全 文 ：　[收稿日期] 　2010-12-09;2011-01-27修回
　[基金项目] 　天津市科技成果转化及产业化推进计划项目“杂种酸模 97-1 品系栽培技术及其动物微生态有机饲料开发应用”
(08ZHNZNC03400)
　[作者简介] 　孙　宁(1979-),女 ,硕士 ,实验师 ,从事植物细胞工程研究。 E-mai l:snin g79@sina.com
　＊通讯作者:张　磊(1952-),男 ,教授 ,从事遗传学及植物细胞工程研究。 E-mai l:zl1952@yahoo.com.cn
[ 文章编号] 1001-3601(2011)03-0154-0050-03
杂交酸模离体条件下对盐胁迫的生理响应
孙 宁1 , 赵新海2 , 张 磊1＊ , 陈小强1 , 裴仁济1 , 刘 阳1
(1.天津农学院 农学系 , 天津 300384;2.天津农学院 计算机科学与信息工程系 , 天津 300384)
　　[摘　要] 为探索不同 NaCl浓度胁迫对离体条件下杂交酸模 97-1种子萌发及幼苗生理指标的影响 ,利
用组织培养方法研究 NaCl盐胁迫对杂种酸模 97-1萌发生长的影响及其生理响应 ,结果表明:种子发芽率与
NaCl浓度呈极显著负相关 ,种子萌发的耐盐临界值约为 0.93%, NaCl 浓度在 1.6%～ 1.8%时发芽率<
10%;随 NaCl浓度增加 ,叶绿素 a 、叶绿素 b 和总叶绿素含量呈先上升后下降的变化趋势 ,而叶绿素 a/b比
值无明显变化;随着盐浓度的增长杂交酸模 97-1细胞膜透性增大 ,丙二醛含量升高;游离脯氨酸及可溶性糖含量与 NaCl浓度呈正相关 。[关键词] 杂交酸模 97-1;盐胁迫;生理响应;离体[中图分类号] S153 [文献标识码] A
Physiological Response of Rumex 97-1 to Salt Stress in vitro
SUN Ning
1 , ZHAO Xin-hai2 , ZHANG Lei1＊ , CHEN Xiao-qiang 1 , PEI Ren-ji1 , LIU Yang1
(1.Department of Agronomy , Tian jin Agricultural Universit y , Tian jin 300384;2.Department o f Computer
Science and In formation Engineering , Tian jin Agricultural University , Tianj in 300384 , China)
　　Abstract:The seed germinat ion and sapling physio logical index o f Rumex 97-1 cultured in vit ro under
dif ferent salt st ress were studied.The results show ed that there w as a very signi ficant negat ive co rrelation
between seed germination ra te and NaCl concentration , the cri tical value of sal t to le rance for seed
germination w as 0.93%, The seed germination w as below 10% when NaCl concentration w as 1.6%～
1.8%, the content of chlo rophy ll a , chlo rophy ll b and total chlo rophy ll presented a f irst rise and then
declining t rend wi th increase of NaCl concentrat ion , but the chlo rophy ll a-chlorophy ll b ratio had no
obvious change , the membrane permeability and MDA content increased w i th increase o f NaCl
concentration and there w as a posit ive correlation betw een NaCl concentration and free praline , so luble
sugar content.
Key words:Rumex 97-1;sal t st ress;phy sio logical response;in vi tro
　　土壤和地下水含盐问题已成为当今主要的环境
课题之一 。土壤中过量的盐分积累是限制世界 1/3
耕地粮食生产活动的重要因素。因此 ,深入研究盐
胁迫下耐盐植物的基本机制 ,是改善农作物在盐碱
环境下生长的重要保证[ 1] 。杂交酸模 97-1(Rumex
97-1)是在 杂 交 酸 模鲁 梅 克 斯 K-1 (Rumex
patientia×R.t ianschanicus cv.Rumex K-1)的基
础上 ,对其组织诱变 ,再经诱导分化试管苗产生的新
品系[ 2-3] 。其不仅具有原品种的抗旱 、耐涝 、抗盐碱 、
耐机播 、适应性强等特点 ,同时在生物学性状方面优
于原品种 ,表现为年生长量大 ,生长速度快。为探索
酸模耐盐生理机制 ,并为滨海盐碱地区酸模生产提
供参考 ,笔者利用组织培养方法研究了 NaCl 胁迫
对杂种酸模 97-1萌发生长的影响及其生理响应 。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以 2009年当年产杂交酸模 97-1种子为试材 ,
进行离体培养。
1.2 试验方法
1.2.1 N aCl对杂交酸模 97-1 种子发芽试验 在
无激素的1/2M S培养基加入 NaCl ,配成含 NaCl浓
度为 0(对照)、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、
1.6%、1.8%的 8个处理。先用 70%的酒精将种子
消毒 30 s后 ,再用 0.1%的升汞(HgCl2)将种子消毒
10 ～ 15min ,无菌水冲洗 3 ～ 4次 ,接种在培养基中。
每处理接种 56 粒种子 , 3 次重复。培养室温度
25℃,光强为 2 000 lx ,日照时数 12 h 。从培养第 4
天开始定期观察统计发芽情况 ,接种 32 d后结束记
录 ,并将无菌苗转接。
1.2.2 杂交酸模 97-1 的盐胁迫生理指标测定
将无菌苗转接入含相应浓度 NaCl的培养基中继续
盐胁迫培养 ,离体培养 30 d后进行生理生化指标测
定 ,叶绿素含量测定采用 95%乙醇提取法[ 4] ,分别
测量材料中叶绿素 a(Chl a)、叶绿素 b(Chl a)和总
叶绿素(Chl t)含量 。脯氨酸(Pro)含量测定采用水
合茚三酮法[ 5] 。丙二醛(MDA)含量测定采用硫代
巴比妥酸法(TBA)[ 4] ;可溶性糖含量采用蒽酮比色
　贵州农业科学　2011 , 39(3):50 ～ 52　Guizhou Ag ricultural Science s
法[ 4] 。
2 结果与分析
2.1 种子发芽情况
从图 1可知 ,培养 4d 后种子开始发芽 ,到 16 d
时发芽基本结束。NaCl浓度在 0.6%～ 1.8%时杂
交酸模 97-1均能发芽 ,在 0.6%时发芽率与对照相
近。随着盐浓度的增高 ,发芽率逐渐减小。NaCl浓
度低于1.0%的盐胁迫虽然使杂交酸模 97-1种子发
芽率有所降低 ,但对植株生长并没有明显的作用;当
盐浓度在 1.0%～ 1.4%时 ,发芽率降至对照的 24.
62%,植株仍能生长 ,但是少数植株或叶片变黄;盐
浓度达 1.6%～ 1.8%时植株几乎不生长 ,发芽率<
10%,存活植株矮小 。
　　以接种后 16d 杂交酸模 97-1种子发芽率作回
归分析表明 ,NaCl浓度与种子发芽率呈极显著负相
关(F = 56.647 , P < 0.01), 回 归 方 程
y =-52.758x+98.979(x 为 NaCl浓度 , y 为种子
发芽率), R2 =0.9042(图 2)。假设杂交酸模 97-1
种子受盐胁迫下的发芽率分别为 50%和 0时 ,代入
回归方程 ,分别计算出种子萌发的耐盐临界值为
0.93%、耐盐极限值为 1.88%。
2.2 叶绿素含量的变化
从图 3可看出 ,叶绿素 a 、叶绿素 b 及总叶绿素
含量均随盐浓度的增加呈现先增后降的变化趋势 ,
在盐浓度为 0.8%时 , 分别达到峰值 0.488mg/g 、
0.191mg/g和 0.679mg/g 。当盐浓度继续增加 ,叶
绿素 a 、b含量开始降低 ,当盐浓度为 1.2%时 ,其含
量仍高于对照;当盐浓度达1.4%时 ,叶绿素a 、b含
图 3 NaCl胁迫对杂交酸模 97-1叶绿素含量的影响
　　Fig.3　Effect of diffe rent NaCl concentration on
leaf chlo rophy ll content of Rumex 97-1
量下降幅度增大 ,其含量分别比对照低 23.34%和
41.00%。而叶绿素 a 与叶绿素 b的比值随 NaCl浓
度变化无明显波动 。2.3 丙二醛含量的变化
丙二醛作为膜脂过氧化作用的产物 ,其含量的
多少可代表细胞膜受损伤程度的大小 ,也可间接反
映植物组织抗氧化能力的强弱 。所以 ,在植物衰老
生理和抗性生理研究中 ,丙二醛含量是一个常用指
标 。从图 4可看出 ,丙二醛含量随盐浓度的增加而
增加 ,对照组的含量为 0.418μmol/g ;0.6%处理组
的含量比对照增加 53%;盐浓度在 0.6%～ 1.0%时
丙二醛含量增长速度比较稳定 ,平均增幅为 27%;
盐浓度在 1.0%～ 1.2%时丙二醛含量趋于稳定;盐
浓度在 1.2%～ 1.6%时丙二醛含量又恢复增长 ,平
均增幅为 17%。
2.4 游离脯氨酸含量的变化
由图 5可知 ,对照组杂交酸模 97-1体内游离脯
氨酸的含量较低 ,仅为 14.99μg/g FW ,遇盐渍其含
量提高 , NaCl浓度为0.6%时比对照增加62%,并
·51·　第 3 期 孙　宁 等　杂交酸模离体条件下对盐胁迫的生理响应
随着盐浓度增高含量不断增加 ,盐浓度增加到 1.2%
时脯氨酸含量出现大幅度增长;当盐浓度为 1.6%时
脯氨酸含量达132.68μg/g ,是对照组的 8.9倍 。
2.5 可溶性糖含量的变化
可溶性糖是很多非盐生植物的主要渗透调节
剂 ,是合成有机物质的碳架和能量来源。盐胁迫等
逆境胁迫下 ,植物体内会大量积累可溶性糖 ,用于减
少外界对植物造成的伤害。从图 6可知 ,可溶性糖
含量随着盐胁迫强度的增加而迅速升高 ,最高值出
现在 NaCl浓度为 1.6%。与对照组相比 , 0.6%、
0.8%、1.0%、1.2%、1.4%和 1.6%浓度处理组可
溶性糖含量分别高出 11.94%、30.51%、64.36%、
73.85%、84.96%和 88.42%。
图 6 NaCl胁迫对杂交酸模 97-1可溶性糖含量的影响
　　　Fig.6　Effect of different NaCl concentr ation on
soluble suga r content o f Rumex 97-1
3 结论与讨论
3.1 NaCl胁迫对杂交酸模 97-1种子发芽率的影响
在杂交酸模种子萌发试验中 ,应用纸床的较多 ,
一般在 7 d左右种子基本发芽结束[ 6-7] 。离体条件
下杂交酸模种子的发芽时间延长 ,至第 16天仍有部
分种子萌发 。以第 16 天种子发芽情况统计 , 当
NaCl浓度小于 0.6%时 ,对杂交酸模种子发芽无明
显影响 , 其相对发芽率达 95.66%, NaCl 浓度为
0.8%时相对发芽率为 81.46%。说明 , 盐浓度在
0.6%～ 0.8%时对杂交酸模 97-1的生长抑制程度
较小 。随盐浓度升高种子发芽率呈明显下降趋势 ,
NaCl浓度大于 1.2%时杂交酸模 97-1种子发芽率
小于 40%, 与对照相比最大相对发芽率仅为
39.93%。
3.2 NaCl胁迫对杂交酸模 97-1叶绿素含量的影响
在盐胁迫下 ,叶细胞超微结构变化主要表现在
细胞膜系统和叶绿体等细胞器上 ,其中对盐分最敏
感的是叶绿体。盐胁迫破坏叶绿体结构 ,使叶绿素
含量下降 ,引起植株光合能力减弱 。肖雯等[ 8] 研究
认为 ,叶绿素含量大小并不能直接反映植物耐盐性
的大小 ,但能表示植物在盐渍条件下光和作用的强
弱 ,可与其他指标综合分析作为植物抗盐性判断的
参考指标 。与许多植物[ 9-12] 类似 ,N aCl胁迫下杂交
酸模 97-1的 Chl a、Chl b 及 Chl t变化均呈先上升
后下降趋势 。叶绿素含量峰值出现在 NaCl浓度为
0.8%,NaCl浓度大于 1.2%时叶绿素含量逐渐低
于对照 ,而 Chl a/Chl b比值变化不明显 。
3.3 NaCl胁迫对杂交酸模膜脂过氧化物作用的
影响
膜系统是植物盐害的主要部位。盐胁迫可使植
物体内自由基积累量上升 ,产生大量活性氧化物 ,加
强膜脂过氧化作用 ,膜脂过氧化产物 MDA 含量增
加 。MDA 通过影响细胞膜透性及膜蛋白而影响细
胞对离子的吸收和积累及活性氧代谢系统的平衡 ,
破坏植物细胞膜的透性 ,影响植物各种生理代谢 ,最
终影响其生长。杂交酸模 97-1 在 N aC1 胁迫后使
MDA 积累 ,导致质膜透性增大 , MDA 含量随着盐
浓度的增加而增加 。在 N aCl浓度小于 0.6%处理
下 ,丙二醛含量增幅较小;在 NaCl 大于 0.6%时
MDA 含量增幅较大 , NaCl 浓度为 1.6%时(MDA
含量最高)与 NaCl浓度 0.6%时相比 , MDA含量增
长 124.6%。
3.4 NaCl胁迫对杂交酸模渗透调节物质的影响
脯氨酸是一种无毒的植物渗透调节剂 ,它可以
降低细胞渗透势以抵抗外界水势胁迫 ,有利于植株
抵抗不良环境。正常条件下脯氨酸含量极低 ,一旦
遇到干旱或盐渍 ,其含量会大幅度提高。目前 ,对于
脯氨酸的生理生态意义还未有一致意见。很多研究
者认为 ,脯氨酸是主要的有机渗透调节物质 ,脯氨酸
积累是植物为了对抗盐胁迫而采取的一种保护性措
施[ 1 3-14] ,而有学者认为 ,Pro 积累并不代表植物耐盐
能力的大小 ,似乎更适宜作为胁迫敏感性指标[ 15-16] 。
本试验中 ,杂交酸模97-1在盐浓度小于1.0%时 ,脯
氨酸含量增幅不大 ,当盐浓度达到 1.2%时其含量
陡增 ,达 1.6%时含量最大 ,是对照组的 8.9倍。
作为植物的主要渗透调节剂及有机物质的碳架
和能量来源 ,可溶性糖对细胞膜和原生质胶体也有
稳定作用 ,同时还可在细胞内无机离子含量高时起
保护酶类的作用 。与脯氨酸变化趋势相似 ,杂交酸
模 97-1叶片可溶性糖含量随 NaCl浓度增加而逐渐
增加 ,渗透势降低 ,渗透调节能力增强 ,以缓解盐胁
迫对自身细胞膜的伤害 。
[ 参 考 文 献]
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·52· 　　　　　　　　　　　　 　　　　　贵 州 农 业 科 学 2011 , 39 卷
[ 文章编号] 1001-3601(2011)03-0155-0053-06
γ-亚麻酸及其生理生化功能研究进展
周同永1 , 2 , 任 飞1 ,2 , 邓 黎1 , 2 , 皮 立1 , 2 , 韩 发1＊ , 席 梅3 , 任利平3
(1.中国科学院西北高原生物研究所 , 青海西宁 810008;2.中国科学院 研究生院 , 北京 100049;
3.青海省互助县农业技术推广中心 , 青海 互助 810500)
　　[摘　要] γ-亚麻酸是一种具有多种生物学活性的多不饱和脂肪酸 。多年研究表明:γ-亚麻酸存在于多
种草本植物 、藻类和低等真菌中 ,可通过多种生物学机制发挥降血脂 、杀菌 、抗炎 、抗高血压 、抗动脉粥样硬化等一系列生理生化功能。综述了γ-亚麻酸生物资源 、代谢 、生理生化功能及相关机制的研究进展 。[关键词] γ-亚麻酸;生物资源;代谢;生理生化功能[中图分类号] Q547 [文献标识码] A
Research Progress in Physiological and Biochemical
Function of γ-linolenic Acid
ZHOU Tong-yong 1 , 2 , REN Fei1 , 2 , DENG Li1 , 2 , PI Li1 , 2 , HAN Fa1＊ , XI Mei3 , REN Li-ping3
(1.Northwest Plateau Institute of Biolog y , Chinese Academy of Sciences , Xining , Qinghai 810008;2.Graduate
School , Chinese Academy of Sciences , Beij ing 100049;3.HuzhuCenter of Popularizing Agriculture Technique ,
Huzhu, Qinghai 810500 , China)
　　Abstract:γ-linolenic acid (G LA), a unsaturated fatty acid w ith physio logical and biochemical
functions of antiatherosclo resis , ste rilization , anti-inf lammatory , ant i-hypertension and anti-athe ro sclerosis ,
exists in various herbs , algae and lower fungi.The paper review s research pro gress in biological resources ,
metabolism , physio logical and biochemical funct ion and relat ive mechanism of γ-linolenic acid(GLA).
Key words:γ-linolenic acid (GLA);biolog ical resources;me tabo lism;phy siological and biochemical
function
　　近 20年来 ,随着科技发展的日异月新和人们生
活水平的快速提高 ,多不饱和脂肪酸(尤其是γ-亚麻
酸 ,人体必需但本身又无法合成的一种重要脂肪酸)
与健康的关系日益受到重视 ,由于γ-亚麻酸及其系
列代谢物在免疫系统 、心血管系统 、生殖系统 、内分
泌系统乃至神经系统中都具有重要而广泛的生理作
用和明显的药理作用 , γ-亚麻酸被高度评价为“21
世纪功能性食品主角” ,倍受国内外营养及临床学界
的广泛关注和较为深入的研究 。本文对其资源 、代
谢和生理生化功能做一综述 ,提出未来需要进一步
研究的方向 。
　[收稿日期] 　2010-08-18;2011-01-20修回
　[基金项目] 　科技部人员服务企业行动项目(2009GJG20004);中科院科技支青项目(082B371211);国家自然科学基金(31070475)
　[作者简介] 　周同永(1985-),男 ,在读硕士 ,研究方向:植物生理生态以及植物化学。 E-mai l:zhoutongyong2005@163.com
　＊通讯作者:韩　发(1953-),男 ,研究员 ,从事高原植物生理生态及特色生物资源开发和利用研究。E-mail:hanfa@nw ipb.ac.cn
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(责任编辑:冯　卫)
　贵州农业科学　2011 , 39(3):53 ～ 58　Guizhou Ag ricultural Science s