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盐胁迫对流苏树愈伤组织生理生化特性的影响
王 鑫，孔祥生
(河南科技大学农学院，河南洛阳 471003)
摘要:以流苏树愈伤组织为材料，测定其在不同浓度(0、50、100、150、200 mmol /L)NaCl 胁迫下的可溶性糖、可溶
性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果显示:可溶性糖和脯氨
酸含量先下降后上升，其中 50 mmol /L NaCl处理组的流苏树愈伤组织中的可溶性糖和脯氨酸含量均低于对照组;可
溶性蛋白含量整体上先升高再下降;MDA含量初期迅速升高，中后期缓慢下降，对照组持续下降;SOD 活性表现为迅
速增强后稍有减弱;POD活性初期明显减弱，中后期明显增强，对照组变化较处理组不明显。
关键词:流苏树;愈伤组织;盐胁迫;生理生化特征
中图分类号:Q945． 78 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2014)11 － 0054 － 04
收稿日期:2014 － 01 － 13
基金项目:河南省重点科技攻关(编号:090080021023)。
作者简介:王 鑫(1988—)，女，河南开封人，硕士，研究方向为植物
学。E － mail:wangxin． kf@ 163． com。
通信作者:孔祥生，硕士，教授，研究方向为植物生理学与植物细胞工
程。E － mail:kxsh55@ 163． com。
流苏树(Chionanthus retusus)别称萝卜丝花、茶叶树、四月
雪等，是木犀科流苏树属落叶乔木，为国家二级保护植物，主
要分布于我国甘肃、陕西、山西、河北、河南以南至云南、四川、
广东、福建、台湾等地。流苏树的嫩叶及花可代茶，并具有一
定药用价值;材质较好，可制器具和供细木工用;枝叶繁茂，花
大而美丽，是优良造林和观赏树种;果实含油率高，是一种重
要能源植物［1］。但是目前关于流苏树的研究很少，关于组织
培养的抗性研究还从未报道。流苏树用途广泛但却未被开发
利用，与其传统的繁殖方式不无关系。迄今为止，还没有关于
流苏树快速繁殖的研究，而且流苏树大部分分布于我国盐碱
地带，所以选育耐盐品种对其广泛栽培和充分研究利用很有
必要。植株和愈伤组织的耐盐性相似，植株的耐盐性可以在
组织水平上表达，应用愈伤组织筛选耐盐性是可行的［2］。渗
透胁迫是指环境的低水势对植物体产生的水分胁迫，包括干
旱、盐渍胁迫，可见盐胁迫属于渗透胁迫的一种。在渗透胁迫
下，植物细胞失水，膨压减小，生理活性减弱，严重时细胞完全
丧失膨压，最后导致细胞死亡。在一定范围内，某些植物细胞
可通过自身渗透调节作用抵御外界渗透胁迫。渗透调节是植
物适应渗透胁迫的生理生化机制，它通过主动增加细胞内溶
质的作用降低渗透势来促进细胞吸水，从而维持细胞膨压。
渗透调节是在细胞水平上进行的，即由细胞通过合成和吸收
积累对细胞无害的溶质来完成。参与细胞渗透调节的物质主
要有 2 类:一类是由外界引入细胞中的无机离子，一类是在细
胞内合成的有机溶质，主要是可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、
甜菜碱等［3 － 4］。盐胁迫破坏植物体内的氧化还原平衡，从而
导致活性氧积累［5］、膜脂过氧化水平增高、丙二醛(MDA)含
量增加［6］。MDA是膜质过氧化的最终产物，它能与膜上的蛋
白质、酶等结合，引起蛋白质分子内和分子间的交联，使之失
活，加剧膜质过氧化作用，其积累是毒害作用的表现，人们常
以其作为判断膜质过氧化作用的一个指标［7 － 8］。在 NaCl 胁
迫下，细胞内自由基代谢平衡失调而产生过剩的活性氧，会引
起或加剧膜脂质过氧化，造成细胞膜系统损伤，膜透性增
强［9］。抗氧化胁迫是植物耐盐的一种方式，保护酶系统［过
氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)］是防御活性氧及
其他自由基对细胞膜系统伤害的重要酶［10］。本研究探讨不
同浓度(0、50、100、150、200 mmol /L)NaCl 胁迫下流苏树愈伤
组织中可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、MDA 含量和
POD、SOD活性的变化，分析流苏树在盐胁迫下的生理生化特
点，旨在为关于流苏树的其他研究奠定一定基础。
1 材料与方法
1． 1 材料和盐胁迫处理
1． 1． 1 无菌体系的建立 把采于河南省栾川县狮子庙乡的
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流苏树种子带回实验室，去除果皮和种皮，取出胚放于超净工
作台上，用 75%乙醇表面处理 30 s，无菌水冲洗 3 次，0． 1%氯
化汞溶液处理 2 min后取出，无菌水振荡冲洗 5 次，无菌滤纸
吸干表面水分，接种于添加了 0． 05 mg /L NAA、1． 0 mg /L
GA3、2． 0 mg /L 6 － BA、蔗糖 30 g /L、琼脂 6 g /L的 WPM 培养
基(pH 值 5． 8)上暗培养 4 d，然后转至光培养，培养温度为
(25 ± 2)℃，光照时间 12 h /d，光照强度 1 500 ～ 2 000 lx，获
得无菌苗。
1． 1． 2 愈伤组织的获得 将萌发的无菌苗在超净工作台内
取出，将萌发变绿的子叶取下，切成 0． 5 cm左右的块状，接种
于添加了 0． 5 mg /L NAA、0． 5 mg /L 2，4 － D、0． 5 mg /L 6 －
BA、蔗糖 30 g /L、琼脂 6 g /L的WPM培养基(pH值 5． 8)上光
照培养，培养温度(25 ± 2)℃，光照时间 12 h /d，光照强度
1 500 ～ 2 000 lx，培养 20 d后生成较好的愈伤组织。
1． 1． 3 盐胁迫处理 以 WPM + 0． 5 mg /L NAA + 0． 5 mg /L
2，4 － D + 0． 5 mg /L 6 － BA +30 g /L蔗糖 + 6 g /L琼脂为基本
培养基，分别添加 NaCl 溶液，使其在培养基中的浓度分别达
到 50、100、150、200 mmol /L，并以不添加 NaCl 溶液为对照
(CK)，把生长状态一致的愈伤组织分别接种于对照和含有不
同浓度 NaCl的培养基上培养，在培养 0、3、6、9、12、15 d 时测
定各生理指标。
1． 2 测定项目及方法
采用蒽酮法测定［11］可溶性糖含量;采用考马斯亮蓝
G －250 染色法［11］测定可溶性蛋白含量;采用磺基水杨酸提
取法［11］测定游离脯氨酸含量;采用硫代巴比妥酸(TBA)比色
法［11］测定 MDA 含量;采用愈创木酚法［11］测定 POD 活性;采
用氮蓝四唑(NBT)光化还原法［11］测定 SOD活性。
2 结果与分析
2． 1 不同浓度盐胁迫对流苏树愈伤组织形态的影响
由表 1、图 1 可知，50 mmol /L NaCl 浓度对愈伤组织的生
长影响很小，培养前 9 d，愈伤组织生长稍慢于对照，12 d 后，
愈伤组织生长状态与对照相同;100 ～ 200 mmol /L NaCl 的处
理会阻碍愈伤组织的生长，盐浓度越高和培养时间越长，愈伤
组织的生长状态越差，培养 15 d时，100 mmol /L NaCl 处理的
愈伤组织生长缓慢，有部分发生褐化;150 mmol /L NaCl 处理
的愈伤组织生长大部分发生褐化;200 mmol /L NaCl会造成愈
伤组织的严重褐化、死亡。
表 1 盐胁迫对愈伤组织生长的影响
NaCl浓度
(mmol /L)
盐胁迫不同时间后愈伤组织的生长情况
3 d 6 d 9 d 12 d 15 d
CK +++++ +++++ +++++ +++++ +++++
50 +++++ ++++ ++++ +++++ +++++
100 ++++ ++++ +++ +++ +++
150 ++++ +++ +++ ++ ++
200 +++ +++ ++ + +
注:+ + + + + 表示愈伤组织质量最好，体积大，新鲜，绿色;
++++表示愈伤组织质量较好，较新鲜，绿色;+++表示愈伤组织质
量较差，体积较小，发暗，绿色中有褐点;++表示愈伤组织质量较差，
体积小，淡褐色;+表示愈伤组织质量差，体积小，严重褐化。
2． 2 不同浓度盐胁迫对流苏树愈伤组织渗透调节物质的
影响
2． 2． 1 不同浓度盐胁迫对流苏树愈伤组织可溶性糖含量的
影响 从图 2 可以看出，随胁迫时间的延长，愈伤组织中可溶
性糖含量整体呈现先降低后升高的趋势。对照愈伤组织可溶
性糖含量在胁迫后 6 d最低，为 5． 59 mg /g;之后开始上升，胁
迫后 15 d 最高，为 38． 47 mg /g。200 mmol /L NaCl 处理的可
溶性糖在胁迫后 3 d 最低，为 6． 70 mg /g，仅为对照的
57. 01%;之后开始上升，到胁迫后 15 d 最高，比对照高
45. 85%。50 mmol /L NaCl处理在前 6 d 均高于对照，胁迫后
6 d比对照高 89． 42%;胁迫后 9 ～ 15 d一直低于对照，胁迫后
15 d为对照的 79． 59%。
2． 2． 2 不同浓度盐胁迫对流苏树愈伤组织游离脯氨酸含量
的影响 图 3 显示，胁迫后 3、6、9 d，CK愈伤组织的游离脯氨
酸含量显著高于接种当天，胁迫后 12 ～ 15 d 游离脯氨酸显著
低于接种当天;50 mmol /L NaCl 处理的游离脯氨酸含量在培
养期间均低于对照，胁迫后 15 d仅为对照的 71. 82%;在胁迫
前期，100 ～ 200 mmol /L NaCl处理组脯氨酸含量均低于对照，
在胁迫后期高于对照，并且随着 NaCl 浓度的提高，高于对照
的时间提前(100、150、200 mmol /L NaCl 处理分别在胁迫后
15、12、9 d 时高于对照)，胁迫后 15 d，100、150、200 mmol /L
NaCl 处理的游离脯氨酸含量分别比对照高 62． 56%、
139. 17%、177． 22%。
2． 2． 3 不同浓度盐胁迫对流苏树愈伤组织可溶性蛋白含量
的影响 从图 4 可以看出，整个试验过程中，所有处理可溶性
蛋白含量均呈现先升高后降低的趋势。对照在胁迫后 3 d 达
到最高，比接种当天高18 ． 89%;之后开始下降，到胁迫后
—55—江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 11 期
15 d 达到最低，为接种当天的 78． 61%。50 mmol /L NaCl 处
理的可溶性蛋白含量在胁迫前 9 d持续升高，在胁迫后 9 d达
到最大，比对照高 16． 03%;之后开始下降，胁迫后 15 d 比对
照高 9． 85%。100 ～ 200 mmol /L NaCl 处理可溶性蛋白含量
均表现为先升高后降低的趋势，且胁迫前 6 d 均高于对照，
150、200 mmol /L NaCl 处 理 在 胁 迫 后 9 d 低 于 对 照，
100 mmol /L NaCl处理在胁迫后 12 d 低于对照，胁迫后 15 d
分别为对照的 91． 19%、66． 22%、56． 09%。
2． 3 不同浓度盐胁迫对流苏树愈伤组织 MDA含量的影响
图 5 显示，胁迫后 3 d，CK的MDA含量稍微有所上升，比
接种当天高 5． 18%，之后开始下降，胁迫后 15 d降到最低，仅
为接种当天的 66． 38%;50 ～ 200 mmol /L NaCl 处理的 MDA
含量均在胁迫后 3 d 升至最高，分别比对照高 30． 45%、
103. 49%、158． 11%、194． 32%，之后开始下降，胁迫后 15 d
降到最低，但依然高于对照，分别比对照高 13． 68%、
50． 66%、228． 13%、276． 89%。
2． 4 不同浓度盐胁迫对流苏树愈伤组织保护酶活性的影响
2． 4． 1 不同浓度盐胁迫对流苏树愈伤组织 SOD活性的影响
从图 6 可以看出，对照组愈伤组织中 SOD 活性在胁迫前
9 d 持续上升，胁迫后 9 d达到最高，比接种当天高 128. 48%，
之后稍有下降，胁迫后 15 d 比对照高 78． 80%;50 mmol /L
NaCl处理组胁迫后 6 d升至最高，比对照高 76. 81%，之后开
始下降，胁迫后 15 d 比对照高 26． 56%;100 ～ 200 mmol /L
NaCl处理组均在胁迫后 3 d 升到最高，分别比对照高
191. 07%、243. 68%、259． 39%，胁迫后 6、9、12 d 持续下降，
胁迫后 15 d 稍有上升，这 3 个盐胁迫处理分别比对照高
175. 84%、185. 42%、205． 32%。
2． 4． 2 不同浓度盐胁迫对流苏树愈伤组织 POD 活性的影响
图 7 显示，对照组愈伤组织中 POD 活性在胁迫前 6 d 有所
下降，胁迫后 6 d降到最低，仅为对照的 85． 11%，之后开始上
升，胁迫后 15 d 比接种当天高 21． 28%。50、100、150、
200 mmol /L NaCl处理在胁迫后 3 d均降到最低，分别为对照
的 7． 75%、9． 30%、19． 38%、27． 13%;之后开始上升，胁迫后
6 d比对照高;胁迫后 15 d 均升到最高，比对照高 158． 95%、
209． 12%、215． 79%、265． 50%。
3 结论与讨论
3． 1 盐胁迫对流苏树愈伤组织渗透调节物质的影响
可溶性糖和脯氨酸都是植物重要的渗透调节物质，参与
渗透胁迫下细胞水势的调节［13 － 15］，可溶性糖主要包括葡萄
糖、海藻糖、蔗糖等。这些可溶性糖类参与渗透调节，并可能
在维持植物蛋白质稳定方面起重要作用［16］。关于脯氨酸在
抗盐胁迫中作用的研究近年来有许多报道，一般认为脯氨酸
在植物体内是一种重要的渗透调节剂，在盐胁迫下脯氨酸在
植物细胞中大量积累，这对降低细胞的水势有一定的作用;脯
氨酸可以保护细胞中的生物大分子的结构，使之不被 NaCl 破
坏，并能维持其完整的水合范围;脯氨酸的高度溶解性以及其
对各种酶活性的不抑制性可以扩大细胞的溶解溶积，从而降
低细胞质液中盐的浓度，减轻盐的胁迫程度［17］。
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在植物细胞中的可溶性蛋白有相当一部分是具有特异性
作用的调节代谢的酶，还有一些可能起脱水保护剂的作用，给
细胞内的束缚水提供一个结合衬质以增加束缚水含量，从而
使细胞结构在脱水时不致遭受更大的破坏［18］。
图 2、图 3 显示，在盐胁迫初期，流苏树愈伤组织体内可
溶性糖和游离脯氨酸含量都与本试验开始时持平甚至有所下
降，而可溶性蛋白含量明显上升，表明在一定程度的渗透胁迫
下，细胞内可合成新的蛋白［7］，且这些蛋白在抗逆性上起主
要作用。到盐胁迫中后期，可溶性蛋白和游离脯氨酸开始大
量合成积累，其中可溶性糖含量最先上升，其次是游离脯氨酸
含量。这说明在盐胁迫下可溶性糖在渗透调节中发挥了积极
的作用［19］，降低了细胞的渗透势，从而抵御了逆境。游离脯
氨酸含量的增加和胁迫时间有关，说明游离脯氨酸作为渗透
调节物质，在后期开始大量合成，补充可溶性糖的作用，协同
抵御逆境。早在 1964 年 Strogonov 就提出，NaCl 可以影响蛋
白质合成过程［7］，本试验中可溶性蛋白含量在盐胁迫中后期
下降，可能就是 NaCl影响的结果。
3． 2 盐胁迫对流苏树愈伤组织 MDA的影响
图 5 显示，重度胁迫(100 ～ 200 mmol /L NaCl)的处理组
MDA 含量在盐胁迫初期就开始大量增加，轻度胁迫
(50 mmol /L NaCl)处理组的变化较小，相应的 SOD 活性(图
6)在胁迫初期也在下降，说明在胁迫初期，逆境对流苏树愈
伤组织的生长有一定影响，由此可初步推测流苏树愈伤组织
对于盐胁迫的不良环境需要一定的适应时间，在胁迫初期还
没有有效抵御逆境的变化，这与可溶性糖含量变化的推测结
果符合，在未作出反应应答前，盐胁迫对膜系统的伤害较大，
导致丙二醛大量积累。到盐胁迫中后期，由于 SOD 和 POD
活性已经增强(图 6、图 7)，有效清除了代谢过程中产生的活
性氧，从而防止了活性氧引起的膜脂过氧化作用，减少了
MDA的产生［3］。
3． 3 盐胁迫对流苏树愈伤组织保护酶活性的影响
SOD是植物处于逆境中最主要的一种抗氧化酶，它能及
时清除自由基和活性氧，提高植物组织的抗氧化能
力［10，20 － 21］。图 6 显示，在胁迫初期，所有处理的 SOD 活性均
有所升高，其中 50 mmol /L NaCl处理的 SOD活性变化趋势与
对照相似，均呈现先增强后减弱再趋于稳定，这与姚琳的基于
电阻抗图谱法检测流苏抗盐性研究的结果［10］相似。到盐胁
迫中后期，其他处理的 SOD活性变化趋势基本是先增强后稍
减弱，然后基本恢复至最高水平，说明中盐和高盐条件可诱导
SOD活性增强，这与杨帆等对 SOD活性的研究结果［22］一致。
POD的主要作用是消除由 SOD 作用产生的过量 H2O2，
使 H2O2 维持在一个较低的水平
［10］。POD 通过催化其他底
物与 H2O2 反应以消耗 H2O2
［23 － 24］。在本试验中，各胁迫处理
的 POD活性在胁迫初期均有所减弱，说明在盐胁迫初期起主
要保护作用的酶不是 POD。到了胁迫中后期，POD 活性的整
体上持续增强，说明随着盐胁迫时间的延长，SOD 作用产生
的 H2O2 越来越多，急需 POD 来清除过多的 H2O2，从而与
SOD协同作用，共同抵御活性氧对膜系统的伤害。
另外，可能由于 SOD 和 POD 活性对盐胁迫的应答机理
不同，导致它们各自的活性变化并不完全一致，并且流苏体内
能够分解 H2O2 的酶还有 CAT(过氧化氢酶)，该酶是否起到
了重要作用，还需通过试验进一步确定。
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