全 文 ：热带亚热带植物学报 2004，12(4)：355-358
Jour,~ of Tropical and Subtropical Botany
盐胁迫下小麦体细胞杂种与亲本小麦幼苗的
生长量和Na+、K+含量比较
王 军 权太勇’ 夏光敏
(山东大学生命科学学院植物细胞工程实验室，山东济南250100)
摘要：对小麦体细胞杂种F6株系I-1-3和其亲本小麦济南 177的幼苗在不同NaCI浓度处理6 d时的生长量和Na+、
l(+含量进行了比较。结果表明：盐胁迫下杂种的生长量明显高于亲本小麦。随着盐浓度的增加，杂种和亲本的叶、茎和
根中Na~含量均增加，但杂种叶与茎的Na+含量显著低于亲本，而根的却高于亲本，这可能提示杂种根部液泡较亲本
有较强的储Na+功能。受盐胁迫的杂种叶与茎中 含量显著高于亲本，K+／Na+比值高。杂种的Na+净积累速率也高于
亲本。可见杂种比亲本小麦有更强的耐盐性。
关键词：小麦；高冰草；体细胞杂种；耐盐胁迫；Na+、l(+含量
中田分类号：Q945．78 文献标识码：A 文章编号：1005-3395(2004)04-0355-04
Diferences in the Growth and Contents of Na+and K+between
Somatic Hybrid W heat and Its W heat Parent under Salt Stress
WANG Jun QUAN Ta i-yong’ XIA Guang-min
(Laboratory of Plant Cel En#ncering,School of L Science，Shandong University，Jinan250100，China)
Abstract：The seedlings of somatic hybrid wheat(I-1-3)(Triticum aestivum×Agropyron elongatum)and its
wheat parent 0inan l 7 were treated tl diferent concentrations of NaCl to investigate the growth and
Na+and contents in leaves．stems and roots．It was shown that the seedling weight ofsomatic hybrid was higher
than that of wheat parent after treatment with salt for 6 days．The Na+content both in hybrid and in wheat parent
increased as NaCl concentration increased,but the Na+content in the leaves and stems ofthe hybrid was significantly
lower than that ofthe wheat parent．On the contrary．Na+content in the roots ofhybrid was higher．It implied that
the hybrid had more vacuole compartment for sodium than the parent．However,the content in the leaves and
stems ofthe hybrid was higherthan that in the wheat parent．Net Na+uptake in hybrid was slightly higherthan that
in parent．It iS indicated that the hybrid line posesses higher salt tolerance than the wheat parent．
Key words：Somatic hybrid；Salt tolerance；Na+and content；Triticum aestivum；Agropyron elongatum
盐胁迫是植物主要的非生物胁迫之一，目前全
世界耕地接近一半的灌溉地受到盐碱的威胁 】。培
育耐盐作物品种是改良和利用盐碱地资源最经济、
最有效的措施之一[2]。本实验室致力于小麦体细胞
杂交理论和技术改进方面的研究工作，尝试将有益
的外源基因通过原生质体融合引入小麦。1995-
1996年在国际上首先得到了以小麦为受体，高冰草
(长穗偃麦草Agropyron elongatum)为供体的非对
称体细胞杂种植株及后代[3]。通过对杂种Fs的基因
组荧光原位杂交 (GISH)和简单重复序列 (SSR)
分析，证明高冰草的核及胞质遗传物质已在杂种细
胞中遗传。其中出现了品质优良[5l，抗逆性强的株
收稿日期：2003-08-26 接受日期：2003—12-25
基金项目：国家自然科学基金(30070397)；国家863项目(001AA241032)资助
’通讯作者 Corresponding author
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356 热带亚热带植物学报 第 12卷
系 。本文通过对小麦体细胞杂种 I一1—3 F 耐盐株
系与亲本小麦幼苗在不同盐浓度下的生长量和
Na+、 积累量的差异来分析杂种的耐盐机理，为培
育耐盐作物品种提供理论依据。
1材料和方法
实验材料 小麦(Triticum aestivum)济南 177
和小麦与高冰草 (Agropyron elongatum)体细胞杂
种F 株系 I．1·3的种子。
幼苗的培养及盐处理 种子用 7O％的酒精
浸泡 5 min，用蒸馏水冲洗 5遍，均匀摆放于铺有多
层吸水纸的容器中(7O％酒精擦洗过，晾干)。用蒸馏
水在暗处培养2 d，挑选萌发一致的种子移种到底
部有孔 (4目cm- )的塑料筐(16 cm×16 era)中，用
少许洗净的砂粒固定。每筐 5O株，每一处理共 100
株。每天更换 1／4 Hoagland培养液(pH7．O)，室温(23±
5oc)，光照强度约900~tmol m-2s-。当小麦长至三叶
期时，用 150、200、250、300 mmol／L盐浓度的 1／4
Hoagland培养液培养，每天更换一次培养液，6 d后
取材料检测，重复三次。
生长量测定 取 1O株植株用蒸馏水洗净，
吸水纸吸干表面水分，称量整株鲜重。将材料放入
烘箱内105~C杀青 15 min，65℃烘干48 h，称量干重，
计算平均值。
Na+、K 含量测定 取 1O株材料，将材料的
根与茎以上部分分开，烘干 (同生长量测定)。称取
干燥粉末30 mg，用浓硝酸溶解，过滤定容至5O ml。
用日立 180—80型原子吸收分光光度计来测定Na+、
含量旧。
Na 净累积速率Uup)的计算 参见 Taleisnik
和 Grunberg的方法 。 [(m2一m1)／(t2-t1)】X
0 150 200 250 300
NaCI(mmol，L)
[(InR2-R-)／(R2-R-)】，其中m-和 m2分别为生长时
间t-和 t 时的全株植物Na+的总含量，尺-和尺 分
别为t-和t 时根的干重。
2 结果和分析
2．1不同盐浓度对生长量的影响
图1显示随着盐浓度的升高，济南 177和 I一1—3
整株鲜重和整株干重都呈下降趋势。鲜重与对照相
比分别下降了35％-50％和 20％-44％。干重分别下
降了2O％-31％和3％-23％。150mmol／L浓度下 I·1·3
干重只下降不到3％，200 mmol／L下仅下降8％，只
是在 300 mmol／L下才有明显的下降，达到23~／o。
从 下 降 的 幅 度 比较 ，杂 种 均 明显 低 于 济
南177(P<0_05)，尤其以干重更为突出。总的来说，
200 mmol／L以下盐处理时，杂种的生长量只受到轻
微的影响。与济南 177相比，杂种对盐胁迫有更强
的适应性。
2．2叶与茎中和根中Na 含量
图2表明，济南 177和 I一1·3经盐处理后叶与
茎中和根中的Na+含量均明显提高，叶与茎中Na+
含量随着盐浓度的增高而升高，但是在同一浓度下
I-1·3叶与茎的Na+含量要比济南177低(P
不同，150 mmol／L和200 mmol／L处理，济南 177和
I一1—3的Na+含量随盐浓度增加而上升，但高浓度
处理，Na+含量不升反降。300 mmol／L NaCI处理时
根变成褐色，研磨时发现它们呈现很高的纤维化程
度。说明在高盐下，部分根细胞死亡，由此导致盐
分流失，使根中Na+浓度下降。在不同盐浓度中，
I一1—3根中的Na+含量都比济南 177要高。
0 150 200 250 300
NaCI(mmo L)
图l NaCI处理6d对济南177和I—l一3整株鲜重和干重的影响
Fig l Efects ofdiferent NaCI concentrations on fiesh and dry weight ofthe seedlings ofwheat Jinan 177 an d
somatic hybrid line I—l一3 after treatment for 6 days
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第4期 王军等：盐胁迫下小麦体细胞杂种与亲本小麦幼苗的生长量和Na+、K 含量 比较 357
30
2，5
2 0
1 5
1 0
05
0
0 150 200 250 300
NaCI(mmol／L)
1l4
1 2
1 0
0 8
O6
0_4
02
O
0 150 200 250 300
NaCI(mmol／L)
图2不同盐浓度处理6d后济南 l77和 I—l一3叶与茎中和根中Na~含量差异
Fig．2 Efects ofNaCI concentrations on Na+content in leaves and stems，an d in roots ofthe seedlings ofwheat Jinan 1 77 and
somatic hybrid I—l一3 atertreatmentfor6days
2J 叶与茎中和根中K 含量
亲本和杂种叶与茎中 含量均随着盐浓度的
增高而下降，但杂种的下降幅度低于亲本 (P<0．05)，
特别是在200 mmol／L盐浓度下更明显(图3)，即杂
种比亲本有更好的保持 的能力。和叶与茎保持
的能力相比较，不管是济南 177还是 I一1—3，根中
的K 含量在盐胁迫下剧减，杂种 K 消减的程度略
低于亲本，但差别不明显(P>0．05)(图3)。
2．4 Na 的净累积速率( )和 K*／Na 比值
表 1表示叶与茎中l Na 比值变化。济南 177
和 I一1—3在盐处理下的l Na 比值都出现大幅度
的降低；两者比较而言，杂种有较高的K+／Na 比值，
150 mmol／L和200 mmol／L盐浓度下，它比济南 177
高出20％左右。
表2可见济南 177和I一1—3的Na+净累积速率
随盐浓度的增加而增加，I一1—3的净累积速率略高于
济南 177，但未达到显著性差异(P>0．05)。
；
o ∞
曩
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型
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20
1 5
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0 150 200 25
．
0 300
NaCI(mmol／L)
表 1盐胁迫6d后济南 177和 l_1—3叶和茎中的 K+／Na 比值变化
Table 1 Chan gesin K+／Na+ratioinleavesan d stemsofseedlingsof
wheat Jinan l77 and somatichybrid I—l一3 under
NaCI stressfor6days
表示显著性差异 (P<0．05) Numbers followed by an asterisk
ale signifcantatp=0．05．括号内数据表示以对照为基数的百分比值
Num bers in parentheses are％ofthe contro1．
表2 盐胁迫6 d后济南 177和 1．1—3 Na 净吸收速率
(mmol Root DW )
Table 2 Net Na+uptake(mmol g- Rot DW d- )in seedling leaves
ofwheatJinan l77 and somatichybrid I—l一3 under
NaCI stressfor6da ys
1 6
言 1 2
蔓罢
暮08 善詈
藿 0I4
Y
0 0
0 150 200 250 300
NaCI(mmol／L)
图3不同盐浓度处理6d后济南l77和 I—l一3叶与茎中和根中 含量差异
Fig．3 Chan gesin contentinleaves and stems．an din ro tsofthe seed lingsofwheatJinan 177an d
somatichybrid I—l一3 treatedwithNaCIfor6days
一^ 9^_6loE量 mIoDJ uI+Bz
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358 热带亚热带植物学报 第 l2卷
3讨论
小麦为甜土作物，只在低浓度盐的条件下表现
耐盐性，不同品种耐盐性不同。研究表明小麦的耐
盐性与小麦保持地上部分相对低的Na+浓度和维
持较高的K+／Na 比值相关【s]。本实验结果亦表明，盐
处理下的杂种 I一1—3地上部分Na+含量明显低于亲
本济南 177，以维持较高的K a+比值。
高盐胁迫引起植物体内离子失衡，继而引发高
渗胁迫及氧化胁迫。植物在应答反应过程中通过产
生大量的低分子量的可溶性物质如脯氨酸来维持
体内的渗透势，或者通过N H+反向运输蛋白排
Na+，降低胞质内Na+的浓度[1一。有研究表明，耐盐
性强的小麦在盐胁迫下表现为拒Na+作用，以保持
叶内相对低的Na+浓度。可能机制之一是以牺牲
的吸收来减少Na+进入体内[1 q。通过液泡膜上
N H 反向转运蛋白在液泡内积累Na+也可能是小
麦在盐胁迫应答中采取的策 21。另外，有证据表明
耐盐品种小麦可溶性物质含量增加与耐盐性有
关[1珂。本实验中杂种叶内保持了低的Na+含量，其
Na+净积累速率与亲本没有显著性差异，说明两者
叶的拒 Na 作用是相似的。也不排除杂种叶肉细
胞通过Na+／H 反向运输蛋白在液泡内积累Na+的
可能。盐处理的杂种鲜重和干重明显高于亲本小
麦，可能与胞质内可溶性物质增加有关，起到稀
释胞质内Na+浓度，保持水分，减少盐害的作用。
150 mmol／L和200 mmol／L的NaCI处理，杂种根的
Na 含量高于亲本小麦，也高于地上部分的Na 含
量，说明杂种根部液泡可能有较强积累Na+的能
力，这在一定程度上减缓了地上部分的盐害。杂种
的抗盐性究竟是因为根中液泡积累Na+的作用引
起还是与细胞内可溶性物质的积累有关值得进一
步研究。
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