全 文 ：干旱胁迫下枳橙和山下红蜜柑内源
激素含量的变化规律
赵文魁1 ,童建华2 ,张雪芹2 ,陈小飞1 ,田　梅3
(1.湖南农业大学资产处 ,湖南 长沙　410128;2 湖南省植物激素与生长发育重点实
验室 ,湖南 长沙　410128;3.湖南农业大学校级实验室管理中心 ,湖南 长沙　410128)
摘　要:研究了干旱胁迫下枳橙和山下红密柑内源激素含量的变化。 结果表明:经不同程度干旱处理的枳橙叶片GA 3、IAA、Z 含
量都呈先升后降的变化趋势 ,ABA含量随着失水率的增加逐渐上升;而山下红叶片 GA3 、IAA含量都呈先上升后下降的变化趋势 , Z
含量变化有些起伏 , ABA含量随着失水率的增加逐渐上升。干旱胁迫下枳橙根赤霉酸(GA3)、脱落酸(ABA)和玉米素(Z)含量低于
对照 ,吲哚-3-乙酸(IAA)含量高于对照 ,而叶片GA3 和Z 含量低于对照 , IAA和ABA含量高于对照。
关键词:枳橙;山下红密柑;干旱胁迫;内源激素
中图分类号:S666.4.2　　文献标识码:A　　文章编号:1006-060X(2007)02-0034-03
Change rules of Endogenous Phytohormones in Citrange and
Shanxiahong under Drought Stress
ZHAO Wen-kui1 , TONG Jian-hua2 , ZHANG Xue-qin2 , CHEN Xiao-fei1 , TIAN Mei3
(1.Property Department of Hunan Agricultural University , Changsha 410128 , PRC;2.Hunan Provincial Key Laboratory of Phytorhormones and
Growth Development , Changsha 410128 , PRC;3.Lab Management Center of Hunan Agricultural University , Changsha 410128 , PRC)
Abstract:The changes rules of endogenous phytohormones in Citrange and Shanxiahong under drought stress were studied.The
results showed the content of GA3 and IAA first increased and then decreased , and ABA gradually increased with dehydration ratio
in leaves of Citrange and Shanxiahong.But the change of Z content was different between Citrange and Shanxiahong.The content
of Z first increased and then decreased in Citrange , but waved in Shanxiahong.compared with CK , the contents of GA3 , ABA ,
and Z in Citrange root were lower ,while content of IAA higher.In Citrange leaves , content of GA3 and Z decreased significantly ,
while IAA and ABA increased significantly.
Key words:Citrange;Shanxiahong;drought stress;endogenous phytohormones
　　我国柑橘产地每年 7 ～ 8月间多为晴热干旱天
气 ,土壤水分不足引起柑橘水分平衡遭到破坏 ,严重
影响柑橘的产量和品质。干旱胁迫时植物内源激素
水平发生相应变化 ,以适应逆境。研究表明[ 1-3] :逆
境下 ,植物内源赤霉素 、生长素和细胞分裂素会发生
相应的变化 ,共同调节植物的生长发育 。其中ABA
被广泛认为是一种重要的胁迫激素 ,植物在逆境条
件下启动 ABA 的生物合成系统 ,根系 ABA合成增
加 ,并通过木质部蒸腾流将ABA输送到地上部分参
收稿日期:2007-02-02
基金项目:国家自然科学基金项目(30540019)
作者简介:赵文魁(1970-),男 ,湖南桃江县人 ,实验师, 主要
从事植物学方面的研究。
与叶片气孔调节。“枳橙”是枳与橙类的杂交种 ,具
有根系发达 、生长快 、耐旱 、耐寒 、抗病等优点。“山
下红”蜜柑是日本从早熟温州蜜柑“宫川”内选育出
的优质芽变红皮型新品系 ,适应性广 ,抗逆性强 ,自
然挂果率高。因此 ,本研究以枳橙和山下红为试验
材料 ,通过研究干旱胁迫下内源激素含量变化 ,阐明
激素与柑橘干旱适应性的关系 ,为应用外源激素调
控生理代谢提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
湖南省农业厅良种示范场提供的一年生枳橙砧
木苗和山下红温州蜜柑盆栽嫁接苗。
1.2　试验方法
　湖南农业科学　2007 ,(2):34 ～ 36　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Hunan Agricultural Sciences　
DOI :10.16498/j.cnki.hnnykx.2007.02.014
1.2.1　干旱处理　将普通河沙 、棉籽壳和普通菜园
土按一定比例拌匀后 ,放入70 ℃烘箱中烘干 ,7 d后
将充分干燥的培养土分别装入 1 L 的花盘中 ,并于
每盆定植 1株幼苗后称重(W1)。然后对定植好的
幼苗充分浇水 ,直到培养土吸水饱和 ,不再有重力水
流出时称取苗 、培养土 、花盆三者的总重(W2)。最
大持水量W=W2-W1 。将准备好的盆栽苗木置于
温室中培养 ,待完全成活后放入30 ℃人工气候箱中
培养 30 d后 ,停止浇水进行干旱胁迫处理 ,处理的
前7 d每隔 2 d 对盆栽苗称重 , 7 d 后每天对盆栽苗
称重(W3),并计算出土壤的失水率 ,以正常浇水的
盆栽苗为对照。即:失水率=(W3-W1)/W×(100/
100)。
当盆栽苗每个处理有 5盆失水率达到实验设计
的40%、50%、60%、70%、80%、90%要求时 ,进行挂
牌编号 ,每天下午 18:30称取盆重 ,补充当天失去的
水分 ,使各处理保持设定的相对含水量 ,连续控水
30 d后取样。
1.2.2　取样方法　取正常浇水的枳橙根和叶片 ,干
旱胁迫后失水率为 40%的枳橙根和叶片以及失水
率为 50%、60%、70%、80%、90%的枳橙叶片;取正
常浇水的山下红叶片和干旱胁迫后失水率为 40%、
50%、60%、70%、80%、90%的山下红叶片 ,分别测
定其内源激素含量(取样后立即用液氮处理 ,真空冷
冻干燥 ,贮存于-60 ℃的低温冰箱中备用)。
1.2.3　植物激素的提取与纯化　四种植物激素的
提取参照王若仲等[ 3]的试验方法并加以改进 。称取
冻干的植物样品约 0.5 g(鲜样※液氮处理※真空冷
冻干燥),分 4次加入预冷的 80%甲醇(体积比)共
11 ml(5ml 、2ml 、2ml 、2ml),在弱光下冰浴中研磨成
匀浆 ,转入离心管于 4 ℃冰箱中浸提过夜(15 h 以
上 ,避光),并不定时搅拌 。4 ℃下以 3 000 r/min 离
心20 min ,取出上清液 ,重复 2次 ,合并上清液 ,然后
将其真空冷冻离心浓缩至干 ,加入 8 ml醋酸铵溶液
(0.1 mol/L 、pH 9.0)复溶 ,4 ℃下 27 000 r/min离心
20 min ,上清液经聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)柱和二
乙基氨基乙基交联葡聚糖凝胶(DEAE sephadex A-
25)柱 ,以 C18Sep-pak小柱(Classical , Waters公司
生产)收集样品中的内源激素 ,加入 50%(体积比)
的甲醇 ,将吸附于柱内的激素洗脱下来 ,真空冷冻离
心浓缩至干 ,最后用 100 μl 20%的乙腈(体积比)定
容进行高效液相色谱分析 。
1.2.4　植物内源激素的测定　GA3 、IAA 、Z 和 ABA
的含量采用高效液相色谱法测定 ,激素标样由美国
Fluka公司生产 ,纯度大于 98%。赤霉酸(GA3)和 3
-吲哚乙酸(IAA)的色谱测定条件:色谱柱为Waters
ODS柱(4.6 mm×250 mm , 5.0 μm);流动相为乙腈 ,
0.03%的磷酸缓冲液 。梯度洗脱条件(表 1):流速
为 1 ml/min;检测波长为 208 nm;柱温为 35 ℃;进样
量为 10 μl。玉米素(Z)和脱落酸(ABA)的色谱测定
条件:色谱柱为Waters ODS柱(4.6 mm×250 mm , 5.0
μm);流动相为乙腈 , 0.04%的三乙胺缓冲液(pH
3.0)。梯度洗脱条件(表 2):流速为 1 ml/min;检测
波长为 270 nm;柱温为 35 ℃;进样量为 10μl。
　表 1　 检测 GA3 、IAA的洗脱条件
时间(min) 乙腈(%) 磷酸缓冲液(%)流速(ml/min)
0 0 100 1
6 18 82 1
16 26 74 1
20 56 44 1
　表 2　 检测 Z、ABA 的洗脱条件
时间
(min)
乙腈
(%)
三乙胺缓冲液
(%)
流速
(ml/min)
0 0 100 1
6 12 88 1
12 23 77 1
22 48 52 1
2　结果与分析
2.1　不同干旱处理后枳橙叶片内源激素含
量的变化
不同干旱处理后的枳橙叶片内源激素含量变化
见图1 。从图 1中可以看出 ,干旱胁迫下 ,枳橙叶片
图 1　失水对枳橙叶片内源激素含量的影响
内源激素含量的变化比较明显。其中 GA3、IAA 、Z
含量都呈先上升后下降的变化趋势 ,但是 GA3 、IAA
含量的变化较大 ,Z 的变化较小 ,且各内源激素达到
峰值的失水程度不同 ,GA3 、IAA 、Z 达到峰值的失水
35第2 期　　　　　　　　　　赵文魁等:干旱胁迫下枳橙和山下红密柑内源激素含量的变化规律　　　　　　　　　　
率分别为 50%、80%和 60%, 当失水率达 80%～
90%时 ,Z 含量趋于零。ABA 含量随失水程度增加
逐渐上升 ,但不同失水程度下 , ABA 含量的变化较
小。图 1结果表明 ,水分对植物体内源激素含量有
较大的影响 ,干旱胁迫下植物体内 ABA 含量增加 ,
而且随着胁迫程度的增加而增加 ,因为 ABA的生物
合成受到环境条件的调控 ,逆境会大大加强 ABA 的
合成 ,使保卫细胞中的 ABA显著增加 ,导致气孔关
闭 ,降低蒸腾速率。
2.2　不同干旱处理后山下红叶片内源激素
含量的变化
不同干旱处理后山下红叶片内源激素含量变化
见图 2。从图 2中可以看出 ,GA3和 IAA含量都呈先
上升后下降的变化趋势 ,但达到峰值的失水程度不
同 ,GA3 在失水率为80%时达到峰值 ,而 IAA在失水
率为 90%时达到峰值 ,但是不同失水程度下GA3 和
IAA含量变化均较大;Z 含量在失水率为 40%时达
到最高。ABA含量随着失水率的增加而逐渐上升 ,
表明干旱条件下脱落酸含量增加 ,从而引起气孔关
闭 ,降低蒸腾 ,同时根系生理活动受到影响 ,使根尖
的细胞分裂素合成受阻 ,运输到叶片的细胞分裂素
减少 ,导致 Z 含量下降 。
图 2　失水对山下红叶片内源激素含量的影响
2.3　干旱胁迫对枳橙根和叶片内源激素含
量的影响
从表 3中可以看出 ,当失水率为 40%时 , 枳橙
根中的 GA3 、ABA 、Z 含量均显著低于对照 ,而 IAA 含
量显著高于对照;叶片中的 GA3 和 Z 含量显著低于
对照 ,而 IAA和ABA含量显著高于对照 。干旱胁迫
下枳橙根和叶片内的 IAA 含量均高于对照 ,且根中
的 IAA含量是对照的 3.29倍 , IAA含量的增加可认
为是植物为减轻逆境伤害的保护性生理反应 ,有利
于植物保持较高的水分状态。枳橙叶片中的 ABA
含量显著高于对照 ,为对照的 2.2倍 ,可能是因为干
旱胁迫条件下叶片内ABA的合成量增加 ,但是 ABA
在枳橙内的运输速度减慢 ,仅有少量 ABA被运输到
根内所致 。ABA被认为是逆境信号分子 ,当植物处
于干旱 、低温 、盐碱和环境污染等逆境下时 ,植物体
内脱落酸增加引起叶片气孔关闭 ,有利于植物抗旱。
因此 ,枳橙叶片内 ABA含量的增加导致叶片气孔关
闭 ,提高枳橙的抗旱性 。
　表 3　干旱胁迫对枳橙根及叶片内源激素含量的影响
材料 GA3 IAA ABA Z
对照根 3.77A 0.82A 8.77A 2.89A
胁迫根 1.43B 2.70B 8.02B 2.05B
对照叶 9.88A 1.87A 0.13A 0.18A
胁迫叶 4.95B 2.32B 0.21B 0.15B
　注:不同字母表示差异在 0.01水平上极显著;表中数据为失水率
为 40%时。。
3　讨　论
本研究中 ,干旱胁迫下枳橙叶片内 GA3 和 Z 等
促进生长的内源激素含量降低 ,抑制生长的内源激
素ABA含量增加 ,与前人的研究结果一致。 IAA可
以调节根系代谢 ,促进根系伸长生长 ,增大根/冠比 ,
有利于柑橘在胁迫条件下保持较好的水分状态 。根
系受干旱胁迫时 ,ABA 合成能力增加 ,代谢速度降
低 ,从而增强了柑橘根部对水分的吸收 ,减少了叶片
水分散失 ,是柑橘为减轻逆境伤害的一种保护性生
理反应 。Z能降低根系对水分的透性 ,减少气孔阻
力 ,GA3 能改变植物对水分的利用 ,促进气孔关闭 ,
减少蒸腾 ,同时促进细胞伸长生长。本研究结果表
明 ,干旱胁迫下枳橙叶片内GA3 和Z 等促进生长的
激素含量降低 ,ABA 等抑制生长的激素含量增加 ,
而根内 IAA含量增加 ,从而使植株在形态 、生理等方
面发生与干旱胁迫相适应的变化 ,提高自身的抗旱
性 ,减轻逆境造成的伤害。同时根内 IAA 含量的增
加以及叶片内 ABA含量的增加 ,可认为是枳橙对干
旱胁迫的一种适应性反应。但这种适应性反应是有
限度的 ,强度胁迫会使枳橙的这种自我保护机制受
到破坏 。
参考文献:
[ 1] 　Pi let O E , Saugy M.Effect of applied and endogenous indol 3 ylacet-
add on maize root growth[ J] .Flanta , 1985 , 164:254-258.
[ 2] 　陈少良.杨树种间耐旱性差异的生理生化基础研究[ D] .北京:
北京林业大学 , 2001.
[ 3] 　王若仲 ,萧浪涛 ,曹　庸 ,等.亚种间杂交稻内源激素的高效液
相色谱测定法[ J] .色谱 , 2002, 20(2):148-150.
36　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　湖南农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 2期