全 文 ：　　1996—07—22收稿。
宋露露助理研究员,熊耀国,赵丹宁(中国林业科学研究院林业研究所　北京　100091)。
* 本文是国家“八五”攻关专题“泡桐胶合板材优良无性系选育”内容之一。
泡桐耐旱性与膜脂肪酸饱和度关系的研究*
宋露露　熊耀国　赵丹宁
　　摘要　泡桐属树木在土壤水分胁迫下,复水可以降低膜脂肪酸饱和度, 土壤水势从- 2. 0×105
Pa 提高到- 5. 0×104Pa,使叶片膜脂肪酸饱和度降低了2. 04%。敏感品种(南方泡桐, 台湾泡桐)脂
肪酸饱和度比耐旱品种(兰考泡桐,楸叶泡桐)低 7. 74% ,且油酸和硬脂酸含量存在较大差异。脂肪
酸饱和度( DSFA )与叶片持水力成正相关,与电解质外渗率和水分饱和亏缺成负相关。
关键词　泡桐　耐旱性　膜脂肪酸　脂肪酸饱和度
　　干旱对植物的影响是导致叶片膜脂肪酸不饱和指数( IU FA )下降,膜透性增大[ 1]的主要原
因;而膜脂肪酸组分对抗逆性的影响主要是膜脂肪酸的种类影响膜的流动性和膜结合酶的活
性[ 2, 3]。近期的研究表明,耐旱品种与敏感品种的脂肪酸不饱和度存在差异, 如陈军 [ 4]对玉米的
研究指出,耐旱性较强的品系较敏感品系的饱和脂肪酸含量高。尹田夫[ 5]对大豆的研究证明,
抗旱品种膜脂总脂肪酸不饱和指数低于敏感品种。因此,品种的耐旱能力与脂肪酸饱和度
( DSFA)之间有某种必然的联系,高 DSFA 在某种意义上来说是品种耐旱的一个标志。因此,
了解泡桐属内膜脂肪酸 DSFA (或 DUFA)的差异,探讨 DSFA 与其它耐旱指标的关系,确定
DSFA作为耐旱指标对抗旱育种有重要的理论意义。为了论述复水对解除土壤干旱的生理意
义,本文在测定泡桐种间膜脂肪酸组分差异的同时, 还探讨了复水对脂肪酸组分配比的影响。
1　试材和方法
1. 1　试验地概况
　　试验地设在山东省兖州市林科所的苗圃地内, 117. 0°E, 35. 5 °N,海拔 55 m ,年均降水量
700 mm 左右;年均气温 13. 6 ℃,无霜期 240 d,全年日照时数 2 610. 7 h;土壤容重 1. 194 g /
cm
3, pH7. 5～7. 6。试验地面积 5 hm2 ,地势平坦,有灌溉条件; 土壤为潮褐土, 质地为壤土,地下
水位 7～9 m。
1. 2　试验材料
参试的泡桐材料共 6个种( 6～7年生) , 分别为: 白花泡桐( Paulow nian f ortunei ( Seem )
Hemsi) ,兰考泡桐( P . longata S. Y. Hu) ,毛泡桐( P . tomentosa ( Thunb) Steud) ,楸叶泡桐( P .
cal tip if orlia Gong T ong) , 台湾泡桐( P. kawakamii Ito )和南方泡桐( P . austril is Gong Tong ) ;
8个无性系(苗期) : 白花泡桐(南白、C007-3) , 兰考泡桐( C125、C136) , 毛泡桐 ( C161、C83-
101) ,杂种( CL3, T F33)。
林业科学研究　1997, 10( 3) : 316～320
Forest Research 　　 　
1. 3　取样及测定时间
由于测定项目较多,对进入速生期的树木分阶段测定, 7月份测定泡桐大树( 6～7年生)的
种的脂肪酸组分, 8月份测定各无性系的组分, 9月份测定复水前后的组分。5次重复, 混合后
作为测定样品测定脂肪酸组分。叶片持水力等项测定为 3次重复,取平均值。
上午 8∶00取样, 105 ℃烘干 30 min,于 60～70 ℃下烘至恒重。
样品经粉碎、研磨、萃取、分离、酯化后,在 GC-7AG 气相色谱仪上进行分析。色谱柱: 40
mm×0. 25 mm 弹性石英柱,柱温 220℃。进样口温度 280℃, 载气 N 2,柱前压 1 kg / cm 2,分流
比约 1∶30, H2流量 50 mL/ min,空气流量 500 mL/ min,灵敏度 4×10。
1. 4　测定指标
( 1)叶片持水力 Mrc= (mg - md) / (mg·mf )×100%
式中: mg——室温下放置 24 h 叶重; md——80 ℃下干燥 48 h 叶重; mf ——叶鲜重。
( 2)电解质外渗率 P m= E1 / E2×100%
式中: E 1——叶片保温 30 m in电导值; E 2——沸水浴 30 m in 电导值。
( 3)水分饱和亏缺 SDW = (W 1- W 0 ) /W 1×100%
式中:W 1——叶片浸水 72 h 重;W 0——叶片鲜重。
( 4)脂肪酸饱和度 DSFA= SFA / T SFA×100%
式中: S FA——饱和脂肪酸含量; TSFA ——总脂肪酸含量。
2　结果和分析
2. 1　泡桐属膜脂肪酸的组分分析
泡桐叶片中膜脂肪酸主要由月桂酸( 12∶0) , 棕榈酸( 16∶0) ,棕榈油酸( 16∶1) , 硬脂酸
( 18∶0) ,油酸( 18∶1) , 亚油酸( 18∶2)和亚麻酸( 18∶3)及亚麻酸异构体( 18∶3′)组成,其配
比含量见表 1、图 1。
表 1　泡桐膜脂肪酸组分 (单位: % )　　
品　　种 脂　肪　酸　组　分
12∶0 16∶0 16∶1 18∶0 18∶1 18∶2 18∶3 18∶3′ 合计 DSFA
楸叶泡桐 1. 76 14. 64 2. 39 1. 73 2. 16 11. 39 64. 15 1. 71 100. 00 18. 13
兰考泡桐 1. 72 14. 69 2. 22 1. 63 2. 15 11. 92 62. 70 2. 89 100. 00 18. 04
白花泡桐 0. 92 14. 50 2. 65 1. 33 2. 05 10. 93 64. 49 3. 13 100. 00 16. 75
毛 泡 桐 1. 06 12. 10 2. 32 1. 25 1. 59 10. 07 67. 10 3. 64 100. 00 15. 21
南方泡桐 0. 77 11. 04 2. 62 5. 91 11. 60 14. 08 52. 84 1. 50 100. 00 17. 72
台湾泡桐 0. 57 10. 29 1. 64 3. 74 5. 45 24. 48 51. 26 2. 42 100. 00 14. 60
平 均 1. 27 12. 88 2. 25 2. 60 4. 17 13. 81 60. 44 2. 55 100. 00 16. 75
从表 1中可以看出,泡桐叶片中的脂肪酸主要由棕榈酸和亚麻酸组成,合计含量约占脂肪
酸总量的 87%。其中饱和脂肪酸主要是棕榈酸, 约占饱和脂肪酸的 77% ;不饱和脂肪酸主要是
亚油酸和亚麻酸,约占不饱和脂肪酸的89%。在以后的分析和讨论中,仅以上述三种脂肪酸代
表叶片膜脂肪酸组分。
南方泡桐的脂肪酸配比与其它 5个种有些不同,三种主要脂肪酸只占总量的 77. 96%, 比
泡桐属的平均值低9. 16%。在南方泡桐的叶片中,硬脂酸和油酸也占有较大比重,是泡桐属中
3173 期　　　　　　　　宋露露等: 泡桐耐旱性与膜脂肪酸饱和度关系的研究
图 1　泡桐膜脂肪酸组分图谱
脂肪酸组成配比较特殊的一个种。
楸叶泡桐和兰考泡桐的脂肪酸饱和度较高, 根据对玉米、大豆等农作物的测定结果推断,
这两个种属较耐旱之列,与以前的研究结果相近 [ 6]。
2. 2　耐旱与敏感品种膜脂肪酸组分的差异
耐旱品种与敏感品种在膜脂肪酸饱和度上有较大不同,耐旱品种(兰考泡桐和楸叶泡桐)
膜脂肪酸饱和度通常高于敏感品种(南方泡桐和台湾泡桐)。从图2和表1中可以看出,敏感品
种中硬脂酸和油酸含量明显高于耐旱品种,并且脂肪酸饱和度比耐旱品种低。这和陈军等人 [ 4]
对玉米的研究结果是一致的。苗期兰考泡桐的 DSFA 较高 ( 21. 81% ) , 而毛泡桐最低
( 20. 25%) , 白花泡桐居中( 20. 76%) , 测定结果比较稳定,因此该项工作在苗期也具较强的可
行性。
2. 3　膜脂肪酸饱和度与耐旱指标的关系
经对无性系叶片持水力( 24 h)、叶片饱和亏缺和电解质外渗率的测定表明: 兰考泡桐
( C125)的持水力最高, 饱和亏缺和电解质外渗率最低, 在三个种中是比较耐旱的; 毛泡桐
( C161)的趋势则相反,是敏感种;白花泡桐介于两者之间,属中间种。
由图 3可见, 膜脂肪酸饱和度与叶片持水力成正相关;与电解质外渗率和饱和亏缺成负相
关。膜脂肪酸饱和度是正向耐旱指标(即: 脂肪酸饱和度越大,耐旱性越强)。
2. 4　复水对叶片膜脂肪酸饱和度的影响
表 2表明,土壤水势从- 2. 0×105 Pa 提高到- 5. 0×104 Pa 时,泡桐叶片膜脂肪酸饱和度
降低, 降低幅度为 2. 04% , 降低最多的是 C161 ( 4. 97%) , 降低最少的无性系是 C125
( 0. 39% )。
318 林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　　　10 卷
图 2　耐旱品种与敏感品种膜脂肪酸组分
A:耐旱品种(楸叶泡桐和兰考泡桐) ;　　B:敏感品种(南方泡桐和台湾泡桐)
图 3　各无性系耐旱指标图解
在土壤比较干旱的情况下, 提高土壤水势可以降低膜脂肪酸饱和度,使叶片细胞膜流动性
增大,有利于叶片各种生理活动的进行。也可以说干旱对植物的影响很大程度上是影响了叶片
的生理活动。
表 2　泡桐无性系复水前后叶片膜脂肪酸饱和度的变化 (单位: % )　　
项　目 C 125 CL3 C161 南白 T F33 C136 C007-3 C83-101 均值
复水前 14. 47 14. 46 21. 47 17. 02 17. 49 16. 93 18. 05 16. 03 16. 99
复水后 14. 06 13. 03 16. 50 14. 93 15. 72 15. 04 15. 40 14. 03 14. 95
降低率 0. 39 0. 63 4. 97 2. 09 1. 77 1. 89 2. 57 2. 00 2. 04
复水对膜脂肪酸饱和度的影响是显著的,经对小样本的方差分析检验,复水后饱和度的降
低在 0. 05水平上差异显著(表略)。
复水前后膜脂肪酸饱和度在 0. 01水平上呈显著的线性相关,相关系数为 R2= 0. 043 4,相
关方程式为: Y= 52. 33- 0. 39X ( X——复水前饱和度, Y——复水后饱和度)。
3193 期　　　　　　　　宋露露等: 泡桐耐旱性与膜脂肪酸饱和度关系的研究
3　讨　论
　　实验表明,泡桐属内膜脂肪酸饱和度是有差异的,耐旱种与敏感种的 DSFA 也存在较大
差异。DSFA 与其它耐旱指标也存在正或负相关趋势,但由于样本数量较少,不能保证检验的
可靠性, 对其相关模式还有待进一步的研究。这一阶段性结果证明, 从泡桐属中筛选低 DSFA
的品种是可能的, DSFA 作为耐旱指标也是可行的, 如何利用低 DSFA 品种培育耐旱子代及
可行性还有待进一步研究。
参　考　文　献
　　1　沈秀英,徐世昌,戴俊英,等.干旱对玉米叶 SOD、CAT 及酸性磷酸脂酶活性的影响.植物生理学通讯, 1995, ( 3) : 103
～106.
2　陈少欲.膜脂过氧化对植物细胞的伤害.植物生理学通讯, 1991, ( 2) : 84～90.
3　宋露露,熊耀国,赵丹宁,等.利用细胞膜透性测定三种阔叶树耐旱性的探讨.林业科技通讯, 1993, ( 4) : 19～21.
4　陈军,顾慰连,戴俊英,等.干旱对玉米叶片膜透性及膜脂肪酸组分的影响.植物生理学通讯, 1990, ( 6) : 39～41.
5　尹田夫,宋英淑, 刘丽君,等.干旱对大豆线粒体膜脂的磷脂和脂肪酸组分的影响.植物生理学通讯, 1989, ( 4) : 16～
18.
6　黄雨霖,卞祖娴,韩世民,等.泡桐生长与土壤性质的研究.见:中国林学会泡桐文集编委会.泡桐文集. 北京:中国林
业出版社, 1982. 46～53.
Study on the Relationship between Degree of Salurated Fatty
Acid in Cell Membrane and Drought Resistant of Paulownia
Song L ulu　　X iong Yaog uo　　Zhao Danning
　　 Abstract　Fat ty acid components in cell membrane in paulow nia mainly include∶
palm itic acid, linoleic acid, f lax acid ( about 87% of total fat ty acid) and some palmmoleic
acid, stearic acid and oleic acid. DSFA was decreased by w atering w hen there is light w ater
st ress in soil . And the DSFA is decreased by 2. 04% when soil potent ial incr eased from - 2. 0
bar to - 0. 5 bar. T he DSFA dif ference ex isted in the membrane betw een sensit ive species
and drought-resistant species, and there is a sl ight differ ence in content of stearic acid and oil
acid. DSFA is posit ively related w ith M rc , and nagat iv ly with SDW and Pm.
　　Key words　paulow nia　 dr ought-r esistent　 fatty acid in cell membr ane　 deg ree o f
saturated fat ty acid
　　 Song Lulu , As sistant Profes sor, Xiong Yaoguo, Zhao Danning ( Th e Research Ins titute of Fores t ry, CAF　 Bejing　
100091) .
320 林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　　　10 卷