全 文 ：现代生物医学进展 www.biomed.net.cn Progress in Modern Biomedicine 2008 Vol.8 No.9
干旱胁迫对枳橙内源激素含量的影响
赵文魁 童建华 谢深喜 梁艳萍
（ 湖南农业大学 湖南 长沙410128）
摘要 目的：研究干旱胁迫对枳橙内源激素含量的影响。 方法：以一年生枳橙砧木苗为试验材料，采用盆栽试验，测定不同土壤失
水率下枳橙叶片以及失水率为40%时枳橙根中内源激素含量的变化。结果：当土壤失水率为40%时，枳橙根和叶片中GA3和Z含
量均降低、IAA含量增加，而根中ABA含量降低，叶片中ABA含量增加。 不同土壤失水率下，叶片中 ABA含量随失水率增加逐
渐上升，IAA含量先上升后下降，当失水率为50%时达到最高，GA3和Z含量都呈先下降后上升再下降的变化趋势。 结论：枳橙的
内源激素受干旱胁迫影响。轻度胁迫下IAA等促进枳橙生长的内源激素含量增加，说明适度的干旱胁迫能促进枳橙的生长发育。
关键词：干旱胁迫；枳橙；内源激素
中图分类号：Q944.66文献标识码：A 文章编号：1673-6273（ 2008）09-1662-03
TheEffectsofDroughtStressonEndogenousPhytohormonesinCitrange
ZHAOWen-kui,TONGJian-hua,XIEShen-xi,LIANGYan-ping
（ HunanAgriculturalUniversity,Changsha,Hunan,410128,China）
ABSTRACTObjective:ToinvestigatetheeffectsofdroughtstressontheendogenousphytohormonesofCitrange.Methods:An ual
rootstock wasused fortheexperimentalmaterialby potexperiment.Thecontentsofendogenousphytohormonesin leavesofCitrange
were detected underdifferentlosspercentage ofsoilmoisture.And the endogenousphytohormonesin rootswere also detected under
40% lossofsoilmoisture.Results:Comparedwiththecontrol,thecontentsofgibberellinacid（ GA3） a dzeatin（ Z） inrootsandleaves
ofCitrangebothwerelowerunder40% lossofsoilmoisture,andindole3-aceticacid（ IAA） contentincreased.Inaddition,thecontent
ofabscisicacid（ ABA） inrootsofCitrangewaslowerthanthatofthecontrol,buthigherinleaves.ThecontentofABA intheleavesof
Citrangewasincreasedasincreaseoflosspercentageofmoisturesoil.ThecontentofIAA graduallyincreasedtothemaxunder50% loss
ofsoilmoistureand then decreased.W ith theincreaseoflosspercentageofsoilmoisture,thecontentsofGA3and Z in theleaveswere
gradually increased,then decreased and atlastincreased.Conclusion:Endogenou phytohormones ofCitrange were affected under
droughtstress.Theendogenousphytohormonesuch asIAA wereupregulated undermoderatedroughtstress,suggesting thatmoderate
droughtstresscouldpromotethegrowthanddevelopmentofCitrange.
Keywords:Droughtstress;Citrange;Phytohormones
ChineseLibraryClassification:Q944.66 Documentcode:A
ArticleID:1673-6273（ 2008）09-1662-03
作者简介：赵文魁，男（ 1970-） ，学士，实验师，研究方向：植物学。
13467554569,tjh0421@ sohu.com
（ 收稿日期：2008-05-08接收日期：2008-06-10）
前言
干旱、 盐碱和低温是影响植物产量的三大非生物胁迫因
素， 其中干旱胁迫是植物生存环境中遇到的主要逆境因素之
一。 植物在干旱胁迫条件下会产生一系列生理生化反应，以抵
抗不良环境的影响。植物内源激素是植物体内生命活动的调节
者，当植物受到干旱胁迫时，其内源激素水平也会发生相应的
改变。 脱落酸（ ABA）被认为是植物体内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输送到地上部分参与叶
片气孔调节，同时，生长素（ IAA） 、赤霉素（ GA3）和细胞分裂素
（ Z）也会发生相应的改变，以共同调节植物的生长发育。这种很
多植物中的干旱信息传递机制已有研究报道[1-7]，但对柑橘的研
究和报道相对较少。
柑橘是世界第一大果树品种， 在世界百果中栽培面积、产
量均居首位。 我国是柑橘的故乡，种植面积为163万hm2，居世
界第一位；产量为 1495.8万 t[8]，因柑橘产地在每年 7-8月间多
为晴热干旱天气，这种气候会严重影响到柑橘生长发育，从而
影响柑橘的产量和品质。 枳橙系枳与橙的杂种。 以枳橙为砧嫁
接的柑橘苗木生长快，植株健壮，定植后具有主根粗、根系发
达、树势壮、结果早、丰产优质、耐旱、耐寒、抗病等优点[9]。因此，
本研究以一年生枳橙为实验材料，研究干旱胁迫对枳橙内源激
素含量的影响，阐明内源激素与枳橙干旱适应性的关系，为生
产上应用生长调节剂调控柑橘的生理代谢提供科学依据。
1材料与方法
1.1实验材料
一年生枳橙砧木苗由湖南省农业厅良种示范场提供。
1.2实验方法
1.2.1苗木的盆栽与干旱处理 将河砂、棉籽壳、菜园土按比例
（ 1:1:1）拌匀，然后放入温度为 70℃的烘箱中烘干，将充分干燥
的培养土分别装入 1L的培养钵中，并于每盆定植一株幼苗后
称重量（ W1） 。 然后对定植好的幼苗充分浇水，直到培养土吸水
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DOI:10.13241/j.cnki.pmb.2008.09.003
现代生物医学进展 www.biomed.net.cn Progress in Modern Biomedicine 2008 Vol.8 No.9
Note:ameansignificantdifferencebetweencontrolleafanddroughtstressleafat0.05.
Note:ameansignificantdifferencebetweencontrolrootanddroughtstressrootat0.05.
表3土壤失水率40%对枳橙根内源激素含量的影响
Table3 Theeffectof40% lossofsoilmoistureonendogenousphytohormonesinCitrangeroot（ μg·g-1DW）
饱和不再有重力水流出为止，再称取苗、培养土和花盆三者的
总重量（ W2） 。 用充分浇水后的重量W2减去浇水前的重量W1，
就能得到其最大持水量（ W） ，即：W =W2-W1。将准备好的盆栽苗
木置于温室中培养， 待完全成活后放入温度为 30℃的人工气
候箱中培养30d， 停止浇水进行干旱胁迫处理， 处理的前 6d
每隔 2d对盆栽苗称重，6d后每天对盆栽苗称重，每次称重记
为（ W3） ，并计算出每次土壤的失水率，以正常浇水的盆栽苗为
对照。 即：失水率=（ W3-W1）／W×100%。
当盆栽苗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 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%的枳橙根及失水率为 40%、50%、60%、70%、80%、
90%的枳橙叶片，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植物内源激素的提取、纯化 植物内源激素的提取参照王
若仲等[10]的实验方法并加以改进。 称取冻干植物样品 0.5g，分
4次加入已预冷的 80％甲醇（ 体积比）共 11mL（ 5mL、2mL、2
mL、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（ 15h以上，避光） ，并不定时搅拌。 于4℃下以3
000g离心 20min，取上清液，残渣再用 2mL 80%的甲醇浸提
2h后离心并取上清液，重复 1次，合并 3次上清液，然后真空
冷冻离心浓缩至干， 加入 8mL醋酸铵溶液 （ 0.1mol·L-1、pH
9.0）复溶、然后于4℃下以 27000g离心 20min，上清液经过聚
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 sephadexA-25）柱，以 C18Sep-pak小柱（ Classical,W aters
公司生产）吸附样品中的内源激素，再用 50%（ 体积比）的甲醇
洗脱并收集洗脱液， 真空冷冻离心浓缩至干， 最后用 100μL
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，色
谱柱为 W atersC18柱（ 4.6×250mm，5μm） ，测定 GA3和 IAA
的流动相为乙腈和 0.03%的磷酸水溶液梯度洗脱（ 表 1） ，检测
波长为 208nm；测定 Z和 ABA的流动相为乙腈和 0.04%的三
乙胺水溶液（ pH 3.0）梯度洗脱（ 表 2） ，检测波长为 270nm。 流
速为1mL·min-1，柱温为35℃，进样量为10μL，外标法定量。
2结果
2.1干旱胁迫对枳橙根和叶片内源激素含量的影响
从表 3和表 4可以看出， 干旱胁迫下枳橙根和叶片中的
GA3和 Z的含量均显著低于对照，其中 GA3含量下降较明显，
根中 GA3含量降低 2.6倍， 而叶片中 GA3含量降低 2倍；IAA
含量均显著高于对照，根中 IAA含量比对照高 3.3倍；枳橙根
和叶片中 ABA含量变化趋势不一致， 根中 ABA含量显著低
于对照，而叶片中ABA含量显著高于对照。
Time（ min） Acetonitrile%
Phosphorous
acid%
Velocity of flow
（ mL·min-1）
0 0 100 1
5 18 82 1
16 26 74 1
20 56 44 1
表1检测GA3和IAA的梯度洗脱条件
Table1 DetectionofconditionofgradientelutionofGA3andIAA
表2检测Z和ABA的梯度洗脱条件
Table2 DetectionofconditionofgradientelutionfordetectingZ and
ABA
Time（ min） Acetonitrile%
Phosphorous
acid%
Velocity of flow
（ mL·min-1）
0 0 100 1
6 12 88 1
12 23 77 1
22 48 52 1
M aterialsoftreatment gibberellinacid（ GA3） Indol -3-aceticacid（ IAA） bscisicacid（ ABA) Zeatin
Controlroot 3.77±0.023 0.82± 005 8.77±0 04 2.89±0.012
Droughtstressroot 1.43±0.009a 2.70±0 024a 8.02±0 62a 2.05±0 18a
表4土壤失水率40%对枳橙叶片内源激素含量的影响
Table4 Theeffectof40% lossofsoilmoistureonendogenousphytohormonesinCitrangeleaf（ μg·g-1DW）
M aterialsoftreatment Gibberellin Indole-3-aceticacid（ IAA） abscisicacid（ ABA) Zeatin
Controlleaf 9.88±0.03 1.87±0.01 0.13±0.001 0.18± 002
Droughtstressleaf 4.95±0.035a 2.32±0 0 1a 0.21± 002a 0.15± 001a
2.2不同程度的干旱处理对枳橙叶片内源激素含量的影响
从图 1可以看出，不同程度干旱处理下，枳橙叶片内源激
素含量的变化显著。 其中 GA3和 Z含量随着失水率的增加都
呈先下降后上升再下降的变化趋势，GA3含量在轻度水分胁迫
下变化较缓慢， 当失水率为 60% ~80%时，GA3含量急剧增加，
增加3.4倍，Z的变化比较平缓；IAA含量随着失水率的增加呈
先上升后下降的变化趋势， 当失水率小于 50%时，IAA含量逐
渐增加，当失水率大于 50%时 IAA含量急剧下降，当失水率为
60%时，IAA含量下降至失水率为 50%时的 1/3；ABA含量随
着失水率增加逐渐上升，但不同失水率下，ABA含量的变化幅
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度较小。图1结果表明，植物在干旱胁迫过程中，其生长发育受
多种激素的调控。
3讨论
大量研究表明植物内源激素可能是化学信号分子[11-12]。 在
干旱胁迫下内源激素作为正负信号，对细胞内各种代谢过程进
行有效调控，以抑制生长的内源激素ABA等作为正信号，而以
促进生长的内源激素 GA3和 Z等作为负信号， 即土壤水分亏
缺可能作为原初信号被根系细胞感知， 并在胞内引起 ABA大
量合成，ABA作为细胞间信使由根系运抵叶片，叶片保卫细胞
识别 ABA，经胞内信号转导引起气孔关闭，同时造成与植株正
常生长有关的代谢活动减弱[13]。
本研究中当土壤失水为 40%时枳橙根和叶片内 GA3和 Z
等促进生长的激素含量下降， 抑制生长的内源激素 ABA含量
升高，与前人的研究结果一致[1,6]。 细胞分裂素具有促进植物细
胞分裂和扩大、延缓叶片衰老、促进营养物质运输及气孔张开
等作用；赤霉素具有促进细胞伸长生长等作用，细胞分裂素和
赤霉素含量的下降，降低了植物体的生长速率，研究表明[1,6]，干
旱胁迫在引起ABA积累的同时， 也引起细胞分裂素等促进植
物生长的激素活性降低。 这既是干旱伤害的结果，又减轻了植
物对水分的需求，减弱了干旱对植物的伤害，是一种适应性反
应，能改善植物的抗旱性。 但本实验中 IAA的增加，可能是植
物为了调节根系代谢，促进根系伸长生长，增大根 /冠比[4]，从
而增加根部对水分的吸收， 故 IAA含量的增加有利于枳橙保
持较好的水分状态，是枳橙为减轻逆境伤害的一种保护性生理
反应。同时，在一定胁迫范围内，植物通过改变体内各内源激素
的浓度和比例调控其生长发育，从而提高抗逆性，但植物的这
种保护性生理反应是有一定限度的， 随着干旱程度的加剧，这
种自我保护机制就会受到破坏。
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图1不同土壤失水率对枳橙叶片内源激素含量的影响
Fig.1 Theeffectofdifferentlossofsoilmoistureonthephytohormones
contentintheleafofCitrange
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