全 文 ：收稿日期:2013 － 04 － 12
基金项目:国家自然基金(31060040，31260345) ;教育部科学技术重点项目(207092)
作者简介:臧剑(1984 －) ，女，湖南益阳人，海南大学农学院 2010 级硕士研究生．
通信作者:陈银华(1976 － ) ，男，海南大学农学院教授，硕士生导师． E-mail:yhchen@ hainu． edu． cn
第 4 卷 第 2 期 热 带 生 物 学 报 Vol． 4 No． 2
2013 年 6 月 JOUＲNAL OF TＲOPICAL BIOLOGY Jun. 2013
文章编号:1674 － 7054(2013)02 － 0160 － 05
角果木根系盐胁迫的防御机理
臧 剑1，符秀梅1，王鹤鸣1，林道哲1，吴 辉1，陈健妙1，陈银华1，2
(1．海南大学 海南省热带生物资源可持续利用重点实验室，海南 海口 570228;
2．海南大学 农学院，海南 海口 570228)
摘 要:以强耐盐性红树植物角果木为研究对象，采用不同浓度的 NaCl 溶液(0，150，300，450 mmol·L －1)
对角果木幼苗进行盐胁迫处理，测定角果木根部的 SOD，POD，ASA，MDA 等生理指标。结果表明:角果木在
适应盐环境的过程中有新的蛋白产生，在盐胁迫早期(≤9 h)MDA含量急剧上升，这种信号诱导了抗氧化防
御系统的启动，使角果木根部抗氧化酶类及抗氧化物质均有所增加，说明角果木盐胁迫下通过启动抗氧化酶
类、抗氧化物质以清除活性氧对根部的损伤，而后开始适应外界盐环境。
关键词:红树;角果木;盐胁迫;抗氧化系统
中图分类号:Q 945． 78 文献标志码:A
红树植物是生长在热带、亚热带海岸潮间带的木本植物群落，长期受海水的侵蚀，已进化出一套有效
的活性氧清除机理。PAＲIDA研究发现，盐胁迫引起小花木榄叶片 H2O2 含量增加，同时抗坏血酸过氧化
酶(APX)、愈创木酚过氧化酶(GPX)、谷胱甘肽还原酶(GＲ)和 SOD 活性增加，ASA含量显著下降［1］。然
而，作为膜脂过氧化产物的丙二醛(MDA)在不同盐浓度处理下，其含量没有变化，表明小花木榄是通过调
节特定抗氧化酶活性和抗氧化小分子水平来保护植物免受活性氧伤害的［2］。笔者以强耐盐性红树植物
角果木(Ceriops tagal(Perr．)C． B． Ｒob．)为研究对象，通过测定其幼苗根部在不同盐浓度和不同时间处
理后的 SOD，POD活性及蛋白质，ASA，MDA的含量，研究红树植物角果木的活性氧清除机理，旨在为进一
步了解红树植物的耐盐机理提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 实验设计 角果木的胎生苗采自海南东寨港红树林自然保护区。选择发育良好，无病虫害，成熟度
和长度接近的角果木成熟胚轴，置于 Hoagland营养液中培养，当幼苗抽生第 2 对叶时，用不同浓度的 NaCl
溶液进行培养，其浓度梯度为:0(CK) ，150，300，450 mmol·L －1。于处理后第 3，6，9，12，24 h 采样，测定
角果木根系氧自由基代谢的生理生化指标，重复 3 次。
1． 2 测定方法 蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝 G －250 染色法［3］;过氧化物酶(POD)活性的测定采用
愈创木酚比色法［4］;超氧化物歧化酶(SOD)活性按文献［5］的方法测定;丙二醛(MDA)含量的测定采用
分光光度法［6］;细胞内的还原型抗坏血酸(ASA)含量的测定采用滴定法［7］。
2 结果与分析
2． 1 盐胁迫对角果木根系总蛋白质含量的影响 从图 1 可以看出，随盐胁迫时间的增加，角果木根系总
蛋白含量呈先减后增的趋势，以 6 h为折点;6 h内各处理的总蛋白含量均下降，且均低于对照，当处理 6 h
时，3 个处理与对照的差异均达最大值，总蛋白含量比对照分别降低了 10． 76%，17． 91%，29． 83%，之后各
处理的总蛋白含量均有所上升;当处理达 24 h 时，3 个盐胁迫处理的总蛋白含量与对照差异不显著，150
DOI:10.15886/j.cnki.rdswxb.2013.02.002
mmol·L －1盐处理的总蛋白含量略高于对照。这表明盐胁迫可以调节角果木蛋白质数量的变化，使大多
数蛋白质的合成受阻，还可以造成蛋白质的分解，因此，在盐胁迫初期角果木总蛋白含量下降，而在胁迫
后期，总蛋白含量上升，表明有新的蛋白生成。但新蛋白与植物耐盐的关系如何，还有待进一步研究。
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图 1 盐胁迫对角果木根部总蛋白含量的影响
Fig． 1 The effect of salinity on total protein content in root of Ceriops tagal
2． 2 盐胁迫对抗氧化防御系统的影响
2． 2． 1 盐胁迫对过氧化物酶( POD) 活性的影响 过氧化物酶(POD)可以清除植物体内 H2O2，避免细胞
膜被 H2O2 氧化，因此，POD活性的增强能有效抵御盐胁迫引起的氧化胁迫，从而提高植物的耐盐性。从
图 2 可以看出，根部 POD活性随着盐处理浓度的增加而增强，就同一浓度处理而言，24 h 内，角果木根部
POD活性呈先增后减的趋势，较低盐浓度为 150，300 mmol·L －1的处理，9 h 时 POD 活性达最大值，分别
为 1 357． 323，1 684． 568 U· g －1·min －1;而高盐浓度(450 mmol· L －1)的处理，12 h 时达最大值
(1 729． 012 U·g －1·min －1) ;3 个处理的 POD 活性最大值比对照组分别增加了 79． 08%，122． 25%，
106． 16%，差异均达极显著(P ＜ 0． 01)。由此可见，24 h内，盐胁迫对角果木根部 POD活性影响较大。在
盐胁迫 24 h时，3 个盐浓度处理下的角果木根部 POD活性均明显下降，且在 150 mmol·L －1处理下与对照
已无差异。这说明，角果木受到盐胁迫后启动 POD活性清除过氧化物，从而减轻胁迫带来的次级氧化伤
害，适应盐环境后(24 h) ，各处理的 POD活性则下降。
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图 2 盐胁迫对角果木根部 POD 活性的影响
Fig. 2 The effect of salinity on POD activity in root
of Ceriops tagal
图 3 盐胁迫对角果木根部 SOD 活性的影响
Fig. 3 The effect of salinity on SOD activity in root
of Ceriops tagal
2． 2． 2 盐胁迫对超氧化物岐化酶( SOD) 活性的影响 超氧化物歧化酶(SOD)催化 2 个超氧自由基发生
161第 2 期 臧 剑等:角果木根系盐胁迫的防御机理
歧化反应形成 O2 和 H2O2，H2O2 再被 POD和 CAT催化清除，是植物抵抗氧化胁迫首先启动的应答反应。
从图 3 可以看出，角果木根部 SOD活性在同一盐浓度下，随处理时间的增加而呈先增后减的趋势;不同盐
浓度处理的最大值折点有所不同，300 mmol·L －1盐处理 3 h 时，SOD 活性达最大值，显著高于对照组
(P ＜ 0． 01) ，尔后开始下降，而 150，450 mmol·L －1盐处理 6 h时达最大值，显著高于对照组(P ＜ 0． 01) ，尔
后开始下降;9 h后，各盐浓度处理下角果木根部 SOD活性与对照组已无显著差异。由此可见，盐胁迫初
期(≤6 h) ，角果木根部启动 SOD活性清除盐胁迫产生的超氧自由基，从而减轻氧化胁迫带来的伤害，24
h后，各处理的角果木根部 SOD活性已降至对照水平，表明此时的角果木已开始适应外界盐环境。
2． 2． 3 盐胁迫对抗坏血酸( ASA) 含量的影响 抗坏血酸(ASA)作为活性氧清除剂，能清除超氧自由基
(O －2 )、单线态氧(
1O2)和过氧化氢(H2O2)等活性氧的伤害，它在植物防御活性氧的毒害中起重要作用。
从图 4 可以看出，不同浓度盐胁迫均引起 ASA的累积，其含量高于对照。24 h内，各处理均表现出先升后
降的变化趋势。盐胁迫初期(≤9 h) ，ASA含量急剧增加，150，300，450 mmol·L －1盐处理分别在 3，6，9 h
时达到最大值(1． 261 6，1． 496 7，1． 627 0 mg·g －1) ，均显著高于对照组。随后，ASA 含量逐渐下降，6 h
时，150 mmol·L －1盐处理恢复至对照水平，12 h 时，300 mmol·L －1盐处理也与对照无显著差异。3 个盐
浓度处理，ASA 含量均在处理前期(≤9 h)达最大值，尔后迅速下降，这是否意味着无论高盐还是低盐胁
迫，角果木首先都启动相同的 ASA反应来减轻氧自由基对植物体的伤害。随着盐浓度的增加或处理时间
的延长，当 ASA 无法满足需要时，再启动抗氧化酶系(POD，SOD)进一步增强其抗氧化防御能力，从而提
高耐盐能力。
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处理时间 Treating time/h 处理时间 Treating time/h
图 4 盐胁迫对角果木根部 ASA 含量的影响
Fig. 4 The effect of salinity on ASA content in root
of Ceriops tagal
图 5 盐胁迫对角果木根部 MDA 含量的影响
Fig. 5 Effect of salinity on MDA content in the root
of Ceriops tagal
2． 2． 4 盐胁迫对丙二醛( MDA) 含量的影响 丙二醛(MDA)的含量变化是衡量脂质过氧化作用的一个
重要指标，MDA的含量越高，其代表植物细胞膜氧化程度也越高，植物细胞膜受到的伤害就越大。从图 5
可以看出，不同浓度盐胁迫处理下，角果木根部 MDA含量总体上呈现先增后减的趋势，150 mmol·L －1的
盐处理 3 h时，MDA含量达最大值(53． 255 65 μmol·g －1) ，300，450 mmol·L －1的盐处理，MDA含量均在
9 h时达到最大值(分别为 56． 913 86，45． 035 27 μmol·g －1) ，显著高于对照组。随后，各处理的 MDA 含
量均开始下降，150 mmol·L －1的盐处理，在 6 h 时与对照无显著差异，而在 24 h 时，另外 2 个盐处理的
MDA含量均低于对照。这暗示此时盐胁迫引起的膜脂质过氧化作用已基本清除。低盐浓度(150 mmol·
L －1)下，角果木根部 MDA含量最先(6 h)恢复至对照水平，这表明角果木对低盐浓度环境能较快适应。
300，450 mmol·L －1盐浓度处理下，角果木根部很快受到膜脂质过氧化伤害，因此，9 h 时的 MDA 含量达
到最高水平(9 h和 12 h差异不显著) ，而植物抗氧化系统的启动清除了盐胁迫产生的氧自由基，从而降
低了细胞膜脂过氧化程度，直至恢复正常水平。
3 讨 论
植物的耐盐性是受多基因控制的，盐胁迫可以调节蛋白质数量的变化，使大多数蛋白质的合成受阻，
261 热 带 生 物 学 报 2013 年
还可以造成蛋白质的分解，但有些蛋白质合成不受影响，甚至某些蛋白质的合成会得到增强［8］。因此，蛋
白质含量的高低既可作为渗透调节能力的指标，又可作为衡量植物代谢强度的指标。马建华等［12］的研究
结果表明，在盐胁迫 30 d后，秋茄幼根蛋白质含量随盐度(大于 20)的增加而增加。而笔者的研究结果显
示，在同一处理时间点，随着盐浓度的增加角果木根部总蛋白含量下降，可能是盐胁迫时间不同所致，盐
生植物的抗盐性与盐分作用的时间有关。此外，随处理时间的延长，各盐处理下的总蛋白含量与对照组
的差异逐渐缩小，且在 24 h后略高于对照组。这表明盐胁迫初期蛋白质的合成受阻或蛋白质分解，使得
总蛋白含量下降，而胁迫后期，总蛋白含量上升，说明有某些蛋白质的增加或合成新的蛋白质，其中部分
蛋白为 Dehydrins (DHNs) ，DNHs在植物适应包括盐害在内的多种生物胁迫中起重要作用［10 － 11］。
植物体内抗氧化防御系统是由一些能清除活性氧的酶系和抗氧化物质，如 SOD，POD和 ASA等组成，
它们协同抵抗盐分胁迫诱导的氧化伤害。在整个氧化防御系统中，SOD 是最重要的抗氧化酶［12］。另外，
植物体内的某些抗氧化物质，如 ASA 也有清除体内自由基的生理功能［13］。提高植物体内抗氧化酶类活
性及增强抗氧化代谢水平是增强植物耐盐性的重要途径之一。PENG等［14］和 MAＲTINEZ 等［15］的研究表
明，在细胞壁中的 POD可催化 NADH或 NADPH氧化产生 O －2，O －2进一步歧化为 H2O2 和分子氧。不同
生长期，盐芥 POD活性均随着盐浓度的增加而增强［16］，盐胁迫下梭梭幼苗 SOD，POD 活性随盐浓度的增
加和胁迫时间的延长，其活性变化趋势都相似，即盐胁迫前期和中期的活性较后期高［17］。本研究也获得
类似结果，盐胁迫下红树植物角果木根部 SOD活性随盐浓度的增加而增强，随胁迫时间的增加呈先增后
减的趋势，即盐胁迫前期的活性较后期高。盐胁迫下角果木根部 POD 活性也随盐浓度的增加而增强，随
胁迫时间的增加也是先增后减的趋势，但 POD活性的增加趋势滞后于 SOD，说明角果木抵抗氧化胁迫时
首先启动 SOD活性，由 SOD催化 2 个超氧自由基发生歧化反应形成 O2 和 H2O2，H2O2 再被 POD 催化清
除。ASA作为一种非酶促小分子抗氧化剂，在抵制植物体内活性氧的损伤过程中起着重要作用［18］。韩志
平等［19］对盐胁迫下西瓜的生理研究表明，西瓜叶片 ASA含量随盐浓度的增加而增加;盐胁迫下外源 ASA
可以减少水稻叶绿体内 H2O2 的含量，降低膜脂的过氧化作用，在番茄体内也有相似结果
［20 － 21］。本研究
中，在盐胁迫前期和中期(≤9 h) ，角果木根部 ASA 含量也随盐浓度的增加而增加，但在处理后期(≥12
h)各处理的 ASA含量均下降至对照水平，表明 ASA 在处理前期可以与抗氧化酶系一起减轻氧自由基对
植物体的伤害。随着盐浓度的增加或处理时间的延长，植物更多地依赖抗氧化酶系(POD，SOD)增强其抗
氧化防御能力，从而提高耐盐能力。
有研究表明［22］，低温、干旱、高盐、强辐射等条件都可以加剧植物膜脂的过氧化作用，而 MDA 的含量
变化是衡量膜脂过氧化作用的一个重要指标。盐胁迫下景天三七幼苗 MDA 含量随盐浓度的增加而显著
增加［23］，小麦在盐胁迫下 MDA含量也随盐浓度的升高而增加［24］，红树植物秋茄根部 MDA 含量在 24 h
内先增后减［25］，而笔者在研究中发现，在不同盐浓度胁迫下，角果木根部 MDA含量亦呈先增后减趋势，在
24 h时各盐处理 MDA含量已经恢复到或低于对照水平。这些研究结果表明，红树植物在受到盐胁迫后
启动各种抗氧化酶类系统和抗氧化剂，对盐胁迫产生的活性氧进行清除，从而减轻膜脂过氧化程度。
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Preliminary Study on the Salt Stress Defense Mechanisms
of Ceriops tagal Ｒoot
ZANG Jian1，FU Xiumei1，WANG Heming1，LIN Daozhe1，WU Hui1，CHEN Jianmiao1，CHEN Yinhua1，2
(1． Hainan Key Laboratory for Sustainable Utilization of Tropical Bioresources，Hainan University，Haikou 570228，China;
2． College of Agronomy，Hainan University，Haikou 570228，China)
Abstract:Mangroves are woody plants that grow along tropical and subtropical coasts and form clumpy stands in
intertidal zones． The anatomical and physiological features associated with their salt-tolerant lifestyles have not
been well characterized，little is known about the impact of defensive enzymes on their adaptation to these saline
environments． In this study，the enzyme activity of superoxide dismutase (SOD) ，peroxidase (POD) ，ascorbic
acid(ASA)and Malondialdehyde (MDA)in the C． tagal roots treated by four concentrations (0，150，300，450
mmol·L －1)of NaCl were studied in a greenhouse of Hainan University，Haikou，China． The results showed
that the activity of MDA had a sharp increase at early stressed time，and this signal induces the appearance of
antioxidative defensive system，including a certain increase of SOD，POD，ASA． which indicated that cell plasma
membrane of C． tagal roots had rather strong resistance to the injury of salt ion． These results established a theo-
retical foundation for salt tolerance mechanism of C． tagal．
Key words:mangrove;Ceriops tagal;salt stress;antioxidant defense system
461 热 带 生 物 学 报 2013 年