物改良盐碱地草种的选择和进一步研究其耐盐
机理提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试草种 芨芨草种子于 2008 年 10 月 13 日采自山
西省偏关县天峰坪镇梨园村的农田地埂。 该地海拔 1 018
m，位于东经 111°22′19.1″，北纬 39°27′56.8″。
1.2 碱性盐胁迫试验 该试验在山西农业大学草业科学
系日光能温室中进行。 将种子按 100 粒/盆播种于蛭石与珍
珠岩（体积比为 1∶1）的塑料盆（直径 25 cm， 高 20 cm）中，置
于昼夜温度为 25/17 ℃， 相对湿度为 65%～80%的温室中培
养。 同时，插入 PVC管以便浇水及营养液。 出苗后，每隔 2
d 用 Hoagland 营养液浇灌 1 次（17：00~20：00），其余时间用
蒸馏水补充失水， 以称重法确定失水量。 当苗龄达 2～3 周
时，每盆定苗 60 株。 7 周后，分别以 0，25，50，75，100，125，
150 mmol/L 的 Na2CO3和 NaHCO3的营养液为处理液， 每隔
1 d按 25 mmol/L 梯度进行递增，直至达到指定浓度。对照芨
芨草只浇灌完全营养液。每个处理设 3个重复，采用随机区
组设计。 盐胁迫 1 周后，分别采集叶片和根系，置于-80 ℃
保存。
1.3 脯氨酸和可溶性蛋白含量的测定 脯氨酸（Pro）含量
的测定参照 Bates等[12]的方法进行。 可溶性蛋白含量的测定
按照考马斯亮蓝测定试剂盒（南京建成生物工程研究所）说
明书进行。
1.4 统计分析 试验数据通过 Excel 2003 和 SAS 8.0 统计
分析软件处理。
2 结果与分析
2.1 碱性盐胁迫对芨芨草脯氨酸含量的影响 由表 1 可
知，随着 Na2CO3浓度的增加，芨芨草叶片与根系 Pro 含量显
著高于对照（P<0.05），分别是对照的 8.92~16.72 倍和 1.04~
9.60倍；芨芨草叶片与根系 Pro含量分别在 Na2CO3浓度为 150
和 75mmol/L时达到峰值。 随着 NaHCO3浓度的增加，芨芨草
叶片与根系的 Pro含量也显著高于对照（P<0.05）；芨芨草叶片
与根系 Pro含量分别在 NaHCO3浓度为 150和 50 mmol/L达到
最高，分别比对照增加了 44.82%和 161.03%。在相同浓度的
两种碱性盐的胁迫下， 芨芨草叶片的 Pro 含量显著高于其
在根系中的含量（P<0.05），且在 Na2CO3胁迫下，芨芨草叶片
与根系的 Pro含量显著高于相同浓度的 NaHCO3胁迫组（P<
0.05）。
Effects of Alkaline Salinity Stress on Proline Content and Soluble Protein Content of
Achnatherum splendens at Seedling Stage
DONG Qiu-li，XIA Fang-shan，DONG Kuan-hu
(College of Animal Science and Technology，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China)
Abstract： The proline content and soluble protein content of Achnatherum splendens under varying levels of alkaline salinity (0， 25， 50，
75， 100， 125 and 150 mmol/L NaHCO3 and Na2CO3 ) were determined. The proline content and soluble protein content were significantly
higher in leaves and roots of Achnatherum splendens than in those of the control under varying levels of Na2CO3 and NaHCO3 stress (P<0.05).
Under the stress of NaHCO3 and Na2CO3 at the same concentration， the proline content and soluble protein content in leaves were signifi-
cantly higher than those in roots (P<0.05). In addition， Na2CO3 caused a greater damage than NaHCO3.
Key words： Achnatherum splendens; alkaline salinity stress; proline; soluble protein
摘要：在芨芨草（Achnatherum splendens）苗期，分别用浓度为 0，25，50，75，100，125，150 mmol/L 的 NaHCO3 和 Na2CO3
进行胁迫，并测定叶片与根系中脯氨酸和可溶性蛋白的含量。 结果表明：在 Na2CO3和 NaHCO3胁迫下，芨芨草叶片与
根系的脯氨酸和可溶性蛋白含量显著高于未胁迫组（P<0.05）；在浓度相同的两种碱性盐的胁迫下，芨芨草叶片中的脯
氨酸和可溶性蛋白含量均显著高于其在根系中的含量（P<0.05）；Na2CO3对芨芨草的伤害程度大于 NaHCO3。
关键词：芨芨草；碱性盐胁迫；脯氨酸；可溶性蛋白
中图分类号：S156.4;S688.4 文献标识码：A 文章顺序编号：1672-5190(2010)04-0011-02
收稿日期：2010-03-09
基金项目：国家“十一五”科技支撑计划课题（2007BAD56B01）。
作者简介：董秋丽（1985—），女，硕士，主要研究方向为牧草抗逆
性。
通讯作者：董宽虎（1956—），男，教授，博士，主要研究方向为草
地资源管理、牧草抗逆性以及优质饲料作物栽培。
碱性盐胁迫对芨芨草苗期脯氨酸和可溶性蛋白含量的影响
董秋丽，夏方山，董宽虎
（山西农业大学动物科技学院，山西 太谷 030801）
畜牧与饲料科学 Animal Husbandry and Feed Science 2010，31（4）：11-12
DOI:10.16003/j.cnki.issn1672-5190.2010.04.014
2.2 碱性盐胁迫对芨芨草可溶性蛋白的影响 由表 2 可
知，在 Na2CO3和 NaHCO3胁迫下，芨芨草叶片中可溶性蛋白
含量显著高于其在根系中的含量（P<0.05）。 在 NaHCO3胁
迫下， 芨芨草叶片的可溶性蛋白含量显著高于相同浓度的
Na2CO3 胁迫组（P<0.05），而其在根系中的含量则无显著差
异（P>0.05）。在 Na2CO3胁迫下，芨芨草叶片与根系可溶性蛋
白含量显著高于对照（P<0.05）。 叶片与根系可溶性蛋白含
量分别在 Na2CO3 浓度为 125 和 75 mmol/L 达到最大值，分
别为对照芨芨草的 1.48 和 1.65 倍。 在 100 mmol/L NaHCO3
胁迫下，芨芨草根系可溶性蛋白含量与对照差异不显著（P>
0.05）。 但是，在其他浓度的胁迫下，芨芨草叶片与根系可溶
性蛋白含量均显著高于对照 （P<0.05）。 当浓度为 50 和 75
mmol/L时，叶片与根系的可溶性蛋白含量均达到最大，分别
比对照增加了 117.57%和 61.76%。
3 讨论
在盐胁迫条件下，Pro和可溶性蛋白等有机渗透保护物
质可以使细胞保持适当的渗透势，防止细胞脱水，同时可以
稳定和保护生物大分子的结构和功能。在盐胁迫下，植物 Pro
含量的迅速增加是植物适应盐渍环境的显著特征之一 [13]。
各组织中 Pro 含量的多少直接关系到其抗逆性的强弱，植
物体内不同部位游离 Pro 的含量不同， 其在光合器官和生
殖器官中的含量高于其他部位 [14]。 在 Na2CO3和 NaHCO3胁
迫下，芨芨草叶片与根系的 Pro 含量显著高于对照，且芨芨
草地上部的 Pro 含量显著高于其在根系中的含量， 这与张
金林等[15]对湖南稷子的研究结果一致。 但是，也有报道认为
脯氨酸的积累是胁迫对植物伤害的结果 [16]。 在 Na2CO3胁迫
下，随着盐浓度的增加， Pro 含量显著高于对照及相同浓度
的 NaHCO3胁迫组，但是，在 Na2CO3胁迫下，芨芨草有不同
程度的死亡，且高浓度对其影响更大，这可能是由于可溶性
渗透调节物质的显著增加消耗了植株过多的碳水化合物而
导致营养亏缺，使植株消耗了过多的能量而死亡 [13]。
蛋白质是生物体的主要营养成分之一， 在生物的生理
生化代谢过程中起重要的作用 [17-18]。植物细胞蛋白的变化主
要表现为可溶性蛋白和酶类的变化。在逆境胁迫下，植物体
内正常的蛋白合成常受到抑制， 但也会诱导出一些新的蛋
白或使原有蛋白含量明显增加 [19-20]。周婵等[5]的研究表明：在
盐碱胁迫条件下，2 个生态型羊草可溶性蛋白质含量比对
照的可溶性蛋白质含量高， 这与该研究的结果相似 。 在
Na2CO3和 NaHCO3胁迫下， 芨芨草叶片与根系的可溶性蛋
白含量均高于对照， 这说明在盐胁迫下生成 Pro 和可溶性
蛋白等渗透调节物质是芨芨草适应盐渍条件的重要方式
之一。 因此，芨芨草有较强的耐盐性，且对 NaHCO3的耐性
更强。
4 结论
①在两种碱性盐胁迫下， 芨芨草根系与叶片的 Pro 含
量显著高于对照 （P<0.05）， 叶片的 Pro 含量显著高于根系
（P<0.05）；Na2CO3胁迫下， 芨芨草叶片和根系的 Pro 含量均
高于相同浓度的 NaHCO3胁迫组（P<0.05），Na2CO3胁迫下芨
芨草有不同程度的死亡。
②在两种碱性盐胁迫下， 芨芨草根系与叶片的可溶性
蛋白含量高于对照（P<0.05），叶片的可溶性蛋白含量显著
高于根系（P<0.05）；NaHCO3 胁迫下，芨芨草叶片的可溶性
蛋白含量显著高于相同浓度的 Na2CO3胁迫组 （P<0.05），而
根系可溶性蛋白含量则无显著差异（P>0.05）。
③Na2CO3对芨芨草的伤害较 NaHCO3大。
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（下转第 28 页）
g/L
盐浓度
(mmol/L)
Na2CO3胁迫 NaHCO3胁迫
叶片 叶片 根系
0 1.48±0.05Da 0.34±0.03Db 1.48±0.05Ea 0.34±0.03Cb
25 2.13±0.08ABb 0.52±0.01Bc 2.39±0.05Da 0.51±0.03ABc
50 2.07±0.10ABCb 0.52±0.02Bc 3.22±0.10Aa 0.53±0.01ABc
75 2.01±0.03BCb 0.56±0.03Ac 3.09±0.07ABa 0.55±0.04Ac
100 1.96±0.07Cb 0.43±0.01Cc 3.19±0.10Aa 0.34±0.03Cc
125 2.19±0.08Ab 0.47±0.02Cc 2.96±0.13BCa 0.47±0.04Bc
150 2.18±0.04Ab 0.55±0.03ABc 2.88±0.12Ca 0.52±0.06ABc
根系
表 2 碱胁迫下芨芨草可溶性蛋白含量的变化
表 1 碱胁迫下芨芨草 Pro 含量的变化
注：同列不同大写字母表示差异显著（P<0.05）；同行不同小写字母
表示差异显著（P<0.05）。 下表同。
盐浓度
(mmol/L)
Na2CO3胁迫 NaHCO3胁迫
叶片 叶片 根系
0 32.31±0.32Fa 4.08±0.16Db 32.31±0.32Da 4.08±0.16Db
25 328.00±4.02Da 10.35±0.76Cc 40.69±0.48Cb 4.26±0.22Dd
50 341.95±3.37Ca 13.45±1.50Cc 44.36±2.31ABb 10.65±0.80Ac
75 427.76±1.41Ba 39.16±2.00Ab 41.50±2.14BCb 9.39±1.25Bc
100 288.31±2.87Ea 35.25±4.32Ac 44.76±1.94ABb 7.59±0.01Cd
125 536.26±3.06Aa 23.31±2.14Bc 39.97±0.53Cb 8.95±0.11Bd
150 540.36±1.70Aa 35.76±2.64Ac 46.79±3.08Ab 8.63±0.19BCd
根系
μg/（g·FW）
畜牧与饲料科学 第 31 卷12
(上接第 12 页）
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畜牧与饲料科学 第 31 卷
用这种方法获得的。 传统的芥花菜油不含月桂酸(C12∶0)，将
从加利福尼亚月桂树上克隆得到的硫醚酶的基因转入到芥
花菜种子中，使之高效表达，就可以获得一种含量达 38%的
月桂酸，甚至含量更多的新型芥花菜油。这种油可为制造肥
皂、清洁剂和可可脂替代品提供价格便宜，且质量优良的原
料[10]。
2 改善发酵食品风味
发酵食品的风味是影响发酵食品工业经济效益的关键
因素，而这又取决于所使用的微生物菌株品种。但传统的微
生物育种方法难以有效地达到定向改造微生物性状的目
的， 而利用 DNA重组、RNA干扰及基因敲除等基因工程技
术来构建所需的基因工程菌株， 是解决这一问题的一条方
便、快捷的途径。该技术已成功应用于酱油、啤酒、奶酪等工
业化生产中。 酱油风味的优劣与酱油在酿造过程中所生成
氨基酸的量密切相关， 而参与该反应的羧肽酶和碱性蛋白
酶的基因已克隆并转化成功， 在新构建的基因工程菌株中
碱性蛋白酶的活力可提高 5 倍， 羧肽酶的活力可大幅提高
13倍，可有效提高酱油酿造过程中氨基酸的量。 另外，在酱
油酿造过程中， 木糖可与酱油中的氨基酸反应产生褐色物
质，从而影响酱油的风味。而木糖的生成与制造酱油用曲霉
中木聚糖酶的含量与活力密切相关。现在，米曲霉中的木聚
糖酶基因已被成功克隆。利用反义 RNA技术抑制该酶的表
达所构建的工程菌株酿造酱油， 可大大地降低这种不良反
应的进行，从而酿造出颜色浅、口味淡的酱油，以适应特殊
食品制造的需要 [11]。 双乙酰是影响啤酒风味的重要物质，当
啤酒中双乙酰的含量超过风味阈值（0.02~0.10 mg/L）时，就
会产生一种令人不愉快的馊酸味， 严重破坏啤酒的风味与
品质。 双乙酰是啤酒酵母细胞产生的 α-乙酰乳酸经非酶促
的氧化脱羧反应自发产生的， 去除啤酒中双乙酰的有效措
施是利用 α-乙酰乳酸脱羧酶，但酵母细胞本身没有该酶的
基因表达，因此利用转基因技术将外源 α-乙酰乳酸脱羧酶
克隆到啤酒酵母中进行表达， 可明显降低啤酒中双乙酰含
量，从而改善啤酒风味 [11]。 另外，利用基因工程技术还可以
生产独特的食品香味剂和风味剂，如香草素、可可香素、菠
萝风味剂 [12]。
3 展望
21 世纪是生物技术蓬勃发展的世纪，转基因食品的兴
起是生物技术革命的必然结果， 尽管目前国内外对转基因
食品的安全性众说纷纭， 但其给人带来的好处是显而易见
的。 相信随着科学技术特别是基因工程技术的不断发展和
进步，将使转基因食品的安全性得到保证，基因工程技术在
食品工业的应用将越来越广泛，能够让人们吃到安全、更加
丰富、更有利于健康、更富有营养、独具风味的食品 [13]。 基因
工程技术将为人类的衣食住行和保健发挥无穷无尽的力
量。 基因工程技术在食品工业上的应用具有极为广阔的前
景和美好的未来。
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