全 文 ：NaCl 胁迫对甘薯苗期生长、IAA 代谢的影响
及其与耐盐性的关系 3
柯玉琴 3 3 　潘廷国 (福建农林大学生命科学学院 ,福州 350002)
【摘要】　随 NaCl 胁迫浓度的提高 ,甘薯苗期株高和叶面积生长受抑制 ;叶片 IAA 水平下降 ,而 IAA 氧化
酶和 POD 活性提高. 不耐盐品种生长受抑制程度及 IAA 水平下降幅度均大于中耐盐品种和耐盐品种 ,叶
片 IAA 氧化酶和 POD 活性上升的幅度大于中耐盐及耐盐品种. 同时浓度 NaCl 胁迫还引起了叶片绿原酸
含量的增加 , 中耐盐品种栗子香和不耐盐品种胜利百号在 170mmol·L - 1的 NaCl 浓度胁迫下 , 绿原酸含
量上升达到最高值 ,耐盐品种徐薯 18 绿原酸含量达到最高值的浓度是 255mmol·L - 1 ,而后随 NaCl 胁迫浓
度的提高 ,绿原酸含量均有下降 ,但仍高于对照.
关键词 　NaCl 胁迫 　甘薯 　苗期生长 　IAA 代谢 　绿原酸
文章编号 　1001 - 9332 (2002) 10 - 1303 - 04 　中图分类号 　Q945 　文献标识码 　A
Effects of NaCl stress on seedling growth and IAA metabolism of sweet potato and its relation to salt2tolerance.
KE Yuqin , PAN Tingguo ( School of L if e Science , Fujian A griculture and Forest ry U niversity , Fuz hou
350002) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2002 ,13 (10) :1303～1306.
Seedlings of three sweet2potato ( Ipomoea batatas) cultivars with different salt2tolerance were stressed with dif2
ferent concentrations of NaCl during the seedling stage. Plant growth , leaf area growth , and IAA content de2
creased with increasing NaCl concentration , while the activities of POD and IAA oxidase increased. The extent
of plant growth , leaf area growth and IAA content decrease and the extent of POD and IAA oxidase activity in2
crease were larger in sensitive cultivar than those in moderately tolerant and tolerant cultivars. In addition , the
content of chlorogenic acid increased under NaCl stress. Chlorogenic acid content reached its peak value at 170
mmol·L - 1 of NaCl in sensitive and moderately tolerant cultivars and 225 mmol·L - 1 of NaCl in tolerant cultivar.
Chlorogenic acid content decreased with increasing NaCl concentration , but it was higher than that of the con2
trol.
Key words 　NaCl stress , Seedling growth , Sweet potato , IAA metabolism , Chlorogenic acid.3 福建省自然科学基金资助项目 (C96018) .3 3 通讯联系人.
2000 - 08 - 09 收稿 , 2001 - 01 - 08 接受.
1 　引 　　言
甘薯是一种产量高、风味好、营养价值高的主要
粮食作物之一 ,在我国栽培面积和产量均居世界首
位. 在沿海一带盐渍地种植面积较大 ,但由于土壤盐
分偏高 ,使甘薯的增产潜力受到限制. 国内外有关甘
薯盐胁迫的生理研究还比较少 ,且大多集中在对性
状的影响及田间耐盐性鉴定的报告[ 4 ,6 ,7 ,13 ] ,对甘
薯生长抑制及其相关指标的分析未见报道 ,而在其
他作物上有关盐胁迫对其植株生长抑制的报道较
多[1 ,3 ,8 ,9 ,16 ,19 ] ,通常认为生长抑制是植物对盐渍响
应最敏感的生理过程. 当植物被转移到盐逆境中几
分钟后 ,生长速率即有所下降. 其下降程度与根际渗
透压呈正比[12 ] . 有研究者认为 NaCl 之所以抑制生
长发育 , 是由于 NaCl 可以提高植物叶片中生长抑
制剂水平 , 完全中和叶片中存在的促进生长的物质
造成的. 一般情况下 ,植物生长与体内 IAA 水平也
有关 , IAA 含量又与其氧化酶成反比关系 ,而绿原酸
又是 IAA 氧化酶的氧化底物 ,是 IAA 的保护剂.
IAA 氧化酶活性愈高 , IAA 含量愈少 ,生长受抑制
程度也就愈大[18 ] . 本试验以 3 种耐盐力不同的甘薯
品种为材料 ,研究不同浓度 NaCl 胁迫下甘薯苗期
生长和 IAA 代谢及绿原酸含量的变化 ,试图阐明
NaCl 胁迫对甘薯苗期生长、IAA 代谢的影响及其与
耐盐性的关系 ,为甘薯的耐盐育种与盐渍地高产栽
培提供科学依据.
2 　材料与方法
211 　供试材料
甘薯 ( Ipomoea batatas)品种选用江苏徐州甘薯研究中心
经过田间耐盐性鉴定 [13 ] 、并经过多次不同浓度 NaCl 胁迫筛
应 用 生 态 学 报 　2002 年 10 月 　第 13 卷 　第 10 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 2002 ,13 (10)∶1303～1306
选出来的耐盐品种徐薯 18、耐2中耐盐品种栗子香 (以下简称
中耐品种)和不耐盐品种胜利百号.
212 　研究方法
21211 试材培养和处理方法 　剪心叶下 5～6 个茎节的甘薯
苗 , 插入培养罐 , 每罐两苗 ,用沙培养出根后 , 转入 1/ 2
Hoagland 营养液进行培养 , 甘薯苗置于玻璃房 (自然光、20
～25 ℃)培养 1 周后 , 用 1/ 2 Hoagland 营养液配制含 NaCl
浓度为 0、85、170、255、340mmol·L - 1的营养液进行处理 , 每
个浓度分别处理 10 罐 , 胁迫 6d 后用完全展开的功能叶进
行测定.
21212 株高、叶面积的测量 　从苗基部至叶片顶端测量 20
株苗高度的平均值代表株高 ; 将待测叶片印于厚薄均匀的
方格坐标纸上 , 剪下 , 然后用重量法求出叶面积 , 每处理重
复 20 片叶 , 求其平均叶面积.
21213 IAA 含量测定 　采用酶联免疫法 ( EL ISA) 测定甘薯
叶片 IAA 含量 [15 ] .
21214 IAA 氧化酶活性测定 　参照张志良的方法 [20 ] ,稍加
修改. 取 1g 鲜叶片 ,加 4ml 冰冷的 0. 1mol·L - 1 p H 6 磷酸缓
冲液. 样品在冰浴中匀浆 ,10000 ×g 离心 20min , 取上清液
测定酶活性. 反应系统 : 0. 1ml 1mmol·L - 1 氯化锰、0. 1ml
1mmol·L - 1二氯酚、0. 2 ml 1mmol·L - 1 IAA、0. 6ml 酶液 ,混
合均匀 ,置于 30 ℃保温 30min 后 ,加入 4ml 吲哚乙酸试剂 A ,
摇匀 ,在 30 ℃黑暗中保温 30min 后 ,测 530nm 处的消光度
值 ,以不加酶液及不加底物为对照 ,并求出酶活单位.
21215 POD 活性测定 　取适量上述酶液 ,采用比色法测
定[20 ] .
21216 可溶性蛋白质测定 　采用 Lowry 方法[10 ] .
21217 绿原酸含量测定 　将上述测定激素提取液用 80 %甲
醇溶液稀释 5 倍 , 参照杨家书方法[17 ] ,在紫外分光光度计
324nm 处测定消光值 , 以绿原酸为标准绘制标准曲线 , 并求
出样品绿原酸含量. 以上生理生化指标测定设 3 个重复.
3 　结果与分析
311 　NaCl 胁迫对甘薯苗期生长的抑制作用
　　经 NaCl 胁迫 6d 后 ,从薯苗外部可以明显观察
到 ,随 NaCl 胁迫浓度的提高 ,植株和叶面积生长受
到抑制. 从图 1 可以看出 ,在 85mmol·L - 1的 NaCl
浓度胁迫下 ,3 个不同耐盐品种株高、叶面积基本上
没有差异 ,当 NaCl 胁迫浓度提高到 170mmol·L - 1
时 ,不耐盐品种胜利百号株高抑制率达 35. 05 % , 植
株明显矮于中耐品种栗子香和耐盐品种徐薯 18 ,胜
利百号在各种胁迫浓度下株高、叶面积受抑制程度
都高于栗子香和徐薯 18 ,品种间、处理间差异均达
极显著水平 ( F = 23. 515 3 3 、F = 68. 350 3 3 和 F =
257. 783 3 3 、F = 37. 917 3 3 ) .
312 　NaCl 胁迫对甘薯叶片 IAA 水平的影响
　　从图 2 可以看出 ,在 NaCl 胁迫下 , 甘薯叶片
IAA 水平随着NaCl胁迫浓度的提高而下降 ,并且
图 1 　NaCl 胁迫对甘薯苗期株高 (a)和叶面积 (b)的影响
Fig. 1 Effect of NaCl stress on seedling height (a) and leaf area ( b) of
sweet potato .
Ⅰ. 徐薯 18 Xushu18 , Ⅱ. 栗子香 Liezixiang , Ⅲ. 胜利百号 Shenglibai2
hao. 下同 The same below.
图 2 　NaCl 胁迫对甘薯叶片 IAA 水平的影响
Fig. 2 Effect of NaCl stress on IAA level in sweet potato leaves.
在 4 种胁迫浓度下不耐盐品种胜利百号叶片 IAA
水平的下降速率均大于中耐品种栗子香和耐盐品种
徐薯 18. 品 种 间、处 理 间 差 异 极 显 著 ( F =
24. 838 3 3 , F = 36. 856 3 3 ) . 相关分析表明 ,甘薯叶
片 IAA 水平的下降与株高抑制程度呈极显著正相
关 (r = 0. 938 3 3 ) , 说明 NaCl 胁迫下 ,甘薯生长受
抑制与 IAA 水平的下降有密切相关.
313 　NaCl 胁迫对甘薯叶片 POD、IAA 氧化酶活性
的影响
　　NaCl 胁迫下 ,甘薯叶片 POD、IAA 氧化酶活性
随 NaCl 胁迫浓度的提高而加强 (图 3) . 在 85mmol·
L - 1的 NaCl 浓度胁迫下 ,中耐品种栗子香、耐盐品
种徐薯 18 叶片中这两种酶活性与对照相比 ,变化不
大 ,而不耐盐品种胜利百号比对照增加 5. 40 %和
2. 63 % ,随着NaCl胁迫浓度的提高酶活性继续提
高 , 当 NaCl 胁迫浓度提高到 340mmol·L - 1时 , 胜
4031 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
图 3 　NaCl 胁迫对甘薯叶片 POD(a)和 IAA 氧化酶活性 (b)的影响
Fig. 3 Effect of NaCl stress on peroxidase (a) and IAA oxidase activities
in sweet potato leaves.
利百号 POD 活性的升幅比徐薯 18、栗子香分别增
加1. 47和 1. 35 倍 , IAA 氧化酶的活性增加 5. 37 和
4. 26 倍 , 两种酶活性的升幅规律均为胜利百号 >
栗子香 > 徐薯 18 , 品种间、处理间的差异均达极显
著水平 ( F = 17. 320 3 3 , F = 4. 158 3 3 和 F =
210. 639 3 3 , F = 94. 879 3 3 ) .
3. 4 　NaCl 胁迫对甘薯叶片绿原酸含量的影响
　　NaCl 胁迫能提高甘薯叶片绿原酸含量 (图 4) ,
在 85mmol·L - 1的 NaCl 胁迫下增幅不大 , 而且 3 个
品种间的差异也较小 , 当 NaCl 胁迫浓度提高到
170mmol·L - 1时 , 不耐盐品种胜利百号和中耐品种
栗子香叶片绿原酸增幅达最高值 , 随着 NaCl 胁迫
浓度的继续提高 ,这两个品种叶片的绿原酸含量逐
图 4 　NaCl 胁迫对甘薯叶片绿原酸含量的影响
Fig. 4 Effect of NaCl stress on chlorogenic acid content in sweet potato
leaves.
渐下降. NaCl 胁迫浓度提高到 255mmol·L - 1时 ,徐
薯 18 叶片绿原酸含量达最高值 , 随着胁迫浓度继
续提高 ,绿原酸含量开始下降. 在 340mmol·L - 1的
NaCl 胁迫下 3 个品种的绿原酸含量依次是徐薯 18
> 栗子香 > 胜利百号. 品种间、处理间的差异极显著
( F = 5050. 713 3 3 , F = 517. 012 3 3 ) .
4 　讨 　　论
　　NaCl 胁迫下 ,甘薯苗期株高、叶面积生长受抑
制 , 不耐盐品种胜利百号受抑制程度明显大于中耐
品种栗子香和耐盐品种徐薯 18 (图 1) ,这与菜豆、棉
花[5 ] 、星星草[16 ]等作物试验结果相似. NaCl 胁迫
下 ,甘薯生长受抑制的原因除了外界高浓度 Na + 渗
入细胞 ,造成植物体内离子不平衡 ,破坏质膜选择透
性 ,影响了酶的结构和功能外 ,可能与高浓度 Na +
渗入细胞 ,破坏 IAA 代谢的平衡有关[11 ,14 ] .
　　众所周知 ,生长素诱导生长既有快速反应 ,又有
长期效应 ,即 IAA 与原生质膜的 H +2A TP 酶结合 ,
使其活化 ,将 H + 泵到细胞壁 ,使细胞壁基质溶液
p H 值下降 ,使某些水解酶活化 ,导致细胞壁对酸不
稳定的键断裂 ,促进细胞壁松驰伸展 ,细胞水势下
降 ,细胞吸水 ,体积增大 ,同时生长素诱导生长还表
现在转录和翻译水平上促进 mRNA 和蛋白质的合
成 ,为细胞质和细胞壁的合成提供原料 ,促进了细胞
的生长. 但生长素可以被 IAA 氧化酶和过氧化物酶
所氧化 ,导致 IAA 含量的下降.
　　本试验结果 (图 2)表明 , NaCl 胁迫降低甘薯叶
片 IAA 水平 ,相关分析表明 IAA 含量与 NaCl 胁迫
浓度呈极显著负相关 ( r = - 0. 6627) , 与株高呈正
相关 (r = 0. 9380 3 3 ) ,在 IAA 含量下降的同时过氧
化物酶类 , IAA 氧化酶和 POD 活性上升 (图 3) . 其
上升幅度均为不耐盐品种胜利百号 > 中耐品种栗子
香 > 耐盐品种徐薯 18 , 品种间、处理间的差异均达
极显著水平. 这种变化与 IAA 水平下降趋势是一致
的 , 说明 NaCl 胁迫诱导 POD、IAA 氧化酶活性的增
加 , 导致甘薯叶片 IAA 水平的下降.
　　此外 ,NaCl 胁迫下 , 甘薯叶片中酚类物质 ———
绿原酸含量提高. 有研究者认为生长的差异是由于
酚类化合物通过促进或抑制 IAA 氧化从而改变植
物组织中 IAA 的浓度所致. 有些一元酚可以作为辅
助因子 ,对 IAA 氧化酶和 POD 有活化作用 ,加速
IAA 的氧化 ,而绿原酸是邻二元酚 ,对 IAA 侧链的
氧化有强抑制 ,起到保护 IAA 的作用. 本试验 3 个
品种在每个胁迫浓度下绿原酸的增加幅度均为耐盐
品种徐薯 18 大于中耐品种栗子香和不耐盐品种胜
503110 期 　　　　　　　　　柯玉琴等 :NaCl 胁迫对甘薯苗期生长、IAA 代谢的影响及其与耐盐性的关系 　　　　　　　　　　
利百号 ,可能是绿原酸含量的差异 ,对 IAA 氧化产
生不同的抑制效果 ,造成了品种间 IAA 水平的差
异 ,从而导致 NaCl 胁迫下甘薯不同耐盐品种间苗
期生长的差异.
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作者简介 　柯玉琴 , 女 , 1954 年生 ,副教授 , 从事植物生理
生化教学及科研工作 , 发表学术论文 20 余篇. E2mail : keyn2
qing @sohu. com
6031 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷