全 文 ：收稿日期:2014 － 01 － 16 修回日期:2014 － 02 － 09
基金项目:福建省科技重大专项(2006NZ0001)。
作者简介:柳冬香(1981 －) ，女，工程师，从事园林植物逆境生理研究。E-mail:liudongxiang22@ 163． com。
盐胁迫对美蕊花幼苗叶片活性氧代谢及
清除系统的影响
柳冬香
( 福建省林业勘察设计院，福建 福州 350001)
摘要:盐胁迫环境下植物活性氧的代谢及其清除能力是衡量植物抗性的主要指标之一，不同浓度盐胁迫对植物生理代谢
的影响存在差异。以美蕊花同一无性系幼苗为材料，研究不同浓度 NaCl(0、25、50、100、200、300 和 400 mmol·L －1)胁迫下，
美蕊花幼苗叶片活性氧代谢及保护酶活性 0 － 72 h变化规律，结果表明:随着盐胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长，过氧化
氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子(O
－
2 )合成速率均显著上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过
氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的变化趋势，SOD、CAT和 POD活性达到峰值的时间随盐胁迫浓度增加而提前。因此
在胁迫中前期(0 － 48 h) ，中度(100、200 mmol·L －1)轻度(25、50 mmol·L －1)的盐胁迫下活性氧的清除系统是有效的。
关键词:美蕊花;盐胁迫;活性氧;保护酶
中图分类号:Q945．78 文献标识码:A 文章编号:1001 － 389X(2014)02 － 0171 － 05
Effect of salt stress on reactive oxygen and its scavenging system in
leaves of Calliandra haematocephala seedlings
LIU Dong-xiang
(Fujian Forestry Prospect and Design Institute，Fuzhou，Fujian 350001，China)
Abstract:The reactive oxygen metabolism along with its scavenging activity under salt stress is one of the main index to measure
plant resistance and the effect of salt stress on plant physiological metabolism differs in salt concentration． In the study，Calliandra
haematocephala seedlings were grown in sand to investigate the effects of reactive oxygen，lipid peroxidation and protective enzymes
activities in leaves under salt stress for 72 h with seven concentrations:0，25，50，100，200，300 and 400 mmol·L －1 ． The experi-
mental results indicated that hydrogen peroxide (H2O2)and malondlaldehyde (MDA)contents and superoxide dismutase (O
－
2 )
composition rate in the leaves quantitatively increased with the concentration of salt over the time course． The activities of superoxide
dismutase (SOD) ，catalase (CAT)and peroxidase (POD)in the leaves increased at the early stage and then decreased gradually．
The occurrence of peak activities of SOD，CAT and POD in the leaves was earlier with increased salt stress． The protective enzymes
in leaves of C． haematocephala are important for evaluating the defense response against oxidation damage induced by slight (25，50
mmol·L －1)and medium (100，200 mmol·L －1)salt stress at the early stage (0 － 48 h)．
Key words:Calliandra haematocephala;salt stress;reactive oxygen species;protective enzymes
植物体通过酶反应与非酶反应不断产生过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子(O
－
2 )及氢氧自由基(·OH)等
活性氧(reactive oxygen species，ＲOS) ，但在植物体自身的 ＲOS消除系统及外源性抗氧化剂的协同作用下
维持一个 ＲOS生成与清除的动态平衡［1 － 2］。大量研究表明，植物细胞内 ＲOS 生成和清除的动态平衡在
NaCl、水分、温度等逆境胁迫下均会被打破，导致 ＲOS 因无法清除而出现积累［3 － 6］，同时也会促使诸如过
氧化物酶(peroxidase，POD)、过氧化氢酶(catalase，CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)等
植物体内的保护酶活性的提高［7 － 9］，对植物细胞内过多的 ＲOS 进行清除，从而减缓逆境胁迫对植物细胞
的核酸［1］、色素［10 － 11］、膜系统［12］及蛋白质［13］的损伤。因此研究逆境下植物体内活性氧代谢及保护酶活
性的变化对于揭示植物适应逆境的机制有重要意义。
美蕊花(Calliandra haematocephala)是多年生灌木，原产巴西，在中国浙江、福建、广东、台湾多有引种
福建林学院学报 2014，34(2) :171 － 175 第 34 卷 第 2 期
Journal of Fujian College of Forestry 2014 年 4 月
栽培，主要用于庭院绿化［14］。近年来随着福建滨海干线公路绿化建设的推进，滨海盐渍土区开始大量引
种美蕊花，但未见其耐盐性的研究报道。通过盆栽试验，研究不同浓度盐胁迫对美蕊花幼苗活性氧代谢、
膜质过氧化作用及保护酶活性的影响，探讨美蕊花对盐生环境的适应机制及幼苗的耐盐性，为东南沿海滨
海盐渍土区美蕊花的引种栽培以及耐盐园林植物的选择提供参考。
1 材料与方法
1．1 材料培养与处理
试验于 2013 年 5 － 6 月在福建省林业科学研究院苗圃进行，美蕊花幼苗由福州市建新花卉公司提供，
均来自同一母本扦插育苗。将 10 kg 细沙经 0． 1% 高锰酸钾消毒后放置于花盆中，每盆种植株高
10 － 15 cm的 1 年生幼苗 3 株，复壮一周后浇 Hoagland营养液，在室外自然光下培养。试验共分 7 组，每组
处理 3 个重复，分别浇灌含有 0(CK)、25、50、100、200、300 和 400 mmol·L －1 NaCl的 7 种 Hoagland 完全营
养液。每 24 h浇灌 1 次，浇灌量 2 倍于细沙持水量，从而冲洗掉累积在沙中的盐分，以保持沙中 NaCl 浓
度恒定。在试验开始 0 － 72 h内每隔 12 h采集幼苗叶片进行相关生理指标测定。
1．2 方法
O－2 的测定按 Ke et al
［15］的方法，H2O2 含量测定按 Prochazkova et al
［16］的方法，丙二醛(malondlaldehyde，
MDA)含量测定按赵世杰等［17］的方法，POD活性采用愈创木酚法［18］测定，CAT活性采用紫外吸收法［18］测定，
SOD活性采用氮兰四唑法［18］测定。
1．3 数据处理
方差分析及最小差异显著性检验采用 SPSS 18．0(Duncan，P ＜ 0．05)处理，图表采用 Excel 2003 制作。
2 结果与分析
2．1 NaCl胁迫对 O －2 产生速率、H2O2 及MDA含量的影响
对照条件下美蕊花幼苗叶片内 O －2 在处理期内始终稳定地保持较低合成速率(图 1) ，而 NaCl 胁迫
下，随处理浓度的增加和处理时间的延长，叶片内 O －2 合成速率升高。400 mmol·L
－1 NaCl处理下，叶片内
O －2 合成速率上升最快，36 h后产生速率减缓，至 48 h达峰值(4．28 nmol·min
－1·g －1) ，60 和 72 h合成速率
略有下降，但与 48 h合成速率差异不显著。300 mmol·L －1 NaCl处理下，0 － 36 h叶片内 O －2 合成速率维持
一个较快上升趋势，其后上升趋势逐渐减缓，至 72 h 达到峰值，为 4．19 nmol·min －1·g －1。200 mmol·L －1
NaCl处理下，0 － 48 h叶片内 O －2 合成速率维持一个较快上升趋势，其后上升趋势逐渐减缓，至 72 h 达到
峰值(3．99 nmol·min －1·g －1)。100、50、25 mmol·L －1 NaCl处理下，0 － 24 h 叶片内 O －2 合成速率上升较为
缓慢，在培养至 24 h后开始明显上升，至 72 h均达到峰值，分别为 3．80、3．61、3．15 nmol·min －1·g －1。
图 1 NaCl胁迫下美蕊花叶片 O －2 产生速率、H2O2 含量和MDA含量的动态变化
Figure 1 O －2 production rate，content of H2O2 and MDA in the leaves of C． haematocephala seedlings under NaCl stress
·271· 福 建 林 学 院 学 报 第 34 卷
对照条件下美蕊花幼苗叶片内 H2O2 含量与 O
－
2 合成速率一样，始终稳定地保持较低水平(图 1)。
NaCl处理下，美蕊花幼苗叶片内 H2O2 含量的变化趋势与 O
－
2 合成速率变化趋势基本一致，随着处理浓度
的增加和处理时间的延长，叶片内 H2O2 含量增加。400 mmol·L
－1 NaCl处理下，叶片内 H2O2 含量上升最
快，36 h后其产生速率减缓，至 48 h 达到峰值(6． 06 μmol·g －1) ，60 和 72 h H2O2 含量略有下降。
300 mmol·L －1NaCl处理下，0 － 36 h叶片内 H2O2 含量维持一个较快上升趋势，其后上升趋势逐渐减缓，至
72 h达到峰值(5．77 μmol·g －1)。200 mmol·L －1处理下，0 － 48 h 叶片内 H2O2 含量维持一个较快上升趋
势，其后上升趋势逐渐减缓，至 72 h 达到峰值(5． 59 μmol·g －1)。100、50、25 mmol·L －1 NaCl 处理下，
0 － 24 h上升较为缓慢，在培养至 24 h 后叶片内 H2O2 含量开始明显上升，均至 72 h 达到峰值，分别为
5．07、4．61、4．00 μmol·g －1。
ＲOS对细胞膜质过氧化伤害的最终产物为 MDA，对照美蕊花幼苗叶片内 MDA 含量与 H2O2 含量及
O －2 合成速率一样，亦始终稳定地保持较低水平(图 1)。NaCl处理下，随着处理时间的延长和处理浓度的
增加，美蕊花幼苗叶片内 MDA含量升高(图 1) ，400 mmol·L － 1处理下，0 － 48 h 叶片内 MDA 含量迅速上
升，48 h时已由胁迫前的每克鲜样 1．73 μmol·g －1提升至 15．61 μmol·g －1，48 － 72 h，MDA累积增幅大为减
缓，72 h时增至 16．19 μmol·g －1。300、200 mmol·L －1处理下，叶片 MDA含量变化与 400 mmol·L －1处理类
似，0 － 48 h叶片内 MDA含量迅速上升，而后增幅趋缓。100、50、25 mmol·L －1处理下，MDA含量的增加均
较为缓慢。
2．2 NaCl胁迫对 SOD、CAT、POD活性的影响
NaCl胁迫下，美蕊花幼苗叶片 SOD活性呈先上升后下降规律(图 2) ，不同胁迫强度下，各处理 SOD
活性达到峰值的处理时间存在明显差别，400 mmol·L －1处理在 12 h 时 SOD 活性即达到峰值，300、200、
100、50、25 mmol·L －1处理 SOD活性分别在 24、36、48、60、60 h时达到峰值，之后 SOD活性均呈下降趋势，
在 72 h降低至对照水平。如图 2 所示，NaCl胁迫下，美蕊花幼苗叶片 CAT 活性呈先上升后下降规律，不
同胁迫强度下，各处理 CAT活性达到峰值的处理时间存在明显差别，400、300 mmol·L －1处理下 CAT 活性
在 24 h即达到峰值，200、100 mmol·L －1 NaCl 处理 CAT 活性分别在 36、48 h 达到峰值，50、25 mmol·L －1
NaCl处理 CAT活性均在 60 h达到峰值，之后 CAT活性均呈下降趋势，在 72 h 降低至对照水平。美蕊花
幼苗叶片内 POD活性在 NaCl胁迫下也表现出先上升后下降的变化规律，如图 2 所示，NaCl 胁迫下，400、
300 mmol·L －1处理在 12 h POD活性即达到峰值，200、100、50、25 mmol·L －1处理 POD 活性分别在 24、36、
36、36 h达到峰值，之后 POD活性均呈下降趋势，在 72 h降低至对照水平。
图 2 NaCl胁迫下美蕊花叶片 SOD、CAT和 POD活性的动态变化
Figure 2 Activities of SOD，CAT and POD in the leaves of C． haematocephala seedlings under NaCl stress
·371·第 2 期 柳冬香:盐胁迫对美蕊花幼苗叶片活性氧代谢及清除系统的影响
3 讨论
NaCl胁迫会引起受体 ＲOS的积累，亦会影响受体的保护酶的活性进而影响 ＲOS 的清除［5 － 6］，ＲOS 生
成与清除的动态平衡的破坏引起自由基积累和膜质过氧化，损伤膜系统的功能和结构，进而对细胞造成伤
害［1，10 － 13］。试验结果表明，NaCl胁迫下，随着胁迫时间延长和胁迫强度的提高，美蕊花幼苗叶片内 O －2 合
成速率和 H2O2 含量呈上升趋势，在 400 mmol·L
－1胁迫下，O －2 和 H2O2 累积量均在 48h 达到峰值，这与盐
胁迫、热激及水分胁迫下，甘蔗(Saccharum sinense Ｒoxb．)［19］、玉米(Zea mays L．)［20 － 21］、水稻(Oryza sativa
L．)［22］及小麦(Triticum aestivum L．)［23］等叶片的 ＲOS变化趋势类似，也与化感物质对番茄的 ＲOS代谢的
影响类似［24］，美蕊花叶片内 MDA含量的变化趋势和叶片内 O －2 合成速率和 H2O2 含量的变化趋势一致，
也随胁迫时间延长和胁迫强度增大呈上升趋势，说明在 NaCl 胁迫下，由于 ＲOS 代谢平衡被打破，O －2 和
H2O2 快速积累，引起膜质过氧化作用加剧，MDA 作为膜质过氧化作用的产物持续积累，使质膜透性不断
增大且质膜稳定性持续降低，NaCl对细胞膜系统的伤害随着胁迫时间的延长和浓度的提高而加剧。
相关研究表明，在长期进化过程中，植物会形成逆境胁迫下改变体内保护酶活性和含量的抗性机
制［6 － 9，25］。试验结果表明，在 NaCl胁迫初期，随着 ＲOS的积累，SOD、CAT和 POD活性呈上升趋势(图 2) ，
这与化感物质胁迫下番茄幼苗根部保护酶活性变化规律类似［26］，在重度胁迫下(400、300 mmol·L －1) ，
ＲOS累积急剧增加，三种保护酶的活性也随之提高，且均先于 ＲOS 达到峰值，而胁迫程度越轻，保护酶活
性增加越缓慢，峰值出现时间延后，这与水分胁迫下野牛草叶片内抗氧化酶活性变化规律类似［27］。NaCl
胁迫下 SOD、POD、CAT呈先上升后下降的趋势可能是由于 NaCl 胁迫下，尽管 SOD、POD、CAT 等 ＲOS 清
除酶活性迅速提高，但在胁迫后期 O －2 和 H2O2 积累过量，从而导致保护酶合成下降或降解增强所致。
综上所述，NaCl胁迫下美蕊花幼苗叶片内 SOD、CAT 和 POD 对 H2O2 和 O
－
2 等 ＲOS 的清除受胁迫时
间和强度的影响，重度胁迫下(400、300 mmol·L －1) ，保护酶活性峰值出现较早，在中度(200、
100 mmol·L －1)轻度(50、25 mmol·L －1)胁迫下，H2O2 和积累速率较慢，保护酶活性峰值出现较晚，在胁迫
中前期(0 － 48 h)ＲOS的清除系统是有效的，但随着 NaCl胁迫强度的增加和时间的延长，清除效率随之降
低，过量的 ＲOS引起膜质过氧化，影响植物的正常生理代谢，这可能是 NaCl胁迫对美蕊花毒害机理之一。
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( 责任编辑: 温凤英)
·571·第 2 期 柳冬香:盐胁迫对美蕊花幼苗叶片活性氧代谢及清除系统的影响