全 文 ：

王宗星，吴统贵，虞木奎，孙海菁，段溪，董毅.模拟海平面上升对海滨木槿渗透调节的影响[J]. 生态科学，2011，30(4):389-392.
WANG Zong-xing,WU Tong-gui,Yu Mu-Kui,Sun Hai-Jing, Duan Xi,Dong Yi. Effect of simulated sea-level rise on osmotic adjustment
in Hibiscus hamabo Sieb. et Zucc [J]. Ecological Science, 2011, 30(4): 389-392.

模拟海平面上升对海滨木槿渗透调节的影响
王宗星，吴统贵，虞木奎*，孙海菁，段 溪，董 毅

中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江，富阳 311400

【摘要】通过模拟海平面上升对海滨木槿主要渗透调节物质可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉的影响发现，可溶性糖和可溶
性蛋白均随水淹时间的延长呈现先升高后下降的变化，且变化较一致。而淀粉则呈先升高后下降再升高的 N 型曲线变化。
另外通过对各个处理的分析比较发现，海滨木槿在海水淹浸 35 cm·d-1和 6 h·d-1环境下在渗透调节水平上仍然表现出较强
的抗性。研究发现海滨木槿水淹胁迫程度较小的情况下可溶性糖与可溶性蛋白含量呈显著正相关，可溶性糖与淀粉呈显
著负相关，说明海滨木槿在一定程度的水淹胁迫下主要渗透调节物质具有协同性，且水淹第 21 d 后存在可溶性糖向淀粉
转化的可能。
关键词：渗透调节；海水胁迫；相关性
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2011.04.004 中图分类号：Q945.78 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2011)04-389-04

Effect of simulated sea-level rise on osmotic adjustment in Hibiscus hamabo Sieb.
et Zucc

WANG Zong-xing
1
, WU Tong-gui
1
, Yu Mu-Kui
1*
, Sun Hai-Jing
1
,

Duan Xi
1
, Dong Yi
1


Research Institute of Subtropical Forestry, CAF, Fuyang, Zhejiang 311400, China

Abstract: We investigated the effect of simulated sea level rising on the main osmolytes of Hibiscus hamabo Sieb. et Zucc, such
as soluble protein, soluble sugar and starch. The results showed that both soluble protein and soluble sugar tended to increase first
but decrease later with the prolonged time of flooding, and their changes were similar. The starch increased first and then
decreased, while it increased again, showing a curve similar with “N". Through the comparison and analysis of every treatment,
we found that H. hamabo Sieb. et Zucc still had stronger resistance in the level of osmolytes under the flooding condition of 45
cm·d
1
and 6 h·d
1
. The study indicated that under slight flooding stress condition there was a positive correlation between the
contents of soluble protein and soluble sugar, and a native correlation between the contents of soluble sugar and starch. It showed
that the main osmolytes of H. hamabo Sieb. et Zucc were synergetic under certain extend flooding condition, and the soluble
sugar might transform to the starch.
Key words: osmotic adjustment; sea stress; relevance







收稿日期：2011-01-05 收稿，2011-04-12 接受
基金项目：国家科技支撑计划项目(2009BADB2B0102) ; 国家林业局“948”引进项目(2010-4-23)
作者简介：王宗星(1985—)，男，硕士研究生，从事植物生理生态研究
*通讯作者：虞木奎，E-mail: yumukui@sina.com

第 30 卷 第 4 期 生 态 科 学 30(4): 389-392
2011 年 7 月 Ecological Science Jul. 2011
万方数据


1 引言（introduction）

胁迫下植物通过代谢活动增加细胞内溶质浓
度，降低其渗透势，保持膨压，以维持较正常的代
谢活动，从而使植物在一定程度上耐受、减缓或抵
抗各种胁迫[1-3]。可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉均是
植物重要的渗透调节物质，胁迫环境下它们的消长
反应了植物的抗胁迫能力[4]。
气候的变暖导致冰川消融，海平面不断上升，
引发海水入侵、土壤盐渍化、海岸侵蚀，危害了滨
海湿地、海岸基干林带等典型生态系统的生态安
全。滨海植物在海水水淹胁迫环境下往往能通过渗
透调节作用来维持自身抗性，但过度的胁迫又会导
致渗透调节能力的丧失，抗胁迫能力减弱，因此研
究海水胁迫下植物渗透调节物质的消长和调节能
力能更好的反映植物的抗胁迫能力，为消浪林植被
的筛选提供很好的依据。基于此，我们选取典型木
本消浪植物海滨木槿（Hibiscus hamabo Sieb. et
Zucc）为研究对象，通过模拟海水潮汐变化，研究
植物在海水水淹胁迫下主要渗透调节物质可溶性
蛋白、可溶性糖和淀粉的响应变化。

2 材料与方法 (Materials and methods)

2.1 试验材料

试验点位于浙江省慈溪市，东经121°08′43″、
北纬30°18′40″，年平均气温为16.0 ℃，最冷月(1月)
平均气温为3.8 ℃，最热月(7月)平均气温28.2 ℃。
全年平均日照时数约2 038.4 h，无霜期约244 d。年
平均降水量1 344.7 mL。土壤为粉砂质滨海盐土。
在试验区选取生长健壮一致的两年生海滨木槿
（Hibiscus hamabo sieb. et zucc）扦插苗，引至实
验大棚内盆栽，基质选用原土，用自来水浇灌，保
持基质湿润，生理恢复后进行淹水胁迫试验。

2.2 试验处理
为模拟海水潮汐对植物生长的影响，经过长期
对上海奉贤滨海青年河区潮水水文的连续监测发
现，高滩（高程3.8 m）平均每天淹水时间为2 h，
平均淹水深度为15 cm。据此我们设计试验：固定4
个1.3 m×0.85 m×0.65 m（长×宽×高）的水箱，将
每个处理植物放进对应的水箱内，水箱内根据实验
要求加入不同量的水，以达到不同水淹深度。

表1 试验设计
Table1 experimental design
处理 Treatment H2 H4 H6 H8
水淹时间(h) flooding time 2 4 6 8
水淹深度(cm) flooding depth 15 25 35 45
注：H2、H4、H6、H8分别代表不同水淹处理，下同 Note: H2, H4, H6 and
H8 mean different flooding treatment, the same below.

每个处理设3个重复，每个重复3株。每天平均
分2个时段浸水，即模拟半日潮，试验具体设计如
表1所示。水淹处理时间为70 d，海水每隔10 d换一
次。试验所需海水均从就近的大海中获取。由于水
淹时间为夏季，且时间较短，海水内化学物质差异
不大，海水盐度控制在10.0~12.0。在水淹前、水淹
处理第1、7、21、42、70 d采集植株样进行指标的
测定。

2.3 试验测定方法
可溶性糖及淀粉含量测定用蒽酮法[5]。可溶性
蛋白含量测定用考马斯靓蓝法[6]。

3 结果与分析 (Results and analysis)

3.1 水淹胁迫下海滨木槿可溶性糖、淀粉含量变化
由图1可知水淹初期（第1~7 d），可溶性糖含量随着
水淹程度的增加而升高，至第7 d时各处理均上升明
显。随着水淹时间的延长至第21 d时，H8处可溶性
糖含量出现急剧下降，其值为2.12%，显著低于其
他处理。水淹第42~70 d时各处理出现显著下降，且
各处理间随水淹程度的增加而呈现先升高后降低
的趋势，其中H6处最高，随后由于胁迫程度的加深
至H8显著下降。这说明海滨木槿在海水淹浸35
cm·d
-1和6 h·d-1胁迫程度下在渗透调节水平上仍然
表现出较强的抗性。
由图 1 还可以看出，水淹胁迫下可溶性糖含量
随着水淹时间的延长呈现先升高后下降的趋势。
H2、H4 与 H6 可溶性糖含量最大值出现在胁迫第
21 d，而 H8 处理在第 7 d 时出现最大值，在第 21 d
时开始下降。这说明海滨木槿在水淹程度较大的环
境下可溶性糖含量较早的出现下降。
水淹胁迫初期（第1~7 d）海滨木槿淀粉含量随
水淹程度的增加呈现逐渐升高的趋势，但水淹第7d
390 生 态 科 学 Ecological Science 30 卷

万方数据
a c
ab
b b
a bc
a
a a
a
b a
a a
a
a
c
c b
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
1d 7d 21d 42d 70d
时间 Time
可
溶
性
糖
含
量
(%
)
S
o
l
u
b
l
e

s
u
g
a
r

c
o
n
t
e
n
t
a
ab
ac
b
a
c
a
c
b
a
ab
b
a
a
a
b
c
b
a
0
5
10
15
20
25
30
1d 7d 21d 42d 70d
时间 Time
淀
粉
含
量
(%
)
st
ar
ch
c
o
n
te
n
t

图1 不同水淹处理下可溶性糖和淀粉含量变化
Fig.1 The difference of soluble sugar and starch’s content in
different flooding trentment

时H8较其他处理出现下降。随水淹时间的延长至
21d时各处理间随水淹程度的增加呈现逐渐降低的
趋势。水淹后期（第42~70 d）各处理淀粉含量差异
较小。
同时还可以看出海滨木槿淀粉含量随水淹时
间的延长而呈现先升高后下降再升高的N型曲线。
水淹初期（第1~7 d）淀粉含量呈现逐渐升高趋势。
水淹至21 d时各处理淀粉含量急剧下降。而水淹后
期（第42~70 d）时淀粉含量又呈现增长趋势。
海滨木槿各处理淀粉含量随水淹时间的延长
呈现先升高后降低再升高的趋势，可溶性糖的变化
则呈现先升高后降低的趋势，说明短时间的水淹胁
迫，海滨木槿会主动积累较多的可溶性糖和淀粉，
保持一定的抗逆性。但水淹至第21 d时淀粉含量降
低而可溶性糖继续呈上升趋势，随着水淹时间的延
长可溶性糖发生下降而淀粉含量显著上升，说明淀
粉含量的下降会诱导可溶性糖向淀粉转化，植物通
过储备较多的淀粉能量来抵御胁迫环境。

3.2 水淹胁迫下可溶性蛋白含量变化
由图2可以看出，水淹第1~21d时海滨木槿可溶
性蛋白含量均随着水淹程度的增加而显著上升。随
水淹时间的延长至第42~70 d时各处理淀粉含量均
呈现先升高后下降的变化，H6处为最大值，显著高
于其他处理。
由图2还可以看出，水淹胁迫下，海滨木槿可
溶性蛋白含量随水淹时间的延长呈现先升高后下
降的变化。水淹第1~7 d时可溶性蛋白含量呈现上升
趋势。水淹至第21 d时H2、H4较第7 d显著上升，
H6、H8则无显著变化。水淹第42~70 d时可溶性蛋
白含量随水淹时间的延长变化不大，但较第21 d显
著下降。
bb
cc
b
bb
bb
b aa
aa
a
c
b
aa
a
0
1
2
3
4
5
1d 7d 21d 42d 70d
时间 Time
可
溶
性
蛋
白
含
量
(m
g
.g
-1
)
so
lu
b
le
p
ro
te
in
c
o
n
te
n
t
H2 H4 H6 H8

图2 不同水淹处理下海滨木槿可溶性蛋白含量变化
Fig.2The difference of soluble protein’s content in different
flooding trentment

3.3 可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉相关性分析
由表2和表3可知，水淹胁迫下不同处理可溶性
糖与可溶性蛋白的相关性不同，H2、H4处理下二
者呈显著正相关，随水淹程度的加强，H6、H8处

表2 不同处理可溶性糖与可溶性蛋白、淀粉的相关性
Table2 The relevance of soluble sugar, soluble protein and
starch in different treatment
处理
Treatment
可溶性糖与蛋白
Soluble sugar and
soluble protein
可溶性糖与淀
粉 Soluble sugar
and starch
H2 0.98* -0.943*
H4 0.927* -0.917*
H6 0.87 -0.562
H8 0.834 -0.266
注：*表示显著水平为 5% Note: *Significance level at 5%

表3 不同水淹时间可溶性糖与可溶性蛋白、淀粉的相关性
Table3 The relevance of soluble sugar, soluble protein and
starch in different time
时间 Time
可溶性糖与蛋白
Soluble sugar and
soluble protein
可溶性糖与
淀 Soluble
sugar and
starch
1d 0.662 0.811
7d 0.886 0.668
21d -0.456 0.596
42d 0.521 -0.877
72d 0.864 0.741
4 期 王宗星，等：模拟海平面上升对海滨木槿渗透调节的影响 391

万方数据
理相关性较差。而在不同水淹时间下可溶性糖与可
溶性蛋白均未表现出显著相关性，但在水淹第21 d
时二者呈负相关，说明水淹胁迫下作为植物的渗透
调节物质可溶性糖和可溶性蛋白在水淹程度较弱
的情况下具有协同性，共同维持植物的抗性，且同
时由于水淹时间的延长而下降，使得植物抗性减
弱。结合图1和图3我们可以看出，在水淹程度较强
的处理下由于可溶性糖在水淹第21 d时较可溶性蛋
白先行下降使得可溶性糖和可溶性蛋白的相关性
较差。表2反映了不同水淹时间各处理可溶性糖和
可溶性蛋白变化相关性不显著。
可溶性糖一部分作为渗透调节物质起作用，一
部分为新蛋白质的合成提供碳架，从而促进了与胁
迫有关的新蛋白质的合成[7]，最终导致海滨木槿地
上部可溶性蛋白含量增加，提高了海滨木槿抵御海
水胁迫的能力。但是随着胁迫强度的加大，很可能
也导致蛋白酶的活性迅速提高，从而加快了蛋白质
的水解。同时，胁迫使RNA转录和翻译受抑制，造
成蛋白质的合成量减少[8]。
水淹胁迫下可溶性糖和淀粉的含量变化呈现
一定的相关性。尤其在水淹胁迫程度较弱的H2、
H4处理下可溶性糖和淀粉含量均表现出显著负相
关。随水淹程度的加强二者的相关性下降，与可溶
性糖和可溶性蛋白的相关性变化相同。不同水淹时
间下不同处理可溶性糖和淀粉变化均未表现出较
显著相关性。胁迫下，植物组织中淀粉含量的动态
变化，能反应出碳水化合物积累的趋势，较大程度
的淀粉含量降低将导致总碳水化合物含量的减少，
并呈可溶性糖的积累量大大向淀粉的积累量的动
态转变。 研究发现水淹胁迫下海滨木槿可溶性糖
有向淀粉转化的可能，尤其在水淹程度较弱的H2、
H4处理下，且根据上图分析可知水淹第42 d时可溶
性糖向淀粉转化的可能性较大。

4 结论 (Conclusion)

可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉作为渗透调节物
质在植物受到胁迫时往往出现含量增加的现象，以维
持较高渗透势，对其适应不利环境具有重要作用[9]。
而过度的胁迫又会导致植物胁迫机制的紊乱，使渗
透物质发生改变。由上述试验可知，水淹胁迫下海
滨木槿可溶性糖和可溶性蛋白均随水淹时间的延
长呈现先升高后下降的变化，淀粉则呈先升高后下
降再升高的N型曲线变化。海滨木槿在海水淹浸35
cm·d
-1和6 h·d-1胁迫程度下在渗透调节物质水平上
仍然表现出较强的抗性。
研究发现海滨木槿水淹胁迫程度较小的情况
下可溶性糖与可溶性蛋白含量呈显著正相关，可溶
性糖与淀粉呈显著负相关，说明海滨木槿在一定程
度的水淹胁迫下主要渗透调节物质具有协同性，且
水淹第21 d后存在可溶性糖向淀粉转化的可能。

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392 生 态 科 学 Ecological Science 30 卷

万方数据
模拟海平面上升对海滨木槿渗透调节的影响
作者： 王宗星， 吴统贵， 虞木奎， 孙海菁， 段溪， 董毅， WANG Zong-xing， WU Tong-gui， Yu Mu-Kui，
Sun Hai-Jing， Duan Xi， Dong Yi
作者单位： 中国林业科学研究院亚热带林业研究所,浙江,富阳,311400
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2011,30(4)

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