全 文 ：2010年第7期 总第176期2010年第7期 总第176期CAOYE YU XUMU 草业与畜牧 CAOYE YU XUMU草业与畜牧
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）
盐胁迫对芨芨草苗期质膜H+-ATP酶活性
及5′-核苷酸酶活性的影响
摘 要：以芨芨草（Achnatherum splendens）为试验材料，在不同浓度NaCl和Na2SO4胁迫下，对芨芨草叶片与根系
的质膜H+-ATPase和5′-AMPase的活性进行测定。结果表明：在NaCl和Na2SO4胁迫下，芨芨草根系的质膜H+-ATPase
活性呈“先升后降”的趋势，当浓度小于300 mmol/L时，根系的质膜H+-ATPase和5′-AMPase活性均高于对照。同一
盐胁迫下，芨芨草根系中质膜H+-ATPase活性和5′-核苷酸酶活性均显著高于叶片。在Na2SO4胁迫下，芨芨草根系和叶
片的质膜H+-ATPase和5′-AMPase活性分别显著高于相同浓度的NaCl胁迫组，芨芨草在Na2SO4胁迫下有更强的抗性。
关键词：芨芨草；盐胁迫；质膜H+-ATPase；5′-AMPase
中图分类号：Q945.78 文献标识码：A 文章编号：1673-8403（2010）07-0023-04
收稿日期：2010-05-12
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，山西阳泉人，在读硕士
研究生，研究方向为牧草抗逆性研究。
*通讯作者
土壤盐渍化是人类面临的世界性问题，全球约
有100多个国家存在不同类型的盐碱地，占陆地面积
的10%左右[1]。植物在土壤盐分过多的条件下表现为
吸水困难，生物膜破坏等生理代谢紊乱，最终导致
植物生长受到抑制[2]。前人的工作表明细胞膜是逆境
对植物伤害的原初位点，质膜的伤害尤为严重[3]。植
物质膜 H +-ATPase （Plasma membrane ATP enzyme，
PM-ATPase）被称为植物生命活动的“主宰酶”，是
植物细胞质膜上的一种重要功能蛋白，在植物的生命
活动过程中起着重要作用[4]。质膜上的H+-ATPase在
离子、溶质转运以及细胞离子稳态的建立和维持过程
中起作用，在胁迫条件下可能是首先做出响应的，与
植物的生长发育和抗逆性密切相关[5]。5′-核苷酸酶
（5-Neucleotidase，5-AMPase） 作为质膜标志酶[6]，
活性与细胞膜功能密切相关，其功能可能是协同
PM-ATPase参与代谢和细胞间物质运输与交换，提供
动力等[7]。
芨芨草（Achnatherum splendens）属于禾本科芨芨
草属旱中生多年生草本植物，营养价值很高，叶片
粗蛋白、胡萝卜素、必需氨基酸含量高，是牲畜喜
食的上等牧草，芨芨草也是一种泌盐植物，具有很
强的抗盐碱性[8，9]。目前，对于芨芨草耐盐性的研究
很少[9，10]，多见于种植芨芨草生态经济效益方面的研
究。因此，本试验对其苗期盐胁迫下质膜H+-ATPase活
性和5′-AMPase活性进行研究，以期为盐胁迫下芨芨
草的的耐盐机理以及盐碱地植被恢复与改良提供科
学依据。
1 材料与方法
1.1 供试草种及来源
试验用芨芨草种子于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，海拔1 018 m，
东经111°22′19.1″，北纬39°27′56.8″。
1.2 试验方法
本试验在山西农业大学草业科学系日光能温室进
行。将种子（100粒/盆）播种于蛭石与珍珠岩体积比
为1 ∶ 1的塑料盆中（直径25 cm、高20 cm），插入
PVC管以便浇水及营养液，置于昼夜温度为25℃~
17℃、相对湿度为65%～80%的温室条件下进行培
养。出苗后，每隔两天用Hoagland营养液浇灌1次，
处理于17 ∶ 00~20 ∶ 00时进行。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。当出苗七周后对其进行盐分胁迫，
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以0（CK）、100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L、
400 mmol/L、500 mmol/L 六个浓度的NaCl和Na2SO4的
营养液为处理液，隔天按100 mmol/L梯度进行递增，
直至达到指定浓度，对照只灌完全营养液，3次重复，
采用随机区组设计。每组盐胁迫一周后，分别采集其
叶片和根系，用蒸馏水洗净后，再用吸水纸吸干表面
水分，置于-80℃冰箱保存，进行相关指标的测定。
1.3 测定方法
1.3.1 质膜H+-ATP活性的测定：质膜H+-ATP的提取
及其活性的测定按照Malgorzata等[11]的方法进行；蛋
白质含量测定按Bradford的方法进行[12]，以牛血清白
蛋白为标准测定；660nm下定磷法测定其中无机磷含
量[13]。酶活性以μgPi/（mgPr·h）表示。
1.3.2 5′-AMPase活性的测定：参照邵艳军等[14]和潘
杰等[15]的方法，略加综合修改。准确称取样品0.5 g，加
2 ml匀浆液，内含0.25 mol/L蔗糖，2.5 mmol/L DTT，
3 mmol/L EDTA， 50 mmol/L Hepes-KOH（pH7.5），
25 mmol/L KCl，50 mmol/L MgSO4，冰浴研磨至匀浆，
全部转入离心管中，15 000 g离心20 min （4℃），保留
上清液，内含质膜碎片。取0.5 ml上清液，加0.5 ml反
应液，内含60 mmol/LHepes-KOH，2 mmol/L MgSO4，
2 mmol/L KCl，10mmol/L 5′-AMP，保温15min，用
300μL 20%三氯乙酸终止反应，15 000 g离心3 min
（4℃）去沉淀。然后各取0.1 ml上清液，加入2.9 ml去离
子水，再加3 ml定磷试剂，45℃水浴保温30 min，在
660 nm下定磷法测定其中无机磷含量[13]。蛋白质含量
测定按Bradford的方法进行[14]，以牛血清白蛋白为
标准测定。酶活性以μg Pi/（mg Pr·h）表示。
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 盐胁迫对芨芨草质膜H+-ATPase 活性的影响
（见表1）
表1 盐胁迫下芨芨草叶片与根系质膜H+-ATPase活性的变化
浓度
CK（0）
100
200
300
400
500
NaCl
叶片
40.54±1.21Ab
21.43±1.37Dd
22.85±0.86Dd
26.28±1.03Cd
31.08±0.84Bc
25.56±1.33Cc
根系
55.22±0.97Da
62.21±1.03Cb
68.31±0.80Ab
65.03±1.15Bb
56.69±1.21Da
45.83±0.66Eb
Na2SO4
叶片
40.54±1.21Cb
54.91±1.39Ac
45.56±1.66Bc
37.75±0.75Dc
46.12±0.89Bb
55.25±2.11Aa
根系
55.22±0.97Da
65.21±0.81Ca
95.92±1.40Aa
69.31±0.76Ba
56.37±2.25Da
56.08±1.04Da
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），下同。
mmol/L、μgPi/(mgPr·h)
由表1可知，在NaCl胁迫下，芨芨草叶片质膜
H+-ATPase的活性显著低于对照（P<0.05），当浓度
为100 mmol/L时，活性最低，为对照的52.86%；随
着浓度的增加，芨芨草根系质膜H+-ATPase的活性
呈“先升后降”的趋势，当浓度低于300 mmol/L时
均显著高于对照（P<0.05），在200 mmol/L时，根系
质膜H+-ATPase的活性最大，是对照的1.24倍。在
Na2SO4胁迫下，当浓度为500 mmol/L时芨芨草叶片
质膜H+-ATPase的活性最大，为对照的1.36倍；随
着Na2SO4浓度的增加，芨芨草根系质膜H+-ATPase
活性呈“先升后降”的趋势，当Na2SO4浓度大于
400 mmol/L 时，虽与对照差异不显著（P＞0.05），
但较对照仍增加了1.56%~2.08%。在NaCl与Na2SO4
同 一 浓度处理下，芨芨草植株根系的质膜
H+-ATPase 活性高于叶片，且 Na2SO4胁迫下质膜
H+-ATP活性高于NaCl胁迫组。
2.2 盐胁迫对芨芨草5′-AMPase活性的影响（见表2）
表2 盐胁迫下芨芨草叶片与根系5′-AMPase活性的变化
浓度
CK（0）
100
200
300
400
500
NaCl
叶片
32.17±1.03Ab
14.61±0.52Fc
17.36±0.46Ed
18.94±0.28Dd
23.48±1.32Bd
20.52±0.63Cc
根系
45.79±0.84Aa
46.64±0.62Ab
47.41±0.56Ab
47.31±0.31Ab
40.76±1.62Bb
36.03±0.70Cb
Na2SO4
叶片
32.17±1.03Db
49.76±2.12Aa
40.35±0.86Bc
25.04±0.35Ec
32.68±1.16Dc
37.77±1.59Cb
根系
45.79±0.84Da
51.44±0.82Ba
75.27±1.39Aa
48.93±1.11Ca
46.55±0.66Da
41.06±0.70Ea
mmol/L、μgPi/(mgPr·h)
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由表 2 可知，在 NaCl 胁迫下，芨芨草叶片
5′-AMPase显著低于对照（P<0.05），且在低浓度胁
迫下 5′-AMPase 活性受到抑制更大，当浓度为
100mmol/L时，5′-AMPase活性最低，较对照下降了
54.59%。在Na2SO4胁迫下，当浓度为300 mmol/L时，
芨芨草叶片5′-AMPase 活性显著低于对照外（P<
0.05），其余不同浓度Na2SO4胁迫下5′-AMPase活性
均高于对照，且在低浓度胁迫下，5′-AMPase活性升
高的幅度较大。随着NaCl和Na2SO4浓度的增加，芨芨
草根系5′-AMPase的活性呈“先升后降”的趋势，当
浓度为500 mmol/L时，根系5′-AMPase活性均达到最
低，分别为对照的78.69%和89.67%。当NaCl浓度低
于300 mmol/L时，芨芨草根系5′-AMPase活性有所增
加，但增加幅度不大，与对照无显著差异（P＞
0.05）；当Na2SO4浓度小于400mmol/L时，芨芨草根系
5′-AMPase活性显著高于对照（P<0.05），当浓度为
200 mmol/L时，5′-AMPase活性最大，是对照的1.64
倍。在NaCl与Na2SO4同一浓度处理下，芨芨草植株根
系5′-AMPase的活性显著高于叶片（P<0.05），且在
Na2SO4胁迫下5′-AMPase的活性显著高于NaCl胁迫
组（P<0.05）。
3 讨论与结论
3.1 质膜H+-ATPase活性与耐盐性
逆境条件下，质膜H+-ATPase活性降低或大幅度
下降是盐胁迫对质膜伤害性的标志，一定程度上可以
作为质膜结构与功能不可逆改变的反映；相反，其活
性的提高则表明植物细胞具有较强的抗性[16]。试验结
果表明：随着NaCl和Na2SO4浓度的增加，芨芨草植株
根系质膜H+-ATPase活性呈“先升后降”的趋势，且
浓度越高，对酶的抑制作用越强，这与赵昕等人[17]的
研究结果一致。在NaCl和Na2SO4相同浓度胁迫下，芨
芨草根系质膜H+-ATPase活性显著高于对照和叶片中
的活性（P<0.05），表明在芨芨草不同器官组织及不
同的生理条件下质膜H+-ATPase占主导地位不同。根
系质膜H+-ATPase活性的增加，形成的质子跨膜梯度
促进了K+经由K+通道进入细胞质，并激活质膜上Na+/H+
交换门，从而加速了K+的吸收和Na+的排放，提高对K+
的选择吸收性[18]，避免Na+在细胞质中积累对植物造成
的伤害，可见通过质膜H+-ATPase活性的增加将Na+
泵出胞外，可能是芨芨草根系适应盐环境、提高耐盐
性的主要原因之一。
3.2 盐胁迫对芨芨草5′-AMPase活性的影响
研究表明，5-AMPase具有与ATP代谢有关的功
能[19]。两者具有协同性，共同保持逆境下作物细胞内
储藏一定量的能荷。通过降低跨膜离子流的作用，
在一定胁迫强度下一定程度上抵抗胁迫对细胞的影
响[7]。5′-AMPase活性与细胞膜功能密切相关，而细
胞膜系统又是盐碱胁迫伤害的主要部位，可以作为反
映细胞膜功能的灵敏指标。在不同浓度的NaCl胁迫
下，芨芨草叶片5′-AMPase活性显著低于对照（P<
0.05），说明NaCl胁迫下已经造成了芨芨草膜透性的
损伤，影响了芨芨草细胞膜的稳定性；在低浓度
Na2SO4胁迫下，芨芨草叶片和根系中5′-AMPase活性
显著高于对照（P<0.05），高浓度胁迫下5′-AMPase
活性显著低于对照（P<0.05），可能由于低浓度盐胁
迫对芨芨草细胞膜稳定性有一定的促进作用，而高浓
度盐胁迫会降低芨芨草细胞膜的稳定性。
在Na2SO4胁迫下，芨芨草根系和叶片的质膜
H+-ATPase和5′-AMPase活性分别显著高于相同浓度
的NaCl胁迫组，可见，在NaCl胁迫下芨芨草的根系
和叶片的生理活性受到了更大的伤害，与NaCl胁迫相
比，芨芨草更耐Na2SO4。
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Effects of Salinity Stress on Activity of PM-ATPase and 5′-AMPase
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: Under varying levels of NaCl and Na2SO4 stress, the PM H +-ATPase and 5-AMPase activity among
leaves and roots of Achnatherum splendens were determined. The results showed that the PM H+-ATPase activity in the
roots increased firstly and then decreased under NaCl and Na2SO4 stress. the PM H+-ATPase and 5-AMPase activities
in the roots were higher than the control when the concentration was less than 300mmol/L. The activity of PM-ATPase
and 5′-AMPase in the roots were higher than those in the leaves under the same concentration. The PM H+-ATPase
and 5-AMPase activities in the roots and leaves of Achnatherum splendens under Na2SO4 stress were significantly higher
than that under the same concentration of NaCl. Compared with the NaCl stress, Achnatherum splendens was more
tolerance to Na2SO4.
Key words: Achnatherum splendens; Salt tolerance; PM H+-ATPase; 5′-AMPase
A Study on the Intakes and the Apparent Retentions of Nutrients and Energy When White clover Hay and
Alfalfa Hay were Ingested Separately by Mealworm （Tenebrio molitor） Larvae Groups
YAN Jing-cai, CHEN Yu，WANG Ji-yu, WU Lei
（Animal Nutrition Institute, Hunan Agricultural University，Changsha 410128, China）
Abstract: 5-6th instar mealworm （Tenebrio molitor） larvae and a single-factor randomized design were used to
study the intakes and the apparent retentions of nitrogen and energy when different feeds were ingested by mealworm
larvae. Therefore three treatment groups （Ⅰ, white clover group; Ⅱ, alfalfa group; Ⅲ,wheat bran group, the CK） were
set, three replicates for each treatment and 1500 larvae per replicate. The results showed that the DM intake of groupⅠ
was significantly （P<0.05） greater than that of group Ⅲ, while the DM intake of group Ⅱwas very low, it was about 1/4
of that of group Ⅲ. The apparent metabolic energy and apparent retention of all nutritional contents except P of white
clover were significantly lower （p <0.01/0.05） then those of wheat bran. The apparent metabolic energy and apparent
retention of all nutritional contents except crude ash and nitrogen free extract of alfalfa were significantly greater （p <
0.01/0.05） or equivalent （P> 0.05） compared with those of wheat bran. N apparent retentions of white clover, alfalfa
were 50.28%, 67.29%. Apparent metabolic energies of white clover, alfalfa were 11.4（kJ/g）, 14.56（kJ/g）.
Key words: Tenebrio molitor larvae; White clover hay; Alfalfa hay; Feed intake; Apparent nutrient retention; AME
􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭􀤭
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