全 文 ：书犖犪犆犾胁迫对芨芨草苗期脯氨酸代谢的影响
董秋丽，夏方山，董宽虎
（山西农业大学动物科技学院，山西 太谷０３０８０１）
摘要：以芨芨草为试验材料，在不同浓度ＮａＣｌ胁迫下，对芨芨草叶片与根系脯氨酸（ｐｒｏｌｉｎｅ，Ｐｒｏ）、鸟氨酸δ氨基转
移酶（ｏｒｎｉｔｈｉｎｅｏｘｏａｃｉｄｔｒａｎｓａｍｉｎａｓｅ，δＯＡＴ）、吡咯啉５羧酸合成酶（ｐｙｒｒｏｌｉｎｅ５ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，Ｐ５ＣＳ）、
脯氨酸脱氢酶（ｐｒｏｌｉｎｅｄｅｈｙｄｒａｇｅｎａｓｅ，ＰｒｏＤＨ）进行测定。结果表明，ＮａＣｌ胁迫下，芨芨草Ｐｒｏ的积累主要以谷氨
酸途径为主；随ＮａＣｌ浓度的增加，芨芨草叶片和根系Ｐｒｏ含量逐渐增加，５００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ时达最大，分别为
５８５．７７和３０３．３６μｇ／ｇＦＷ；δＯＡＴ活性呈降低趋势，均显著低于对照（犘＜０．０５）；在同一浓度胁迫下，芨芨草根系
Ｐ５ＣＳ活性均显著高于叶片（犘＜０．０５），３００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ时，芨芨草叶片与根系Ｐ５ＣＳ活性均达到最大，分别为
７．４４和２０．８１Ｕ／ｍｇ蛋白；叶片ＰｒｏＤＨ活性高于对照，最大为对照的１．７倍，根系ＰｒｏＤＨ活性变化不明显。
关键词：芨芨草；脯氨酸；鸟氨酸δ氨基转移酶；吡咯啉５羧酸合成酶；脯氨酸脱氢酶
中图分类号：Ｓ５４３＋．９０３．４；Ｑ９４５．７８　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１０）０５００７１０６
　 土壤盐渍化是人类面临的世界性问题，全球约有１００多个国家存在不同类型盐碱地，占陆地面积的１０％左
右［１］，其引起的渗透胁迫已对植物的生长和产量造成了很大的影响。在渗透胁迫下，植物能否保持正常生长状
况，关键在于能否维持体内的水分平衡，而这正是通过积累一定量的溶质，降低植物体内的水势实现的［２］。脯氨
酸是公认的在细胞中起着无毒渗透保护作用的细胞相溶性物质，它被广泛的积累在各器官中，Ｐｒｏ的积累受多种
因素的调控，如：它自身的合成、分解，用于蛋白质的合成及在不同器官中的运输［３］。植物的Ｐｒｏ合成、累积及代
谢是一个受非生物胁迫和细胞内Ｐｒｏ浓度调控的生理生化过程［４，５］。已证明植物体内存在２条Ｐｒｏ合成途径，根
据起始氨基酸命名为Ｇｌｕ途径和Ｏｒｎ途径，Ｐ５ＣＳ和δＯＡＴ分别是这２个途径的关键酶。支立峰等［６］用飞蛾豆
（犞犻犵狀犪犪犮狅狀犻狋犻犳狅犾犻犪）中的Ｐ５ＣＳ基因转化水稻（犗狉狔狕犪犵犾犪犫犲狉狉犻犿犪），再用２５０ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ胁迫处理后，转基因
细胞的Ｐｒｏ含量提高，同时转基因细胞的耐盐性比野生型增强。陈吉宝等［７］发现胁迫下普通菜豆幼苗叶和根中
脯氨酸合成酶基因ＰｖＰ５ＣＳ２的转录水平快速上升，随着胁迫时间的延长，转录水平逐渐下降；在逆境胁迫下，幼
苗叶和根中Ｐｒｏ大量积累，高峰出现在ＰｖＰ５ＣＳ２基因表达高峰之后。徐春波等［８］将Ｐ５ＣＳ去除反馈抑制的突变
型Ｐ５ＣＳ－Ｆ１２９Ａ基因转入冰草（犃犵狉狅狆狔狉狅狀）导致植物体中Ｐｒｏ含量成倍增加。这些结果均说明，ＰｖＰ５ＣＳ２基
因的表达受干旱、高盐和冷胁迫诱导，Ｐｒｏ积累受ＰｖＰ５ＣＳ２基因转录水平的调控。Ｒｏｏｓｅｎｓ等［９］发现转δＯＡＴ
基因烟草合成的Ｐｒｏ在无胁迫时比对照高３倍，且组成型超表达δＯＡＴ基因并没有影响植物在正常条件下的生
长；在０．２ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ或等渗的甘露醇胁迫下，转基因株系积累的Ｐｒｏ比对照高１．５倍，而且有更高的生物量和
萌发率。有研究表明，不同植物、不同组织、不同生理条件下２条途径对Ｐｒｏ积累的贡献大小存在差异［１０］。Ｐｒｏ
合成过程中究竟是哪一条途径居于主导地位，还有待进一步研究。
芨芨草（犃犮犺狀犪狋犺犲狉狌犿狊狆犾犲狀犱犲狀狊）属禾本科芨芨草属旱中生多年草本植物，也是一种泌盐植物，具有很强的
抗盐碱性［１１，１２］。目前，对于芨芨草耐盐性的研究很少［１２，１３］，多见于种植芨芨草生态经济效益方面的研究。而通
过生物措施进行盐碱地改良是经济长久的方法，牧草在盐碱地改良利用中具有重要作用和利用前景［１４］。因此，
研究芨芨草盐胁迫下的生理变化及耐盐性机理，对于改良盐碱草地具有重要的实践意义。对其苗期盐胁迫下
Ｐｒｏ代谢途径进行研究，明确在盐胁迫下芨芨草的Ｐｒｏ代谢途径及在不同器官中的运输，以期为盐碱地植被恢复
与改良提供科学依据。
第１９卷　第５期
Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
７１－７６
２０１０年１０月
 收稿日期：２０１００１１８；改回日期：２０１００２１０
基金项目：国家“十一五”科技支撑计划课题（２００７ＢＡＤ５６Ｂ０１）资助。
作者简介：董秋丽（１９８５），女，山西阳泉人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｄ３９４８７５７８６＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｄｏｎｇｋｕａｎｈｕ＠１２６．ｃｏｍ
１　材料与方法
１．１　供试草种及来源
试验用芨芨草种子于２００８年１０月１３日采自山西省偏关县天峰坪镇梨园村的农田地埂，海拔１０１８ｍ，１１１°
２２′１９．１″Ｅ，３９°２７′５６．８″Ｎ。
１．２　试验方法
本试验在山西农业大学草业科学系日光能温室进行。将种子（１００粒／盆）播种于蛭石与珍珠岩体积比为
１∶１的塑料盆中（直径２５ｃｍ、高２０ｃｍ），插入ＰＶＣ管以便浇水及营养液，置于昼夜温度为２５／１７℃，相对湿度为
６５％～８０％的温室条件下进行培养。出苗后，每隔２ｄ用Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液浇灌１次，处理于１７：００－２０：００时进
行。其余时间用蒸馏水补充失水，以称重法确定失水量，当苗龄达２～３周时每盆定苗６０株。当出苗７周后对其
进行盐分胁迫，以０（ＣＫ），１００，２００，３００，４００和５００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ６个浓度的营养液为处理液，隔天按１００
ｍｍｏｌ／Ｌ梯度进行递增，直至达到指定浓度，对照只灌完全营养液，３次重复，采用随机区组设计。每组盐胁迫１
周后，分别采集其叶片和根系，置于－８０℃冰箱保存，进行相关指标的测定。
１．３　测定方法
１．３．１　Ｐｒｏ含量的测定　按照Ｂａｔｅｓ等［１５］的方法。
１．３．２　Ｐ５ＣＳ的测定　Ｐ５ＣＳ的抽提方法按照ＫａｖｉＫｉｓｈｏｒ等［１６］的方法进行。蛋白含量以牛血清蛋白为标准蛋
白质，按照Ｂｒａｄｆｏｒｄ［１７］的方法。Ｐ５ＣＳ活性测定按照ＧａｒｃｉａＲｉｏｓ等［１８］的方法进行。
１．３．３　δＯＡＴ活性的测定　粗酶提取按照Ｒｏｏｓｅｎｓ等［１９］的方法进行，蛋白含量以牛血清蛋白为标准蛋白质，
参照Ｂｒａｄｆｏｒｄ［１７］的方法。
δＯＡＴ活性的测定参照Ｋｉｍ等［２０］的方法，略做改动。反应体系为：５０ｍｍｏｌ／Ｌ的磷酸缓冲液、３５ｍｍｏｌ／Ｌ
Ｌ鸟氨酸、５ｍｍｏｌ／Ｌα酮戊二酸和０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ磷酸吡哆醛混合，总体积为０．９ｍＬ，再加入０．１ｍＬ酶液，在
２５℃条件下反应２０ｍｉｎ后加入０．３ｍＬ３ｍｏｌ／Ｌ的高氯酸终止反应，然后加入０．２ｍＬ２％茚三酮沸水中加热２０
ｍｉｎ染色，冷却后１００００ｒ／ｍｉｎ离心弃去上清液；用１．５ｍＬ无水乙醇溶解红色沉淀物，离心后取上清液５１０ｎｍ
测定吸光值。产物吡咯啉５羧酸（Ｐ５Ｃ）与茚三酮生成的红色物质摩尔消光系数为１６．５Ｌ／（ｍｍｏｌ·ｃｍ）。以每
ｍｉｎ生成０．００１ｍｍｏｌＰ５Ｃ的量为１个δＯＡＴ活性单位（Ｕ）。
１．３．４　ＰｒｏＤＨ的测定　参照Ｌｕｔｔｓ等［２１］方法提取，略做改动。样品加４倍体积提取缓冲液（ｗ／ｖ）于冰浴中研
磨，提取缓冲液为０．１ｍｏｌ／ＬＮａ２ＨＰＯ４－ＫＨ２ＰＯ４（ｐＨ７．８），内含１ｍｍｏｌ／ＬＥＤＴＡ，１０ｍｍｏｌ／Ｌ巯基乙醇。匀
浆液经３层纱布过滤后３８９８ｒ／ｍｉｎ离心１５ｍｉｎ。上清液加ＴｒｉｔｏｎＸ１００至终浓度０．１５％，涡悬后于冰浴中放置
３０ｍｉｎ，后于１９４９１ｒ／ｍｉｎ离心２０ｍｉｎ，上清液测酶活性。
活性测定反应混合液体积为２．５ｍＬ，内含０．１５ｍｏｌ／ＬＮａ２ＣＯ３－ＮａＨＣＯ３（ｐＨ１０．３）缓冲液１．６ｍＬ，０．２
ｍＬ０．１ｍｏｌ／ＬＬＰｒｏ，０．２ｍＬ０．９ｍｍｏｌ／Ｌ２，６二氯酚靛酚。３０℃水浴中保温５ｍｉｎ，加入０．５ｍＬ（０．８ｍｇ蛋
白／ｍＬ）酶提取液，混合均匀后加入０．２ｍＬ吩嗪硫酸甲酯试剂ＰＭＳ（９ｍｇ／ｍＬ，现配），摇匀后立即于６００ｎｍ下
检测光密度变化。以每ｍｉｎＡ６００减少０．００１为１个ＰｒｏＤＨ酶活单位（Ｕ）。
１．４　统计分析
试验数据采用Ｅｘｃｅｌ２００３及ＳＡＳ８．０统计软件进行分析处理。
２　结果与分析
２．１　ＮａＣｌ胁迫对芨芨草Ｐｒｏ含量的影响
随着ＮａＣｌ浓度的增加，芨芨草植株根系与叶片中Ｐｒｏ的含量均呈上升趋势（表１），且均显著高于对照（犘＜
０．０５）；在同一浓度胁迫下，芨芨草叶片中Ｐｒｏ的含量均显著高于根系（犘＜０．０５），为根系的１．９３～７．９２倍；当
ＮａＣｌ浓度为５００ｍｍｏｌ／Ｌ时，芨芨草植株根系与叶片中Ｐｒｏ含量均达到最大值，为３０３．３６和５８５．７７μｇ／ｇＦＷ
（鲜重），分别是对照的７４和１８倍。随着ＮａＣｌ浓度的增加，芨芨草根系中Ｐｒｏ含量上升的幅度大于叶片。芨芨
草植株根系与叶片中Ｐｒｏ含量的急剧上升，说明芨芨草对ＮａＣｌ胁迫的适应能力较强。
２７ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５
表１　犖犪犆犾胁迫下芨芨草根系与叶片犘狉狅含量的变化
犜犪犫犾犲１　犆犺犪狀犵犲狊狅犳狆狉狅犾犻狀犲犮狅狀狋犲狀狋犻狀犃．狊狆犾犲狀犱犲狀狊狌狀犱犲狉犖犪犆犾狊狋狉犲狊狊 μｇ／ｇＦＷ
部位Ｐａｒｔ
ＮａＣｌ浓度 ＮａＣｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ｍｍｏｌ／Ｌ）
０（ＣＫ） １００ ２００ ３００ ４００ ５００
叶片Ｌｅａｖｅｓ ３２．３１±０．３２Ｆａ ６５．５３±２．５０Ｅａ １５１．８４±５．１１Ｄａ １９５．９６±１．５１Ｃａ ３５７．１３±０．５７Ｂａ ５８５．７７±２．０１Ａａ
根系Ｒｏｏｔｓ ４．０８±０．１６Ｆｂ ２２．７８±１．０４Ｅｂ ２７．３６±０．５１Ｄｂ ６２．９０±１．９１Ｃｂ １３４．０５±３．１６Ｂｂ ３０３．３６±１．５０Ａｂ
　注：同行不同大写字母表示差异显著（犘＜０．０５）；同列不同小写字母表示差异显著（犘＜０．０５）。
　Ｎｏｔｅ：Ｍｅａｎｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｔｅｒｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０５），ｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓａｒｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０５）．
２．２　ＮａＣｌ胁迫对Ｐ５ＣＳ活性的影响
　　图１　犖犪犆犾胁迫下芨芨草根系与叶片犘５犆犛活性的变化
　　犉犻犵．１　犆犺犪狀犵犲狊狅犳犘５犆犛犻狀犃．狊狆犾犲狀犱犲狀狊狌狀犱犲狉犖犪犆犾狊狋狉犲狊狊
　　　不同大写字母表示不同ＮａＣｌ浓度差异显著（犘＜０．０５）；不同小写字母
表示同一浓度下，叶片与根系间差异显著（犘＜０．０５）。下同Ｂａｒｓｗｉｔｈｄｉｆ
ｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｔｅｒｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔＮａＣｌｃｏｎ
ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（犘＜０．０５）；Ｔｈｅｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇ
ｌｅａｖｅｓａｎｄｒｏｏｔｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（犘＜０．０５）．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ
除２００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ浓度胁迫时，芨芨草根系
与叶片Ｐ５ＣＳ活性差异不显著外（犘＞０．０５），其他浓
度胁迫下，芨芨草根系中的Ｐ５ＣＳ活性均显著高于
叶片（犘＜０．０５）。在不同浓度ＮａＣｌ胁迫下，除２００
ｍｍｏｌ／Ｌ浓度胁迫时，芨芨草根系中的Ｐ５ＣＳ活性
与对照差异不显著外（犘＞０．０５），其余浓度胁迫下，
芨芨草根系中 Ｐ５ＣＳ活性均显著高于对照（犘＜
０．０５）；ＮａＣｌ浓度为３００ｍｍｏｌ／Ｌ时，芨芨草叶片中
Ｐ５ＣＳ活性显著高于对照外（犘＜０．０５），其他浓度胁
迫下，芨芨草叶片中Ｐ５ＣＳ活性均显著低于对照（犘
＜０．０５）。当ＮａＣｌ浓度为３００ｍｍｏｌ／Ｌ时，芨芨草
叶片与根系中Ｐ５ＣＳ活性均达到最大值，为７．４４和
２０．８１Ｕ／ｍｇ蛋白，分别为对照的１．１和６．３倍。
在ＮａＣｌ的胁迫下，随着盐浓度的增加，芨芨草叶片
Ｐ５ＣＳ的活性呈“降－升－降”的趋势（图１）。
２．３　ＮａＣｌ胁迫对δＯＡＴ活性的影响
在ＮａＣｌ胁迫下，芨芨草根系中的δＯＡＴ活性显著高于叶片中的（犘＜０．０５）；芨芨草叶片与根系中的δ
ＯＡＴ活性均显著低于对照（犘＜０．０５），但在不同浓度的ＮａＣｌ胁迫下，δＯＡＴ活性的变化幅度不大。随着盐浓
度的增加，叶片与根系中的δＯＡＴ活性均呈先下降后上升的趋势。当ＮａＣｌ浓度为３００和４００ｍｍｏｌ／Ｌ时，芨芨
草根系与叶片中的δＯＡＴ活性降至最低，较对照分别降低４５．８７％和７２．２４％（图２）。这说明ＮａＣｌ胁迫下，芨
芨草中δＯＡＴ活性受到抑制，所以Ｐｒｏ含量的急剧上升可能不是通过鸟氨酸途径合成的。
２．４　ＮａＣｌ胁迫对ＰｒｏＤＨ活性的影响
在ＮａＣｌ胁迫下，芨芨草叶片中ＰｒｏＤＨ酶的活性均显著高于根系中的（犘＜０．０５），且均显著高于对照（犘＜
０．０５）。随着ＮａＣｌ浓度的增加，芨芨草叶片中ＰｒｏＤＨ 的活性呈先上升后下降的趋势，当 ＮａＣｌ浓度为２００
ｍｍｏｌ／Ｌ时，ＰｒｏＤＨ活性达到最大值，为６６．０４Ｕ／ｇＦＷ，是对照的１．７倍。芨芨草根系中的ＰｒｏＤＨ 活性随着
ＮａＣｌ浓度的增加变化不明显，在浓度为１００ｍｍｏｌ／Ｌ时，芨芨草根系中ＰｒｏＤＨ 的活性上升到最大值为３０．４７
Ｕ／ｇＦＷ，且显著高于对照外（犘＜０．０５），其他浓度胁迫下，均差异不显著（犘＞０．０５）。当 ＮａＣｌ浓度为３００
ｍｍｏｌ／Ｌ时，芨芨草根系中ＰｒｏＤＨ活性最小，为２１．９５Ｕ／ｇＦＷ，是对照的８６．３０％（图３）。
３　讨论
３．１　ＮａＣｌ胁迫对芨芨草植株不同器官Ｐｒｏ含量的影响
在盐胁迫下，Ｐｒｏ是公认的渗透保护剂，各组织中游离Ｐｒｏ含量的多少，直接关系到其抗逆性的强弱。Ｐｒｏ能
３７第１９卷第５期 草业学报２０１０年
　　
图２　犖犪犆犾胁迫下芨芨草根系与叶片δ犗犃犜活性的变化
犉犻犵．２　犆犺犪狀犵犲狊狅犳δ犗犃犜犻狀犃．狊狆犾犲狀犱犲狀狊狌狀犱犲狉犖犪犆犾狊狋狉犲狊狊
图３　犖犪犆犾胁迫下芨芨草根系与叶片犘狉狅犇犎活性的变化
犉犻犵．３　犆犺犪狀犵犲狊狅犳犘狉狅犇犎犻狀犃．狊狆犾犲狀犱犲狀狊狌狀犱犲狉犖犪犆犾狊狋狉犲狊狊
防止水分散失，保护膜结构的完整性，所以细胞内Ｐｒｏ的升高可作为植物抗性的指标［２２］。近年来对盐胁迫下植
物的生理代谢调节方面的研究表明，在盐胁迫的条件下胞质内产生大量的渗透调节物质，在正常生长条件下，植
物体内的游离Ｐｒｏ含量较低，但在盐碱胁迫下，游离Ｐｒｏ的含量明显增加［２３］。陈托兄等［２４］也指出：抗盐植物中游
离Ｐｒｏ多集中于代谢旺盛的光合器官和生殖器官，其Ｐｒｏ的含量是其他部位的数倍到数十倍，在盐逆境下植物优
先保护其光合器官和生殖器官，这是植物对盐渍生境的一种生态适应对策。张金林等［２５］研究表明：ＮａＣｌ胁迫
下，湖南稷子（犈犮犺犻狀狅犮犺犾狅犪犮狉狌狊犵犪犾犾犻）地上部的游离Ｐｒｏ是根中的１０倍多。吴欣明等［２６］研究表明：随ＮａＣｌ浓度
的升高，７份羊茅属（犉犲狊狋狌犮犪）植物叶绿素和光合速率呈递减趋势，Ｐｒｏ呈增高趋势。孟林等［２７］同样证实了ＮａＣｌ
胁迫下，３４份偃麦草属（犈犾狔狋狉犻犵犻犪）植物种质材料叶片的Ｐｒｏ随胁迫浓度的增加而呈递增趋势，这与本试验研究
结果一致（表１）。芨芨草叶片中的Ｐｒｏ含量显著高于根系中的，可能是由于在盐逆境下植物为优先保护其光合
器官和生殖器官，将根系中合成的Ｐｒｏ运输到叶片。这与全先庆等［２８］得出的Ｐｒｏ大多在植物的根中合成，而产
物大部分被运输到地上部分的研究结果一致。造成芨芨草植株地上部Ｐｒｏ积累的原因还可能与植株地上部光呼
吸乙醇酸途径的激活和Ｇｌｕ脱氢酶的活化相关［１５］，还有待进一步的研究。Ｐｒｏ含量的大量增加，提高了缓解渗
透胁迫的能力，从而增强了芨芨草植株在ＮａＣｌ胁迫下的抗逆性。
３．２　ＮａＣｌ胁迫对芨芨草植株脯氨酸代谢途径的影响
根尖部位是感知胁迫最敏感部位，植株受到的胁迫往往最先由根部感知，在此状况下，其生理反应可能与叶
片的生理反应不尽相同［４］。在 ＮａＣｌ胁迫下，除根系Ｐ５ＣＳ的活性显著高于对照外（犘＜０．０５），芨芨草叶片中
Ｐ５ＣＳ的活性、根系与叶片δＯＡＴ的活性均显著低于对照（犘＜０．０５）。由此可见，芨芨草Ｐｒｏ的积累主要在根系
中以谷氨酸途径合成。研究表明，在渗透胁迫和低氮条件下谷氨酸途径占主导地位，而在非胁迫条件及高氮条件
下鸟氨酸又居于主导地位［２９］。黄诚梅等［３０］的研究也表明，渗透胁迫下，甘蔗（犛犪犮犮犺犪狉狌犿狅犳犳犻犮犻狀犪狉狌犿）幼苗叶
片Ｐｒｏ生物合成以谷氨酸－Ｐｒｏ途径为主。这与本试验结论相一致。当ＮａＣｌ的浓度高于３００ｍｍｏｌ／Ｌ时，叶片
Ｐ５ＣＳ的活性开始下降，可能是由于Ｐｒｏ浓度的大量增加，其活性受到Ｐｒｏ含量的反馈抑制［３１］。ＰｒｏＤＨ 是植物
体内控制Ｐｒｏ降解的关键酶，在渗透胁迫时其表达活性受到抑制［３０］。在ＮａＣｌ胁迫下，芨芨草叶片中的ＰｒｏＤＨ
的活性显著高于根系（犘＜０．０５），主要是由于ＰｒｏＤＨ 基因被Ｐｒｏ诱导而被渗透胁迫抑制［２］。可见，芨芨草Ｐｒｏ
含量的积累是由合成和降解综合作用的结果。
４　结论
ＮａＣｌ胁迫下，芨芨草植株叶片的Ｐｒｏ含量显著高于根系，芨芨草Ｐｒｏ含量随ＮａＣｌ胁迫浓度的增加而增加，
当ＮａＣｌ浓度达５００ｍｍｏｌ／Ｌ时，Ｐｒｏ含量最大。
芨芨草植株根系Ｐ５ＣＳ活性显著高于对照，在同一浓度胁迫下，根系活性均高于叶片；随着 ＮａＣｌ浓度的增
加，δＯＡＴ活性呈降低趋势，均显著低于对照；叶片ＰｒｏＤＨ活性高于对照，而根系ＰｒｏＤＨ活性较对照变化不太
４７ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５
明显。
ＮａＣｌ胁迫下，芨芨草植株内Ｐｒｏ的积累主要以谷氨酸途径为主。
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５７第１９卷第５期 草业学报２０１０年
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ＤＯＮＧＱｉｕｌｉ，ＸＩＡＦａｎｇｓｈａｎ，ＤＯＮＧＫｕａｎｈｕ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａｎｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｇｕ０３０８０１，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＵｎｄｅｒｖａｒｙｉｎｇｌｅｖｅｌｓｏｆＮａＣｌｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅｐｒｏｌｉｎｅ（Ｐｒｏ），ｐｙｒｒｏｌｉｎｅ５ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（Ｐ５ＣＳ），
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ｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｃｏｎｔｒｏｌ（犘＜０．０５），ａｎｄｄｅｃｌｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅＮａＣｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｃｔｉｖｉ
ｔｙｏｆＰ５ＣＳｆｒｏｍｔｈｅｒｏｏｔｓｏｆ犃犮犺狀犪狋犺犲狉狌犿狊狆犾犲狀犱犲狀狊ｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｌｅａｖｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｏｎ
ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（犘＜０．０５）．Ａｔｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ３００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ，ｔｈｅＰ５ＣＳａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｌｅａｖｅｓａｎｄｒｏｏｔｓｒｅａｃｈｅｄ
ｔｈｅ７．４４ａｎｄ２０．８１Ｕ／ｍｇＰｒｏｔｅｉｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＰｒｏＤＨｉｎｌｅａｖｅｓｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎｃｏｎｔｒｏｌ，
ａｎｄｃｏｕｌｄｂｅｕｐｔｏ１．７ｔｉｍｅｓｔｈａｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｂｕｔｄｉｄｎ＇ｔｃｈａｎｇｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｒｏｏｔｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：犃犮犺狀犪狋犺犲狉狌犿狊狆犾犲狀犱犲狀狊；ｐｒｏｌｉｎｅ（Ｐｒｏ）；ｏｒｎｉｔｈｉｎｅｏｘｏａｃｉｄｔｒａｎｓａｍｉｎａｓｅ（δＯＡＴ）；ｐｙｒｒｏｌｉｎｅ５ｃａｒ
ｂｏｘｙｌａｔｅｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（Ｐ５ＣＳ）；ｐｒｏｌｉｎｅｄｅｈｙｄｒａｇｅｎａｓｅ（ＰｒｏＤＨ）
６７ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５