全 文 ：第 22卷　第 6期
2004年 12月
石河子大学学报(自然科学版)
Journal of Shihezi University(Natural Science) Vol.22　No.6Dec.2004
文章编号:1007-7383(2004)06-0504-03
盐胁迫下芨芨草种子萌发中有机物及酶活性的变化
陶　锦1 , 王果平1 , 陈韩飞1 , 阎　平1 , 张煜星1 , 康喜亮2
(1 石河子大学生物工程院 , 新疆 石河子 832003;2 石河子大学农学院 , 新疆 石河子 832003)
摘要:对盐胁迫下芨芨草种子萌发过程中淀粉酶 、超氧化物歧化酶 、过氧化物酶活性 、可溶性糖含量的变化进行了
研究。结果表明 ,盐胁迫下种子萌发过程中淀粉酶活性 、可溶性糖含量与对照相比均下降 , 与盐胁迫浓度呈负相关
性 , 而盐胁迫下超氧化物歧化酶 、过氧化物酶活性与对照相比均有上升 , 并且呈现双峰曲线的变化规律。
关键词:芨芨草;盐胁迫;酶活性
中图分类号:Q274　　　　文献标识码:A　　　　
　　盐胁迫通常会抑制植物的生长 ,此方面的研究
多以种子发芽后的各发育阶段为对象 ,而较少涉及
到植物生长发育的起始阶段—种子萌发阶段 。种子
能够在盐胁迫下萌发成苗 ,是植株在盐碱条件下生
长发育的前提[ 1] ,因此 ,研究盐胁迫下种子萌发具有
重要意义 。
芨芨草(A.splenden(frin.)Nevski)属禾本科芨
芨草属 ,盐生旱中生多年草本植物 ,具有很强的抗盐
碱性。王静[ 2] 、唐素英[ 3] 等对芨芨草幼苗抗盐性及
生态生理进行了研究 。我们对盐胁迫下 ,芨芨草种
子萌发过程中淀粉酶 、超氧化物歧化酶 、过氧化物酶
活性 、可溶性糖含量变化进行了研究 ,以探讨较高浓
度盐抑制耐盐牧草芨芨草种子萌发的生理机制。
1　材料与方法
1.1　材料
供试材料主要为:芨芨草种子 ,采集于石河子造
纸厂实验场;不同浓度的氯化钠溶液 ,自制。主要仪
器为:上海精宏实验设备有限公司生产的 G2P-250
型光照培养箱 , 上海棱光技术有限公司生产的
S22PC 可见分光光度计 。
1.2　方法
　　种子培养。在洁净的培养皿中放入滤纸 ,分别
加入上述不同浓度的盐溶液到滤纸饱和为止 ,准确
称取 0.3g 种子播种于上述不同浓度盐溶液中 ,定期
补充所蒸发的水分 ,使各处理盐浓度维持不变。在
种子萌发 4 ～ 14d取出 ,进行各指标测定 。3 , 5-二硝
基水杨酸方法[ 4]测定淀粉酶活性;蒽酮比色法[ 4]测
定可溶性糖含量;硝基四唑蓝还原法测定[ 4]超氧化
物歧化酶;愈创木酚氧化法[ 4]测定过氧化物酶。
2　结果
2.1　淀粉酶活性的变化
试验结果表明:随着盐胁迫程度增加 ,在芨芨草
种子萌发各阶段 ,其淀粉酶活性出现下降趋势 ,酶活
性与对照相比均下降 。在种子萌发第 2阶段 ,当盐
浓度大于 0.6%时 ,酶活性增加速度明显降低 ,高峰
值下降 ,当浓度达 1.4%时 ,淀粉酶活性几乎无变
化 。芨芨草种子在无盐胁迫下 ,播种后第 2阶段(4
～ 8d)淀粉酶活性略有上升 ,第 8d后 ,淀粉酶活性急
速上升 ,达到测试最高值;低浓度盐胁迫下 ,淀粉酶
活性在萌发过程中出现类似的变化趋势(图 1)。测
定结果表明 ,芨芨草种子萌发过程中 ,淀粉酶活性与
盐胁迫浓度呈负相关性(4d时 , r =-0.940＊＊;8d
时 , r =-0.972＊＊;14d时 , r =-0.888＊＊)。
2.2　可溶性糖含量的变化
淀粉在淀粉酶的作用下 ,水解为可溶性糖。在
芨芨草种子萌发各阶段 ,不同盐浓度胁迫下 ,可溶性
收稿日期:2004-07-13
基金项目:新疆兵团绿洲生态重点实验室资助项目(200313)
作者简介:陶锦(1980-), 女 ,硕士生 , 从事资源植物研究。
通讯作者:阎 平(1962-), 男 ,教授 , 从事种子植物分类与资源植物研究。电话:0993-2057912;e-mail:yanpzhw@sohu.com。
DOI :10.13880/j.cnki.65-1174/n.2004.06.013
糖含量表现一致规律 ,均呈现下降趋势 ,并低于对
照。当盐浓度大于0.6%时 ,在种子萌发第3阶段(8
～ 14d)时 ,芨芨草种子中可溶性糖含量几乎无变化 。
无盐胁迫下 ,芨芨草种子在萌发的第 4d至第 8d ,可
溶性糖含量急速增加 ,第 8d后 ,可溶性糖含量增加
缓慢(图 2)。芨芨草种子在播种第 4d陆续有种子
萌发 ,说明淀粉的大规模水解是在种子萌发以后 。
低浓度盐胁迫下 ,芨芨草种子可溶性糖含量的变化
与对照呈现出同样趋势 ,即开始急剧增加 ,随后缓慢
上升 ,说明盐胁迫下 ,淀粉水解受阻 。测定结果表
明 ,在芨芨草种子萌发过程中 ,其可溶性糖含量与盐
胁迫浓度呈负相关性(4d时 , r =-0.980＊＊;8d
时 , r =-0.897＊＊;14d时 , r =-0.934＊＊)。
从上述结果可以看出 ,盐胁迫下 ,在芨芨草种子
萌发过程中 ,其可溶性糖含量和淀粉酶活性的变化
趋势基本同步 ,但淀粉酶活性的变化在 4 ～ 8d缓慢
增加 ,8d后增加急剧 ,而可溶性糖含量的变化开始
增加显著 ,8d后可溶性糖含量增加缓慢。我们认为
其原因是 ,随着植物体生长 ,可溶性糖已被利用 、转
化或合成为新物质 。
图 1　盐胁迫对芨芨草种子萌发过程中淀粉酶活性的影响　　图 2　盐胁迫对芨芨草种子萌发过程中可溶性糖含量的影响
2.3　超氧化物歧化酶活性的变化
图 3　盐胁迫对芨芨草种子萌发过程中 SOD 酶活性的影响
由图 3可以看出 ,酶活力呈现双峰值 ,萌发第 1
阶段(0 ～ 4d)浓度为 0.2%达最高值 ,0.6%为最低
值。这表明适当的盐浓度可促进酶活力的提高。当
浓度超过 0.4%时酶活力下降 ,到 0.6%为最低 ,越
过最低值 ,酶活力又有上升的趋势 ,但活力水平已降
低。说明在高盐胁迫下 ,芨芨草种子有一个自身适
应调节的阶段;酶活力总体水平较高可能是种皮的
耐盐力强。8d酶活力总体水平降低 ,最高值出现在
盐浓度为 1.0%,此时为种子萌发的第 2阶段(发芽
累积量为 50%)酶活力包括种皮和幼苗二部分 。可
以推断幼苗的耐盐性即抗性要比种皮弱 。最高值为
0.2%,0.6%为最低值 ,此时进入发芽的第 3阶段 ,
酶活力的峰值为 0.2%和 1.4%,在幼苗期 ,盐胁迫
在芨芨草中仍有一个适应调节的过程(0.6%),但此
时高浓度盐胁迫下酶活力已较对照提高不是很显
著 。这与卫东[ 5]的研究结果一致 。
2.4　过氧化物酶活性的变化
由图 4可以看出 ,在萌发前期即 0 ～ 4d天内 ,浓
度为 0.4%和 1.0%的过氧化物酶活力为 2个峰值 ,
在 4 ～ 8d内 0.6%为最高峰值 ,8 ～ 14d内 0.4%达最
大值 。浓度 0.4%为萌发后期种子过氧化物酶活力
的最高值 ,而在萌发开始浓度高 ,活性也高有可能是
种皮的耐盐性较强 。
图 4　盐胁迫对芨芨草种子萌发过程中 POD酶活性的影响
3　讨论
1)淀粉是芨芨草种子主要的储藏物质 ,芨芨草
种子萌发过程中 ,伴随着吸水过程 ,淀粉酶活性 、可
505第 6 期　　　　　　　　　陶　锦 , 等:盐胁迫下芨芨草种子萌发中有机物及酶活性的变化　　　　　　　　　　　　　
溶性糖含量不断增加 ,即萌发第 3阶段大于第 2阶
段大于第 1阶段 。
2)芨芨草种子萌发的同一阶段 ,随盐浓度增加 ,
可溶性糖含量和淀粉酶活性均呈现下降规律 。
3)种子萌发期间所需的养料和能量主要来自其
储藏物质的转化和利用 ,这些物质在种子萌发时水
解成简单的营养物质 ,并运转到生长部位 ,作为构成
新组织成分和产生能量的原料 。在芨芨草种子萌发
第3阶段(8 ～ 14d),当盐浓度达 0.6%时 ,其可溶性
糖含量和淀粉酶活性的变化幅度趋于稳定;浓度达
1.4%时 ,几乎无变化 ,且种子发芽率极低 ,种子萌发
受到抑制。我们认为 ,芨芨草种子内的储藏物质不
能动员 ,是盐抑制其种子萌发的主要原因之一 。
4)SOD 、POD等是酶促防御系统的重要保护酶 ,
能够保护酶活性的提高 ,抑制膜脂过氧化 ,延缓细胞
衰老 ,其对活性的影响呈现较一致的变化规律 ,各处
理 SOD酶活性总体上高于水处理的对照[ 6] 。从代
谢情况看 ,休眠种子的呼吸代谢以糖酵解 、三羧酸循
环途径为主 ,活性的提高有利于PPP 途径的进行 ,尤
其种皮的提高可能是促进休眠解除的因子之一[ 7] 。
SOD是细胞保护酶 ,能催化超氧自由基发生歧化反
应 ,产生无毒的分子氧和H2O2:2O2-+2H+SODO2+
H2O2由于能清除O2 ,所以在防御氧的毒性及预防衰
老等方面起重要作用[ 8] 。POD的作用是防御活性氧
或其它氧化物自由基对细胞膜系统的伤害 ,从而防
止衰老 ,但随着萌发的进行 ,盐浓度越高 ,对膜的伤
害也越大 。Dilley[ 9]认为 ,POD可以促进乙烯的自动
催化合成或者与衰老细胞的活动相关 , Ishida 等[ 10]
也认为 ,随着植物细胞生长的停滞或逐渐衰老 ,POD
活性总是显著增加 。盐胁迫下 ,SOD 、POD的酶活性
均高于对照。在高浓度盐胁迫下 ,芨芨草种子萌发
及萌发后的生长受到影响 ,一方面可能是由于渗透
胁迫而影响种子的吸水 ,另一方面可能由于盐离子
的毒害作用使种子膜系统的修复与细胞器的分室和
重建工作受阻 ,阻碍细胞内正常的生理代谢活动 ,其
真正机理有待进一步研究 。
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Changes of Organic Matters and Enzyme Activities of Achantherum Splendens
Seeds under Salt Stress
TAO Jin
1 , WANG Guo-ping1 , CHEN Han-fei1 , YAN Ping1 , ZHANG Yu-xing1 , KANG Xi-liang2
(1 College of Bio-Engineering , Shihezi University , Shehezi , Xinjiang 832003 , China;
2 College of Agricultural Sciences , Shihezi University , Shihezi , Xinjiang 832003 , China)
Abstract:Changes of diastase activity , SOD activity , POD activity , soluble carbo- hydrate content of germinating A.
splenden(frin.)Nevski seeds under salt stress were studied.The results are as follows:Diastase activity , soluble carbo-
hydrate content had a positive correlation with germinating process in salt free condition , but decreased compared with the
control under salt stress and had a negative correlation with salt concentration.The results indicates that SOD activity ,
POD activity increased compared with the control under salt stress and had a curve rule of two high mounts.
Key words:Achantherum splendens;salt stress;enzyme activity
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