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Changes of endogenous polyamines and hormone responsing to
NO3- stress in cucumber seedling

黄瓜幼苗内源激素和多胺对NO3-胁迫的适应性变化研究


通过溶液培养试验,研究了黄瓜幼苗内源激素和多胺对NO3-胁迫的适应性变化研究。结果表明,黄瓜幼苗在56~98 mmol/L NO3-浓度范围内培养7 d,根中ZR、GA和IAA含量均比对照显著升高;ABA含量降低。说明在此浓度范围内,根系有关酶活性首先被激活,从而引起促进生长的激素合成加速;而ABA等促进衰老的激素合成受抑,黄瓜生长势增加。叶中激素变化规律与根中正好相反,说明主导黄瓜幼苗生长的关键激素是根中相关激素的变化。当NO3- 浓度达140 mmol/L时,叶片中ZR、GA、ABA和IAA含量比对照极显著升高;而根中ZR、GA和IAA含量开始降低,ABA含量开始升高,幼苗生长受到严重抑制,从而加速了幼苗的衰老。叶片中Spm和Spd及根中Spm含量在一定浓度范围内,均随NO3-浓度的增加而升高,当NO3-浓度高于140 mmol/L时,其含量反而开始降低;叶片中Put含量均明显低于对照。而叶片和根中(Spd+Spm)/Put比值却显著高于对照。结果表明,黄瓜幼苗内各种激素之间通过此消彼长的变化过程,以提高对高浓度NO3- 胁迫的抗性。

Changes of endogenous polyamines and hormone under different NO3- stress were studied in cucumber seedlings growing by solution culture method. Results showed that, after treating with 56 and 98 mmol/L NO3- for 7 days, zeatin riboside (ZR), gibberellic acid (GA)and auxin (IAA) in cucumber roots were increased significantly, but abscisic acid (ABA) was decreased, which suggested that activating enzymes were related to hormone synthesis and caused the growth and development of cucumber seedlings. However, with the same treatment, ZR and GA were decreased, but ABA was increased in cucumber leaves, which suggested that the endogenous hormone in roots was the major cause for the growth of cucumber seedlings. With the treatment of 140 mmol/L NO3-, ZR, GA, IAA and ABA in leaves were significantly higher than control, but in roots, ZR, GA and IAA was decreased, while ABA was increased, thus, it might stimulate senescence of cucumber seedlings. With the treatment of NO3- concentration between 56 and 98 mmol/L, spermine (Spm) and spermidine (Spd) in leaves and Spm content in roots were increased with concentration of NO3-, but decreased
when concentration reached 140 mmol/L and higher. Under 140 mmol/L NO3- treatment, putrescine (Put) in leaves were significantly lower than control,but the ratio of (Spd+Spm)/Put in both leaves and roots were remarkably higher than control. Thus, results suggested that changes and interaction of endogenous hormone (including polyamines) might be responsible for NO3- tolerance in cucumber seedlings.


全 文 :收稿日期:!""#$%%$%& 接受日期:!""’$"&$"(
基金项目:国家自然科学基金()"*#%%’#);山东省自然科学基金(+"%%"!);山东农业大学青年科技创新基金(!)*#!);博士后基金(#,!*!)资助。
作者简介:杨凤娟(%(##—),女,山东郓城人,讲师,主要从事设施园艺与无土栽培研究。-./012:340567789:%,); <=/
!通讯作者 >42:"&)’$’!*!*&,;-./012:?8@0AB: CD05E 4D5E 黄瓜幼苗内源激素和多胺对 !" #$ 胁迫的
适应性变化研究
杨凤娟%,!,王秀峰%,!!,魏 珉%,!,任志雨),闫 童*
(%作物生物学国家重点实验室,山东泰安 !#%"%’;! 山东农业大学园艺科学与工程学院,山东泰安 !#%"%’;
) 天津农学院,天津 )""%(%;* 临沂市河东区农业局,山东临沂 !#,")*)
摘要:通过溶液培养试验,研究了黄瓜幼苗内源激素和多胺对 FG$) 胁迫的适应性变化研究。结果表明,黄瓜幼苗
在 &,!(’ //=2 H I FG$) 浓度范围内培养 # D,根中 JK、LM和 NMM含量均比对照显著升高;MOM含量降低。说明在此
浓度范围内,根系有关酶活性首先被激活,从而引起促进生长的激素合成加速;而 MOM等促进衰老的激素合成受
抑,黄瓜生长势增加。叶中激素变化规律与根中正好相反,说明主导黄瓜幼苗生长的关键激素是根中相关激素的
变化。当 FG$) 浓度达 %*" //=2 H I时,叶片中 JK、LM、MOM和 NMM含量比对照极显著升高;而根中 JK、LM和 NMM含
量开始降低,MOM含量开始升高,幼苗生长受到严重抑制,从而加速了幼苗的衰老。叶片中 PQ/和 PQD及根中 PQ/
含量在一定浓度范围内,均随 FG$) 浓度的增加而升高,当 FG$) 浓度高于 %*" //=2 H I时,其含量反而开始降低;叶
片中 R56含量均明显低于对照。而叶片和根中(PQD S PQ/)H R56比值却显著高于对照。结果表明,黄瓜幼苗内各种
激素之间通过此消彼长的变化过程,以提高对高浓度 FG$) 胁迫的抗性。
关键词:FG$) 胁迫;黄瓜;内源激素;内源多胺;适应性变化
中图分类号:T(*&;#’ 文献标识码:M 文章编号:%""’$&"&U(!""’)",$%%!($"’
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D07C,]4061A \13=C1D4(JK),B1334\4221< 0<1D(LM)0AD 05?1A(NMM)1A <5<5/34\ \==6C @4\4 1A<\40C4D C1BA181<0A627,356
03C<1C1< 0<1D(MOM)@0C D4<\40C4D,@Z1<05C4D 6Z4 B\=@6Z 0AD D4^42=Q/4A6 =8 <5<5/34\ C44D21ABC E _=@4^4\,@16Z 6Z4 C0/4 6\406/4A6,JK 0AD LM @4\4 D4.
<\40C4D,356 MOM @0C 1A<\40C4D 1A <5<5/34\ 240^4C,@Z19=\ <05C4 8=\ 6Z4 B\=@6Z =8 <5<5/34\ C44D21ABC E X16Z 6Z4 6\406/4A6 =8 %*" //=2 H I FG$) ,JK,LM,NMM 0AD MOM 1A
240^4C @4\4 C1BA181<0A627 Z1BZ4\ 6Z0A <=A6\=2,356 1A \==6C,JK,LM 0AD NMM @0C D4<\40C4D,@Z124 MOM @0C 1A<\40C4D,
6Z5C,16 /1BZ6 C61/52064 C4A4C<4A<4 =8 <5<5/34\ C44D21ABC E X16Z 6Z4 6\406/4A6 =8 FG$) <=A<4A6\061=A 346@44A &, 0AD (’
//=2 H I,CQ4\/1A4(PQ/)0AD CQ4\/1D1A4(PQD)1A 240^4C 0AD PQ/ <=A64A6 1A \==6C @4\4 1A<\40C4D @16Z <=A<4A6\061=A =8
FG$) ,356 D4<\40C4D @Z4A <=A<4A6\061=A \40植物营养与肥料学报 !""’,%*(,):%%!($%%),
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
R20A6 F56\161=A 0AD W4\6121]4\ P<14A<4
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!"# $%&’(:>?@A $!"#$$;%)%)83#";#’61.#’1)$ 21"81’#;#’61.#’1)$ 51*0+8&’#$;%2+’.#
土壤次生盐渍化是温室蔬菜生长的主要障
碍[B],严重制约生产的可持续性,因此早已引起人们
的关注,并成为近年来学术界的一大研究热点。温
室土壤的盐分组成特点和滨海、内陆盐土不同,其阴
离子主要是 >?@A ,约占阴离子总量的 CDE!DCE,
阳离子则以 F7和 G+H 7为主[H@A]。尽管目前在探讨
植物抗盐机制方面已取得了长足进展,但胁迫盐多
以 >+G*来处理。而关于温室土壤次生盐渍化的主
要阴离子 >?@A 在蔬菜体内的伤害机理研究较少。
植物的耐盐性与其体内的激素含量有一定的关
系。与正常条件相比,在盐逆境条件下,植物激素将
发生很大变化。各类植物激素之间通过此消彼长的
变化过程,调节植物代谢及生长,从而增加植物的抗
逆性。多胺,包括腐胺(()!"#$%&’#)、亚精胺(45#"8&=
6&’#)、精胺(45#"8&’#)和尸胺(G+6+,#"&’#)等,是生物
体内存在的低分子量含氮碱,具有刺激生长,延缓衰
老的作用,并与植物的抗逆性关系密切[I]。一般认
为,多胺可作为广义上的植物激素;也有认为多胺
可能是类似 %JK(那样的“第二信使”,调节植物的
生长发育[L]。
本研究通过溶液培养试验,旨在探讨 >?@A 胁迫
对黄瓜幼苗内源激素和多胺含量的影响,以便探明
>?@A 胁迫对黄瓜幼苗的伤害机理,为设施蔬菜栽培
中防止盐害提供科学依据。
) 材料与方法
)*) 试验设计
试验于 HMMI年 N月至 HMML年 I月在山东农业
大学玻璃温室内进行。供试黄瓜( !"#"$%& &’(%)"&
O;)品种为“新泰密刺”。按常规方法浸种催芽,挑
选发芽整齐的种子播于装有洗净沙子的营养钵(P
%8 Q P %8)中,子叶展平后,用营养液代替自来水浇
灌,待幼苗长到 I叶 B心时,选取生长一致的健壮幼
苗转移至栽培槽中,每槽(ARL 8 Q MRI 8 Q MRB 8)
装营养液 BMM O,定植两行,株行距 HM %8 Q HHRL
%8,用充氧机充气。营养液中大量元素参照山崎配
方[C]略加修改,微量元素参照 J"’1’配方。
试验设 L个处理,即 >?@A 浓度为:BI(常规营养
液浓度,对照)、LC、NP、BIM、BPH 881* 9 O。>?@A 浓度
由 G+(>?A)H·ISH? 和 F>?A 各提供 B 9 H,5S 值用
SH4?I调节,保持在 LRL!CRL之间。
移栽缓苗 H 6 后开始处理。为防止盐刺激,
>?@A 浓度按每天递增总浓度的 B 9 I,直至达到各处
理预定浓度。当达到处理浓度时,更换成标准处理
营养液。处理前溶液及处理 D 6后溶液、叶片和根
系的渗透势见表 B。处理 D 6后,分别取各处理上数
H!A片叶和根系,用水洗净,然后用蒸馏水冲洗数
次,吸干表面水分,立即投入液氮中,数分钟后置于
@ DMT低温冰箱保存,用于测定内源激素和多胺含
量,重复 A次,求平均值。
)*+ 测定项目和方法
BRHRB 营养液及植株渗透势测定 分别于处理前
及处理 D 6 后取栽培槽中营养液,备用。处理 D 6
后,各处理随机取样 A株,用潮湿纱布轻轻擦去叶片
表面灰尘,放入洁净的塑料袋中,立即放入 @ DMT低
温冰箱 A 2以上,杀死植物细胞。从低温冰箱中取
表 ) 处理前溶液和处理 , ’后溶液及叶片和根系的渗透势(-./)
0/12" ) 03" %(4%567 .%5"856/2 %9 (%2:56%8,2"/9 /8’ &%%5 %9 7:7:41"& /95"& 5&"/54"85 9%& , ’/#(
>?@A
(881* 9 O)
溶液 41*)!&1’
叶片
O#+/
根系
U11!处理前
V#/1"# !"#+!8#’!
胁迫 D 6 后
D 6+0$ +/!#" !"#+!8#’!
BI @ MRHLI @ MRHBC @ MRLDI @ MRAPH
LC @ MRAAD @ MRABB @ MRCAA @ MRIAD
NP @ MRIDH @ MRICM @ MRDNM @ MRLAA
BIM @ MRLCI @ MRLLD @ BRMCH @ MRCHP
BPH @ MRCCC @ MRCIC @ BRALL @ MRCLB
MABB 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 BI卷
出材料,融冰后,用剪刀将材料剪碎,放入注射器内,
将细胞液压出,用 !!"#型蒸汽压渗透仪测定营养液
及叶片细胞液渗透势[$]。
%&"&" 植株生长势的测定 处理前,各处理随机取
样 %#株(作好标记),测定株高和叶面积;处理 $ ’
后再分别测定上述 %#株黄瓜幼苗的株高和叶面积。
用直尺测量叶片长(()和宽()),按以下公式计算叶
面积(*),然后分别测定每株的鲜、干重,取平均值。
*+ %,&%-.!&# /(()0 #&1, /((")0 #&,$ /())0
#&-2 /()"). #&-" /(( / ))[3]。
%&"&2 激素的测定 采用酶联免疫吸附测定法
(456789 :;5<9’ ;88=5>?>@A95B C??C7,4(DE*)[1],试剂
盒购自南京农大农学系植物激素研究室。
取 . $#F保存的材料 %&# G,分 2次加入预冷的
1!H甲醇共 ! 8(,冰浴研磨。匀浆液倒入离心管
中,于 ,F,%#### @ I 8;5离心 %# 8;5,取上清液,过 J%3
胶柱,过滤液即可用于免疫测定。
*K*、D**免疫测定:样液!甲酯化!氮气吹干
!稀释缓冲液溶解!*K*或 D** 4(DE*;
L*、MN免疫测定:样液!氮气吹干!稀释缓冲
液溶解!L*或 MN 4(DE*。
%&"&, 多胺的测定 采用高效液相色谱法[%#]。精
胺(EO8)、亚精胺(EO’)、腐胺(P=B)和苯甲酰氯均为
E;G8C产品,甲醇为色谱纯,水为超纯水,其他试剂为
国产分析纯。)CB9@?QR 11- OS>B>’;>’9 *@@C7 T9B9UB>@;
R;::955;=82"色谱工作软件,T;C8>5’ J%3 色谱柱("!#
/ ,&- 88,! 8),流动相为甲醇 V水 V乙腈 + -#V,# V",
检测波长为 "2# 58,流速 #&3 8( I 8;5。
具体操作方法:取 . $#F保存的材料 "&# G,加
入 2 8(预冷的 !H高氯酸(W I W)冰浴研磨。冰浴浸
提 % S后离心(%!### / G,2# 8;5,,F)。取 % 8(上
清液加入 %! 8(带盖塑料离心管中,加入 $!(苯甲
酰氯,再加入 % 8( " 8>: I ( XCYZ,涡漩 "#?后在 2$F
水浴反应 "# 8;5。加入 " 8(饱和 XCJ:溶液,混匀后
用 " 8(乙醚萃取,%!## / G离心 ! 8;5后,取 % 8(醚
相真空干燥,用 %##!(甲醇涡旋溶解后,取 %#!(进
样。
试验数据采用 T=5UC5新复极差法检验进行显
著性比较[%%]。
! 结果与分析
!"# $%&’ 胁迫对黄瓜幼苗生长势的影响
表 "表明,当 XY.2 浓度增至 !- 88>: I (时,株高
和叶面积均比对照显著增加,叶面积达极显著水平;
其他处理浓度下,黄瓜幼苗的株高随处理浓度的增
加而逐渐下降,且与对照差异显著。而 XY.2 浓度为
13 88>: I (时,叶面积仍比对照极显著增加,但浓度
进一步增加,叶面积增加值减小;当 XY.2 浓度为
%3" 88>: I (时,极显著低于对照,幼苗植株出现干枯
现象,呈负增长。
表 ! $%&’ 胁迫对黄瓜幼苗生长与干物质积累的影响
()*+, ! -..,/01 2. $%&’ 103,11 24 532607 )48 839 :)00,3 )//;:;+)0<24 2. /;/;:*,3 1,,8+<451
XY.2 浓度(88>: I ()
XY.2 U>5U95B@CB;>5
株高增加值(U8)
D5U@9C?9 >[ O:C5B S9;GSB
叶面积增加值(U8")
D5U@9C?9 >[ :9CW9? C@9C
鲜重(G I O:C5B)
\@9?S ]9;GSB
干重(G I O:C5B)
T@7 ]9;GSB
%, %%&"$ A*K 3#&12 UJ "$&-! C* %&-1 C*
!- %2&,# C* %!-&"$ C* "!&2! C*K %&$, C*
13 3&3! AKJ 12&"# AK %1&31 A*K %&!% CA*K
%,# -&%, UJT $#&1! UJ %!&%, AUK %&2$ AU*K
%3" ,&3# UT . #&,2 ’T %%&$, UK %&%- UK
注(X>B9):表中数据为处理 $ ’后与处理前的单株平均差值;不同大、小写字母分别表示差异达 %H和 !H 显著水平,下同。TCBC ;5 BCA:9 C@9
89C5? ’;[[9@95U9 A9[>@9 B@9CB895B C5’ $ ’C7? C[B9@ B@9CB895B;T;[[9@95B UCO;BC: C5’ :>]9@UC?9? :9BB9@? 89C5 ?;G5;[;UC5B CB %H C5’ !H :9W9:?,@9?O9UB;W9:7^ QS9
?C89 A9:>]^
表 "还看出,随处理浓度的增加,黄瓜幼苗鲜重
逐渐降低,浓度越高,下降幅度越大。XY.2 浓度为
!- 88>: I (时,幼苗干重比对照有所增加,但差异不
显著;其他各处理幼苗干重随 XY.2 浓度的增加均
低于对照。这可能是由于营养液水势的减小,渗透
势的增大,溶液、叶片和根系渗透势绝对值较大(表
%),从而对黄瓜幼苗造成渗透胁迫,影响了幼苗正常
生长。
!"! $%&’ 胁迫对黄瓜幼苗内源激素含量的影响
"&"&% 对内源玉米素核苷(MN)含量的影响 处理
$ ’后,黄瓜叶片和根中 MN含量均发生不同程度的
变化,叶片和根中变化趋势基本相反。当 XY.2 浓度
%2%%-期 杨凤娟,等:黄瓜幼苗内源激素和多胺对 XY.2 胁迫的适应性变化研究
低于 !" ##$% & ’时,叶中 ()含量逐渐降低,而根中
逐渐升高,均与对照达显著水平。当 *+,- 浓度达
./0 ##$% & ’时,叶片中 () 含量比对照极显著升高
-1-.倍;而根中其含量比对照下降 !1!02;随后叶
片中含量开始大幅度下降;而根中却有所回升(图
.)。
图 ! "#$% 胁迫对玉米素核苷含量的影响
&’()! *++,-./ 0+ "#$% /.1,// 02 34 -02.,2.
31313 对内源赤霉素(45)含量的影响 叶片和根
中 45含量与 ()含量变化规律基本相似(图 3)。在
./!!" ##$% & ’范围内,处理 67后叶片中 45含量
逐渐降低;当 *+,- 浓度达 ./0 ##$% & ’时,45含量
达最大值,极显著高出对照 31." 倍,随后又开始下
降。而根中 45含量与叶相反,当 *+,- 浓度达 ./0
##$% & ’时,45含量降至最低,而后稍有升高。
图 5 "#$% 胁迫对赤霉素含量的影响
&’()5 *++,-./ 0+ "#$% /.1,// 02 67 -02.,2.
3131- 对内源吲哚乙酸(855)含量的影响 图 -表
明,处理 6 7 后,*+,- 浓度在 ./!!" ##$% & ’ 范围
内,叶中 855含量出现稍有升高又降低的变化趋势;
而当浓度高于 !" ##$% & ’后,叶中其含量呈直线上
升趋势,当浓度为 ."3 ##$% & ’时,其含量高出对照
-319!倍。而根中 855含量当 *+,- 浓度在 ./! ./0
##$% & ’范围内,呈逐渐上升趋势,浓度为 ./0 ##$% &
’时达最高点,高出对照 31/0倍,其后开始下降。
图 % "#$% 胁迫对吲哚乙酸含量的影响
&’()% *++,-./ 0+ "#$% /.1,// 02 877 -02.,2.
3131/ 对内源脱落酸(5:5)含量的影响 叶中
5:5含量随 *+,- 处理浓度的增加而升高(图 /)。
当 *+,- 浓度达 ."3 ##$% & ’ 时,极显著高出对照
.1;6倍。而根中除在 *+,- 浓度为 !" ##$% & ’的处理
比对照稍有降低外,其他处理分别高出对照
/.1!92、91"92和 ;.1./2。
图 9 "#$% 胁迫对脱落酸含量的影响
&’()9 *++,-./ 0+ "#$% /.1,// 02 7:7 -02.,2.
5;% "#$% 胁迫对黄瓜幼苗内源多胺含量的影响
31-1. 对内源精胺(<=#)含量的影响 图 9 看出,
处理 6 7 后,当 *+,- 浓度在 ./!./0 ##$% & ’ 范围
内,叶中 <=# 含量随 *+,- 浓度的增加而升高;而
*+,- 浓度达 ."3 ##$% & ’时,叶中 <=#含量开始大幅
度下降,但仍高出对照 391!32。根中 <=# 含量在
*+,- 浓度为 !" ##$% & ’时达最大值,高出对照 .1..
倍多;其他处理也分别比对照升高 !.19;2、/31.-2
3-.. 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ./卷
图 ! "#$% 胁迫对精胺含量的影响
&’()! *++,-./ 0+ "#$% /.1,// 02 345 -02.,2.
和 !"#$%&。
’#(#’ 对内源亚精胺()*+)含量的影响 由图 ,可
知,叶中 )*+含量在 -./( 浓度为 %!!0" 1123 4 5范
围内,呈逐渐升高趋势;当 -./( 浓度为 0" 1123 4 5
时达最大值,高出对照 ,"#,’&;再提高浓度,则开
始降低。而根中 )*+含量在 -./( 浓度为 $, 1123 4 5
时达最大值,高出对照 %#%, 倍之多,其后呈逐渐降
低。
图 6 "#$% 胁迫对亚精胺含量的影响
&’()6 *++,-./ 0+ "#$% /.1,// 02 347 -02.,2.
’#(#( 对内源腐胺(678)含量的影响 如图 9所示,
-./( 处理 9 +后,根中 678含量明显高于叶片中其
含量,但只有在 -./( 浓度为 $, 1123 4 5 时,根中其
含量比对照高出 ’#,(&;其他处理浓度下,根和叶
片中其含量均随处理浓度的增加而降低;而叶中
678含量分别比对照下降 ’0#%"&、(!#9’&、!:#0$&
和 ""#::&。
’#(#! 对内源(亚精胺 ;精胺)4腐胺比值的影响
研究表明,较高的()*+ ; )*1)4 678比值有利于盐胁
迫下大麦类囊体膜上 <-=和蛋白质的合成[%’]。图
"可以看出,根和叶片中()*+ ; )*1)4 678 比值在处
理浓度范围内,均随处理浓度的增加而增加。说明
较高的 -./( 处理浓度有利于蛋白质的合成。
图 8 "#$% 胁迫对腐胺含量的影响
&’()8 *++,-./ 0+ "#$% /.1,// 02 9:. -02.,2.
图 ; "#$% 胁迫对(亚精胺 <精胺)=腐胺的影响
&’(); *++,-./ 0+ "#$% /.1,// 02(345< 347)= 9:.
% 讨论
氮素不仅是作物营养的三大要素之一,而且是
植物体内蛋白质、核酸、酶、叶绿素等以及许多内源
激素或其前提物质的组成部分[%(]。氮也是植物体
最重要的结构物质,参与调控植物体生化反应的关
键物质 /酶及其辅基的合成[%!]。旱作蔬菜对氮素
的吸收以 -./( 为主,-./( 在植物体内起着重要的
代谢作用,一方面作为植物合成蛋白质的氮源,另一
方面,在木质部运输中是阳离子合适的陪伴阴离子,
同时对细胞内的渗透起平衡作用。
本试验结果表明,在环境中 -./( 浓度较低的情
况下,增施一定浓度的 -./((增至 $, 1123 4 5)有利
于黄瓜幼苗的生长,株高和叶面积增加,植株干重亦
有所增加。这可能是增施 -./( 可提高叶片叶绿素
((%%,期 杨凤娟,等:黄瓜幼苗内源激素和多胺对 -./( 胁迫的适应性变化研究
含量[!"],延长绿叶面积持续期,增大叶面积,有利于
提高光能利用率[!#],使叶肉细胞光合活性和叶片吸
光强度增加,最终使得净光合速率增加。另一原因
可能是植物生长过程中,既受植物体内产生的各种
酶变化的影响,同时也受各种内源激素的调控[!$]。
黄瓜幼苗在 %&’( 浓度 "#!)* ++,- . /范围内,根中
01、23和 433含量均比对照显著升高,353含量降
低,说明在此浓度范围内,根系有关酶活性首先被激
活,从而引起 01、23和 433等促进生长的激素合成
加速,这符合 433和 23有相互促进加成的作用规
律;而且细胞分裂素也能加强 433的极性运输,故
三者变化趋势相同。353 等促进衰老的激素合成
受抑,黄瓜生长势的增加,就是这一结果的表现。而
叶片中 01 和 23 含量明显降低,353 含量稍有增
加,说明主导黄瓜幼苗生长的关键激素是根中相关
激素的变化,叶中激素变化规律与根中正好相反(图
!’6)。根中 789 和 :;< 含量均在 %&’( 浓度为 "#
++,- . /时达最大值,随后一直呈降低趋势(图 #,图
$)。
本试验结果还表明,当 %&’( 浓度达 !6= ++,- . /
时,黄瓜幼苗出现较严重受胁迫症状。究其原因可
能是:当植物受到逆境胁迫时,植物体内的酶和激
素发生变化,从而影响一系列的生理活动或生化变
化[!*],使植株生长明显受抑,甚至出现枯死现象(表
>)。叶片中 01、23、353和 433含量比对照极显著
升高,而根中 01、23和 433含量开始降低,353含
量开始升高。根据上述结果,根中激素变化主导黄
瓜幼苗的生长,根中较低的 01、23和 433含量,严
重抑制了幼苗的生长,从而加速了黄瓜幼苗的衰老。
随后叶片中 01和 23含量开始大幅度下降;而根
中开始有所上升,但变化幅度不大。而叶中 353含
量随 %&’( 处理浓度的增加而升高,叶和根中 353
含量均在 %&’( 浓度为 !*> ++,- . /时达最大值(图 !
’6)。很多研究表明,353对于植物适应逆境起着重
要的作用[!)]。植物处于低温、干旱或盐分等胁迫环
境时的各种调节,往往伴随着组织中 353浓度的大
幅度升高[>=]。由于内源 353产生几乎与所有胁迫
反应有关,因此 ?@AB和 C,+8DB--认为 353是一种通
用的植物适应反应的调控剂(+B9A@<,E)[>!]。许祥明
等[>>]认为,353在植物对外界逆境的感受及其信号
传导中起着关键的作用。盐胁迫条件下,植物首先
诱导合成了 353,而 353又诱导了许多抗盐基因的
表达。而且 353对这些相关基因的调控主要是在
转录水平上实现的。如有人发现了在某些抗盐基因
的启动子附近区域都有 353 的顺式调控成分,即
353反应因子等[>(]。有研究表明,随着盐(%@C-)浓
度的增加,林木体内的 353 含量也随之增加,而
433、4:3 和 23 的含量逐渐降低[>6]。以上结果表
明,高浓度 %&’( 胁迫与 %@C-盐胁迫对激素的影响
变化规律基本相同。
叶片和根中激素含量高峰出现不一致性,其原
因可能是 %&’( 胁迫作为原初信号被根系细胞感知,
并引起胞内 353大量合成,353作为细胞间信使运
至叶片,从而启动叶片中其他激素的合成和降解,故
根中激素在较低 %&’( 处理浓度下就出现最大值,而
叶中却在较高 %&’( 处理浓度下达最大。在植物生
长发育过程中,并非是单一激素在起作用,而是各种
激素之间通过此消彼长的变化过程相互作用综合表
现。
目前越来越多的研究证明,多胺与植物抗逆性
密切相关。多胺在植物体内可能有两种作用,一是
作为植物生长调节物质对植物的生长发育起调节作
用;二是作为渗透调节物质在植物受到环境胁迫时
起作用[>"]。逆境胁迫下,究竟哪种多胺成分的变化
占主导作用,不同研究结果得出不同的结论。有研
究表明,在盐(%@C-)胁迫下,根系中多胺的积累占优
势[>#],尤其是根部 :;<合成增加,在叶片中积累 :;<,
而其合成能力下降,可能是 :;<来自根部[>$]。还有
研究表明,游离态 789含量的显著增加在黄瓜耐冷
过程中起重要作用,:;< 本身没有作用[>*];但也有
研究认为,水稻品种抗冷能力与叶片中 :;< 含量呈
密切相关性[>)];而高水平的游离态 78+和 789与番
茄耐热性相一致[(=]。F-,EBG 等[(!]对逆境胁迫后多
胺代谢与含量的持续检测也发现,逆境胁迫下多胺
的含量在大幅度上升后下降。还有研究表明,以野
生种和栽培种番茄为试材,发现在盐胁迫下耐性强
的“野生种”叶片中 789和 78+含量增加,而且(789
H 78+). :;<比值也增加;而盐敏感型的品种该比值
则没有变化[(>]。本试验结果表明,处理 $9后,黄瓜
幼苗叶片中 78+和 789及根中 78+含量在一定处理
浓度范围内,均随 %&’( 浓度的增加而升高,若再提
高浓度,其含量反而开始降低。叶片中 :;< 含量均
明显低于对照;而叶片和根中(789 H 78+). :;<比值
却显著高于对照(图 "!图 *),说明此黄瓜对硝酸盐
有一定的耐性。
综上可知,内源激素和多胺的作用专一性不明
显,往往一种激素具有多种生理效应,而不同的激素
又可引起同一种生理效应。本试验结果也表明,
6(!! 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !6卷
!"#$ 处理 %& 后,黄瓜幼苗内源激素和多胺均发生
较大变化,但变化规律有所不同,可能是因为植物激
素之间可通过相互协作或颉颃的途径,对植物的生
长发育起调控作用。
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