全 文 ：第 21 卷　第 3 期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2001年　7 月
Vol.21　No.3　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH July , 　2001
二苯基脲磺酸钙对小麦苗期抗旱性的影响
宋莲芬　郝建平
(山西大学生命科学系 ,太原　030006)
摘　要　用浓度为 100mgL-1的二苯基脲磺酸钙溶液喷施小麦苗期叶片 ,能明显增加小麦幼苗的
过氧化物酶 、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性 ,并使保水力和复活能力增强。用 100mgL-1
DSC 拌种 ,还可提高小麦种子在干旱条件下的萌发率。
关键词　二苯基脲磺酸钙;小麦幼苗;抗旱
STUDYON DROUGHT RESISTANCE MECHANISMOF DISPHENYLUREU
SULFONIC CALCIUM IN GROWTHOF WHEAT SEEDLINGS
SONG Lian-fen　HAO Jian-ping
(Department of Life Science , Shanx i University , Taiyuan 030006)
Abstract　In this paper it w as studied that ef fects of Disphenylurea sulfonic calcium on improving
drought resistance of w heat seedlings.Dif ferent concentration can lead to various ef fects af ter
Disphenylurea sulfonic calcium was sprayed on leaves at the stage w ith 3 leaves .100mg/L dispheny-
lurea sulfonic calcium was more ef fective than others.It can improve enzyme activity of SOD ,POD
and CAT , holding w ater ability and resto ring abili ty of leaves.Moreover , germinat ion rate w as
greatly increased when using 100mg/ L Disphenylurea sulfonic calcium to mix seeds , These results in-
dicated that the mechanism of Dispheny lurea sulfonic calcium in relieving drought injury may be
mainly related to regulate active oxygen metabolism and protect biomembrane.
Key words　disphenylurea sulfonic calcium;drought resistance mechanism;wheat seedlings
　　1955年 ,Shantz等报道了 N , N′—二苯基脲表
现出促进离体培养的植物细胞分裂的活性[ 1] 。此
后的研究表明 ,一些苯基脲衍生物具有与细胞分裂
素完全相同或相近的生理功能[ 2] 。近年来 ,我们对
人工合成的二苯基脲磺酸钙(DSC)进行了研究 ,发
现其在促进组织培养物的器官分化和生长 、促进植
株根系的生长 、提高小麦幼苗叶绿素含量和硝酸还
原酶活性以及提高气孔导度和蒸腾速率 、提高净光
合速率等方面有明显的效果[ 3～ 10] 。为了促进 DSC
在农业生产上的推广和应用 ,本实验以苗期小麦为
材料 ,对植株的几项抗旱指标进行了测试。
1　材料与方法
1.1　供试材料
小麦(Triticum aest ivm L)种子由河南南街村
和山西省农科院小麦研究所提供。
1.2 溶液配制
山西省自然科学基金资助项目(20001084)
第一作者简介:宋莲芬(1978-),女 ,硕士研究生 ,主要从事植物细胞工程研究。
收稿日期:2001-2-16
分别配制 50 、100 、200mgL-1的 DSC 水溶液及
Hoagland培养液 。
1.3　实验方法
1.3.1过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超
氧化物歧化酶(SOD)活性及叶片保水能力的测定
分别用蛭石 、珍珠岩等固体基质和瓶装培养液
培养小麦。待麦苗长到 10 ～ 14d 时 ,用不同浓度的
DSC 喷施幼苗叶片 , 用清水作对照。喷施 3 ～ 4d
后 ,剪取叶片 ,用常规方法分别测定 CAT 、POD 和
SOD的活性[ 11～ 14] 。CAT 活性用 1min 内 1g 被分
析物质所分解的过氧化氢酶微克分子数表示 ,POD
活性用每分钟吸光度变化值表示 ,SOD 活力单位为
每小时每克鲜重的酶活单位数 。将离体叶片放置于
空气中缓慢脱水 , 测定不同处理对保水力的影
响[ 14] 。
1.3.2　种子萌发率的测定
选取 饱 满 种子 , 分 别以 清 水 和 含 量 为
50mgL
-1 、100mgL-1 、200mgL -1的 DSC 溶液拌种 ,
12h后转入聚乙二醇(PEG-6000 ,渗透势约为 -
8Ba)溶液中 ,模拟干旱胁迫。3d后统计发芽率 。
1.3.3　幼苗复活能力的测定
用不同浓度的 DSC和清水浸种 24d 后 ,置于培
养皿中使种子萌发。7d后再进行一次喷施(喷施液
浓度同浸种),然后停止浇水。当幼苗全部萎蔫时重
新浇水 ,观察复活情况。
2　结果与分析
2.1　不同浓度的 DSC 对 CAT 、POD和 SOD 活性
的影响
测试结果表明 ,浓度为 100mgL-1的 DSC 溶液
喷施小麦叶面 ,对增强小麦苗期三种抗旱保护酶
CAT 、POD和 SOD的活性效果最好 ,其活性分别比
对照增加了 7.6%、10.7%和 87.3%。但当 DSC 浓
度提高到 200 mgL-1时 ,三种酶活性呈下降趋势 。
　　表 1 DSC 对 CAT 活性的影响
　　Table 1 The effect of DSC on activity of CAT
处理浓度/(mgL -1)
Concentration
CAT 活性(/ min·g)
Activity o f CAT
占对照百分率/ %
Control
CK 498.80 100.00
50 517.64 103.73
100 536.56 107.60
200 532.30 106.72
　　注:表中数据为 5 次重复的平均数
表 2 DSC 对 POD活性的影响
Table 2 The effect of DSC on activity of POD
处理浓度/(mgL -1)
Concentration
POD 活性/(AOD/min)
Activity of POD
占对照百分率/ %
Control
CK 0.6548 100.00
50 0.6961 106.31
100 0.7246 110.66
200 0.5533 84.50
　　注:表中数据为 5 次重复的平均数
　　表 3 DSC 对 SOD活性的影响
Table 3 The effect of DSC on activity of SOD
处理浓度/(mgL -1)
Concentration
CAT 活性/(U/ h·g)
Activity of SOD
占对照百分率/ %
Control
CK 1072.40 100.00
50 1519.10 141.65
100 2008.72 187.30
200 1304.10 121.61
　　注:表中数据为 5 次重复的平均数
4172 期　　　　　　　　　　　　　　荣莲芬等:二苯基脲磺酸钙对小麦苗期抗旱性的影响
2.2　不同浓度对小麦幼苗保水能力 、复活能力和种
子萌发率的影响
经DSC处理以后 ,在模拟干旱条件下 ,不同时
间离体叶片含水量和种子萌发率均高于对照 ,其中
DSC使用浓度为 100 mgL-1最好 ,种子萌发率可提
高产 19.98%(见表 4 ,图 1)。幼苗萎蔫程度低于对
照 ,并且重新浇水后 ,复活速度和情况也好于对照
(见附页图 2 ,3)。
表 4　DSC对拌种对种子萌发率的影响
Table 4　The effect of DSC on germination
rate of seed
处理浓度
/(mgL-1)
Concentration
种子萌发率
/ %
germination rate of seed
占对照百分率
/ %
Control
CK 62.80 100.00
50 69.20 10.19
100 75.35 119.98
200 65.55 104.98
　　注:表中数据为 4 次重复的平均数
图 1　DSC 对叶片保水力的影响
F ig 1.The effect of DSC on water-ho lding ability of leaves
3讨论
生物膜是机体完成各项功能的重要系统 ,膜的
破坏就意味着机体的死亡。60年代末 ,国际上提出
了膜的自由基伤害学说 。此后 ,该学说被广泛应用
于抗逆性机理研究中 ,进而产生了自由基与保护酶
系统相互作用的理论。CAT 、POD 和 SOD是广泛
存在于植物组织中的三种内源酶 ,因而是植株体内
活性氧的清除剂 ,所以成为植物抗旱的三种重要的
保护酶 ,其中 SOD最为关键 。它们的活性越高 ,植
物抗旱能力越强。一般认为 ,水分亏缺会造成植物
体内活性氧含量的增加 ,特别是 H2O2 可以和活性
氧相互结合产生更多自由基 ,从而促进膜脂的过氧
化作用或脱酯反应 ,使膜结构受到破坏 ,导致植株因
于干旱而受损甚至死亡[ 15 ,16] 。这时 ,植物就会动员
体内的酶性和非酶性防御系统保护细胞免受伤害 ,
而CAT 、POD 、SOD则属于前者 。SOD 催化了氧自
由基的歧化反应 ,生成了 H2O2 , POD和 CAT 能够
分解 H2O2 ,所以只有 SOD 、POD 和 CAT 三个协调
一致 ,才能使生物自由基维持在一个低水平 ,从而防
止自由基毒害[ 17 ,18] 。而且 ,这三种酶活性高低不仅
与植物品种有关 ,还受到环境 、激素等的影响 。而植
物生长调节剂 DSC 之所以能增强小麦幼苗的抗旱
能力 ,是因为它可以提高 CAT 、POD和 SOD等的活
性 ,或保护酶的结构在干旱环境下不被破坏 ,从而有
效清除活性氧 ,调节氧代谢平衡 ,达到抗旱的目的 。
此外 ,实验结果表明 ,作为植株抗旱能力直观反
应的三项指标 ,保水能力 、复活能力和种子萌发率与
酶活性的高低存在着正相关 ,也都优于对照 。所以 ,
无论从表观还是生理上 ,都说明 DSC是小麦苗期抗
旱的一种有效的植物生长调节剂 ,在干旱地区的小
麦生产中具有良好的应用前景 。
参 考 文 献
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CK:对照　　　　　　　　　　　　　　　　　50:50mgL-1的 DSC溶液处理情况
100:100 mgL-1的 DSC溶液处理情况　　　　　　200:200 mgL-1的 DSC溶液处理情况
图 2　萎蔫情况
Fig.2 The wilting of wheat seedling w hen stopping watering
CK:对照　　　　　　　　　　　　　　　50:50mg L-1的 DSC溶液处理情况
100:100 mgL-1的 DSC溶液处理情况　　　　200:200 mgL-1的 DSC溶液处理情况
图 3　复活情况
Fig.3 The g rowth of w heat seedling w hen watering
4192 期　　　　　　　　　　　　　　荣莲芬等:二苯基脲磺酸钙对小麦苗期抗旱性的影响