全 文 ：江西农业学报 2011，23(11) :17 ～ 19
Acta Agriculturae Jiangxi
表油菜素内酯对水分胁迫下菘蓝相关指标的影响
罗春红1，王康才1* ，戴 剑2，李同根1
收稿日期:2011 －09 －26
基金项目:国家公益性行业(农业)科研专项经费(200903008 －02 －06)。
作者简介:罗春红(1987─) ，女，湖南衡东人，硕士研究生，研究方向为药用植物栽培与生理。* 通讯作者:王康才。
(1．南京农业大学 中药材研究所，江苏 南京 210095;2．江苏省农业科学院，江苏 南京 210014)
摘 要:目的:研究水分胁迫下表油菜素内酯(EBR)对菘蓝相关酶活性和生理指标的影响，为提高菘蓝的抗涝能力提供
方法。方法:采用盆栽试验，测定水分胁迫下，不同浓度 EBR(0． 01、0． 05、0． 10、0． 50、1． 00 mg /L)处理下的菘蓝的抗氧化保护
酶(SOD、POD、CAT、APX)、乙醇脱氢酶(ADH)、硝酸还原酶(NR)活性和脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)的含量。结
果:当 EBR浓度为 0． 10、0． 50 mg /L时，菘蓝的黄叶数最少，随着 EBR浓度的增加，抗氧化酶、ADH、NR活性先增后降，Pro、可
溶性蛋白含量也呈相同变化趋势，MDA含量变化则与之相反。结论:适宜浓度的 EBR能显著提高菘蓝的抗氧化能力，减少水
分胁迫造成的伤害。
关键词:菘蓝;水分胁迫;表油菜素内酯;抗氧化酶
中图分类号:S567． 2 文献标识码:A 文章编号:1001 －8581(2011)11 －0017 －03
Effects of Epi － brassinolide on Related Indexes of Isatis indigotica under Water Stress
LUO Chun － hong1，WANG Kang － cai1* ，DAI Jian2，LI Tong － gen1
(1． College of Chinese Herbal Medicines，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China;
2． Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing 210014，China)
Abstract:To provide a method for enhancing the resistance of Isatis indigotica Fort． to waterlogging，the effects of epi － brassin-
olide (EBR)on the related enzymes activities and physiological indexes of Isatis indigotica under water stress were investigated． A pot
experiment was conducted，the activities of the antioxidant enzymes (SOD，POD，CAT and APX)，alcohol dehydrogenase (ADH)
and nitrate reductase (NR)，as well as the contents of Pro，soluble protein and MDA in Isatis indigotica treated with different concen-
trations of EBR (0． 01，0． 05，0． 10，0． 50 and 1． 00 mg /L)were tested． The results indicated that:when the concentrations of EBR
were 0． 10 or 0． 50 mg /L，Isatis indigotica had the least number of yellow leaves． Along with the increase in the concentration of EBR，
the activities of antioxidant enzymes，ADH and NR，as well as the contents of Pro and soluble protein increased at first and then de-
creased，while MDA content showed an opposite changes． In conclusion，applying proper concentration of EBR could significantly im-
prove the antioxidant ability of Isatis indigotica and reduce the harm of water stress to Isatis indigotica．
Key words:Isatis indigotica;Water stress;Epi － brassinolide;Antioxidant enzymes
菘蓝(Isatis indigotica Fort．)为十字花科菘蓝属一年
或两年生草本植物，其叶和根分别入药，称大青叶和板蓝
根，是我国传统的大宗药材［1 －2］。在生产实践过程中发
现，菘蓝怕涝，在国内许多板蓝根生产基地，因涝害造成
的减产甚至绝收现象频频发生。
油菜素内酯是甾醇类植物激素，是迄今为止国际上
公认的活性最高、最广谱的植物生长激素，植物经极低浓
度处理后能表现出显著的生理效应。目前，在各种作物
中已经发现 40多种油菜素内酯化合物，它们合称为油菜
素内酯类化合物(简称 BRs)。BRs除了具有促进植物生
长的作用外，还能改善植物生理代谢，提高植物抵抗逆境
的能力，在农林业生产中被大量应用，但在药用植物栽培
上未见报道。
本文结合以上问题，研究淹水情况下 BRs中的表油
菜素内酯(简称 EBR)对菘蓝相关酶活性和有关生理指
标的影响，探讨 EBR 在菘蓝水分胁迫下的生理调节作
用，以寻求减轻涝害对菘蓝种植造成损失的方法。
1 材料与方法
1． 1 材料 试验在南京农业大学实验基地的日光温室
内进行。菘蓝种子来源于亳州生产基地，经王康才教授
鉴定为十字花科植物菘蓝(Isatis indigotica Fort．)种子。
栽培基质为泥土和蛭石按 1∶ 1混合而成，基本营养液配
方中大量元素采用 Hoagland 营养液，微量元素采用
Arnon营养液，混合营养液 pH 6． 5。EBR 购于上海源叶
生物科技有限公司，纯度≥92%，其它试剂均为分析纯
(AR)。
1． 2 方法 2011年 5月播种。出苗后，每隔 5 d浇 1 次
基本营养液，每次 200 mL。播种 30 d后，株高达 8 cm左
右、真叶 4 ～5片时，选取长势一致的菘蓝幼苗，每盆定苗
5株。待长至 8 ～ 9 片真叶时，开始喷施处理，上午 9:00
进行，以叶面和叶背布满液珠而不滴为度，每 2 d 喷施 1
次，连续 5次。EBR设 0． 01、0． 05、0． 10、0． 50、1． 00 mg /L
5个浓度，以清水作为对照，各处理均以 0． 1%中性洗涤
液为助剂。第5次喷施后次日，进行淹水胁迫处理(水面
保持在栽培基质以上2 ～3 cm)。每处理5盆，重复3次。
3 d后取材进行相关评价指标测定。
1． 3 测定项目 抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活力
的测定参照李忠光［3］的方法;乙醇脱氢酶(ADH)活力的
测定方法参照《现代植物生理学实验指南》［4］，以△A340 /
min增加 0． 01为一个酶活力单位(U) ;硝酸还原酶(NR)
活力的测定参照李合生［5］的方法;丙二醛(MDA)采用硫
代巴比妥酸(TBA)法测定;脯氨酸(Pro)含量用茚三酮显
色法进行测定;可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝 G －250
染色法测定。试验数据采用 Excel 2003 和 SPSS 16． 0 软
件进行统计分析。
2 结果与分析
2． 1 EBR对菘蓝黄叶数的影响 从表 1 可知，在水分
胁迫下，菘蓝叶片出现萎蔫、发黄现象。喷清水对照黄叶
数最多，为 3 ～ 4 片 /株，当 EBR 浓度为 0． 10 mg /L 和
0． 50 mg /L时，黄叶数最少，为 1 ～2片 /株。
2． 2 EBR对菘蓝叶片抗氧化保护酶活性的影响 SOD、
POD、CAT、APX是植物体内 4种重要的抗氧化酶，能清除
活性氧自由基，减少活性氧物质的累积量，降低植物细胞
内活性氧自由基对质膜和膜脂过氧化作用水平的伤害。
由表 2可以看出:在淹水胁迫条件下，喷施 EBR能显著提
高菘蓝叶中抗氧化酶的活性，随着 EBR浓度的增大，SOD、
POD、CAT、APX活性均表现为先升高后降低的变化趋
势;当 EBR浓度为 0． 10 mg /L 时，SOD、APX 活性最高，
分别为对照的 1． 65倍、2． 15倍;当浓度为 0． 50 mg /L时，
POD、CAT活性最高，分别为 CK的 2． 36倍、1． 89倍。
表 1 EBR对菘蓝黄叶数的影响
EBR浓度 /(mg /L) 黄叶数 /(片 /株)
CK 3 ～4
0． 01 2 ～3
0． 05 2 ～3
0． 10 1 ～2
0． 50 1 ～2
1． 00 2 ～3
表 2 EBR对淹水胁迫下菘蓝抗氧化酶的影响(珔x ± s，n =3 )
EBR浓度 /(mg /L) SOD/(U/g) POD/(U/min·g) CAT /(U/min·g) APX/(μmol /min·g)
CK 189． 76 ±13． 62 d 43． 90 ±3． 54 d 78． 67 ±5． 33 d 17． 90 ±4． 96 d
0． 01 206． 83 ±10． 28 cd 60． 66 ±2． 95 c 94． 43 ±6． 38 c 20． 82 ±4． 89 cd
0． 05 228． 15 ±16． 93 c 86． 02 ±2． 10 b 95． 13 ±8． 35 c 27． 11 ±3． 08 bc
0． 10 313． 98 ±9． 62 a 101． 89 ±2． 76 a 114． 43 ±5． 95 b 38． 55 ±2． 00 a
0． 50 270． 07 ±21． 99 b 103． 76 ±2． 18 a 148． 67 ±8． 08 a 33． 33 ±1． 88 ab
1． 00 212． 42 ±9． 49 cd 87． 29 ±3． 16 b 107． 14 ±7． 21 bc 20． 68 ±6． 10 cd
注:不同小写字母表示处理间差异显著(P﹤ 0． 05)。下同。
2． 3 EBR对菘蓝根系 ADH 活性的影响 在淹水胁迫
下，菘蓝根系中 ADH活性先随着喷施 EBR 浓度的增大
而增大，而后减小，其中 CK的活力最小，当 EBR浓度为
0． 10 mg /L时，ADH活力最大，为14． 57 U /g，与喷施浓度
为 0． 50 mg /L处理差异不显著，其余各处理间差异显著
(图 1)。
图 1 EBR对淹水胁迫下菘蓝根系 ADH的影响
2． 4 EBR对菘蓝叶片 NR活性的影响 由图 2 可以看
出，在淹水胁迫下，菘蓝叶中 NR活性的变化趋势与 ADH
的相似，即随着 EBR 浓度的增大先增后减。0． 10 mg /L
和 0． 50 mg /L EBR处理 NR活性差异不显著，0． 10 mg /L
处理的最高，为 CK的 1． 68倍。
2． 5 EBR对菘蓝叶片MDA、Pro、可溶性蛋白含量的影
响 经 EBR处理后，菘蓝叶片 MDA含量有所下降，随着
EBR浓度的增加，MDA 含量先减后增，0． 10 mg /L 处理
最低。经 EBR处理的菘蓝与 CK相比叶片 Pro含量均有
所增加，0． 50 mg /L处理的菘蓝叶片中 Pro 含量最高，但
随着 EBR浓度的继续加大，Pro 含量减少。EBR对菘蓝
叶片可溶性蛋白含量的影响与对 Pro含量的影响趋势基
本一致，0． 50 mg /L 处理后，可溶性蛋白含量达到最高，
之后下降(表 3)。
图 2 EBR对淹水胁迫下菘蓝叶片 NR的影响
3 讨论
淹水是植物遭受的主要的非生物胁迫之一。淹水
胁迫使植物处于周期或长期的厌氧或缺氧状态，限制植
物的需氧呼吸，导致土壤还原势的降低和有毒物质的积
累［6 －9］。在这种条件下，植物的无氧呼吸会加强，酶系统
也会发生一系列变化以适应缺氧环境。油菜素内酯类化
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合物可以促进植物 DNA、RNA 和蛋白质的合成，提高酶
活性，以及参与其它植物体许多生理过程，增强植株对生
物和非生物胁迫的抗性。已有许多研究表明，BRs 不仅
对种子萌发、幼苗生长、蔗糖代谢等生理方面有影响，而
且能提高植物的抗逆性，包括高温、低氧、干旱、冷
害等［10 －12］。
表 3 EBR对淹水胁迫下菘蓝MDA、Pro、可溶性蛋白
含量的影响(珔x ± s，n =3 )
EBR浓度
/(mg /L)
MDA含量
/(μmol /g)
Pro含量
/(mg /g)
可溶性蛋白含量
/(mg /g)
CK 0． 039 ±0． 003 a 4． 80 ±0． 41 d 10． 61 ±0． 28 c
0． 01 0． 040 ±0． 005 a 5． 07 ±0． 48 d 11． 31 ±0． 63 bc
0． 05 0． 031 ±0． 002 bc 6． 96 ±0． 06 b 11． 52 ±0． 28 bc
0． 10 0． 024 ±0． 003 d 8． 24 ±0． 14 a 12． 33 ±0． 76 ab
0． 50 0． 026 ±0． 003 cd 8． 70 ±0． 29 a 13． 22 ±0． 27 a
1． 00 0． 033 ±0． 001 b 5． 87 ±0． 20 c 11． 76 ±0． 86 b
3． 1 EBR对植物叶片抗氧化保护酶活性的影响 在淹
水条件下，植物处于低氧环境中，线粒体电子传递链受到
阻碍，活性氧含量增加，引起膜脂过氧化。植物通过体内
的酶系统来清除活性氧，抵御活性氧的伤害。韩刚等［13］
发现 EBR能提高沙棘的抗氧化酶活性，增强其抗旱性。
本研究表明，喷施 EBR 能增强菘蓝抗氧化酶的活性，但
浓度过高作用会减弱，这说明 EBR处理可以通过提高植
株体内保护酶活性而增强植株的抗低氧能力。
3． 2 EBR对植物根系 ADH 活性的影响 淹水或无氧
条件下，植物维持正常的或至少是最低的能量供应是必
不可少的。在厌氧条件下，能量代谢主要依赖糖酵解产
生 ATP，糖酵解过程中 3 －磷酸甘油醛的脱氢反应需要
辅酶 NAD，NAD的再生通过等量的乙醇发酵或乳酸发酵
完成。乙醇脱氢酶(ADH)普遍存在于植物细胞中，正常
情况下有一定的活性水平，低氧条件下会被快速诱导，催
化无氧呼吸，而且，耐淹植物有高水平的乙醇发酵作用。
康云艳等［12］证明了 EBR能提高黄瓜根系 ADH活性，增
强黄瓜抗低氧胁迫的能力。本实验得到与之一致的结
果，外源施用 EBR显著提高了菘蓝体内 ADH活性，增强
了菘蓝的抗低氧能力。
3． 3 EBR对植物叶片 NR 活性的影响 低氧环境下，
硝酸还原酶(NR)被激活，NO3
－代替氧作为电子受体，与
乙醇、乙醛竞争 NADPH:减少 NADPH水平，使线粒体和
细胞质中的 NAD +得以再生;减少了乙醇、乙醛的积累，
抑制乳酸的生成，增加 pH值，避免了细胞质酸化［13］;同
时过剩电子被消耗，减少了氧自由基的产生和伤害［14］。
马月花等［15］研究发现，在低氧条件下，耐性品种黄瓜 NR
活性显著高于敏感品种，这说明 NR 活性的大幅度诱导
提高是低氧胁迫下植株的积极反应。本实验中，喷施
EBR显著提高了淹水胁迫下菘蓝体内 NR的活性，NO3
－
代替氧作为电子受体，提高了菘蓝的抗低氧能力，减小了
淹水胁迫造成的伤害。
3． 4 EBR对植物叶片MDA、Pro、可溶性蛋白含量的影
响 MDA是膜脂过氧化产物，对质膜有毒害作用，主要
破坏细胞膜系统，其含量通常作为膜过氧化程度的指标，
表示细胞膜的过氧化程度和植物对逆境条件反应的强
弱。脯氨酸可以降低受到胁迫的细胞内的水势，使细胞
吸水，增加细胞的渗透调节能力，使其免受更深的伤害。
可溶性蛋白含量也是重要的渗透调节物质，在一定程度
上说明植物在逆境下的受伤害程度和抵抗能力。本实验
中，EBR降低了菘蓝体内 MDA的生成，提高了 Pro 的积
累和可溶性蛋白的含量，说明喷施适当浓度的 EBR可以
提高菘蓝的抗涝能力。
综上所述，淹水胁迫下，喷施适宜浓度的外源 EBR
能显著提高菘蓝抗氧化保护酶、ADH、NR活性，增加 Pro
和可溶性蛋白含量，降低 MDA含量，从而增强菘蓝的抗
涝能力。
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