全 文 ：园 艺 学 报 2006, 33 (3) : 639～634
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 07 - 25; 修回日期 : 2005 - 10 - 17
基金项目 : 国家 ‘863’计划项目 (2004AA247010) ; 江苏省农业三项工程项目 〔SX ( 2003) 054〕; 高等学校博士点科研基金项
目 (20050307031)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: shirongguo@ hotmail1com)
外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗活性氧水平和抗氧
化酶活性的影响
段九菊 郭世荣 3 康云艳
(南京农业大学园艺学院 , 江苏南京 210095)
摘 要 : 在营养液栽培、盐胁迫处理下 , 研究了外源亚精胺 ( Spd) 对黄瓜幼苗活性氧 (ROS) 水平
和抗氧化酶活性的影响。结果表明 , 外源 Spd降低了 50 mmol·L - 1 NaCl胁迫下幼苗叶片和根系内 O·2 产生
速率、H2O2和 MDA含量 , 提高了 SOD、POD和 CAT活性 ; 与抗盐性较强的 ‘长春密刺 ’相比 , Spd处理
对抗盐性较弱的 ‘津春 2号 ’效果更明显。表明外源 Spd通过提高盐胁迫下植株体内抗氧化酶活性 , 降低
ROS水平 , 而缓解 NaCl对黄瓜幼苗的伤害 , 提高幼苗耐盐能力。
关键词 : 亚精胺 ; 黄瓜 ; 幼苗 ; 盐胁迫 ; 活性氧 ; 抗氧化酶
中图分类号 : S 64212 文献标识码 : A 文章编号 : 05132353X (2006) 0320639203
Effects of Exogenous Sperm id ine on Reactive O xygen Spec ies L evels and
An tiox idan t Enzym es Activ ities of Cucum ber Seedlings under Sa lt Stress
Duan J iuju, Guo Shirong3 , and Kang Yunyan
(College of Horticulture, N an jing A gricu ltura l U niversity, N an jing, J iangsu 210095, China)
Abstract: The cucumber seedlings were investigated under salt stress, the results showed that Spd treat2
ment decreased the H2O2 and MDA contents, and O
·
2 p roduction rate, while the activities of superoxide dis2
mutase ( SOD ) , peroxidase ( POD ) and catalase (CAT) were p romoted under 50 mmol·L - 1 NaCl stress.
Spd treatment in‘J inchun 2’ seedlings ( low salt2resistance) was more effective than the‘Changchun M ici’
seedlings ( high salt2resistance). It indicates that exogenous Spd treatment could m itigate the injuries caused
by NaCl stress and enhance salt stress resistance of cucumber seedlings through p romoting antioxidant enzymes
activities and keep ing low ROS levels under salt stress.
Key words: Sperm idine; Cucumber; Seedling; Salt stress; Reactive oxygen species; Antioxidant
enzyme
1 目的、材料与方法
日益严重的设施土壤次生盐渍化给黄瓜 ( Cucum is sa tivus L. ) 生产造成了巨大损失。活性氧
(ROS) 代谢失衡是盐胁迫导致植物细胞氧化损伤及细胞程序性死亡的重要原因〔1〕, 多胺 ( PA s) 作
为多聚阳离子可以直接或间接地清除植物组织中的 ROS自由基〔2〕。本试验以抗盐性不同的两个黄瓜
品种为试材 , 采用人工控制盐浓度同时向营养液中施用亚精胺 ( Spd) 的方法 , 研究了外源 Spd处理
对盐胁迫下黄瓜植株体内 ROS水平和抗氧化酶活性的影响 , 探讨外源 PA s对黄瓜幼苗盐伤害的缓解
效应及其可能机制。
试验于 2004年 9月至 2005年 6月在南京农业大学玻璃温室内进行。以抗盐性较弱的 ‘津春 2
号 ’和抗盐性较强的 ‘长春密刺 ’为试材。选取饱满、大小整齐一致的种子 , 经消毒、浸种后 , 播
园 艺 学 报 33卷
于装有石英砂的 8 cm ×8 cm营养钵中育苗 , 昼温 25～30℃, 夜温 15～18℃。子叶完全展开后浇灌营
养液 , 待幼苗第 2片真叶展平时 , 选整齐一致的植株定植于营养液水槽内 , 营养液采用日本山崎黄瓜
专用配方 (pH 615 ±011, EC 212～215 mS·cm - 1 ) , 气泵通气 (40 m in·h - 1 )。预培养 2 d后 , 开始
处理 : (A ) 正常营养液栽培 ; (B ) 添加 50 mmol·L - 1 NaCl (分析纯 ) ; (C) 添加 50 mmol·L - 1 NaCl
+ 011 mmol·L - 1 Spd ( Sigma公司产品 )。NaCl和 Spd均在开始处理时直接加入营养液中。分别于处
理后 0、2、4、6、8 d取生长点下第 2片真叶和根系中部 , 测定 O·2 产生速率 , 蛋白质、H2 O2和 MDA
含量 , SOD、POD和 CAT活性 , 每处理均重复 3次 , 处理 8 d时分别测定 15株幼苗地上部和地下部
的鲜质量和干质量。
2 结果分析与讨论
211 外源 Spd对盐胁迫下黄瓜幼苗鲜质量和干质量的影响
表 1表明 , 盐胁迫 8 d时 , 两品种地上部和地下部鲜质量、干质量均低于对照 , ‘津春 2号 ’下
降幅度大于 ‘长春密刺 ’, 植株生长受到明显抑制 ; 外源 Spd可显著提高盐胁迫下植株的鲜质量和干
质量 , 且对 ‘津春 2号 ’提高的幅度大于 ‘长春密刺 ’。表明外源 Spd可促进盐胁迫下黄瓜植株的生
长 , 对抗盐性较弱的品种效果更明显。
表 1 外源 Spd对盐胁迫下黄瓜幼苗鲜质量和干质量的影响
Table 1 Effects of exogenous Spd on fresh ma ss and dry ma ss of cucum ber seedlings under sa lt stress ( g·p lant - 1 )
品种
Cultivars
处理
Treatments
地上部 Shoot
鲜质量
Fresh mass
干质量
D ry mass
地下部 Root
鲜质量
Fresh mass
干质量
D ry mass
长春密刺 对照 Control 31172 ±0198a 2199 ±0103a 11190 ±0192a 0155 ±0104a
Changchun M ici 盐胁迫 Salt stress 15170 ±0191b 1170 ±0107a 3157 ±0175b 0129 ±0102b
盐胁迫 + Spd Salt stress + Spd 28148 ±0199a 2193 ±0106a 8144 ±0152a 0147 ±0108a
津春 2号 对照 Control 36135 ±0142a 3140 ±0106a 12157 ±0195a 0159 ±0110a
J inchun 2 盐胁迫 Salt stress 11152 ±0168c 1134 ±0110b 2195 ±0189c 0126 ±0107b
盐胁迫 + Spd Salt stress + Spd 27114 ±0172b 2177 ±0112a 7109 ±0158b 0144 ±0102a
注 : 同列中不同字母表示在 5%水平上差异显著。
Note: Values in each column with different letters are different significantly at P = 0105 level.
212 外源 Spd对盐胁迫下黄瓜幼苗 O·2 产生速率、H2 O2和 MDA含量的影响
从表 2可以看出 , 处理期间 , 对照幼苗 O·2 产生速率、H2 O2和 MDA含量均保持相对稳定 , 而在
盐胁迫处理过程中三者均呈先上升后下降的变化规律 ,‘津春 2号 ’升幅大于 ‘长春密刺 ’。外源 Spd
处理显著降低了两品种植株 ROS水平和 MDA含量 , 且 ‘津春 2号 ’的降低幅度大于 ‘长春密刺 ’,
O·2 产生速率两品种叶片和根系均在胁迫 2 d时达最大值 , 峰值处 ‘津春 2号 ’叶片和根系与纯盐胁
迫相比分别降低了 44192%和 33153% , ‘长春密刺 ’降低了 40131%和 28132% ; H2 O2含量峰值的出
现滞后于 O·2 , 两品种叶片和根系均在处理 4 d时达最大值 , 峰值处 ‘津春 2号 ’叶片和根系与纯盐
胁迫相比分别降低了 17102%和 25104% ,‘长春密刺 ’降低了 14198%和 24137% ; MDA含量两品种
叶片和根系均在处理 4 d时达最大值 , 峰值处 ‘津春 2号 ’叶片和根系与纯盐胁迫相比分别降低了
39180%和 42122% , ‘长春密刺 ’仅降低了 24162%和 27108%。表明外源 Spd可以显著降低盐胁迫
下黄瓜植株体内 ROS水平 , 增强膜的稳定性 , 缓解盐分胁迫对植株的伤害 , 且对抗盐性较弱的 ‘津
春 2号 ’效果更明显。
213 外源 Spd对盐胁迫下黄瓜幼苗 SOD、POD和 CAT活性的影响
由表 2可见 , 处理期间 , 对照幼苗 SOD、POD和 CAT活性基本保持不变 , 而随盐胁迫时间的延
长 , 三者均呈先上升后下降的变化趋势 ,‘长春密刺 ’升幅大于 ‘津春 2号 ’, 表现出较高的耐盐性。
外源 Spd处理在一定程度上提高了盐胁迫下两品种植株 SOD、 POD和 CAT活性 , 且对 ‘津春 2号 ’
046
3期 段九菊等 : 外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗活性氧水平和抗氧化酶活性的影响
表 2 外源 Spd对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系 O·2产生速率 , H2O 2和 MDA含量 , SOD、POD、CAT活性的影响
Table 2 Effects of exogenous Spd on O·2 production ra te, H2O 2 and MDA con ten ts, and SOD, POD, CAT activ ities in leaves
and roots of cucum ber seedlings under sa lt stress
处理
Treat2
ments
品种
Cultivars
天数
Days
( d)
O·2 ( nmol·
m in - 1 ·g - 1 FM)
叶片
Leaves
根系
Roots
H2O2
(μmol·g - 1 FM)
叶片
Leaves
根系
Roots
MDA
(μmol·g - 1 FM)
叶片
Leaves
根系
Roots
SOD
(U·mg - 1 )
叶片
Leaves
根系
Roots
POD
(U·mg - 1 )
叶片
Leaves
根系
Roots
CAT
(U·mg - 1 )
叶片
Leaves
根系
Roots
对照 长春密刺 0 01274 01538 41679 101588 11892 81178 201466 801336 11420 251720 171640 31966
Control Changchun 2 01239 01742 51573 161480 11360 71301 171746 691329 11958 171229 181123 41284
M ici 4 01232 01850 41262 131388 11752 81146 201209 721307 21275 221418 171845 41503
6 01283 01714 51167 161672 11956 81614 231290 741612 11857 191624 181114 41209
8 01274 01778 51666 121585 21338 91267 231280 821147 11571 201018 171514 31932
津春 2号 0 01259 01504 71009 171615 11844 51915 141128 791549 11310 281040 181163 41382
J inchun 2 01221 01574 61921 181482 11038 71158 131681 741503 11950 211355 171820 41264
4 01276 01276 61240 131338 11812 71503 161855 881374 21622 181926 171396 41374
6 01262 01321 71220 141824 11761 101018 131505 911389 11206 171626 181164 41074
8 01298 01448 71719 131610 21322 101995 161658 841994 11388 251343 181072 41777
盐胁迫 长春密刺 0 01295 01579 41997 101800 11687 81173 201572 801307 11400 251690 171590 31978
Salt Changchun 2 01686 21974 91019 251648 21822 111747 201549 851315 41536 421030 191092 51102
stress M ici 4 01538 11639 121514 421077 51525 221426 401130 1091919 51010 481436 191585 71838
6 01447 01793 111722 311054 51006 181557 291386 951418 21893 731971 211255 81734
8 01439 01797 91766 261572 41525 151519 281369 711975 21548 531010 201410 51376
津春 2号 0 01219 01597 71143 171823 11836 51825 141345 791632 11290 281200 181200 41369
J inchun 2 2 01786 31181 121521 341537 21802 111493 191409 971118 31473 341018 191086 41650
4 01647 11789 161407 561019 61889 341170 201048 1201579 41534 521457 191886 71157
6 01576 01971 131618 441524 61234 221256 301252 1091819 21029 631099 201033 81287
8 01503 01844 131114 381282 51165 161572 231317 731852 11750 491920 191053 51455
盐胁迫 长春密刺 0 01251 01521 41760 101423 11726 81087 201831 801410 11390 251780 171685 31899
+ Spd Changchun 2 01409 21132 71319 241175 21738 71783 231681 1001684 61105 431560 191587 51460
Salt M ici 4 01327 11270 101640 311821 41165 161353 491091 1161330 71253 741768 211396 91997
stress 6 01332 01347 61824 241560 41247 121543 311420 1071433 31341 851371 231134 101582
+ Spd 8 01277 01371 61507 221758 41180 101099 301528 911681 31045 761295 221627 61777
津春 2号 0 01284 01538 71347 171440 11733 61020 141581 791496 11350 281110 181213 41298
J inchun 2 2 01433 21114 101816 261297 21791 81484 221276 1251156 51175 361890 201370 51710
4 01350 11139 131614 411990 41149 191744 251794 1541792 81003 751927 211221 91474
6 01353 01693 91468 351186 41177 131333 441308 1181600 31307 961240 221400 101201
8 01350 01365 91459 341589 41169 121039 261426 1051027 31233 831481 221091 81256
的提高幅度大于 ‘长春密刺’, SOD活性 ‘长春密刺’叶片在处理 4 d时达最大值 , ‘津春 2号’6 d时
达最大值 , 根系均在 4 d时达最大值 , 峰值处 ‘津春 2号 ’叶片和根系与纯盐胁迫相比分别提高了
46146%和 28137% , ‘长春密刺’分别提高了 22133%和 5183%; POD活性两品种叶片均在处理 4 d时达
最大值 , 根系均在 6 d时达最大值 , 峰值处 ‘津春 2号 ’叶片和根系与纯盐胁迫相比分别提高了
76150%和 52152% , ‘长春密刺’分别提高了 44177%和 15141%; CAT活性两品种叶片和根系均于处理
6 d时达最大值 , 其活性变化小于 SOD和 POD, 峰值处 ‘津春 2号’叶片和根系与纯盐胁迫相比分别提
高了 11181%和 23110% , ‘长春密刺’分别提高了 8184%和 21116%。本试验结果与王学等〔3〕在荇菜重
金属胁迫下的研究结果相一致 , 表明外源 Spd处理可通过提高逆境胁迫下植株体内抗氧化酶的活性来增
强对 ROS的清除能力 , 提高幼苗抗逆性 , 且对抗盐性较弱的 ‘津春 2号’黄瓜品种有更明显的效果。
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