全 文 ：收稿日期:2013-09-13; 修订日期:2014-04-04
基金项目:国家科技部科研子课题( No． 2011BAI07B05 － 4) ;
河北省科技厅科研项目( No． 10965511D) ;
河北省唐山市科技重大项目( No． 12130203A)
作者简介:马艳芝( 1977-) ，女( 汉族) ，河北唐山人，唐山师范学院生命科
学系副教授，硕士学位，主要从事药用植物与生物技术研究工作．
盐胁迫对菘蓝不同四倍体株系的影响
马艳芝1，王向东2，张胜珍1，姜 峰1，客绍英1
(1．唐山师范学院生命科学系，河北 唐山 063000;
2 唐山市农业科学研究院，河北 唐山 063000)
摘要:目的 为选育抗旱菘蓝优良四倍体株系提供参考。方法 以生长 30 d的菘蓝二倍体和人工选育四倍体株系组培幼
苗为材料。以预实验确定的 2g /L的 NaCl溶液 50ml浸泡 12h后将溶液倒出，再培养 7 d。利用氮蓝四唑法测定 SOD 活
性;愈创木酚法测定 POD活性;茚三酮溶液显色法测定游离脯氨酸含量;电导仪法测定电导率。结果 盐胁迫条件下，
DB2、DB4、DB9、DB12、DB13、DB14、DB15 和 DB16 SOD活性上升，DB14 上升幅度最大，其它株系 SOD活性均降低; DB9、
DB11、DB13、DB15、DB16、DB5 和 DB12 株系的 POD活性升高，DB5 和 DB12 升高显著;不同倍性株系电导率均升高，其中
DB3、DB4 升高幅度最大;不同倍性脯氨酸含量均升高，其中 DB2、DB4 和 DB5 升高最多。结论 在盐胁迫条件下，不同四
倍体株系较二倍体指标变化差异较大。综合评价认为，四倍体株系 DB2、DB5、DB6、DB9、DB10、DB12、DB14 等表现出较
好的耐盐性。
关键词:菘蓝四倍体; 盐胁迫; 生理反应
DOI标识:doi: 10． 3969 / j． issn． 1008-0805． 2014． 08． 080
中图分类号:S567 文献标识码:A 文章编号:1008-0805( 2014) 08-1988-03
Comparative Study on Physiological Effects of NaCl on Salt of Stress on Isatis indigotica
Fort． Tetraploids
MA Yan-zhi1，WANG Xiang-dong2，ZHANG Sheng-zhen1，JIANG Feng1，KE Shao-ying1
( 1． Department of Life Sciences，Tangshan Teacher＇s College，Tangshan，Hebei 063000，China; 2 Tangshan Acad-
emy of Agricultural Sciences，Tangshan，Hebei 063000，China)
Abstract: Objective To provide a reference evidence for choosing salt － resistant varieties in Isatis indigotica Fort． Materialed
with the tissue culture seedings of different Isatis indigotica Fort． tetraploids diploid as CK，which were cultured 30 days． The 2g /
L NaCl was used as control and stress treatment respectively 12 hour，then pour out the solution，the materals were continuing cul-
tured 7 days． At last SOD activity was measured by NBT method; POD activity by guaiacol methods; the free Proline content was
measured by ninhydrin reaction． The conductance was measured with the conductance apparatus． Under salt stress，activity of
SOD of DB2，DB4，DB9，DB12，DB13，DB14，DB15 and DB16 were increased，DB14 was the highest，and others decreast; the POD
activities of DB9，DB11，DB13，DB15，DB16，DB5 and DB12 could keep higher enzyme，DB5 and DB12 were the highest; Electri-
cal conductivity of all materials were higher，DB3，DB4 increased highest; the Proline content of all materials studied increased in
different degrees，DB2，DB4 and DB5 were the highest． That shows that DB2，DB5，DB6，DB9，DB10，DB12，DB14 are the opti-
mum and can be further studied as reproduction materials．
Key words: Isatis indigotica Fort; Tetraploids; Salt － stress Physiological effects
菘蓝 Isatis indigotica Fortune为十字花科 Brassicaceae 菘蓝属
二年生草本植物，以根(板蓝根)、叶(大青叶)入药。临床上主治
感冒发热、脑炎、肝炎等多种病症，因其取材天然、作用平稳、药用
十分广泛，是我国重要传统中药材［1，2］。随着人们对天然药物的
重视，国内外对菘蓝需求量不断增加，但是目前菘蓝品种繁杂，种
质退化严重，大大降低了药材的道地性。
盐胁迫是影响作物生长的一种主要的非生物胁迫，直接或间
接的影响植物生长和代谢。当盐胁迫发生时，植物根系形态结
构、化学成分等都发生相应变化，并影响地上部“光系统”的建
成［3 ～ 5］。段飞［6］和谭勇［7］等的研究表明盐胁迫对菘蓝幼苗体内
靛玉红的累积都有明显影响。张永清［8］等发现生理干旱影响药
用植物次生代谢产物合成。夏忠敏［9］等研究得出田间土壤水分
条件与菘蓝病虫害发生之间关系密切的结论。目前我国约有盐
渍化土壤占现有耕地的 1 /4，严重影响植物的产量、品质和效益，
直接影响着当地的农业生产和经济发展［10］，培育作物耐盐新品
种是直接利用盐碱地最理想有效的途径［11］。多倍体药用植物具
有生物量大、抗逆性强、药用活性成分高等特点［12 ～ 14］。我国已先
后培育出了当归、白芷、黄芪等［15 ～ 18］二十余种多倍体中药材新品
种，倍性育种已经成为药用植物新品种选育的主要手段之一。
目前国内外对菘蓝的研究主要集中在生药学、药理学、化学
成分及制剂等方面［19 ～ 23］，利用菘蓝多倍体选育耐盐新品种的研
究尚未见报道。因此本研究采用 NaCl作为胁迫剂对菘蓝二倍体
及其同源四倍体株系进行盐胁迫处理，研究胁迫条件下各株系生
理指标的变化，筛选耐盐四倍体株系，以期为探讨菘蓝的耐盐机
制，指导耐盐胁迫人工调控以及菘蓝和其它药用植物的开发与利
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用提供一条新的途径。
1 材料与方法
1． 1 材料 以经过染色体计数鉴定的二倍体(编号 2n)与四倍体
(编号 DB1 － DB16)的菘蓝无性系组培苗为试验材料。组培苗为
接种后培养 30 d的。
1． 2 方法 菘蓝二倍体与 16 个四倍体株系组培苗接种于生根培
养基中进行培养，培养基配方为:1 /2MS + NAA 0． 2mg /L + IBA0．
2mg /L，培养 30d后在无菌条件下加入以预实验确定的浓度为
2g /L的 NaCl溶液 50ml，浸泡 12h 后将溶液倒出。每株系处理 5
瓶，每瓶接 3 棵，重复 3 次。培养时间以预实验确定的 7d。培养
温度(25 ± 0． 2)℃，光照强度 1 500 ～ 2 500Lx。
1． 3 指标测定 氮蓝四唑法测定 SOD 活性［24］;愈创木酚法测定
POD活性［24］;茚三酮溶液显色法测定游离脯氨酸含量［24］;电导
仪法测定电导率［24］。
1． 4 数据分析 以二倍体作对照，比较四倍体各株系生理指标的
相对变化率;计算各指标数据的相对变化率;相对变化率(%)=
(胁迫后 －胁迫前)/胁迫前 × 100%;测定结果采用 SPSS 进行统
计分析。采用 Duncan＇s 新复极差测验进行多重比较。
2 结果
2． 1 盐胁迫对菘蓝不同四倍体株系 SOD活性的影响 超氧化物
歧化酶(SOD)是生物中普遍存在的一种含金属的酶类，是防御超
氧阴离子自由基对细胞伤害的抗氧化酶。SOD 抗氧化酶的作用
是植物耐盐机制的一个重要的辅助机制，植物中盐胁迫引起一定
的氧化胁迫，SOD 则是生物体内清除这种自由基的首要物质，
SOD在生物体内的水平高低是生物衰老与死亡的直观指标。
NaCl胁迫后，菘蓝不同四倍体株系 SOD活性的变化如图 1 所示。
DB2、DB4、DB9、DB12、DB13、DB14、DB15 和 DB16 的 SOD活性均
有所上升，其中 DB14 上升幅度最大，其它株系的 SOD 活性均表
现出降低趋势，降低率最多的为二倍体对照。
图 1 盐胁迫对菘蓝不同四倍体株系 SOD活性的影响
2． 2 盐胁迫对菘蓝不同四倍体株系 POD 活性的影响 盐胁迫
下，植物体内会积累较多的活性氧，活性氧代谢失调是逆境下需
氧生物受害的普遍表现，也是逆境损伤的重要原因之一。过氧化
物酶(peroxidase，POD)是酶保护系统中的重要组成成分。它与
SOD相互协调配合，清除过剩的自由基，使体内自由基维持在一
个正常的水平。从而避免或减轻自由基对生物大分子如核酸、蛋
白质(酶)等的降解破坏及对生物膜的损害，以提高植物的抗逆
性。NaCl胁迫后，菘蓝不同四倍体株系 POD 活性的变化如图 2
所示。DB9、DB11、DB13、DB15、DB16 的 POD 活性升高，DB5 和
DB12 显著升高，DB9、DB11、13、15、16 表现升高，但升高幅度很
小，而二倍体及其余 9 个株系 POD活性都降低。
2． 3 盐胁迫对菘蓝不同四倍体株系电导率的影响 膜系统是细
胞骨架之一，膜的稳定性和流动性是细胞及整个生命活动赖以生
存的基础。当细胞受到盐胁迫危害时，细胞膜的结构和功能都会
受到伤害，膜的稳定性降低，细胞内的离子和大分子物质被动外
渗，电导率升高。因此可通过相对电导率的变化来判断盐胁迫下
植物细胞膜受害的程度，并以此评价植物抗盐性的强弱。本试验
结果表明:盐胁迫下，二倍体对照与不同的四倍体株系电导率均
表现为升高趋势(图 3) ，其中 DB3 电导率相对升高达到
1297． 73%，DB4 升至 932． 26%，说明二者所受伤害最大。而
DB5、DB6、DB8、DB10、DB12 和 DB14 电导率变化较小，表明其具
有较强的抗性。其它株系与对照株系相比，变化并不显著。
图 2 NaCl胁迫对菘蓝不同四倍体株系 POD活性的影响
图 3 NaCl胁迫对菘蓝不同四倍体株系电导率的影响
2． 4 盐胁迫对菘蓝不同四倍体株系脯氨酸含量的影响 盐胁迫
下细胞内正常氮代谢紊乱，脯氨酸(Pro)等生物合成明显增加，
从而提高植株渗透势，维持细胞内酶的结构，保护细胞膜系统，以
适应盐胁迫逆境。脯氨酸(Pro)作为一种渗透调节物质，在维持
细胞膜稳定性、细胞水分平衡等方面具有重要的生物学意义。盐
胁迫后，菘蓝不同四倍体株系包括二倍体对照脯氨酸含量均有不
同程度的升高，如图 4 所示，除 DB1 和 DB10 升高最少，低于二倍
体对照以外，其余株系均高于对照，其中 DB2、DB4 和 DB5 升高
最多，表明多数菘蓝四倍体株系的抗盐性较二倍体株系强。
图 4 NaCl胁迫对菘蓝不同四倍体株系脯氨酸含量的影响
3 讨论
植物的耐盐性状受多基因控制，是一个复杂的生物反应过
程。目前一般认为盐胁迫主要表现为离子胁迫、渗透胁迫和水分
胁迫，以及由此引起的一系列生理过程的紊乱和破坏［25］。盐胁
迫下，植物细胞产生的 O2
－、OH －、H2O2 等自由基增多。SOD、
POD的协同作用可降低氧自由基的积累，清除过剩的自由基，将
活性氧水解，使体内自由基维持在一个正常的水平，从而避免或
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减轻了自由基对生物大分子如核酸、蛋白质(酶)等的降解破坏
及对生物膜的损害，对细胞起保护作用，以提高植物的抗逆性。
盐胁迫下脯氨酸(Pro)合成明显增加，从而提高植株渗透势，维
持细胞内酶的结构，保护细胞膜系统，以适应盐胁迫逆境。脯氨
酸(Pro)作为一种渗透调节物质，在维持细胞膜稳定性、细胞水分
平衡等方面具有重要的生物学意义。盐胁迫下膜透性反应敏感，
容易造成细胞内的电解质等物质大量外渗，导致组织和细胞的外
渗液电导率增大。因此外渗液电导率的变化可以反映出质膜受
伤害的程度和植物抗性的强弱［26］。
本研究通过采用 NaCl作为盐胁迫剂对菘蓝不同四倍体株系
进行胁迫处理，以 SOD、POD、脯氨酸、相对电导率等四个生理指
标作为耐盐性株系筛选的参考指标，选出了 DB2、DB5、DB6、
DB9、DB10、DB12、DB14 共 7 个四倍体株系，初步认为其耐盐性
表现较好。下一步应在本实验基础上，深入研究理解菘蓝的耐盐
机制，并对其它抗逆性及产量、有效成分含量等进行进一步研究，
为菘蓝多倍体抗性育种提供新材料，从而为实现菘蓝高产稳产进
行指导，并为菘蓝及其它药用植物的开发与利用提供一条新的途
径。植物耐盐性的大小反映在众多的生理指标上，因此衡量耐盐
性的大小要同时测定几个生理指标的变化。
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