全 文 ：热带亚热带植物学报 2003，l1(3)：241—244
Journd of Tropical and Subtropical Botany
低温胁迫下氯丙嗪和氯化镧对水稻幼苗脯氨酸积累的影响
宗 会 徐照丽 刘娥娥2 郭振飞2匿 2
(1．云南烟草科学研究院生物技术室，云南 昆明650106：2．华南农业大学生命科学学院，广东 广州 510642)
摘要：低温胁迫下水稻幼苗质膜透性增大、相对含水量 (RWC)下降、丙二醛(MDA)含量增加，同时脯氨酸 (Pro)积累。
以氯丙嗪 (CPZ)和氯化镧 (LaC1，)对水稻幼苗预处理以阻碍 Ca2+．CaM (钙调素)信使传导后，加剧了低温胁迫下水
稻幼苗质膜透性的增加、RWC的下降、MDA含量的增加和 Pro的积累，说明水稻幼苗受伤害程度将加重。
关键词 ：水稻幼苗；氯丙嗪；氯化镧；脯氨酸；低温胁迫
中图分类号：Q945．78 文献标识码：A 文章编号：1005-3395(2003)03—0241一o4
Efects of Chlorpromazine and Lanthanum Chloride on Proline
Accumulation in Rice Seedlings under Cold Stress
ZONG Hui XU Zhao．i i LIU E-e GU0 Zhen—fe i LI Ming．qi
(1．Laboratory of Biotechnology，Yunnna Academy of Tobacco Science，Kunming 650106，China：
2．College of Life Science，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China)
Abstract：The roots of 1 3一day-old rice seedlings were pretreated with 50 ta mol／L chlorpromazine or 500 u moI／L
lanthanum chloride (LaCl3) at 25％3 for 15 h tO determine the changes in relative water content (RWC)，
malondialdehyde(MDA)content，relative permeability of cel membrane，and proline(Pro)accumulation in the
seedlings under cold stress at 6-7~(3 and light intensity at 200 tJ mol m‘Zs一． The experiments showed that the
RWC decreased，relative permeability of cell membrane and MDA content increased，meanwhile，the proline was
accum ulated under cold stress． Such trends were enhanced significantly in the seedlings pretreated with chlorpro—
mazine or LaCI3 un der cold stress．
Key words．-Rice seedling；Chlorpromazine；Lanthanum chloride；Proline；Cold stress
逆境胁迫下植物体的信号转导机制受到关注，
一 些研究表明钙信使系统参与植物抗冷性调控，可
通过调节与冷相关基因的表达而参与植物对低温
胁迫的适应性 021。我们曾报道，低温胁迫下阻碍
Ca2+~CaM (钙调素) 信使系统传导后水稻(0,Tza
sativa L．)幼苗的抗冷性下降【3】，表明低温胁迫下水稻
幼苗可能通过启动 Ca2+．CaM信使系统而增强对低
温的适应性。逆境下植物体积累脯氨酸 (Pro)对植
物具有保护作用 。氯丙嗪 (CPZ)是一种 CaM拮
抗剂，可与 CaM 结合而阻碍 Ca2+．CaM 信使系统传
导阎；氯化镧 (LaCI )是一种质膜 Ca2 通道阻断剂，
可阻碍胞外 Ca2+进入细胞，从而阻碍 Ca2+·CaM 信
使系统传导 。为进一步探讨 Ca2+．CaM信使系统在
收稿日期：2002-09-16 接受日期：2003-01—07
基金项目：广东省自然科学基金 (990024)资助
水稻幼苗抗冷中的作用，本文报道低温胁迫下，以
CPZ和 LaCI3预处理以阻碍 Ca2+．CaM信使系统传
导后，水稻幼苗 Pro的积累及膜脂过氧化、质膜透性
和相对含水量的变化，为了解水稻幼苗抗冷机制提
供依据。
1材料和方法
材料及培养 选用较耐低温 的水稻(Oryza
sativa L．)品种 “湘早糯 1号 ”，将种子 以 1 g L。
HgCI 消毒、以蒸馏水冲洗，置恒温箱 (28o(3)中催
芽 2 d后，播种于尼龙网上，以木村 B培养液进行培
养 (6 d更换一次培养液)，自然条件下生长至三叶
期 (约 13 d)备用。
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242 热带亚热带植物学报 第 11卷
实验处理 取三叶期的幼苗，25~(3下分别以
500 la mol／L LaCI3或 50 la mol／L CPZ对幼苗根际
预处理 15 h后进行处理，所设处理如下：(1)对照，
不进行预处理和低温胁迫处理(contro1)；(2)只进
行预处理不进行低温胁迫处理 (P)；(3)不进行预
处理只进行低温胁迫处理 (C)；(4)预处理后进行
低温胁迫处理(I+C)。低温胁迫以6—7℃低温处理，
光强 200 la molm。2s～。每处理幼苗 90株，3次重复。
质膜相对透性测定 胁迫 2 d时取幼苗地
上部，参照文献【l0】的方法。
丙二醛【 )含量、相对含水量【RWC)测定
胁迫0、2、4 d时取幼苗地上部，参照文献【l0】的方法。
Pro含量测定 胁迫 0 d、2 d、4 d时取幼苗
地上部，参照文献【l l】的方法。
2结果和分析
2．1质膜相对透性
如图 1所示，低温胁迫下水稻幼苗的质膜相对
透性增加。CPZ和 LaCI 预处理对正常生长条件下
的水稻幼苗的质膜相对透性无明显影响，但却使低温
胁迫下质膜相对透性明显增大。表明低温下阻碍 C +．
CaM 信使系统传导后，水稻幼苗的质膜伤害增加。
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2．2 相对含水量
低温胁迫下，水稻幼苗的相对含水量(RWC)随
胁迫时间的延长而不断下降；CPZ和 LaCl3预处理
对正常生长条件下的水稻幼苗的 RWC无明显影
响，但加速了低温胁迫下 RWC的下降 (图2)。表
明低温胁迫可导致水稻幼苗遭受一定程度的水分
胁迫，低温下阻碍 Ca2~．CaM 信使系统传导后水分
胁迫加剧。低温胁迫下，水稻幼苗 RWC下降可能是
植株根系活力下降，吸水能力下降，而同时空气湿
度下降导致的结果。
图 2 CPZ和LaC13预处理对水稻幼苗 RWC的影响
Fig．2 Efects ofpretreatment th ehlorpromazine(CPZ)or LaCh on relative water content(RWC)in rice seedlings
_ Control， _ P，F -1 C
， 固 P+C．ForP andC s∞Figure 1．
23 丙二醛含量
MDA是反映植物体膜脂过氧化程度的一个重
要指标。低温下水稻幼苗丙二醛(MDA)含量随胁迫
时间的延长而增加。CPZ和 LaCI 预处理对正常生
长条件下水稻幼苗 MDA含量无明显影响，但使低
温胁迫下MDA含量增加 (图3)。表明低温下阻碍
Ca2~．CaM 信使系统传导后，K稻幼苗的膜脂过氧化
程度加剧。
2-4脯氨酸含量
低温胁迫下，稻苗脯氨酸(Pro)含量增加，且随胁
迫时间的延长而加剧；CPZ和 LaCI 预处理对正常
生长条件下的水稻幼苗 Pro含量无明显影响，但加
剧低温胁迫下 Pro的积累 (图4)。表明低温下阻碍
Ca2~．CaM 信使系统传导后水稻幼苗的Pro积累加
剧 。
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第 3期 宗会等：低温胁迫下氯丙嗪和氯化镧对水稻幼苗脯氨酸积累的影响 243
3讨论
45
30
15
0
0 2 4 0 2 4
处理l疃闻 Treab~nent time(d)
图3 CPZ和LaCI，预处理对水稻幼苗 MDA含量的影响
Fig．3 Efects ofpf哪fe咖 既t with chlorpromazine(cPz)or LaCI3 on malondialdehyde(MDA)content in rice seedlings
— Control，I P，口 C，圆 P+C．F0fPandC SeeFigurel_
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0 2 4 U 4
处理时间Treatment time《c1)
图 4 CPZ和 LaCl 预处理对水稻幼苗脯氨酸 (Fro)含量的影响
Fig．4 Efects ofpretreatm~t with chlorpromazine(cPz)or LaCl3 on pmlme content in rice seedlings
Control，I P，口 c，圃 P+C．ForP andC seeFigure1．
低温胁迫下，植物可启动钙信使系统以适应低
温逆境【 。我们的实验也表明，低温胁迫下，水稻幼
苗的质膜透性增大、MDA含量增加和 RWC下降；
LaCI3和 CPZ预处理后，水稻幼苗质膜透性、MDA
含量进一步增加，而 R、ⅣC则继续下降，说明阻碍
Ca2+·CaM 信使传导后加剧了低温对水稻幼苗的逆
境伤害，表明水稻幼苗在适应低温胁迫的过程中要
启动 C ·CaM 信使系统。此外，本文中，LaCl3和
CPZ预处理对正常生长条件下的水稻幼苗的质膜
透性、RWC、MDA和 Pro含量无明显影响，这可能
是该浓度的 LaCl3和 CPZ处理对正常生长条件下
水稻幼苗的C ·CaM 信使传导没有明显影响，也
没有造成药物伤害。
逆境下植物体积累Pro具有普遍性，但在 Pro
是否可作为植物抗性或敏感性指标上研究结果不
尽一致。一些研究表明逆境下抗逆性较强的品种
Pro积累较多，而抗逆性较弱的品种积累 Pro较少，
因此逆境下 Pro积累的多少可以作为植物抗逆性强
弱的一个指标【4，阍。另一些研究结果则与此不同，Liu
等【l 研究发现盐胁迫下盐敏感的拟南芥突变体 (比
对照敏感 20多倍) 比耐盐的野生型能积累更多的
Pro；Luts等【l‘l51研究发现，盐胁迫下盐敏感的水稻
品种比耐盐品种能积累更多的 Pro，因此认为胁迫
下 Pro积累的多少适宜作为一个胁迫伤害指标，而
不宜作为抗性筛选指标。我们曾报道，干旱、盐和低
温胁迫下，耐性强的水稻品种 Pro积累相对较少，而
敏感品种 Pro积累则相对较 阍。本文中低温胁迫
下，以 CPZ和 LaCI3预处理阻碍 Ca2+·CaM 信使系
统传导后，稻苗的逆境伤害增加，与此同时 Pro积累
加剧，这表明低温胁迫下，水稻幼苗 Pro积累的多少
与其逆境伤害程度有关，较适宜作为一个胁迫伤害
指标，这与我们在干旱和盐胁迫下的研究结果相一
致【切。
·OH可诱导 Pro积累，氧化胁迫下 Pro积累可
能是植物抵抗氧化胁迫的一种反应嘲。本文中，低温
胁迫下水稻幼苗 MDA含量增加、质膜透性增大，说
明低温对稻苗产生了活性氧伤害，而 CPZ和 LaCI3
预处理加剧了这种损伤。因此，低温下阻碍 Ca2+·
CaM 信使系统传导后 Pro含量大幅增加很可能是
活性氧伤害加剧的一种反应。此外，水分胁迫下植
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244 热带亚热带植物学报 第 11卷
物积累 Pro是抵御水分胁迫的一种反应[4]，本文中
低温胁迫下，阻碍 Ca2+·CaM 信使系统传导后，稻苗
的RWC下降，水分胁迫加剧，Pro含量的增加也可
能是水分胁迫加剧的结果。鉴于 Pro具有多种保护
作用，本文中CPZ和 LaC13预处理阻碍 Ca2+·CaM
信使传导后，低温下水稻幼苗 Pro的积累加剧，可能
是水稻幼苗对抗逆性下降、胁迫伤害增加的一种应
激反应，以抵抗其所受伤害。
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