全 文 ：植物生理学通讯 第 40 卷 第 3期，2004 年 6 月 317
几种生理因素对玉米木质部汁液中蛋白质含量的影响
刘子会1,2 郭秀林1,* 袁文龙3 王刚2 李广敏1
1 河北省农林科学院遗传生理研究所，石家庄 050051；2 河北师范大学生命科学学院，石家庄 050016；3 河北省植物
保护总站，石家庄 050011
提要 受干旱胁迫的玉米叶和茎木质部汁液中蛋白质含量降低，根中蛋白质含量升高。偏酸性营养液中的玉米各营养器
官木质部汁液中蛋白质含量降低，中性或碱性营养液中的则升高。以 100 mmol.L-1 的 ABA 营养液处理后的玉米根、茎
和叶片的木质部汁液中蛋白质含量都升高；而用 2 mmol.L-1EGTA、80 mmol.L-1 三氟啦嗪或 100 mmol.L-1 异博定处理后
的木质部汁液中蛋白质含量变化不明显。
关键词 玉米；木质部汁液；蛋白质；干旱胁迫；营养液的 pH
Effects of Several Physiological Factors on the Protein Content in Xylem Sap of
Maize
LIU Zi-Hui1,2, GUO Xiu-Lin1,*, YUAN Wen-Long3, WANG Gang2, LI Guang-Min1
1Institute of Genetics and Physiology,Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051; 2College of Life
Sciences,Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016; 3Hebei Genenral Station of Plant Protection,Shijiazhuang 050011
Abstract The protein contents in xylem sap of leaves and stems decreased while increased in the roots under
drought stress. The protein contents in xylem sap of all nutritive organs decreased when the maize was treated
by the nutrition solution of pH 5 or pH 6, but increased treated by that of pH 7 or pH 8. The protein contents
increased after the maize was watered by the nutrition solution with 100 mmol.L-1 ABA. The changes in protein
content are not obvious after being watered by the nutrition solution with 2 mmol.L-1 EGTA , 80 mmol.L-1
trifluoperazine or 100 mmol.L-1 verapamil.
Key words maize; xylem sap; protein; drought stress; pH of nutrient solution
收稿 2003-09-09 修定 　 2004-02-09
资助 　河北省自然科学基金(302466)和河北省农林科学院重点
项目(A03-1-02-14)¡£
*通讯作者(E-mail:myhf2002@yahoo.com.cn,Tel:0311-
7652128)。
早在 1923年，Wilson研究吐水和伤流时，就
注意到木质部汁液成分的变化。后来，Davies和
Zhang[1]提出较为完整的根冠通讯看法。人们对根
源信号的产生、传递及其作用有了较为深入的认
识。早已确认，土壤干旱条件下，植株木质部汁液
中氨基酸、阴阳离子、激素以及pH等均发生变化，
但对干旱胁迫下不同营养器官木质部汁液中蛋白质
含量变化的报道尚少。本文探讨几种影响玉米木质
部汁液中蛋白质含量的生理因素。
材料与方法
选取玉米(Zea mays)杂交种“郑单958”籽粒
饱满的种子，用蒸馏水反复冲洗，浸种24 h 后，
放在滤纸上，再置于28℃恒温培养箱中催芽，芽
长至1 cm 时播种于一次性纸杯中，纸杯去底后置
于沙盒中培养，培养室昼夜温度30℃/25℃，每天
光照12 h，光照度6 000 lx。每2 d浇1次Hoagland
营养液，生长 2 个月至拔节时取样测定。
将幼苗分为两组，一组为对照，正常浇水；
另一组分别作如下处理：一盒不浇水，直到幼苗
出现萎蔫；4 盒分别以 pH 5、6、7、8 的营养
液处理，12 h 后抽取根、茎、叶的木质部汁液；
另外选取4盒分别用100 mmol.L-1 ABA、100 mmol.
L-1异博啶(verapamil)、 2 mmol.L-1乙二醇双(2-氨
基乙醚)-N,N,NN-四乙酸[ethylene glycol-bis(2-
minoethylether)-N,N,N,N-tetraacetic acid, EGTA]、
80 mmol.L-1三氟啦嗪(trifluoperazine, TFP)的营养液
处理。24 h 后分别用压力室法采集根、茎、叶
的木质部汁液[2]。
植物水势用压力室法[3]测定，记下叶出现第
一滴汁液时的压力值，作为植株水势。蛋白质浓
度测定采用考马斯亮蓝G-250 比色法[4]。
结果与讨论
1 干旱的影响
正常浇水的植株，水势为 -0.588 MPa；干
旱胁迫下的植株水势为 -1.568 MPa。由图1可知，
在正常浇水条件下，玉米茎的木质部汁液中蛋白
质含量最大，叶次之，根最少；干旱胁迫下，
植物生理学通讯 第 40 卷 第 3期，2004 年 6 月318
玉米叶、茎的木质部汁液中蛋白质含量减少，根
中增加。Zhu和 Zhang[5]检测土壤干旱、淹水和盐
胁迫下的玉米、向日葵和蓖麻木质部汁液时，也
发现其蛋白质含量增加。这与我们在根中测得的
蛋白质含量的变化趋势一致。
2 不同pH营养液的影响
从图2可以看出，不同pH营养液处理的玉米
茎的汁液中蛋白质含量最高，这与正常浇水条件
下的表现一致。但是与对照(Hoagland 营养液，
pH 为 6.8)相比，偏酸的营养液中的根、茎、叶
木质部汁液中蛋白质含量降低，中性或碱性的营
养液中的则升高。
3 外源 ABA 的影响
´Óͼ3¿´³ö£¬ÍâÔ´ABA´¦ÀíµÄÓñÃ׸ù¡¢¾¥¡¢
ҶľÖʲ¿Ö-ÒºÖе°°×Öʺ¬Á¿Ôö¼Ó¡£ÕâÓë¹ùÐãÁÖµÈ[6]
±¨µÀµÄÉø͸ вÆÈÏÂÍâÔ´ABAÏÔÖøÌá¸ßÉø͸ вÆÈÒýÆð
µÄСÂóÓ×Ãç¸ùºÍÒ¶ÖÐABAº¬Á¿±ä»¯Ç÷ÊÆÒ»Ö¡£
4 异博啶、EGTA 和 TFP 的影响
从图 4 可见，异博啶、EGTA 和 TFP 3 种钙
通道阻抑剂对木质部汁液中蛋白质含量的影响不
同，效果不很明显。异博啶、E G T A 、T F P 处
理后叶的木质部汁液蛋白质含量都略有降低；异
博啶处理的茎木质部汁液中蛋白质含量增加，其
他二者则下降；异博啶、EGTA 处理的根木质部
汁液中蛋白质含量增加，但 TFP 无明显影响。这
暗示异博啶、EGT A、TF P 引起木质部汁液中蛋
白质含量发生变化，有可能是通过改变钙离子通
道、胞内游离钙离子、钙调素等 A B A 信号转导
途径发生作用的。其具体机制尚待深入研究。
ͼ2 不同pH营养液对玉米木质部汁液蛋白质含量的影响
Fig.2 Effects of different pH of nutrient on protein
content in xylem sap of maize
ͼ1 干旱胁迫对玉米木质部汁液中蛋白质含量的影响
Fig.1 Effects of drought stress on protein content in
xylem sap of maize
ͼ3 外源ABA对玉米木质部汁液中蛋白质含量的影响
Fig.3 Effects of exogenous ABA on protein content
in xylem sap of maize
图 4 异博啶、EGTA 和 TFP 对玉米木质部汁液中
蛋白质含量的影响
Fig.4 Effects of verapamil,EGTA and TFP on
protein content in xylem sap of maize
参考文献
1 Davies WJ, Zhang J. Root signal and the regulation of growth
and development of plant in drying soil. Annu Rev Plant Physiol
Plant Mol Biol, 1991,42:55~76
2 Liang J, Zhang J. Collection of xylem sap at flow rate similar to
in vito transpiration flux. Plant Cell Physiol, 1997,38(12):
1375~1381
3 Wilkinson S, Davies WJ. Xylem sap pH increase: a drought
signal received at the apoplastic face of the guard cell that in-
volves the suppression of saturable abscisic acid uptake by the
epidermal symplast. Plant Physiol, 1997,113:559~573
4 中国科学院上海植物生理研究所，上海市植物生理学会编.
现代植物生理学实验指南. 北京：科学出版社，1 9 9 9 .
392~394
5 Zhu X, Zhang J. Anti-transpiraion and anti-growth activities in
the xylem sap from plants and different types of soil stress. New
Phytol, 1997, 137:657~664
6 郭秀林,李孟军,关军锋等.PEG胁迫下小麦幼苗ABA与Ca2+/
CaM的关系. 作物学报, 2002,28(4):537~540