全 文 ：第２０卷第６期
２０１３年１２月
水土保持研究
Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
Ｄｅｃ．，２０１３
　
　　收稿日期：２０１３－０３－２８　　　　　　　修回日期：２０１３－０５－０３
　　资助项目：黑龙江省自然科学基金项目（ＱＣ２０１２Ｃ０４９）
　　作者简介：孙强（１９６９—），男，博士研究生，副教授，主要从事植物生理及植物保护方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｙｎｄｓｑ＠１６３．ｃｏｍ
　　通信作者：殷奎德（１９６４—），男，黑龙江虎林人，教授，博士生导师，主要从事生物技术方面的研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｎｋｕｉｄｅ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ
不同倍性菘蓝对干旱胁迫的耐受能力
及保护性酶的响应机制
孙 强，王丽艳，荆瑞勇，郭永霞，殷奎德
（黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆１６３３１９）
摘　要：为了比较不同倍性菘蓝对干旱胁迫的耐受能力及其体内保护性酶的响应机制，在 ＭＳ培养基中加入不同浓度
的甘露醇模拟干旱胁迫处理，观测不同倍性菘蓝种子的萌发和幼苗生长状况，测定幼苗中丙二醛及脯氨酸含量，同时
对其地上部分保护性酶ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ进行测定。种子萌发、幼苗生长以及丙二醛和脯氨酸含量的测定结果均表
明，四倍体菘蓝较二倍体菘蓝对干旱胁迫的耐受能力强。对其体内保护性酶的研究结果表明，随着甘露醇浓度的增
加二倍体和四倍体菘蓝中ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ三种保护性酶均呈现先增加后降低的趋势，各甘露醇浓度下四倍体中的
ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ三种保护性酶活性均高于二倍体，说明在干旱胁迫下四倍体菘蓝对活性氧的清除能力高于二倍体
菘蓝，部分解释了四倍体菘蓝较二倍体菘蓝对干旱胁迫的耐受能力强。
关键词：二倍体；四倍体；菘蓝；干旱胁迫；保护性酶
中图分类号：Ｓ５６７．２３９　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００５－３４０９（２０１３）０６－００４８－０６
Ｔｏｌｅｒａｎｔ　Ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　Ｄｒｏｕｇｈｔ　Ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ
Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　Ｅｎｚｙｍｅ　ｏｆ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　Ｐｌｏｉｄｙ　Ｉｓａｔｉｓ　ｉｎｄｉｇｏｔｉｃａ
ＳＵＮ　Ｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｌｉ－ｙａｎ，ＪＩＮＧ　Ｒｕｉ－ｙｏｎｇ，ＧＵＯ　Ｙｏｎｇ－ｘｉａ，ＹＩＮ　Ｋｕｉ－ｄｅ
（Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｂａｙｉ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ１６３３１９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｃｏｍｐａｒｅ　ｔｏｌｅｒａｎｔ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｔｏ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｆ　Ｉｓａｔｉｓ　ｉｎｄｉｇｏｔｉｃａ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｌｏｉｄｙ　ａｎｄ　ｒｅ－
ｓｐｏｎｓｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｅｎｚｙｍｅ　ｉｎ　ｖｉｖｏ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｍａｎｎｉｔｏｌ　ｗａｓ　ａｄｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ＭＳ　ｍｅｄｉｕｍ
ｔｏ　ｉｍｉｔａｔｅ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ．Ｆｏｒ　ｄｉｐｌｏｉｄ　ａｎｄ　ｔｅｔｒａｐｌｏｉｄ　ｏｆ　Ｉｓａｔｉｓ　ｉｎｄｉｇｏｔｉｃａ，ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ａｎｄ　ｓｅｅｄｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄ　ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ，ｐｒｏｌｉｎｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｉｎ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｅｎｚｙｍｅ　ｉｎ　ｏ－
ｖｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐａｒｔ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ＳＯＤ，ＰＯＤ　ａｎｄ　ＣＡＴ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｏｌｅｒａｎｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｆ
ｔｅｔｒａｐｌｏｉｄ　ｏｆ　Ｉｓａｔｉｓ　ｉｎｄｉｇｏｔｉｃａ　ｗａｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｄｉｐｌｏｉｄ　ｂｙ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｍａｌｏｎｄｉａｌ－
ｄｅｈｙｄｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｌｉｎｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ＳＯＤ，ＰＯＤ　ａｎｄ　ＣＡＴ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｅｔｒａｐｌｏｉｄ　ａｎｄ　ｄｉｐｌｏｉｄ
ａｐｐｅａｒｅｄ　ｔｈｅ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｉｎｃｒｅａｓｅ－ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｗｉｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｎｎｉｔｏｌ　ｂｙ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｅｎｚｙｍｅ．
ＳＯＤ，ＰＯＤ　ａｎｄ　ＣＡＴ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｅｔｒａｐｌｏｉｄ　ｗｅｒｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　ｄｉｐｌｏｉｄ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ
ｏｆ　ｍａｎｎｉｔｏｌ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ　ａｂｏｖｅ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｒｅｍｏｖｉｎｇ　ａｃｔｉｖｅ　ｏｘｙｇｅｎ　ｆｏｒ　ｔｅｔｒａｐｌｏｉｄ
ｗａｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｄｉｐｌｏｉｄ　ｕｎｄｅｒ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｐａｒｔｌｙ　ｅｘｐｌａｉｎ　ｔｈａｔ　ｔｏｌｅｒａｎｃｔ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｔｏ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ
ｏｆ　ｔｅｔｒａｐｌｏｉｄ　ｗａｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｄｉｐｌｏｉｄ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｐｌｏｉｄ；ｔｅｔｒａｐｌｏｉｄ；Ｉｓａｔｉｓ　ｉｎｄｉｇｏｔｉｃａ；ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｅｎｚｙｍｅ
　　菘蓝（Ｉｓａｔｉｓ　ｉｎｄｉｇｏｔｉｃａ　Ｆｏｒｔ．）为十字花科菘蓝
属二年生草本植物，以干燥根及叶入药，分别称为板
蓝根和大青叶，为常用中药材［１］。目前报道的菘蓝栽
培品种主要有二倍体和四倍体两种倍性，有研究报道
四倍体较二倍体中靛蓝、靛玉红、总氨基酸的含量均
有明显提高［２］，四倍体菘蓝根中游离氨基酸和水解氨
基酸的含量均高于二倍体［３］；二倍体菘蓝较同源四倍
体具有中等偏高的遗传差异性［４］；四倍体菘蓝体内超
氧化物歧化酶的活性比二倍体的高［５］。在水分胁迫
方面有对菘蓝生长发育和有效成分积累方面的研
究［６］，有对菘蓝幼苗生长和生理特性影响方面的研
究［７］，但其主要针对的是二倍体。有关二倍体和四倍
体对干旱耐受能力的比较研究目前还未见报道。
干旱是限制植物基因表达、生长发育和产量的重
要生态环境因素，对植物的危害在所有非生物胁迫中
占居首位［８－９］，因此，当前世界各国均对干旱下植物的
生长状况给予了极大的关注。本试验以在 ＭＳ培养
基中加入不同浓度的甘露醇模拟干旱胁迫，研究不同
干旱程度对不同倍性菘蓝种子萌发、幼苗生长和植物
体内丙二醛、脯氨酸含量的变化来比较不同倍性菘蓝
对干旱胁迫的耐受能力，通过对比其体内保护性酶超
氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）、过氧化氢
酶（ＣＡＴ）活性变化来揭示其内在机理，为深入了解
不同倍性菘蓝的生长与生境的关系及其抗旱机制提
供理论依据。
１　材料与方法
１．１　试验材料
供试材料为二倍体和四倍体菘蓝，购于毫州市春
秋药材种业有限责任公司。
１．２　干旱胁迫处理方法
采用在 ＭＳ培养基中加入不同浓度的甘露醇模
拟干旱胁迫［１０］。ＭＳ培养基中附加３０ｇ／Ｌ蔗糖、８
ｇ／Ｌ植物琼脂，ｐＨ值为５．７，分别附加浓度为０，５０，
１００，１５０，２００，２５０，３００，３５０，４００ｍｍｏｌ／Ｌ的甘露醇
进行干旱胁迫处理，以不加甘露醇作为对照。
将二倍体和四倍体菘蓝种子去除种皮后用７５％
的乙醇处理５ｍｉｎ，再用０．１％的升汞处理１０ｍｉｎ，最
后用无菌水冲洗４～５遍，然后接种于上述不同处理
的培养基中，每瓶２０粒，每５瓶计为一个处理，每个
处理重复１０次，每个处理接种总计为５０瓶，置于温
度为（２５±２）℃的组织培养室中进行培养，前三天进
行暗培养，然后于光强１　５００～２　０００ｌｘ，每日光照时
数１４ｈ的光照下培养，培养７ｄ，每天统计发芽率。
培养到第１０ｄ时进行相关指标测定。
１．３　测定项目
１．３．１　发芽率和发芽势
种子发芽率＝种子正常发芽粒数／供试种子数×
１００％；
种子发芽势＝种子第４ｄ正常发芽粒数／供试种
子粒数×１００％。
１．３．２　根长、芽长、根重和芽重的测定　当种子接入
培养基１０ｄ后，大部分已有真叶抽出，小心取出幼
苗，用蒸馏水洗去残留的培养基，用一个透明的硬塑
料板将幼苗压平展，与带刻度的标准直尺同时拍照。
每个处理分别取２０株幼苗进行拍照，然后用Ｉｍａｇｅ　Ｊ
软件进行分析［１１］。拍完照片后，立刻将幼苗用解剖
刀切成芽和根两部分，分别测定鲜重［１２］。
１．３．３　丙二醛和脯氨酸含量的测定　将种子接种到
培养基中１０ｄ后，取出幼苗测定植株茎叶中的丙二
醛和脯氨酸的含量：丙二醛含量测定采用硫代巴比妥
酸（ＴＢＡ）比色法［１３］；脯氨酸含量的测定采用磺基水
杨酸比色法［１３］。
１．３．４　保护性酶ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性测定　ＳＯＤ
采用氮蓝四唑（ＮＢＴ）法进行测定［１３］；ＰＯＤ采用愈创
木酚法，以每分钟内 Ａ４７０变化０．０１为１个酶活性
单位（Ｕ）［１３］；ＣＡＴ的活性测定采用紫外吸收法进行
测定，以每分钟内Ａ２４０下降０．１的酶量为１个酶活
单位（Ｕ）［１４］。
１．４　统计分析
利用Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ　１３．０进行数据的统计分析。
２　结果与分析
２．１　不同干旱胁迫处理下不同倍性菘蓝的发芽率和
发芽势
随着甘露醇浓度的增加，二倍体和四倍体菘蓝发
芽率均呈下降趋势，随着发芽时间的增长差异逐渐减
小（图１）。当甘露醇浓度为０～２００ｍｍｏｌ／Ｌ时第１
天种子发芽率随着浓度的增加而降低，浓度大于２００
ｍｍｏｌ／Ｌ时，种子在第１天均不能发芽。从二倍体和
四倍体的差异来看，二倍体菘蓝在甘露醇浓度为０，
５０ｍｍｏｌ／Ｌ时第７天的发芽率达９０％以上，分别为
９８％和１００％，当甘露醇浓度为１００，１５０，２００ｍｍｏｌ／
Ｌ时发芽其发芽率均达８０％以上，分别为８９％、８６％
和８３％，而当甘露醇浓度大于２５０ｍｍｏｌ／Ｌ时发芽率
迅速下降为 ６０％ 左右，当甘露醇浓度达到 ４００
ｍｍｏｌ／Ｌ时，发芽率降低到５０％以下。四倍体菘蓝在
甘露醇浓度为０，５０，１００，１５０ｍｍｏｌ／Ｌ时第７天的发
芽率均达９０％以上，分别为１００％、９９％、９５％和
９２％，当甘露醇浓度为２００，２５０ｍｍｏｌ／Ｌ时发芽其发
芽率均达８０％以上，分别为８９％和８２％，而当甘露
醇浓度大于３００ｍｍｏｌ／Ｌ时发芽率迅速下降为６０％
左右，当甘露醇浓度达到４００ｍｍｏｌ／Ｌ时，发芽率降
低到５０％以下。由此可分析得出当甘露醇浓度为
１００～２５０ｍｍｏｌ／Ｌ时对两种倍性菘蓝的发芽率影响
有差异，四倍体的发芽率要高于二倍体，对二倍体的
影响要大于四倍体，而高于或低于此范围时的影响是
相同的。因此可以得出，相对低浓度的甘露醇（１００～
２５０ｍｍｏｌ／Ｌ）胁迫下四倍体菘蓝对干旱胁迫的耐受
性要高于二倍体菘蓝。
９４第６期 　　　　　　孙强等：不同倍性菘蓝对干旱胁迫的耐受能力及保护性酶的响应机制
图１　不同浓度甘露醇处理对菘蓝发芽率的影响
注：有相同字母代表差异不显著，无相同字母代表差异显著，Ｐ＜０．０５。
　　根据统计得到的发芽率，计算得到不同倍性菘蓝
的发芽势，结果如图２所示。从总体趋势来看，二倍
体和四倍体菘蓝的发芽势随着甘露醇浓度的增加均
呈现逐渐下降的趋势。在甘露醇浓度为０～２５０
ｍｍｏｌ／Ｌ（１５０ｍｍｏｌ／Ｌ除外），四倍体的发芽势均高于
二倍体，尤其是甘露醇浓度为２５０ｍｍｏｌ／Ｌ时，四倍
体远高于二倍体。而大于３００ｍｍｏｌ／Ｌ时，二倍体反
而大于四倍体。
２．２　干旱胁迫处理下不同倍性菘蓝的根长、芽长、根
重、芽重
不同浓度甘露醇培养基培养１０ｄ后组培苗的根
长、芽长、根重、芽重统计结果如图３所示。由于当甘
露醇浓度大于２５０ｍｍｏｌ／Ｌ时，在种子接种１０天后，
仅有芽发出而未能形成植株，个别形成植株但生长不
正常，因此未对此部分进行统计分析。
图２　不同浓度甘露醇处理下菘蓝的发芽势
注：同一倍性不同浓度之间有相同字母代表差异不显著，无相同字母
代表差异显著，Ｐ＜０．０５，下同。
图３　不同浓度甘露醇处理对菘蓝根长、芽长、根重、芽重的影响
　　二倍体和四倍体菘蓝根长和根重均随着甘露醇
浓度的增加呈现先增加后降低的趋势。两种倍性菘
蓝的根长和根重均为甘露醇５０ｍｍｏｌ／Ｌ时最高，二
倍体根长与对照无显著性差异，而根重与对照差异显
著，与其它各浓度之间均存在显著性差异。而四倍体
根长和根重与其它所有浓度均有显著性差异，并且甘
露醇浓度为５０，１００ｍｍｏｌ／Ｌ时的根长均高于对照。
四倍体菘蓝芽长和芽重随着甘露醇浓度的增加
０５ 　　　　　　　　　　　　 　　　　　水 土 保 持 研 究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第２０卷
而呈现先稍有增加后降低的趋势，当甘露醇为５０
ｍｍｏｌ／Ｌ时芽长和芽重最高，但从方差分析可以看出
与对照无显著性差异，而二倍体菘蓝随着甘露醇浓度
的增加呈现逐渐降低的趋势，从方差分析可以看出甘
露醇５０ｍｍｏｌ／Ｌ时与对照无显著性差异，与其它浓
度之间存在显著性差异。
二倍体对照的根长、芽长、根重、芽重均高于四倍
体对照，而随着甘露醇的加入四倍体的又均高于二倍
体。这说明干旱胁迫对二倍体植株生长情况的影响
较四倍体的大，四倍体较二倍体对干旱胁迫的耐受能
力强。
２．３　不同干旱胁迫处理下不同倍性菘蓝的丙二醛和
脯氨酸含量
不同浓度甘露醇处理下不同倍性菘蓝中丙二醛
含量的测定结果如图４所示。二倍体和四倍体菘蓝
随着甘露醇浓度的增加，丙二醛含量呈现逐渐增加的
趋势。从方差分析可以看出，二倍体菘蓝甘露醇浓度
为５０ｍｍｏｌ／Ｌ时丙二醛含量与对照差异不显著，与
其它各浓度之间差异达显著水平。四倍体菘蓝甘露
醇浓度为５０，１００ｍｍｏｌ／Ｌ时与对照之间丙二醛含量
差异均不显著，说明二倍体甘露醇浓度为５０ｍｍｏｌ／Ｌ
时，四倍体甘露醇浓度达１００ｍｍｏｌ／Ｌ时，膜系统基本
没有受到损伤，随着甘露醇浓度的增加，膜系统受损
程度加重。二倍体菘蓝丙二醛含量各浓度均高于四
倍体菘蓝，甘露醇浓度为２５０ｍｍｏｌ／Ｌ时丙二醛含量
达最大值，此时二倍体丙二醛含量较对照增加了２．８９
倍，四倍体增加了２．３７倍。说明随着甘露醇浓度的
增加四倍体菘蓝的膜系统受损伤程度低于二倍体菘
蓝。这在一定程度上说明四倍体菘蓝较二倍体菘蓝
对干旱胁迫的耐受能力强。
从图中４可以看出，随着甘露醇浓度的增加，二
倍体和四倍体菘蓝脯氨酸含量均呈逐渐增加的趋势。
从方差分析可以看出甘露醇浓度为５０ｍｍｏｌ／Ｌ时，
脯氨酸含量与对照之间差异不显著，与其它各甘露醇
浓度之间脯氨酸含量差异均达到显著性水平。四倍
体各浓度下脯氨酸含量均较二倍体高，随着甘露醇浓
度的增加四倍体较二倍体增加明显，二倍体最大值是
对照的４．３８倍，四倍体最大值是对照的５．２３倍。这
在一定程度上说明四倍体菘蓝较二倍体菘蓝对干旱
胁迫的耐受能力更强。
图４　不同浓度甘露醇处理对菘蓝丙二醛和脯氨酸含量的影响
图５　不同浓度甘露醇处理对菘蓝ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性的影响
２．４　不同干旱胁迫处理下不同倍性菘蓝的保护性酶
ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性
不同浓度甘露醇处理下不同倍性菘蓝中保护性
酶活性的测定结果如图５所示，随着甘露醇浓度的增
加，二倍体和四倍体菘蓝中ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ三种
保护性酶均呈现先增加后降低的趋势。其中ＳＯＤ和
ＰＯＤ均在甘露醇浓度为１００ｍｍｏｌ／Ｌ时体内酶活性
最大，并且二倍体和四倍体相同。而ＣＡＴ的变化二
１５第６期 　　　　　　孙强等：不同倍性菘蓝对干旱胁迫的耐受能力及保护性酶的响应机制
倍体和四倍体稍有差异，二倍体表现为甘露醇浓度为
１００ｍｍｏｌ／Ｌ时体内酶活性最大，而四倍体则是甘露
醇浓度为５０ｍｍｏｌ／Ｌ时体内酶活性最大。当甘露醇
浓度从０增加到２５０ｍｍｏｌ／Ｌ时，四倍体的ＳＯＤ、
ＰＯＤ和ＣＡＴ三种保护性酶活性均高于二倍体。这
说明在干旱胁迫下四倍体菘蓝对活性氧的清除能力
要高于二倍体菘蓝。这也部分解释了四倍体菘蓝较
二倍体菘蓝对干旱胁迫的耐受能力强。
３　结论与讨论
种子萌发是植物体生活史中重要的阶段，直接影
响到植物体后期的生长发育和形态建成，从而会间接
影响产量的形成，因此种子能够迅速整齐的萌发，是
获得高产、稳产的基础［１５］。水分是种子萌发的必要
条件，本试验中随着甘露醇浓度即胁迫程度的增加，
二倍体的发芽率在甘露醇浓度为５０ｍｍｏｌ／Ｌ时达到
最高，之后随着甘露醇浓度的增加，发芽率呈逐渐下
降的趋势。四倍体菘蓝的发芽率、二倍体和四倍体菘
蓝的发芽势均随着甘露醇浓度的增加呈现逐渐下降
的趋势，这一结果与部分研究者的结果一致：宋军生
等［１６］利用ＰＥＧ－６０００模拟干旱来研究不同干旱胁迫
对板蓝根种子萌发的影响，其发芽率、发芽势和发芽
指数均随着ＰＥＧ－６０００浓度的增加呈现逐渐下降的
趋势。张聃等［１７］采用聚乙二醇高渗溶液人工模拟水
分胁迫来研究湿地松种子萌发时的发芽率、发芽势和
发芽指数，结果发现这三者均随着聚乙二醇浓度的增
加呈现逐渐下降的趋势；朱慧等［１８］研究发现ＰＥＧ－
６０００胁迫处理五爪金龙种子萌发的发芽率和发芽指
数均随着ＰＥＧ－６０００浓度的增加呈现逐渐下降的趋
势；朱教君等［１９］的研究表明，聚乙二醇胁迫处理沙地
樟子松种子萌发时的发芽率、发芽势和发芽指数均随
着聚乙二醇浓度的增加呈现逐渐下降的趋势。本研究
结果显示，相对低浓度的甘露醇（１００～２５０ｍｍｏｌ／Ｌ）
胁迫下，四倍体菘蓝对干旱胁迫的耐受性要高于二倍
体菘蓝。
丙二醛是膜脂过氧化的最终产物，是膜系统受伤
害的重要标志之一，其含量可以表示膜脂过氧化作用
的程度［２０］，可间接反映植物组织抗氧化能力的大小，因
而用于鉴定植物的抗旱性［２１］。二倍体和四倍体菘蓝
随着甘露醇浓度的增加，丙二醛含量呈现逐渐增加的
趋势，膜系统受损程度越发加重，四倍体菘蓝丙二醛
最大值较对照的增加量低于二倍体，这在一定程度上
说明四倍体菘蓝较二倍体菘蓝对干旱的耐受能力强。
脯氨酸是植物体内蛋白质的重要组成部分，当植
物受到外界环境胁迫时，植物体内游离脯氨酸积累含
量增加，在植物的渗透调节中起重要作用。即使在含
水量很低的细胞内，脯氨酸溶液仍能提供足够的自由
水以维持正常的生命活动。植物体内游离脯氨酸含
量在—定程度上反映了植物体内的水分情况，因而可
以作为植物缺水情况的参考性生理指标［２２］。二倍体
和四倍体菘蓝随着甘露醇浓度的增加，脯氨酸含量呈
逐渐增加的趋势。四倍体各浓度下脯氨酸含量均较
二倍体高，随着甘露醇浓度的增加四倍体较二倍体增
加明显，说明四倍体菘蓝较二倍体菘蓝能耐受更强的
干旱胁迫。
干旱是一种重要的非生物胁迫因子，它能使植物
细胞膜脂受到伤害，同时也干扰植物细胞中活性氧的
产生与清除之间的平衡，从而导致植物细胞遭受氧化
胁迫。在正常条件下，植物组织细胞中产生的活性氧
与清除系统保持平衡，当外界环境胁迫长期作用于植
物后，产生的活性氧超出了清除系统的清除能力时，
就会引起组织内活性氧积累而产生氧化伤害［２３］，植
物体为保护自身免受氧化伤害而形成一套相应的抗
氧化保护系统，如ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ等［２４］。本试验中
随着甘露醇浓度的增加二倍体和四倍体菘蓝中
ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ三种保护性酶均呈现先增加后降
低的趋势。酶活性之所以降低是因为在一定干旱胁
迫范围内，通过增加酶活性来提高适应干旱胁迫的能
力，但当胁迫超出其忍耐范围，保护酶活性则会下降，
这与范苏鲁等［２５］对大丽花的研究结果一致。当甘露
醇浓度从０增加到２５０ｍｍｏｌ／Ｌ时，四倍体的ＳＯＤ、
ＰＯＤ和ＣＡＴ三种保护性酶活性均高于二倍体。这
说明在干旱胁迫下四倍体菘蓝对活性氧的清除能力
要高于二倍体菘蓝。
参考文献：
［１］　中华人民共和国药典委员会．中华人民共和国药典：一
部［Ｍ］．北京：中国医药科技出版社，２０１０．
［２］　乔传卓，戴富宝，崔熙，等．两种倍性水平鞍蓝的生药学
研究［Ｊ］．中草药，１９９５，２６（８）：４２３－４２８．
［３］　陈桂平，客绍英．二倍体及四倍体菘蓝氨基酸含量的测
定分析［Ｊ］．中药材，２０１１，３４（４）：５０６－５０８．
［４］　段英姿．菘蓝二倍体及其同源四倍体遗传差异的ＩＳＳＲ
分析［Ｊ］．西北植物学报，２０１２，３２（８）：１５３４－４５３８．
［５］　陈玉芹，聂姬锋，客绍英，等．不同倍性菘蓝超氧化物歧
化酶的活性变化［Ｊ］．唐山师范学院学报，２００８，３０（２）：
４４－４７．
［６］　谭勇，梁宗锁，董娟娥，等．水分胁迫对菘蓝生长发育和
有效成分积累的影响［Ｊ］．中国中药杂志，２００８，３３（１）：
１９－２２．
［７］　王竹承，梁宗锁，丁永华．水分胁迫对菘蓝幼苗生长和生
理特性的影响［Ｊ］．西北农业学报，２０１０，１９（１２）：９８－１０３．
２５ 　　　　　　　　　　　　 　　　　　水 土 保 持 研 究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第２０卷
［８］　Ｆｒａｎｃｏｉｓ　Ｃ，Ｇｅｎｅｖｉｅｖｅ　Ｃ，Ｊｅａｎ－ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅ　Ｂ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｏ　ｗａｔｅｒ　ｄｅｆｉｃｉｔ　ｉｎ　ｄｒｏｕｇｈｔ－
ｔｏｌｅｒａｎｔ　ａｎｄ　ｄｒｏｕｇｈｔ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｌｉｎｅｓ　ｏｆ　ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ［Ｊ］．
Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ，１９９８，１１６（１）：３１９－３２８．
［９］　陈善福，舒庆尧．植物耐干旱胁迫的生物学机理及其基
因工程研究进展［Ｊ］．植物学通报，１９９９，１６（５）：５５５－５６０．
［１０］　王飞飞，李勇，王学东．拟南芥 ＡＴ２Ｇ１４２６０基因功能及
其表达特异性［Ｊ］．作物学报，２０１１，３７（１１）：１９８４－１９９０．
［１１］　Ｖｅｒｓｌｕｅｓ　Ｐ　Ｅ，Ａｇａｒｗａｌ　Ｍ，Ｋａｔｉｙａｒ－Ａｇａｒｗａｌ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．
Ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｉｎ　ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｔｏ
ｄｒｏｕｇｈｔ，ｓａｌｔ　ａｎｄ　ｆｒｅｅｚｉｎｇ，ａｂｉｏｔｉｃ　ｓｔｒｅｓｓｅｓ　ｔｈａｔ　ａｆｆｅｃｔ
ｐｌａｎｔ　ｗａｔｅｒ　ｓｔａｔｕｓ［Ｊ］．Ｔｈｅ　Ｐｌａｎｔ　Ｊｏｕｒｎａｌ，２００６，４５（４）：
５２３－５３９．
［１２］　Ｔｕｒｋ　Ｍ　Ａ，Ｓｈａｔｎａｗｉ　Ｍ　Ｋ，Ｔａｗａｈａ　Ａ　Ｍ．Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ
ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ａｑｕｅｏｕｓ　ｅｘｔｒａｃｔｓ　ｏｆ　ｂｌａｃｋ　ｍｕｓｔａｒｄ　ｏｎ　ｇｅｒｍｉ－
ｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ　ａｌｆａｌｆａ［Ｊ］．Ｗｅｅｄ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００３，３（１）：３７－４０．
［１３］　李合生．植物生理生化实验原理和技术［Ｍ］．北京：高
等教育出版社，２０００．
［１４］　高俊凤．植物生理学实验技术［Ｍ］．西安：世界图书出
版公司，２０００．
［１５］　Ｌｅｖｉｔｔ　Ｊ．Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ｐｌａｎｔｓ　ｔｏ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｓｔｒｅｓｓ
［Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：Ａｅｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ，１９８０．
［１６］　宋军生，王芳，鱼小军．ＰＥＧ胁迫对板蓝根种子萌发和
幼苗生长的影响［Ｊ］．种子，２０１１，３０（１１）：１１－１４．
［１７］　张聃，曹昀，郑林．湿地松种子萌发对模拟水分胁迫的
响应［Ｊ］．水土保持研究，２０１１，１８（１）：１８８－１９１．
［１８］　朱慧，马瑞君，吴双桃，等．干旱胁迫对五爪金龙种子萌
发与幼苗生长的影响［Ｊ］．西北植物学报，２００９，２９（２）：
３４４－３４９．
［１９］　朱教君，李智辉，康宏樟，等．聚乙二醇模拟水分胁迫对
沙地樟子松种子萌发影响研究［Ｊ］．应用生态学报，
２００５，１６（５）：８０１－８０４．
［２０］　梁新华，史大刚．干旱胁迫对光果甘草幼苗根系 ＭＤＡ
含量及保护酶ＰＯＤ、ＣＡＴ活性的影响［Ｊ］．干旱地区农
业研究，２００６，２４（３）：１０８－１１０．
［２１］　刘晓东，高春红，王玲．两种锦带花品种对干旱胁迫的
生理响应［Ｊ］．东北林业大学学报，２０１２，４０（９）：２２－２４．
［２２］　俞建妹，唐树生，王凌晖．水分胁迫对桂花幼苗生长及
生理特性的影响［Ｊ］．安徽农业科学，２０１０，３８（４）：２１０７－
２１０９．
［２３］　孙鏖，易自力，蒋建雄，等．转 ＮＡＳ基因冷季型草坪草
的生长及抗旱性研究［Ｊ］．生物技术通报，２００８（４）：１２２－
１２９．
［２４］　Ｓｅｒｇｉ　Ｍ　Ｂ，Ｌｅｎｏｎｏｒ　Ａ．Ｄｒｏｕｇｈｔ－ｉｎｄｕｃｅｄ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ
ｒｅｄｏｘ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ａｌｐｈａ－ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌ，ａｓｃｏｒｂａｔｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ
ｄｉｔｅｒｐｅｎｅ　ｃａｒｎｏｓｉｃ　ａｃｉｄ　ｉｎ　ｃｈｌｏｒｏｐａｓｔｓ　ｏｆ　ｌａｂｉａｔａｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ
ｄｉｆｆｅｒｉｎｇ　ｉｎ　ｃａｒｎｏｓｉｃ　ａｃｉｄｃｏｎｔｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，
２００３，１３１（４）：１８１６－１８２５．
［２５］　范苏鲁，苑兆和，冯立娟，等．干旱胁迫对大丽花生理生
化指标的影响［Ｊ］．应用生态学报，２０１１，２２（３）：６５１－
櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏
６５７ ．
（上接第３１页）
［３５］　Ｂｅｈｅｒａ　Ｎ，Ｓａｈａｎｉ　Ｕ．Ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ　ａｎｄ　ａｃｔｉｖｉ－
ｔｙ　ｉｎ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｏ　Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ　ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｎａｔｕｒａｌ　ｒｅ－
ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｓｏｉｌ［Ｊ］．Ｆｏｒｅｓｔ　Ｅｃｏｌｏｇｙ　ａｎｄ
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００３，１７４（１／３）：１－１１．
［３６］　Ａｒａｕｊｏ　Ａ　Ｓ　Ｆ，ＳｉｌｖａＥ　Ｆ　Ｌ，Ｎｕｎｅｓ　Ｌ，ｅｔ　ａｌ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ
ｏｆ　ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｎａｔｉｖｅ　ｓａｖａｎｎａ　ｔｏ　ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ
ｇｒａｎｄｉｓ　ｆｏｒｅｓｔ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ［Ｊ］．Ｌａｎｄ　Ｄｅｇ－
ｒａｄａｔｉｏｎ　＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２０１０，２１（６）：５４０－５４５．
［３７］　Ａｇｎｅｌｉ　Ａ，Ｕｇｏｌｉｎｉ　Ｆ　Ｃ，Ｃｏｒｔｉ　Ｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏ－
ｍａｓｓ－Ｃ　ａｎｄ　ｂａｓａｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｉｎｅ　ｅａｒｔｈ　ａｎｄ　ｈｉｇｈｌｙ　ａｌ－
ｔｅｒｅｄ　ｒｏｃｋ　ｆｒａｇｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｆｏｒｅｓｔ　ｓｏｉｌｓ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ　Ｂｉｏｌｏ－
ｇｙ　＆Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００１，３３（４／５）：６１３－６２０．
［３８］　Ｒｕｉｚ－Ｊａｅｎ　Ｍ　Ｃ，Ａｉｄｅ　Ｔ　Ｍ．Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ　ｓｕｃｃｅｓｓ：Ｈｏｗ
ｉｓ　ｉｔ　ｂｅｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｄ［Ｊ］．Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ　Ｅｃｏｌｏｇｙ，２００５，１３
（３）：５６９－５７７．
［３９］　Ｍｕｙｓ　Ｂ，Ｌｕｓｔ　Ｎ．Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅａｒｔｈｗｏｒｍ　Ｃｏｍｍｕ－
ｎｉｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｌｉｔｔｅｒ　Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｆｏｒ－
ｅｓｔｓ　ｏｆ　Ｆｌａｎｄｅｒｓ，Ｂｅｌｇｉｕｍ，ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　Ｆｏｒ－
ｅｓｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　＆ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，
１９９２，２４（１２）：１６７７－１６８１．
［４０］　Ｍｅｎｙａｉｌｏ　Ｏ　Ｖ，Ｈｕｎｇａｔｅ　Ｂ　Ａ，Ｚｅｃｈ　Ｗ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ
ｓｉｎｇｌｅ　ｔｒｅｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ
Ｃ　ａｎｄ　Ｎ　ｃｙｃｌｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｓｉｂｅｒｉａｎ　ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ａｆｆｏｒｅｓｔａｔｉｏｎ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ－Ｔｒｅｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ
［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　ａｎｄ　Ｓｏｉｌ，２００２，２４２（２）：１８３－１９６．
［４１］　Ｇｒａｙｓｔｏｎ　Ｓ，Ｐｒｅｓｃｏｔｔ　Ｃ．Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ　ｉｎ　ｆｏｒ－
ｅｓｔ　ｆｌｏｏｒｓ　ｕｎｄｅｒ　ｆｏｕｒ　ｔｒｅｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｉｎ　ｃｏａｓｔａｌ　Ｂｒｉｔｉｓｈ　Ｃｏ－
ｌｕｍｂｉａ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ　Ｂｉｏｌｏｂｙ　ａｎｄ　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００５，３７（６）：
１１５７－１１６７．
［４２］　Ｓｍｏｌａｎｄｅｒ　Ａ，Ｋｉｔｕｎｅｎ　Ｖ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｔｒｅｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ
ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　Ｃ　ａｎｄ　Ｎ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｄｉｓ－
ｓｏｌｖｅｄ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｌａｙｅｒ　ｏｆ
ｂｏｒｅａｌ　ｆｏｒｅｓｔｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｓｏｉｌ　Ｅｃｏｌｏｇｙ，２０１１，４９：２２４－
２３３．
［４３］　Ｂａｉｓ　Ｈ　Ｐ，Ｗｅｉｒ　Ｔ　Ｌ，Ｐｅｒｒｙ　Ｌ　Ｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｒｏｏｔ
ｅｘｕｄａｔｅｓ　ｉｎ　ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ　ｉｎｔｅｒａｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｐｌａｎｔｓ　ａｎｄ　ｏｔｈ－
ｅｒ　ｏｒｇａｎｉｓｍｓ［Ｊ］．Ａｎｎｕａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｐｌａｎｔ　Ｂｉｏｌｏｇｙ，
２００６，５７：２３３－２６６．
３５第６期 　　　　　　孙强等：不同倍性菘蓝对干旱胁迫的耐受能力及保护性酶的响应机制