全 文 ：　[收稿日期] 　2010-04-03;2010-08-05修回
　[ 基金项目] 　国家自然科学基金“喀斯特森林喜钙植物嗜钙机理及其环境适应性”(30460031);贵州省优秀科技教育人才省长专项资金“喀
斯特喜钙植物对钙生环境的适应性研究”[ 黔省专合字(2008)26] ;贵州省科技创新人才团队建设项目“贵州省特色植物资源保
护与可持续利用科技创新人才团队”[ 黔科合人才团队(2009)4007]
　[作者简介] 　冯晓英(1975-),女 ,副教授 ,硕士研究生 ,从事植物生理生态学研究。 E-mai l:f engxy1975@163.com
　＊通讯作者:乙　引(1967-),男 ,教授 ,从事植物生理生态研究。 E-mail:yiyin@gzn u.edu.cn
[ 文章编号] 1001-3601(2010)09-0612-0169-02
Ca2+胁迫下伞花木和华山松脯氨酸及
可溶性蛋白质含量的变化
冯晓英 , 胡章平 , 乙 引＊
(贵州师范大学 生命科学学院 , 贵州 贵阳 550001)
　　[摘　要] 为了解伞花木和华山松对 Ca2+的适应性 ,筛选贵州喀斯特生境下(土壤含钙较高)适生植物
奠定基础 ,对不同浓度 Ca2+胁迫下伞花木和华山松叶片脯氨酸和可溶性蛋白质含量变化进行了检测 。结果表明:在 Ca2+胁迫下伞花木脯氨酸含量明显增多 ,而华山松脯氨酸含量变化不大;低浓度的钙可以增加伞花
木和华山松可溶性蛋白的含量 ,高浓度钙处理下伞花木和华山松可溶性蛋白质含量都下降 ,但华山松可溶性蛋白质含量比伞花木的低 。说明 ,伞花木比华山松更能适应贵州高钙的喀斯特环境 。[关键词] Ca2+ ;伞花木;华山松;脯氨酸;可溶性蛋白[中图分类号] Q24 [文献标识码] A
Variation of Proline and Soluble Protein Content in Leaves of Eurycorymbus
cavalerieian and Pinus armandii under Ca
2+
Stress
FENG Xiao-ying , HU Zhang-ping , YI Yin＊
(School of Lif e Sciences , Guizhou Normal University , Guizhou, Guiyang 550001 , China)
　　Abstract:The pro line and soluble pro tein content in leaves of Eurycorymbus cavalerieian and Pinus
armandi i planted under dif ferent Ca
2+
st ress w ere determined to study the adaptability to select suitable
plants in Karst habitat of Guizhou province.The results showed that the proline content in leaves of
Eurycorymbus cavalerieian increased obviously under Ca
2+
st ress , the praline content in leaves o f Pinus
armandi i had no obvious change , the low concentrat ion o f Ca2+ could increase soluble pro tein content in
leaves of Eurycorymbus cavalerieian and P inus armand ii , and the high concentration of Ca2+ could
decrease soluble pro tein content in leaves o f Eurycorymbus cavalerieian and Pinus armand ii but the
pro tein content in leaves of Pinus armand ii was low er than that of Eurycorymbus cavalerieian , which
indicated tha t Eurycorymbus cavalerieian has higher adaptability to Karst habi tat than Pinus armand ii .
Key words:Ca2+ ;Eurycorymbus cavalerieian;P inus armandi i ;proline;so luble protein
　　多年来 ,有关钙功能的研究一直是一个非常活
跃的领域 ,它在植物逆境中的作用也日渐清楚 。钙
不仅是植物必须的矿质营养元素之一 ,而且对于维
持细胞壁 、细胞膜及结合蛋白的稳定性 ,调节无机离
子运输 ,作为细胞内生理生化反应的第二信使偶联
胞外信号起重要作用[ 1-2] 。前人已对 Ca2+处理及多
种外源胁迫下水稻 、小麦 、秋茄 、油茶等植物的抗旱
性 、可溶性蛋白 、脯氨酸 、渗透调节等生理指标做了
大量研究 ,揭示了当植物处于逆境时 ,不论是干旱还
是盐胁迫细胞的代谢都会受到干扰 ,一定浓度的钙
可以降低逆境对植物的伤害[ 3-6] 。
伞花木(Eurycorymbus cavalerieian)为无患子
科落叶乔木 ,是我国特有植物 ,分布于西南 、华南及
台湾 ,生长于海拔 150 ～ 800m 的阔叶林中 。伞花木
可榨取工业用油 ,也可食用 ,为木本油料树种 。木材
轻 ,硬而韧性强 ,可制家具。伞花木涵养水源效果
好 ,是绿化石灰岩山地的优良速生树种 。华山松
(Pinus armandi i Fr.)为松科 ,是针叶树种中生长
比较迅速的树种 ,也是我国西部地区的重要树种 ,其
树皮可栲胶 ,针叶可提制芳香油 ,种子可食用 ,对土壤
的适应能力较强[ 7] 。伞花木和华山松在贵州都有分
布。
贵州是一个典型的喀斯特山区 ,岩溶地貌占据总
面积的 70%以上 ,土壤含钙较高 ,钙离子对贵州植物
的生长及植被的形成具有重要影响 。为探索伞花木
和华山松在贵州喀斯特地区高钙土壤条件的适应性 ,
本文通过测定不同 Ca2+浓度处理下 ,伞花木和华山
松的脯氨酸和可溶性蛋白质含量的变化 ,分析比较这
两种植物对钙胁迫的适应能力 ,为筛选贵州喀斯特生
境下(土壤含钙较高)适生植物奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
华山松和伞花木一年生幼苗 ,均由贵州师范大
　贵州农业科学　2010 , 38(9):169～ 170　Guizhou Ag ricultural Science s
学分子生物学重点实验室提供 。
1.2 试验方法
2008年 3月 25日用清水清洗伞花木和华山松
幼苗根部 ,移栽到盛有沙子的塑料杯(有漏孔)中培
养 2 d 后 ,分别用含 0mmol/ L(空白)、5mmol/ L 、
20mmo l/L 、30mmol/ L 、40mmo l/L 、50mmol/L 的
CaCl2的 1/2Hoag land 营养液处理 ,每个处理 10
杯。
1.3 测定指标
分别在处理后的第 1 、2 、3 、4天采集中部叶片
(每次 2片)测定脯氨酸和可溶性蛋白质含量 。采用
茚三酮比色法测定脯氨酸含量 ,考马斯亮兰法测定
可溶蛋白含量[ 8] 。
2 结果与分析
2.1 Ca2+胁迫下伞花木和华山松脯氨酸含量的变化
在长期的进化过程中 ,植物形成了许多机制抵
抗或部分抵抗外界的逆境条件 。在一些逆境条件下
植物可以通过增加脯氨酸的含量来增强植物的渗透
调节能力 ,进而提高植物对逆境的抵抗能力。植物
体内脯氨酸含量的高低是反应植物抗逆性强弱的指
标之一[ 9-10] 。在钙离子胁迫下 ,伞花木和华山松叶
片脯氨酸的含量随着钙离子浓度的增大和处理时间
的延长都有所增加 ,但伞花木叶片脯氨酸含量变化
的幅度比华山松的大(表 1)。在钙胁迫处理第 1
天 ,0mmol/ L CaCl2(空白)处理下伞花木和华山松
叶片 脯氨酸 含量差 异不 明显 , 在 5mmol/ L 、
20mmo l/L 、 30mmol/ L 、 40mmo l/L 、 50mmol/ L
CaCl2处理下伞花木叶片脯氨酸含量明显比相同浓
度处理下华山松的高。在处理后第 2天 、第 3天 、第
6天 ,伞花木和华山松叶片脯氨酸含量在不同浓度
处理下都有所增加 。不同的钙胁迫处理后第 6天与
第 1天相比 ,伞花木叶片脯氨酸的含量增加 18.56 ～
67.65μg/g ,华山松增加 4.5 ～ 10.92μg/g 。说明 ,
在钙离子胁迫下伞花木和华山松都可以通过增加体
内脯氨酸的含量来提高对钙离子胁迫的抵抗能力 ,
并且不同浓度处理下伞花木叶片脯氨酸含量的增加
量比华山松的多 ,在一定程度上可以说明伞花木对
钙离子胁迫的抵抗能力相对比华山松高。
2.2 外源 Ca2+对伞花木和华山松可溶性蛋白质
含量的影响
当植物在逆境或衰老过程中蛋白质的合成速度
减缓 ,蛋白质的含量会有所下降[ 11] 。低浓度的钙离
子处理可以使伞花木和华山松叶片可溶性蛋白质含
量增加 ,并且随处理时间的延长也有增加的趋势。
高浓度的钙处理伞花木和华山松叶片可溶性蛋白质
含量降低 ,并随处理时间延长也呈下降的趋势(表
2)。伞花木和华山松在低浓度钙离子(5mmol/L 、
20mmol/ L)处理下 ,叶片可溶性蛋白质含量比空白
处理(0mmol/ L CaCl2)增加。伞花木和华山松在高
浓度钙离子(30mmo l/L 、40mmol/L 和 50mmol/L)
处理下叶片可溶性蛋白质的含量比空白处理
(0mmol/ L CaCl2)下降。在高浓度钙胁迫下 ,伞花
木和华山松叶片可溶性蛋白的含量均下降 ,但伞花
木下降的比率比华山松低。说明 ,伞花木对高浓度
钙胁迫的忍耐能力比华山松强。
表 1 Ca2+胁迫下伞花木 、华山松叶片脯氨酸含量的变化
Table 1　The proline content in leaves of Eurycorymbus cavalerieian and P inus armandii unde r different Ca2+stress
Ca2+浓度/
(mmol/ L)
Concentration
伞花木脯氨酸含量/(μg/ g)
P roline content in leaves of E urycorymbus cava lerieian
处理后
第 1 天
处理后
第 2天
处理后
第 3 天
处理后
第 6 天
华山松脯氨酸含量/(μg/ g)
Proline content in leaves o f Pinus armandii
处理后
第 1 天
处理后
第 2 天
处理后
第 3 天
处理后
第 6 天
0(空白) 12.29 18.38 25.36 30.85 12.52 14.35 15.98 17.02
5 21.14 26.82 30.21 42.60 14.05 15.29 17.10 19.75
20 33.05 45.62 87.53 100.70 14.75 16.57 18.96 20.35
30 41.72 67.84 94.16 108.90 15.05 18.71 20.16 22.59
40 43.86 69.35 94.58 102.80 16.41 18.86 20.25 27.33
50 34.06 68.88 89.59 92.67 17.64 20.06 25.99 27.52
表 2 Ca2+胁迫下伞花木 、华山松叶片可溶性蛋白质含量的变化(mg/ g)
Table 2　The soluble pro tein content in leaves of Eurycorymbus cavalerieian and Pinus armandii unde r different Ca2+stress
Ca2+浓度/
(mmol/ L)
Concentration
伞花木可溶性蛋白质/(mg/ g)
So luble pro tein content in leaves o f
Eurycorymbus cavalerieian
处理后
第 1 天
处理后
第 2天
处理后
第 3 天
处理后
第 6 天
华山松可溶性蛋白质/(mg/g)
So luble protein content in leave s o f
Pinus armandii
处理后
第 1 天
处理后
第 2 天
处理后
第 3 天
处理后
第 6 天
0 4.56 4.46 4.4 3.82 0.23 0.23 0.22 0.20
5 4.91 5.1 5.52 5.89 0.28 0.3 0.32 0.34
20 5.01 5.77 6.45 6.84 0.31 0.34 0.34 0.35
30 4.39 3.54 2.53 2.43 0.25 0.24 0.17 0.14
40 4.24 3.19 2.35 2.08 0.22 0.16 0.14 0.14
50 4.18 2.86 2.11 1.91 0.18 0.17 0.11 0.07
(下转第 175 页)
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(责任编辑:刘　海)
(上接第 170 页)
3 小结
钙是植物生长发育的必需元素之一 。在缺钙时
会影响植物的生长 ,适宜浓度的钙能促进植物生长 ,
但钙浓度过高会对植物形成胁迫 , 危害植物生
长[ 12] 。不同的植物对钙的需求和对高钙环境的适
应力存在着差异。本试验的结果显示 ,低浓度的钙
(5 ～ 20mmol/ L)对伞花木和华山松的生长具有一
定的促进作用 ,高浓度的钙(30 ～ 50mmol/ L)对伞
花木和华山松的生长具有一定的抑制作用。在钙离
子胁迫下 ,伞花木的脯氨酸和可溶性蛋白质含量均
高于华山松 ,伞花木对钙胁迫的抵抗和适应能力也
高于华山松 ,说明伞花木比华山松更能适应贵州高
钙的喀斯特环境 。
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(责任编辑:姜　萍)
·175·　第 9 期 陈文萍 等　Cu2+和 Cd2+胁迫对马尾松种子萌发率及幼苗生长的影响