全 文 ：第 24卷　第 1 期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2004 年　1月
Vol.24　No.1　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH Jan., 　2004
盐胁迫下两草种SOD和 POD及脯氨酸动态研究
卢静君 多立安 刘祥君
(天津师范大学化学与生命科学学院 , 天津　300074)
摘　要　在 NaCl 、 KCl 、 MgSO4及其复合盐胁迫下 , 研究草坪草 —金牌美达丽 (Lolium perenne)
和猎狗 (Fesluca elata)中脯氨酸含量 、 超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的变化 。结果表明:
不同盐分 、不同浓度胁迫下脯氨酸含量呈波动式变化 , 其峰值出现在较高浓度下 , 说明在一定
范围内盐胁迫强度越大脯氨酸积累越明显;SOD的最高值出现在低浓度下 , 而最低值无此特点 ,
不同盐胁迫下的最高值 、 最低值相差不多 , 说明 L.perenne 和F .elata 相差不明显;POD活性
随盐浓度增加呈波动性变化 , L .perenne (除 KCl)和 F .elata (除MgSO4)最高值均出现在低
浓度下 , L.perenne 的最低值集中在高浓度 , 而 F .elata 的最低值则集中在低浓度 , F.elata
在高浓度胁迫下 , 处于一个比较稳定的水平 , 高于或接近 CK , 且各值比较接近 , 而在 L .
perenne 中却没有这一结果。
关键词　金牌美达丽;猎狗;盐胁迫;超氧化物歧化酶;过氧化物酶;游离脯氨酸
Changes in SOD and POD activity and free proline content of
Lolium perenne and Festuca elata leaves under different levels of salt stress
LU Jing-Jun DUO Li-An LIU Xiang-Jun＊
(College of Chemistry and Life Sciences , Tianjin Normal University , Tianjin 300074)
Abstract　The effects of different concentrations of NaCl , KCl , MgSO4 and their mixture on free proline ,
SOD , POD activity of two kinds of turf grasses were studied.The results showed that the content of free pro-
line waved under different salts and concentrations.That the maximum appeared at higher concentration in-
ferred that the accumulation of prolinewas dominant with the increase of salt stress in some extend;The maxi-
mum of SOD appeared at lower concentration while the minimum hasn t the characteristic and the difference
of SOD activity in L .perenne and F .elata is insignificant under different salt stress;POD activity waved
with the salt concentration increased and its maximum appeared at lower concentration under different treat-
ments except KCl(in L.perenne)and MgSO4 (in F.elata).POD activity in L.perenne concentrated
on higher concentration , however that of F.elata concentrated on lower concentration.Stressed under high-
er concentration , POD in F .elata was kept at a stable level that is higher than CK and every data ap-
proach , but there isn t the result inL .perenne
Key words　Lolium perenne L.;Festuca elata Keng.;salt stress;superoxide dismutase;peroxidase;free
proline
通讯作者
　第一作者简介:卢静君:(1973—), 女 , 主要从事环境生物学研究。
　收稿日期:2003-03-30
筛选耐盐或抗盐草坪品种是盐渍化地区城市
建坪的有效措施之一 。我国对草坪草种问题尚未
很好解决 , 主要依靠进口 , 但草坪草品种繁多 ,
且生态适应性各异 , 若应用国外的草坪草进行建
坪 , 适宜性如何 , 则必须以实验加以证明[ 1 ,2] 。
逆境导致的氧化胁迫是绿色植物中普遍存在的一
种现象[ 3] , 植物的抗氧化作用是植物自身适应性
调节的一个重要方面[ 4] , 盐胁迫引起的氧化胁迫
越来越引起人们的重视 , 并有相关报道[ 5] , 但从
美国引进的草坪草金牌美达丽和猎狗抗氧化酶保
护系统研究却未见报导 。结合天津地区土壤盐害
突出这一实际情况 , 应用天津地区土壤中主要的
三种单盐及其复合盐并以不同浓度对两草种进行
盐胁迫 , 比较植物叶内超氧化物歧化酶 (SOD)、
过氧化物酶 (POD)活性的变化和游离 Pro 的累积
情况 , 并试图说明以上三种变化与不同盐及不同
浓度间的关系 , 从生理学角度弄清两种建坪植物
对盐生境的适应性 , 为建坪与品种选育提供进一
步生态理论依据 。
1　材料与方法
1.1　材料培养及盐胁迫处理
供试草种为美国引进的金牌美达丽 (Lolium
perenne L.) (简称 L)和猎狗 (Festuca elata
Keng.)(简称 F)。根据天津地区土壤实际含盐情
况 , 处理盐溶液采用单盐 NaCl 、 KCl 、 MgSO4和 3
种盐的复合盐 (Mixed salt), 其复合比例为 , Na-
Cl:KCl:MgSO4=4:4:2 , 设 8个处理浓度 (g/
L):2 , 4 , 6 , 8 , 10 , 12 , 16 , 20 , 蒸馏水为对
照 (CK)。选取均匀 、 饱满的种子直接摆放于湿
润滤纸上 , 室温萌发 。将生长 7天的幼苗培养于
不同盐分 、 不同浓度的盐溶液中进行盐胁迫处理
15 d , 3次重复。培养条件:室温平均为 16 ℃;
自然光照 , 日间平均光照:上午 251 lx;中午 968
lx;下午 276 lx 。
1.2　脯氨酸含量的测定
脯氨酸含量的测定参见张殿忠等的磺基水杨
酸法[ 6] 。
1.3　超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化物酶
(POD)活性的测定
待测酶液的制备:准确称取 0.5 g样叶 , 加
入磷酸缓冲液 (PBS , pH7.8), 冰浴研磨至匀
浆。4 ℃, 9 000 r/min离心 20 min , 取上清液备
用。超氧化物歧化酶 (SOD)活性测定参见刘祖
祺和张石城的方法[ 7] ;过氧化物酶 (POD)活性
测定参见袁朝兴和丁静的方法[ 8 〗。
图 1 　不同盐胁迫强度对金牌美达丽脯氨酸含量的影响
Fig.1　Effects of different salt stress intensities
on proline content of Lolium perenner L.
图 2　不同盐胁迫强度对猎狗脯氨酸含量的影响
Fig.2　Effects of different salt stress intensities
on proline content of Festuca elata Keng.
2　结果与讨论
2.1　脯氨酸含量的变化
在各种盐胁迫下 , 两草种脯氨酸含量均有所
提高 , 同种盐不同浓度下 , 脯氨酸含量呈波动式
变化 , 不同盐分间脯氨酸含量变化情况不一致
(图 1 , 2)。NaCl胁迫:L 变化幅度不大 , 20g/L
峰值为 2 382 μg/g DW为 CK 的 2.79倍 , 6 ～ 10
g/L 变化很小 , 基本不受浓度变化影响 , 而 F 波
动幅度很大 , 8 g/L 达到一较高值 3 299 μg/g DW
为CK的 3.86 倍 , 之后逐渐回落至 12 g/L 又开
始回升 , 20 g/L达到峰值 3 452 μg/g DW 为 CK的
4.04倍;KCl胁迫:L 在低浓度下波动幅度较大 ,
8 ～ 12 g/L间出现一段较为平直的曲线 , 且维持在
相对较高水平 , 说明脯氨酸含量在此范围内变化
很小 , 几乎不随浓度变化而变化 , 16 g/L 时脯氨
酸含量达到峰值2 225μg/g DW为 CK的 2.61倍;
F 在低浓度下逐渐上升 , 6 g/L 时达到峰值 3 094
μg/g DW为 CK的 3.62倍 , 8 g/L降到最低值
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图 3　不同盐胁迫强度对金牌美达丽 SOD活性的影响
Fig.3　Effects of different salt stress intensities
on SOD activity of Lolium perenner L.
1 720 μg/g DW仍为 CK的 2.01 倍 , 16 g/L 又达
到一较高值 3 084 μg/g DW 为 CK 的 3.61 倍;
MgSO4胁迫:L在 2 g/L 已达峰值 3 125μg/g DW为
CK的3.66倍 , 在4 ～ 8 g/L和12 ～ 20 g/L两范围
内变化很小 , 说明盐胁迫浓度对其影响不大 , 而
F一直缓慢上升至 10 g/L 达一较高值3 124μg/g
DW为 CK的 3.66倍 , 20 g/L 达到峰值 3 188 μg/
g DW为 CK 的 3.73倍 , 16 g/L为其拐点;复合
盐胁迫:L 在 10 g/L出现一次峰值 2 380μg/g DW
为CK的 2.79 倍 , F 在 6 g/L 达一较高值 2 841
μg/g DW 为 CK 的 3.33 倍 , 20 g/L 达峰值
3 089 μg/g DW 为 CK的 3.62倍。
图 4　不同盐胁迫强度对猎狗 SOD活性的影响
Fig.4　Effects of different salt stress intensities
on SOD activity of Festuca elata Keng.
总之 , 在 NaCl 、 KCl 、 MgSO4和复合盐胁迫
下 , L 脯氨酸峰值分别出现在:20 、 16 、 2 、 10 g/
L , 除MgSO4外都在较高浓度下;F 脯氨酸峰值都
出现在较高浓度下 , 分别为:20 、 6 、 20 、 20 g/L。
说明在一定范围内盐胁迫强度越大脯氨酸的积累
越明显 , 这与他人的研究结果相符合[ 9] 。L在 2
图 5　不同盐胁迫强度对金牌美达丽 POD活性的影响
Fig.5　Effects of different salt stress intensities
on POD activity of Lolium perenner L.
图 6　不同盐胁迫强度对猎狗 POD活性的影响
Fig.6　Effects of different salt stress intensities
on POD activity of Festuca elata Keng.
g/L MgSO4溶液胁迫下脯氨酸含量即达到峰值 , 这
与其他处理结果不同 , 原因尚待进一步探讨;F
在低浓度下 K+对脯氨酸累积的刺激作用要大大
超过 Na+的作用 , 这与 Cavalieri , A.J.and A.
H.Huang 的研究结果相同 。L 在 NaCl 、 KCl 、 Mg-
SO4 , F在 KCl 、复合盐胁迫下都有一变化很小的
浓度范围 , 表明在该范围内脯氨酸累积不受浓度
影响 。
2.2　SOD活性变化
图 3 可见 , L 在 NaCl 、 KCl 、 MgSO4胁迫下
SOD活性随盐胁迫强度增加均是先下降后上升 ,
呈波动性变化 , 但幅度不大。NaCl 胁迫:8 g/L
达到一较高值 , 20 g/L 达最低值 , 最高值为 CK;
KCl胁迫情况与 NaCl相似 , 但波动幅度较小 , 且
在10 ～ 12 g/L 间无变化 , 说明在此浓度范围内 ,
其活性保持不变 , 不受浓度影响 , 最高值为 CK;
MgSO4胁迫:最高值出现在 4 g/L 浓度下 , 其它浓
度下的值均比 CK低;复合盐胁迫:各处理 SOD
1171期　　　　　　　　　　　　　卢静君等:盐胁迫下两草种 SOD和 POD及脯氨酸动态研究
活性基本没有变化 , 各值接近或超过 CK , 12 g/L
出现一次最低值 。根据他人研究结果 , 随着胁迫
时间的推移SOD活性呈波动性变化 , 说明 SOD活
性在此处理时期可能正处于降低阶段 , 各值都偏
低 , 其最高值为CK或略高于CK。
表 1　SOD最高值 、 最低值及其浓度
Table 1　The maximum and minimum of SOD and its concentration of salt stress
L F
NaCl KCl MgSO 4 复合盐 NaCl KCl MgSO 4 复合盐
＊SOD最高值 (U/g) 776.4 776.4 779.3 782.3 781.6 767.5 752.8 776.4
浓度 (g/ L) 0 , 8 0 4 2 , 4 , 20 10 , 12 2 4 2
＊SOD最低值 (U/g) 714.4 738.0 749.8 746.9 726.2 746.9 729.2 746.9
浓度 (g/ L) 20 2 8 12 2 0 , 10 16 0
　　＊为鲜重时测得。
　　F 在盐胁迫下 SOD活性变化幅度较 L 大 (图
4)。NaCl胁迫:2 ～ 6 g/L 范围内 , 随浓度增加逐
渐上升 , 在 10 、 12 g/L 出现两次最高值;MgSO4
胁迫:低浓度下对 F 的影响略高于 NaCl , 但低于
KCl和复合盐 , 4 ～ 12 g/L 范围内变化很小 , 表明
其值基本不受盐浓度影响 , 12 g/L以后 , MgSO4的
影响明显低于NaCl 、 KCl和复合盐;KCl和复合盐
对F 影响一致 , 各值都高于 CK 且各浓度下的值
比较接近 , 但 KCl的影响略低于复合盐。
可见 , 在各种盐胁迫下 L 和 F 中 SOD的最高
值基本都出现在低浓度下 , 而最低值无此特点;
L变化幅度比 F 小;复合盐 、 氯化钾 、 氯化钠 、
硫酸镁对 F的影响依次降低;不同盐胁迫下的最
高值间 、 最低值间都相差不多 , 说明本实验条件
下 , 在 NaCl、 KCl 、MgSO4和复合盐胁迫下 L 和 F
中SOD活性相差不明显 。
2.3 POD活性的变化
　　由图 5可见 , L中 POD活性变化也是波动的 ,
幅度比 SOD 大 , 说明 POD 对盐胁迫可能比 SOD
灵敏。L 在 NaCl 胁迫下:2 g/L 即达到最高值 ,
略高于 CK , 6 g/L处开始上升 , 8 、 10 g/L又达到
最高值 , 12 g/L降至最低值 , 后仅略有回升 , 表
明在低浓度下 POD 活性维持在一个较低水平;
KCl胁迫:低浓度下一直处于较低水平 , 12 g/L
开始上升 , 20 g/L 达到最高值 , 表明在高浓度下
其活性维持在一个较高水平 , 与 NaCl 不同;Mg-
SO4和复合盐胁迫:变化情况基本相同 , 均是低浓
度下维持在较高水平 , 高浓度下维持在较低水平 。
在各种盐胁迫下 , POD的最高值 、 最低值及其出
现浓度见表 2。
图 6说明 F在 NaCl胁迫下:低浓度下和高浓
度下其活性都偏低 , 只在 6 、 8 g/L 处活性较高;
KCl胁迫:在各浓度下波动性都很大;MgSO4胁
迫:波动幅度很小 , 其活性随浓度增加无明显变
化 , 一直维持在较低水平 , 高浓度胁迫下的值比
低浓度下高一些;复合盐胁迫:2 g/L即达到最高
值 , 随后缓慢下降 , 8 g/L 达到最低值后迅速上升
至一较高值 , 之后又缓慢下降 。NaCl 、 KCl和复
合盐胁迫下 , POD活性均先上升至一较高水平 ,
且波动幅度均比MgSO4大 。F在 NaCl 、 KCl 、MgSO4
和复合盐胁迫下 , 叶片中 POD的最高值 、 最低值
及其出现的浓度见表 2。
清除过氧化物的 POD 包括许多种类 , 其中
AsAPOD是植物抗氧化胁迫中起重要作用的酶 ,
类黄酮 POD可利用植物体内普遍存在的类黄酮物
质清除H2O2[ 10] 。L 和F 中POD活性随盐浓度增加
呈波动性变化;L 中 POD活性的最高值 , 除 KCl
以外 , 其它盐胁迫都出现在低浓度 , F 中 POD活
性的最高值除 MgSO4以外也出现在低浓度;L 中
POD活性的最低值集中在高浓度 , 而 F 则集中在
低浓度;F 在高浓度胁迫下 , 处于一个比较稳定
的水平 , 各值高于或接近 CK 并且相差不多 , 而
在 L中却没有这一结论;L 在NaCl、 MgSO4和复合
盐胁迫 、 F 在 NaCl、 KCl和复合盐胁迫下其活性
均先上升 , 且波动幅度较大 , 而 L 在 KCl 、 F 在
MgSO4胁迫下先下降 , 说明 POD活性因盐的种类
不同其变化情况亦有差异。
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表 2　POD最高值 、 最低值及其浓度
Table 2　The maximum and minimum of POD and its concentration of salt stress
L F
NaCl KCl MgSO 4 复合盐 NaCl KCl MgSO 4 复合盐
＊POD 最高值 (U/ g·min) 2 720 4 000 4 160 3 680 8 160 4 000 4 160 3 680
浓度 (g/ L) 2、 8 、 10 20 2 6 8 6 12 2
＊POD 最低值 (U/ g·min) 1 280 1 280 1 280 800 2 240 960 1 760 2 080
浓度 (g/ L) 12 8 12 20 0 12 20 8
＊为鲜重时测得。
参　考　文　献
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