全 文 ：　[收稿日期] 　2009-08-14;2010-03-28修回
　[基金项目] 　河南省创新人才工程(2005-126-49);河南科技学院博士基金(050106);河南科技学院重点项目基金(20050121)
　[作者简介] 　刘会超(1964-),男 ,博士 ,教授 ,硕士生导师 ,从事观赏植物生物技术研究。
　＊通讯作者:贾文庆(1979-),男 ,硕士 ,讲师 ,从事观赏植物生物技术研究。 E-mai l:jiaw q99@126.com
[ 文章编号] 1001-3601(2010)04-0213-0051-03
盐胁迫对三色堇茎 CAT 、POD及细胞质膜透性的影响
刘会超 , 姚连芳 , 贾文庆＊ , 朱婷婷
(河南科技学院 园林学院 , 河南 新乡 453003 )
　　[摘　要] 为探讨三色堇的耐盐性 ,试验以三色堇幼苗的茎为材料 ,研究了不同浓度 N aCl胁迫对三色堇
茎过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性及细胞质膜透性的影响 。结果表明:随着 NaCl胁迫浓度的升高 ,细胞质膜透性呈逐渐上升趋势;CA T 活性呈先下降后上升的趋势;POD活性呈下降—上升—下降的趋
势。当 NaCl浓度为 250mmol/L 时植株全部萎蔫 ,为三色堇的致死浓度 。[关键词] 盐胁迫;三色堇;CA T ;POD;细胞质膜透性[中图分类号] S682.39 [文献标识码] A
Effects of Salt Stress on CAT ,POD and the Cell Membrane
Permeability of Viola tricolor Stems
LIU Hui-chao , YAO Lian-fang , JIA Wen-qing ＊ , ZH U Ting-t ing
(Landscape Department of Landscape College , Henan Institute of Science and Technology , Xinxiang , Henan 453003 , China)
　　Abstract:In o rder to investig ate sal t tolerance of Viola tricolor , stems of Viola tricolor seedling w ere
used as material to study the effect of various concentrations o f NaCl on activi ty of CA T and POD , and
membrane permeability o f the stem .The results show ed that the membrane pe rmeabili ty increased , CA T
activi ty decreased f irst and then increased , and POD activi ty appeared decrease-increase-decrease w ith the
rise of N aCl concentration.The plant w as w ilted completely w hen the NaCl concentration w as 250mmo l/
L , which w as the le thal concentration of Viola tricolor.
Key words:sal t st ress;Viola tricolor;CAT ;POD;membrane permeability
　　三色堇(Viola tricolor)别名蝴蝶花 、鬼脸 、猫儿
脸等 ,为堇菜科堇菜属多年生草本植物 ,常作二年生
栽培 。三色堇是花坛 、花镜 、盆花及图案 、景观设计
的首选材料之一[ 1] 。由于其花形奇特 ,还可剪取做
艺术插花的素材[ 2] 。三色堇全草入药 ,具清热解毒 、
散瘀 、止咳等功能 ,用于治疗小儿瘰疬 、咳嗽及呼吸
道炎症等疾患[ 3] 。
随着耕地面积的逐年递减 ,盐渍土资源的开发
利用越来越受到人们的重视 ,在盐碱地区 ,土壤盐渍
化限制了植物生长 ,植物种类较少 ,且资源贫乏 ,给
城市绿化增加了难度[ 4] 。河南濒临黄河 ,是盐碱地
的重灾区 。因此 ,在园林植物绿化方面 ,迫切需要培
育出耐盐性等适应能力强的物种来进行绿化 。
国内外对三色堇的研究大多集中在栽培[ 5] 、繁
殖技术[ 6] 等方面 ,有关其抗盐机理方面的研究尚未
见报道。本试验通过对盐胁迫处理的三色堇茎的
CA T 、POD和细胞质膜透性指标的测定探讨其在盐
渍土壤条件下的抗盐性 ,以期为开发利用盐碱地资
源进行绿化植物栽培 、开拓城市垂直绿化新空间提
供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料的培养
三色堇种子购自上海市农业科学院 。以砂土 、
蛭石和腐叶土为基质 ,按 1.5∶1∶1的比例混合均
匀 ,用 50%可湿性多菌灵粉剂 10g 进行灭菌 ,密封
堆放 5d待用。选用健壮饱满 ,均匀一致 ,无病虫害
的三色堇种子 ,用纱布包裹好 ,放在容器中进行温汤
浸种 ,然后置于 25℃的恒温箱内催芽 8 ～ 12h 直至露
白。称取272.00 g烘干基质放入营养钵 ,定量浇水后
将催好芽的种子播于带有底盘的营养钵中 ,播后置于
光照时间为 14h/d ,光强约为 2500 lx ,温度(25±1)℃
的条件下进行培养 。待幼苗长至 5 ～ 6片真叶时 ,控
水 4d ,选择生长一致的 36盆用 NaCl溶液处理。
1.2 试验方法
1.2.1 N aCl溶液的处理 设 NaCl溶液浓度梯度
为:0(CK), 50 , 100 , 150 , 200 , 250mmo l/L , 对照
(CK)用蒸馏水浇灌 。处理方法是用 NaCl 溶液每
24 h递增50mmol/L 至终浓度 ,每天浇灌1次 ,浇灌
量为基质持水量的 2倍 ,约 2/3的溶液流出 ,从而将
以前的积余盐冲洗掉 ,以保持 NaCl浓度恒定。处
理 5 d后测定有关指标。
1.2.2 酶液提取 称取鲜茎样品 0.5g 于预冷的研
钵中 ,加入 1mL 磷酸(0.05mol/L , pH7.0)缓冲液在
冰浴上研磨成浆 ,加缓冲液使终体积为 5mL。将提
取液于 10 000r/min 离心中冷冻离心 20min ,上清液
用于 POD 、CAT 活力及细肥质膜透性的测定。
1.2.3 过氧化氢酶(CAT)活力的测定 参考路明
　贵州农业科学　2010 , 38(4):51 ～ 53　Guizhou Ag ricultural Science s
等(2002)的方法测定[ 7] 略有变动。具体操作:酶液
提取 5mL 。取 酶 提 取 液 50μL , 加 入 3mL
0.05mo l/L pH7.0磷酸缓冲液 ,再加入 0.3%H 2O 2
200μL ,迅速摇匀 ,立即计时 ,1min 后在 UV-754 分
光光度计的 240 nm 波长下比色 ,每 1min记录 1 次
吸光度值 ,连续记录 5min 。
1.2.4 过氧化物酶(POD)活力的测定 参照李合
生的方法测定[ 8] 略有变动。具体操作:酶液提取
5mL。在试管中依次加入 4mL0.3%愈创木酚
(0.02mol/ L , pH6 磷酸缓冲液配置)、50μL 酶液 、
50μL 0.3%H 2 O2 , 摇均 , 立即计时 , 1min 后在
470 nm 波长下比色 ,每 1min记录 1次吸光度值 ,连
续记录 5min。
1.2.5 细胞质膜透性的测定 参考潭常(1985)的
方法测定[ 9] ,略有变动 。具体操作:称 0.25 g 茎 ,放
入小烧杯中 ,加 20mL 蒸馏水 ,置于 25℃的恒温箱
浸泡 1 h ,用 DDS-307电导仪测电导率 ,再将其放入
100℃的沸水浴中煮 20min , 取出待冷却后测电导
率。测定中一直以蒸馏水做空白对照。细胞质膜透
性用相对电导率表示 。
相对电导率/ %=[(处理电导率-对照电导
率)/(处理煮沸电导率-对照煮沸电导率)] ×100
1.3 数据处理方法
利用 Excel对实验数据进行相关分析和作图 ,
S PSS V13软件进行方差分析 。
2 结果与分析
2.1 不同 NaCl浓度对过氧化氢酶(CA T)活力的
影响
过氧化氢酶(CA T),是植物体内重要的保护酶
之一 。它能清除细胞内过多的 H 2O2 ,使其维持在
低水平上 ,进而保护膜的结构 ,减轻有毒物质对活细
胞的毒害 ,延迟或阻止细胞结构的破坏 ,从而使植物
能在一定程度上忍耐 、减缓或抵抗逆境胁迫 , 其
CA T 活性高低与植物的抗逆性密切相关 ,一般认为
CA T 活性越大 ,植物的抗逆能力越强[ 10] 。
由图 1可以看出:不同浓度的 NaCl处理对三
色堇茎 CA T 的活性有显著影响 , 50mmol/ L 处理
时 , 与对照CA T相比下降4.29倍 ,差异显著 。说
图 1 不同 NaCl浓度胁迫对三色堇茎 CAT 的影响
　　Fig.1　Effect of different NaCl concentr ation stre ss
on CAT in Viola tricolor stem
明 ,低浓度盐胁迫对三色堇伤害较大 。方差分析显
示 ,对照与各处理之间差异显著 , 50 ～ 250mmo l/L
NaCl处理之间差异不显著 。表明 , NaCl胁迫浓度
对三色堇 CA T 的活性伤害较大 ,三色堇对 NaCl胁
迫很敏感 ,在 N aCl胁迫下三色堇茎中 H 2O 2含量不
断增加 ,其 CA T 活性降低不足以消除高浓度的
H 2O 2 ,使细胞中 H2O2维持在较高水平 ,从而破坏其
细胞结构 ,细胞质膜透性增加。
2.2 不同 NaCl浓度对过氧化物酶(POD)活力的
影响
过氧化物酶能催化过氧化氢酶及某些酚类的分
解 ,从而缓解因盐渍而造成的过氧化物酶对细胞膜
的伤害[ 11] 。由图 2 可以看出 ,随着 N aCl胁迫浓度
的增加 , POD 活性呈下降 →上升 →下降的趋势。
50mmol/ L 处理的 POD 与对照相比差异显著。说
明 ,低浓度盐胁迫对三色堇茎伤害较大;100mmo l/
L 处理时 ,与对照 POD相比升高 1.5倍 ,差异显著 ,
随着 NaCl胁迫浓度的增加 , POD 活性也增加 ,在
200mmol/L 时 POD 达到最大。250mmol/L 处理
时 POD与 50 ～ 200mmo l/L 处理和 CK相比有所下
降 ,统计分析发现 , 在 F =0.01 水平上 , 100 、150 、
200 、250mmol/ L 处理之间存在显著性差异 ,并与对
照和 50mmo l/L 处理之间存在显著差异 ,可能是高
浓度盐胁迫对三色堇造成严重伤害 ,使三色堇自我
调节能力逐渐减弱 ,保护酶系统受到破坏 ,从而导致
POD活性下降。
图 2 不同 NaCl浓度胁迫对三色堇茎 POD的影响
　　Fig.2　Effect of diffe rent NaCl concentration stress
on POD in Viola tricolor stem
2.3 不同 NaCl浓度对三色堇茎细胞质膜透性的
影响
在 NaCl胁迫条件下 ,植物生长受到抑制与细
胞膜受到破坏有关 。细胞膜是细胞与环境发生物质
交换的主要通道 ,也是感受环境胁迫最敏感的部分。
因此 ,膜结构稳定能力的大小直接影响到植物对盐
分胁迫的抗性强弱[ 12] 。
由图 3可以看出:随着 NaCl胁迫浓度的增加 ,
相对电导率呈逐渐上升的趋势。50mmol/ L 处理
时 ,与对照相对电导率比较升高 1.18倍 ,差异显著。
说明 ,此 NaCl胁迫浓度对细胞膜伤害严重 ,随着盐
浓度的增加 ,相对电导率也增加 ,细胞膜受损程度增
大 ,在 250mmol/ L 时相对电导率达到最大。此时三
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图 3 不同 NaCl浓度胁迫对三色堇茎细胞膜透性的影响
　Fig.3　Effect of different NaCl concentr ation stress on
membrance permeability in Viola tricolor stem
色堇茎的细胞质膜已遭受严重伤害。方差分析显
示 ,对照与 50 、100 、150 、200 、250mmol/L 之间差异
显著 ,250mmol/ L 与对照之间差异极显著。表明 ,
盐分胁迫浓度越高 ,三色堇细胞膜透性的增幅越大 ,
较大的盐分浓度和较长的盐分胁迫时间大大破坏了
三色堇的膜系统 。
3 结论与讨论
1)盐胁迫下植物体内活性氧的积累是导致盐
害的主要原因之一。正常情况下 ,细胞内活性氧的
产生和清除处于一种动态平衡[ 13] 。但植物在遭受
逆境胁迫时 ,这种平衡遭到破坏 ,引起活性氧的积
累 ,导致膜脂过氧化 ,并造成膜系统的伤害 ,最终导
致植物伤害。本试验结果显示 ,在 50mmol/LN aCl
胁迫浓度下过氧化物酶(POD)首先出现伤害性的
下降 ,随着 NaCl胁迫浓度的增加和胁迫时间的延
长 ,机体内重新达到新的平衡 ,活性迅速上升 , 在
200mmo l/L 时达到最大 ,分析认为可能是由于三色
堇经过从低到高对不同盐浓度胁迫的适应 ,调节自
身生理机能逐渐适应了较高浓度的盐胁迫 ,但 N aCl
浓度达到 250mmol/L 时 , POD活性下降 ,不能有效
地清除氧自由基从而启动膜脂过氧化作用 ,破坏膜
的结构。在 N aCl 胁迫浓度下三色堇茎中的 CAT
活性始终低于 CK ,这与吴晶晶在 NaC l胁迫下结荚
期毛豆叶片 CAT 活性变化趋势基本一致[ 14] ,N aCl
胁迫对其产生较严重的伤害 ,使三色堇自我调节能
力逐渐减弱 ,植株抗盐能力迅速下降 ,出现萎蔫现
象。
2)生物膜是外界盐离子进入细胞的第一道屏
障 ,在植物抗盐生理中有重要作用 ,当细胞组织受到
NaCl胁迫危害时 ,细胞膜的结构和功能受到伤害 ,
表现相对电导率升高 ,膜的稳定性降低 ,细胞内的离
子和大分子物质被动外渗 , 影响植物的正常代
谢[ 15] 。本试验结果显示 ,随着 NaCl胁迫浓度的增
加 ,三色堇茎相对电导率呈递增趋势 ,且 NaCl胁迫
浓度越大 ,相对电导率越高。这与孙方行在盐胁迫
下紫荆幼苗相对电导率的变化趋势一致[ 16] 。NaCl
浓度为 250mmo l/L 时质膜透性达到最大 ,细胞膜
受到严重伤害 ,三色堇本身的调节作用已很难保持
膜系统的完整性。
[ 参 考 文 献]
[ 1] 杨明琪.三色堇栽培与品种介绍[ J] .中国花卉园艺 ,
2002(8):26-27.
[ 2] 刘会超 , 王进涛 ,武荣花.花卉学[ M ] .北京:中国农业
出版社 , 2006 , 175-176.
[ 3] 姚振生 , 傅骞峰 ,曹 岚.江西省堇菜属药用植物资源
及利用[ J] .江西科学 , 2001 , 19(2):104-107.
[ 4] Kenneth BM.Salinity tolerance mechanism of six C4
turf g rasses [ J] .J.Amer.Soc.H ortSic , 1994 , 119
(4):779-784.
[ 5] 熊作明 , 陶 俊 ,刘惠杰 , 等.不同基质对大花三色堇
穴盘育苗的影响[ J] .江苏农业学报 , 2007 , 23(6):
658-660.
[ 6] 刘 林 , 孔 青 ,杜明芸 , 等.赤霉素在三色堇扦插繁
殖上的应用[ J] .山东林业科技 , 2005(5):20-21.
[ 7] 王宝春 ,白冬梅 , 王 雁 , 等.盐胁迫条件下不同草种
耐盐碱表现[ J] .天津农业科学 , 2006(12):44-46.
[ 8] 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 , 2000:164-169.
[ 9] 王守超 , 王得祥 ,彭少兵 , 等.盐胁迫对木本滨藜植物
细胞膜透性及生理特性的影响[ J] .干旱地区农业研
究 , 2007(4):281-285.
[ 10] 周建刚 ,丁少丽.NaCl 胁迫对苎麻叶片中 SOD、POD
及 CAT 活性的影响[ J] .武汉科技学院学报 , 2007
(4):4-7.
[ 11] 高永生 , 王锁民 ,张承烈.植物盐适应性调节机制的研
究进展[ J] .草业学报 , 2003 , 12(2):1-6.
[ 12] 戚乐磊 , 陈 阳 ,贾恢先.盐胁迫下有机及无机硅对水
稻种子萌发的影响[ J] .甘肃农业大学学报 , 2002(3):
272-278.
[ 13] 李晓玲 , 杨 进 ,骆炳山.活性氧代谢与植物的抗逆性
[ J] .荆门职业技术学院学报 , 1999 , 14(3):30-35.
[ 14] 吴晶晶 , 朱月林 ,张古文 , 等.NaCl胁迫对结荚期毛豆
叶片抗氧化酶活性和脯氨酸含量的影响[ J] .江苏农
业科学 , 2008(2):135-137.
[ 15] 马丽清 , 韩振海 ,周二峰 , 等.盐胁迫对珠美海棠和山
定子膜保护酶系统的影响[ J] .果树学报 , 2006 , 23
(4):495-499.
[ 16] 孙方行 , 孙明高 ,魏海霞 , 等.NaCl胁迫对紫藤幼苗膜
脂过氧化及保护酶活性的影响[ J] .河北农业大学学
报 , 2006 , 29(1):16-19.
(特约编辑:王丽丽)
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