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NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响



全 文 :中国农学通报 2010,26(16):147-149
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
盐碱土壤是中国的一项重要土地资源,其总面积
约为9913万hm2。土壤盐渍化是影响农牧业生产发展
的重要限制因子,而土壤盐害也是阻碍植物生长的主
要原因[1]。研究表明世界上灌溉区35%耕地受盐胁迫
的威胁[2]。盐胁迫对植物生长所造成的伤害原因之一
是渗透胁迫,由于土壤和细胞外高质量分数的盐分,造
成了植物生理干旱[3]。植物自身有一些适应机制若渗
透调节来减少这种危害,使植物在盐渍环境中保持足
够的水分。而关于盐害产生的机理以及如何开发利用
盐碱土地资源,提高植物的抗盐性,一直是人们关注的
焦点[4-6]。
此次试验通过对碱蒿渗透调节物质如可溶性糖和
可溶性蛋白含量的研究来研究碱蒿的耐盐机制,为深
入研究碱蒿的抗盐能力及盐碱地的改良提供科学依
据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
碱蒿(Artemisia anethifolia)种子,于 2008年秋季采
于山西右玉县威远镇后所堡的盐碱化草地中,海拔
1329 m,39º59´26.2″N,112º19´19.8″E。
1.2 试验设计
试验于 2009年 2-9月在山西农业大学草业科学
实验室进行。将种子播入装有珍珠岩和蛭石(1:1)的
基金项目:国家“十一五”科技支撑计划课题“退化草地植被恢复与重建关键技术研究”(2007BAD56B01)。
第一作者简介:方志红,女,1983年出生,内蒙古赤峰市人,在读硕士研究生,研究方向为牧草抗逆性研究,通讯地址:030801山西省晋中市山西农业
大学研究生院22号公寓331宿舍,E-mail: fangzhihong2007@126.com。
通讯作者:董宽虎,男,1956年出生,山西省偏关县人,教授,博士,研究方向为牧草抗逆性研究,通讯地址:030801山西农业大学动物科技学院,Tel:
0354-6287552,E-mail: dongkuanhu@126.com。
收稿日期:2010-03-16,修回日期:2010-04-07
NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响
方志红,董宽虎
(山西农业大学动物科技学院,山西太谷 030801)
摘 要:以碱蒿(Artemisia anethifolia)为材料,研究不同质量分数NaCl胁迫下碱蒿幼苗的可溶性糖和可
溶性蛋白含量与耐盐性之间的关系。结果表明:随NaCl质量分数的增加,可溶性蛋白含量呈先升高后
降低的趋势;茎叶中可溶性糖含量逐渐增加,根系中可溶性糖含量呈先升高后降低的趋势。可见,可溶
性糖含量和可溶性蛋白含量可以作为碱蒿的耐盐生理指标。
关键词:碱蒿;NaCl胁迫;可溶性蛋白;可溶性糖
中图分类号:S545 文献标志码:A 论文编号:2010-0793
Effects of NaCl Stress on Soluble Protein Contents and Soluble Carbohydrate Contents of
Artemisia Cnethifolia
Fang Zhihong, Dong Kuanhu
(College of Animal Science and Technolgy, Shanxi Agricultural University, Taigu Shanxi 030801)
Abstract: Artemisia anethifolia was employed to study the relationship of salt tolerance with soluble protein
contents and soluble carbohydrate contents in seedling of A. anethifolia. The results showed that with the
increase of salt concentration, the seedling soluble protein contents of A. anethifolia had low-high-low trend;
otherwise, stem and leaves of A. anethifolia had low-high trend and roots had low-high-low trend. It
concluded that soluble protein contents and soluble carbohydrate contents could be used as the physiological
indexes for salt tolerance in A. anethifolia.
Key words: Artemisia anethifolia; NaCl stress; soluble protein; soluble carbohydrate
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
塑料盆内,于日光能温室中培养,温室昼夜温度为
(30±2)℃/(23±2)℃,相对湿度为 60%~80%,出苗后用
Hoagland营养液浇灌培养,每盆定苗 35株(中间将间
苗两次)。出苗 5周后,以NaCl溶液进行胁迫,设 6个
质量分数梯度,分别为 0(CK)、25、50、100、200和 400
mmol/L,4个重复。对照组使用Hoagland营养液,各处
理组在营养液基础上添加不同质量分数的NaCl溶液,
每天 17:00~19:00浇灌,为保证盆内盐分质量分数,每
次浇营养液均进行称重。盐胁迫一周后进行取样,以
用无离子水将样品冲洗干净后,放于-80℃冰箱保存备
测。
1.3 测定指标及方法
可溶性蛋白质含量测定:参照Read等[7]考马斯亮
蓝法测定;可溶性糖的测定:参照采用赵可夫[8]蒽酮比
色法测定。
1.4数据处理及方法
数据采用 SAS 9.0 软件进行方差分析,并用
Duncan检验进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 NaCl胁迫对碱蒿可溶性蛋白含量的影响
NaCl胁迫对碱蒿幼苗中可溶性蛋白含量的影响
见表1。碱蒿幼苗中可溶性蛋白含量无论是在相同还
是不同的NaCl胁迫下都存在显著性差异(P<0.05)。
碱蒿幼苗中的可溶性蛋白含量随着NaCl质量分数的
增加呈先升高后降低的趋势,茎叶中的可溶性蛋白含
量于200 mmol/L时达到最大值,是CK的2.72倍,而根
系中的可溶性蛋白则于100 mmol/L时达到最大值,是
对照的 1.45倍。在>25 mmol/L的NaCl胁迫下,碱蒿
幼苗中可溶性蛋白含量上升,说明低质量分数的NaCl
胁迫可以提高碱蒿可溶性蛋白的含量;在更高的NaCl
胁迫下,可溶性蛋白的含量随盐质量分数的增加降低,
表明在高的NaCl质量分数下,细胞中蛋白质的合成代
谢增强,合成更多蛋白质,参与渗透调节,使植物适应
高盐环境。
2.2 NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖含量的影响
可溶性糖是一种重要的渗透调节物质,植物在逆
境胁迫条件下,可溶性糖含量增加,它对细胞膜和原生
质体有一定保护作用,还起到保护酶类的作用。从表
2中可以看出,在NaCl胁迫下,碱蒿幼苗中的可溶性糖
含量有显著性存在(p<0.05)。在不同质量分数的
NaCl胁迫下,碱蒿茎叶中的可溶性糖含量随着NaCl
质量分数的增加而增加,于 400 mmol/L时达到最大
值;根系中的可溶性糖含量则随着NaCl质量分数的增
加呈先升高后降低的趋势,且于100 mmol/L时达到最
大值;说明在NaCl胁迫下,碱蒿可以通过增加体内的
可溶性糖含量来维持渗透平衡,具有一定的耐盐性。
表1 NaCl胁迫对碱蒿可溶性蛋白含量的影响
NaCl质量分数
/(mmol/L)
0(CK)
25
50
100
200
400
可溶性蛋白含量/(ng/g FW)
茎叶
0.2874±0Eb
0.3481±0.0125Db
0.6511±0.0045Cb
0.7129±0.0167Bb
0.7812±0.0069Ab
0.6545±0.0059Cb
根系
1.0941±0.0075Ca
1.0384±0.0184Da
1.2460±0.0011Ba
1.5851±0.0042Aa
1.2720±0.0036Ba
1.2337±0.0321Ba
注:同列不同大写字母表示差异显著(P<0.05);同行不同小写字母
表示差异显著(P<0.05)。
NaCl质量分数
/(mmol/L)
0(CK)
25
50
100
200
400
可溶性糖含量/(μg/g)
茎叶
11.6446±0.0892Ca
10.5273±0.0132Db
12.3374±0.3357BCb
12.4303±0.1471BCb
12.6607±0.7476Bb
14.2161±0.1909Ab
根系
11.4778±0.2758Ea
13.4020±0.01548Da
19.5267±0.4849Ca
27.2313±1.4308Aa
23.9874±1.2864Ba
19.3639±0.40221Ca
表2 NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖含量的影响
注:同列不同大写字母表示差异显著(P<0.05);同行不同小写字母
表示差异显著(P<0.05)。
3 讨论
植物细胞的渗透调节作用是植物适应环境,增强
抗逆性的基础,也是植物对盐分和水分胁迫的重要适
应手段之一[9-10]。大多数作物遭受环境胁迫时在体内
积累可溶性溶质如可溶性蛋白和可溶性糖等,它们对
调节渗透势具有重要的作用[11]。这种作用主要表现为
保护植物细胞在盐胁迫下的渗透失衡[12-13],稳定亚细胞
组织如细胞膜和蛋白质,清除抗氧化系统[14]。
可溶性糖是很多植物主要的渗透调节剂,也是合
成其他有机溶质的碳架和能量来源,对细胞膜和原生
质胶体起稳定作用[15-16]。有研究表明[17-18],在逆境胁迫
下,植物积累的可溶性糖越多,其抗逆性就越强。该试
验中,盐胁迫对碱蒿的可溶性糖含量有明显的影响,且
与盐质量分数呈正比,这与前人的研究结果相吻合,可
溶性糖的含量可作为碱蒿耐盐性评价的主要指标。
可溶性蛋白也是植物的渗透调节剂之一,高盐胁
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方志红等:NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响
迫使植物细胞中蛋白质的合成代谢增强,增加蛋
白质含量,降低细胞的渗透势,提高植物的保水能
力 [19-21]。文献报道,盐胁迫过程中互花米草通过增加
可溶性蛋白质的合成来对抗盐胁迫的不利影响[20-22]。
毛桂莲等[21,23]在实验中发现,NaCl胁迫下枸杞愈伤组
织可溶性蛋白含量增加,且诱导产生了新蛋白,其含量
的降低使细胞代谢速度降低,从而使植物细胞对盐胁
迫的适应能力增强心。
4 结论
NaCl胁迫下碱蒿幼苗中可溶性蛋白含量和可溶
性糖含量的变化情况来看,可溶性糖和可溶性蛋白可
以作为碱蒿的抗盐指标;且可以将100~200 mmol/L的
NaCl质量分数作为碱蒿幼苗抗盐的理想盐质量分数。
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