全 文 ：台湾翅果菊对不同干旱胁迫的生理响应
王静1 ,刘 鹏1＊ ,王珊珊2 ,徐根娣1 ,张志祥1
(1.浙江师范大学植物学重点实验室 ,浙江金华 321004;2.浙江省金华市金东区实验中学,浙江金华 321000)
摘要 [目的]探讨台湾翅果菊对不同干旱胁迫的生理响应。[方法] 采用 PEG-6000(0%、10%、20%、30%)处理台湾翅果菊植株 , 测定在
不同干旱胁迫程度下翅果菊叶片中过氧化物酶活性、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量 、细胞质膜透性等指标。[ 结果]随着
干旱胁迫程度的加剧 ,叶片细胞可溶性糖、氧化物酶活性 、丙二醛含量、细胞质膜透性、游离脯氨酸含量有先下降后上升的趋势。[结论]
植物生理生化指标对干旱胁迫有一定敏感范围。
关键词 乙二醇;干旱胁迫;台湾翅果菊;生理生化指标
中图分类号 Q945.78 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)10-03978-02
Physiological Responses of Pterocypsela formosana in Drought Stress
WANG Jing et al (Key Laboratory of Botany , Zhejiang Normal University , Jinhua , Zhejing 321004)
Abstract [Objective] The aim of the research was to discuss the physiological responses of Pterocypsela formosana in drought stess.[ Method] With the
method of different concentration of PEG treatment(0%、10%、20%、30%), the activity of peroxidase(POD), the content of malondialdephyde(MDA),
the content of free praline, the content of soluble sugar and the relative permeability of plasmalemma of Pterocypsela formosana were studied.[ Result]
With the increasing of drought stress , the content of soluble sugar , the activity of POD , the content ofMDA , the relative permeability of plasmalemma and
the content of free praline always increased after decreasing.[ Conclusion] The plant physiological-biochemical indexes had a certain sensitive range to
drought-stress.
Key words PEG;Drought-stress;Pterocypsela formosana;Physiological-biochemical indexes
基金项目 浙江省自然科学基金(304186, 303461)。
作者简介 王静(1986-),女 , 浙江杭州人 ,本科生 ,专业:植物逆境胁
迫生理。 ＊通讯作者。
收稿日期 2007-12-07
水分胁迫对植物生长发育和同化物分配有明显的影
响。以往模拟干旱逆境最常用的方法是控制土壤水分 ,但人
为设置土壤含水量的处理是相当武断的。近 30年来 ,越来
越多的人认为 ,用 PEG 模拟植物干旱逆境是可行的[ 1] 。
Kaufmann等对PEG反复研究后得出 PEG-6000诱导水分逆境
所得的效果与将土壤逐步干旱的效果是一致的结论[ 2] 。目
前 ,在小麦[ 3] 、花生[ 4] 、甘草[ 5] 、辣椒[ 6] 、大豆[ 7]等方面的工作
均证明植物生理生化指标与植物抗旱性存在一定的关系。
台湾翅果菊(Pterocypsela formosana)分布于陕西 、江苏 、安徽 、
浙江 、广东 、广西 、云南 、台湾等省份 ,生于山坡草地及田间 、
路旁 ,为 1年生草本[ 8] 。笔者采用PEG-6000对野生台湾翅果
菊模拟干旱胁迫 ,对植物叶片中过氧化物酶活性(POD)、丙二
醛(MDA)含量 、游离脯氨酸含量 、可溶性糖含量 、细胞质膜透
性进行研究 。
1 材料与方法
1.1 材料 在野外选取长势较好 、叶片长约 10 cm的台湾翅
果菊 ,移植至室内恒温(25 ℃)培养箱中 ,每日用去离子水浇
灌 ,12 h光照 ,自然湿度栽培 2周后进行干旱胁迫处理。
1.2 干旱胁迫处理 处理前 48 h不浇水 ,用 0 、10%、20%、
30%PEG-6 000溶液(水势分别为 0、-0.10、-0.22 、-0.36
MPa)彻底浇灌 ,放回恒温培养箱中培养 48 h后进行 POD活
性 、MDA含量 、可溶性糖含量 、游离脯氨酸含量 、细胞质膜透
性的测定。每个处理 3次重复。
1.3 测定指标与方法 POD活性的测定参照李瑞智等的愈
创木酚法[ 9] ;MDA含量的测定参照Heath等的硫代巴比妥酸
(TBA)方法[ 10] ;游离脯氨酸含量的测定参照周受标等的酸性
茚三酮比色法[ 11] ;细胞质膜透性的测定参照钱永常等的电
导法[ 12] 。
2 结果与分析
2.1 过氧化物酶活性的变化 由图 1可知 ,用不同浓度PEG
处理植株后 ,随着PEG浓度的升高 ,植株POD活性下降;当
PEG浓度大于 20%时 ,POD的活性有上升趋势。这表明低浓
度 PEG处理有诱导POD等活性氧清除酶活性升高的效应 。
图 1 干旱胁迫下 POD活性的变化
Fig.1 The change of POD activity under drought stress
2.2 丙二醛含量与膜透性的变化 由图 2可知 ,经过PEG
处理的植物叶片MDA含量随着 PEG 浓度的升高明显降低 ,
但当 PEG浓度大于 20%时 ,MDA的含量有上升的趋势 。由
图 3可知 ,经过 PEG处理的植物叶片电解质的相对外渗率先
图 2 干旱胁迫下MDA含量的变化
Fig.2 The change of MDA content under drought stress
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2008 ,36(10):3978-3979 责任编辑 刘月娟 责任校对 马君叶
降低后上升 ,在 30%浓度下高于对照 。
2.3 游离脯氨酸含量与可溶性糖含量的变化 由图 4可
知 ,经过 PEG处理的叶片脯氨酸含量在PEG浓度大于 10%
时有增加趋势。由图 5可知 ,可溶性糖含量在明显下降后 ,
在PEG浓度 30%时大幅增加。
图3 干旱胁迫下电解质相对外渗透率的变化
Fig.3 The change of relative permeability of electrolyte under
drought stress
图 4 干旱胁迫下游离脯氨酸含量的变化
Fig.4 The change of proline content under drought stress
图 5 干旱胁迫下可溶性糖的变化
Fig.5 The change of soluble sugar content under drought stress
3 讨论
干旱胁迫时细胞脱水导致膜脂的排列紊乱 ,使膜出现空
隙和龟裂 ,透性提高 ,电解质 、氨基酸和可溶性糖等向外泄
露。正常情况下 ,植物细胞自由基的产生和清除处于动态平
衡状态 ,且自由基水平很低;当植物受到胁迫(高温 、低温 、盐
渍 、干旱)时 ,平衡被打破 , POD等保护酶系统被破坏 ,导致
MDA的积累。MDA是脂质过氧化物的产物。脂质过氧化反
应与自由基活性氧在细胞内含量密切相关 ,其形成速度一定
程度上反映机体内清除自由基能力和活性氧代谢的水
平[ 13] 。研究表明 ,台湾翅果菊经干旱胁迫处理后 POD活性
与MDA含量 、膜透性具有正相关性。
脯氨酸对细胞的渗透调节起重要作用 ,是细胞中的一种
防脱水剂 ,对维持植物体内水分平衡有积极的作用 ,其奇偶
性也保护了膜蛋白结构的完整性 ,增强膜系统的柔韧
性[ 14-15] 。脯氨酸是植物在逆境胁迫下体内积累的重要渗透
调节物质之一。在高浓度水分胁迫下 ,游离脯氨酸作为最有
效的渗透调节物质之一会大量积累 ,甚至可比原始含量增加
几十到几百倍[ 16] 。可溶性糖在干旱胁迫时可作为渗透调节
物质而维持细胞的膨压 ,以减轻逆境的伤害[ 17] 。理想状态
下 ,可溶性糖含量应随着干旱胁迫强度的增加而明显增加 。
植物生理过程(或参数)对水分胁迫存在一定的敏感范围 。
脯氨酸积累敏感范围是-0.9 ～ -1.8 MPa ,糖积累敏感范围
是-1.2～ -1.8 MPa[ 16] 。这可能是脯氨酸和可溶性糖含量
在该试验中未大量积累的原因之一 。
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