全 文 ：第 18 卷
第 6 期

Vol. 18
No. 6
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2010 年
11 月

Nov.

2010
NaCl胁迫对碱蒿活性氧产生及抗氧化酶活性的影响
方志红 , 董宽虎*
(山西农业大学动物科技学院, 山西 太谷
030801)
摘要: 为了解 NaCl胁迫对碱蒿( A r temisia anethif olia)耐盐性的影响,在温室盆栽条件下, 通过研究碱蒿幼苗在不
同浓度 NaCl ( 0, 25, 50, 100, 200, 400 mmo l
L
1 ) 胁迫下的相对盐害率、超氧化物歧化酶( SOD)活性、过氧化物酶
( POD)活性、丙二醛( MDA )含量、脯氨酸( P ro)含量、H 2O2 含量和超氧阴离子 ( O -2 )产生速率的变化, 结果表明: 随
着 NaCl浓度增加, 碱蒿幼苗相对盐害率和 H 2O2 含量增加, 而 SOD 活性、POD 活性、Pro 含量、O-2 产生速率和
MDA 含量均呈先升高后降低的变化趋势。这表明碱蒿具有较强的耐盐性, SOD活性、POD活性、M DA 和 Pro 含
量均可作为碱蒿的耐盐生理指标。
关键词:碱蒿; 耐盐性; N aCl胁迫; 超氧化物歧化酶; 过氧化物酶
中图分类号: Q945. 78



文献标识码: A




文章编号: 1007
0435( 2010) 06
0829
04
Effects of NaCl Stress on Reactive Oxygen Species and Antioxidant
Enzyme Activities of Artemisia anethif olia
FANG Zhi
hong, DONG Kuan
hu*
( College of Animal Science and Techn olgy, S han xi Agricultural University, Taigu, S hanxi Pr ovin ce 030801, Ch ina)
Abstract: T his study repo rts the salt to ler ance of A rtemisia anethi f ol ia reg arding the change of the r ate of
salt injury , act iv ity of superox ide dismutase ( SOD) and perox idase ( POD) , malondidehyde ( MDA) con

tent, free pr oline ( Pro) content , H 2O 2 contents and super oxide r adical ( O -2 ) product ion rate in seedling of
Ar temisia anethi f ol ia under dif ferent alkali concentrat ion NaCl ( 0, 25, 50, 100, 200, 400 mmo l
L - 1 )
under greenhouse condit ions. Results show that , w ith the increase of salt concentrat ion, the seedling pr e

integrated relat iv e salt injur y rates and H 2O2 contents incr eased; SOD, POD, free pro line, super oxide rad

ical production rate and MDA contents o f A r tem isia anethif olia had low
high
low trend. W e concluded
that A r temisia anethif ol ia had a st rong salt tolerance w hile SOD activity, POD act ivity, MDA content and
free prol ine content could be used as important phy siolo gical indexes for salt tolerance in A rtemisia anethi

f olia.
Key words: A rtemisia anethif ol ia; Salt to ler ance; NaCl st ress; Super oxide dismutase; Perox idase


土壤盐碱化是影响农业生产的重要因素之一,
全球有各种盐渍化土地约 8
109 hm2[ 1] ,占全球陆
地面积的 6% , 而且大多数的盐渍化土地分布于干
旱和半干旱地区。我国各类盐渍土总面积为 9. 91

108 hm2。
逆境胁迫能够诱发植物组织细胞内产生过量的
O-2 , H 2O 2 , 活性 氧 ( Reactive oxygen species,
ROS)。ROS的过剩累积会造成膜系统、蛋白质和
DNA 分子等损伤, 甚至造成死亡 [ 2]。为抵制 ROS
对细胞的伤害, 植物细胞便启动一些活性氧清除机
制,即植物的抗氧化防御系统,来降低或清除 O-2 和
H 2O 2 的膜脂过氧化作用。刘长仲等[ 3] 的研究表
明,当苜蓿( M edicago sativa )受到环境胁迫时, 其
自身会通过增加超氧化物歧化酶( SOD)、过氧化物
酶( POD)活性的含量来抵御伤害; 张崇邦等 [ 4]的研
究表明碱蒿( A rtemisia anethi f olia )是东北羊草草
原上最重要的耐盐碱植物。
碱蒿是蒿属一年生或二年生盐生植物, 经常在
盐碱斑的外围成圈生长,也是其他盐生植物群落,如
碱蓬( Suaeda glauca )群落、碱茅( Puccinel l ia di s

收稿日期: 2010
01
21;修回日期: 2010
10
18
基金项目:
十一五
国家科技支撑计划课题( 2007BAD56B01) ;农业部公益性行业 (农业)科研专项( nyhyzx 07
022) ;山西省科技攻关项目
( 20080312002
1)资助
作者简介:方志红( 1983
) ,女,内蒙古赤峰市人,硕士研究生,研究方向为牧草抗逆性, E
mai l: fangzh ihong2007@ 126. com; * 通讯作者
Auth or for correspon dence, E
m ail : dongku anhu@ 126. com
草
地
学
报 第 18卷
tans)和碱地肤( Kochia scoparia var . siever siana)
群落中常见的伴生种,或与上述群落组成复合体 [ 5]。
碱蒿还具有很好的饲用价值, 因此在盐碱地扩大碱
蒿面积,不仅有利于改善土壤生态环境,而且有利于
发展畜牧业,而研究碱蒿的耐盐性是扩大其种植面
积的前提。本研究通过测定不同盐浓度处理下碱蒿
的相关生理生化指标,分析碱蒿的耐盐性,为改良盐
碱地、提高土地生产力提供理论依据。
1
材料与方法
1. 1
试验材料
碱蒿种子, 于 2008年秋季采于山西右玉县威远
镇后所堡的盐碱化草地中, 位于 39
59
26
N, 112

19
19
E, 海拔高度为 1329 m。
1. 2
试验设计
试验于 2009年 2- 9月在山西农业大学草业科
学实验室进行。将种子播入装有珍珠岩和蛭石( 1

1)的塑料盆内, 于日光能温室中培养,温室昼/夜温
度为 ( 30
2)
/ ( 23
2)
, 相对湿度为 60% ~
80% ,出苗后以 Hoag land 营养液浇灌培养, 每盆定
苗 35株(中间将间苗两次)。出苗 5周后, 以 N aCl
进行胁迫, 设 6 个浓度梯度, 分别为 0( CK) , 25,
50, 100, 200, 400 mmol
L- 1 , 且 4个重复。对照
组使用 Hoagland营养液, 各处理组在营养液基础
上添加不同浓度的 NaCl溶液, 每天 17: 00- 19: 00
浇灌,为保证盆内盐分浓度,每次浇营养液均进行称
重。盐胁迫 7 d 后取样, 将样品以无离子水冲洗干
净后,放于- 80
冰箱保存备测。
1. 3
测定指标及方法
苗高(根长)相对盐害率( % ) = (对照苗高(根
长) - 处理苗高 ( 根长 ) ) /对照苗高 (根长 )

100%
[ 6]
,以相对盐害率评价碱蒿幼苗前期耐盐性的
强弱,相对盐害率值越大,碱蒿幼苗受到的盐害程度
越大。
游离脯氨酸( P ro)含量的测定采用酸性茚三酮
比色法[ 7] ;丙二醛( MDA)含量的测定采用硫代巴比
妥酸( TBA)比色法 [ 8] ; 超氧化物歧化酶( SOD)活性
的测定采用氮蓝四唑( NBT)光化还原法[ 9] ; 过氧化
物酶( POD)活性的测定采用愈创木酚法 [ 9]。H 2O 2
含量的测定参照 Serg iev 的方法[ 10] ; 超氧阴离子
( O
-
2 )的测定采用羟胺反应法 [ 11]。
1. 4
数据处理及方法
数据采用 SA S 9. 0 软件进行方差分析, 并用
Duncan检验进行多重比较。
2
结果
2. 1
NaCl胁迫对碱蒿盐害率的影响
随着 NaCl胁迫浓度的增加, 碱蒿幼苗根长相
对盐害率、苗高相对盐害率显著增大(表 1) , 说明盐
胁迫使幼苗根长缩短, 苗高降低, 并且盐浓度越高,
对幼苗生长的抑制程度越大。在相同浓度的 NaCl
胁迫下,苗高相对盐害率大于根长相对盐害率(表
1) ,说明苗高比根长对 NaCl胁迫的反应更为敏感。
表 1
NaCl胁迫对碱蒿相对盐害率的影响
Table 1
Effect o f NaCl st ress on relat ively r ate of
salty injury in A r temisia anethif olia
NaCl浓度
NaCl concert rat ion
mmol
L- 1
相对盐害率
Relat ively rate of salty injury, %
苗高
Seedling height
根长
Root len gth
25 13. 3948
0. 0036e 12. 4669
0. 0035e
50 17. 9127
0. 0015d 12. 9065
0. 0034d
100 25. 6739
0. 0025c 13. 4637
0. 0206c
200 26. 4371
0. 0026b 19. 9552
0. 0024b
400 29. 7334
0. 0022a 30. 1194
0. 0006a


注:同列不同小写字母表示不同浓度间差异性显著( P < 0. 05 )。
下同
Note: Dif ferent small let ters in the same column indicate s ignifi

cant dif f erences among dif feren t concent rat ions ( P < 0. 05 ) . T he
same as below
2. 2
NaCl胁迫对碱蒿抗氧化酶活性的影响
同一 NaCl 浓度, 碱蒿的 SOD 活性除了在 25
mmol
L- 1 , 100 mmol
L - 1时无显著性差异外(表
2) , 其余的都有显著性差异 ( P < 0. 05 ) ; 不同的
NaCl浓度下,碱蒿的 SOD活性在各个浓度之间都
存在显著差异( P< 0. 05)。SOD活性在 100 mmo l

L- 1时达到最大值, 当 NaCl 浓度低于 100 mmo l

L- 1时, SOD活性呈上升趋势, 碱蒿生长正常, 没
有出现明显的伤害, 但随着 NaCl浓度的增加, SOD
活性显著降低,因此,在碱蒿幼苗中,对照的 SOD活
性最低,而 100和 200 mmo l
L - 1处理差异不显著。
在同一 NaCl浓度下, POD活性在各个浓度下
都有显著性差异( P < 0. 05) ; 在不同的 NaCl浓度
下, POD活性在各个浓度之间都存在显著性差异( P
< 0. 05)。碱蒿中 POD 活性增高非常明显, 随着
NaCl浓度的增加而升高, 并在100 mmol
L- 1 时达
到峰值;之后,其活性随着 NaCl浓度的增大而减小。
830
第 6期 方志红等: NaCl胁迫对碱蒿活性氧产生及抗氧化酶活性的影响
表 2
NaCl胁迫对碱蒿 SOD活性和 POD活性的影响
Table 2
Effect of NaCl stress on activity o f SOD and POD in A r temisia anethif olia
NaCl 浓度
NaCl concert rat ion, mmol
L- 1
SOD 活性 SOD act ivity, U
g- 1FW
茎叶
Stems an d leaves
根系
Roots
POD活性 POD act ivity, A 470
min- 1
g- 1 FW
茎叶
Stems an d leaves
根系
Roots
0( CK) 0. 2139
0. 0100a 0. 1682
0. 0065ab 6. 6969
0. 5277e 8. 8959
0. 1137c
25 0. 1430
0. 055cd 0. 1456
0. 0049b 7. 1539
0. 1105de 5. 8269
0. 0525f
50 0. 1500
0. 0023c 0. 1562
0. 0028ab 7. 8125
0. 0434d 7. 3084
0. 0699e
100 0. 1682
0. 0029b 0. 2012
0. 0561a 17. 0882
0. 8981a 13. 5456
0. 3075a
200 0. 1676
0. 0014b 0. 1965
0. 0063a 12. 9195
0. 0894b 10. 4943
0. 0511b
400 6. 1365
0. 3253c 5. 0748
0. 1049cd 9. 8505
0. 1317c 8. 1309
0. 0453d
2. 3
NaCl胁迫对碱蒿MDA和 Pro含量的影响
不同 NaCl浓度处理对碱蒿 MDA 含量具有明
显的影响(表 3)。在同一 NaCl浓度下,碱蒿幼苗体
内 MDA含量除了在 50 mmol
L- 1 , 100 mmol

L- 1时无显著性差异外, 其余的都有显著性差异( P
< 0. 05) ; 随着 NaCl浓度增加,碱蒿幼苗体内 MDA
含量表现为先增加后降低的变化趋势, 峰值出现在
200 mmol
L - 1的处理中。不同浓度 NaCl胁迫处
理下,碱蒿中 MDA含量的顺序表现为 0( CK) < 25
mmol
L- 1 < 50 mmol
L - 1 < 400 mmol
L- 1 <
100 mmol
L - 1< 200 mmo l
L - 1。
由表 3可知, 碱蒿的 Pro 含量在不同 NaCl浓
度下都有显著性差异( P< 0. 05)。碱蒿中 Pro 含量
的变化非常明显, 并在 200 mmol
L - 1时达到最大
值,之后,其含量随着 NaCl浓度的增加而减小。当
NaCl浓度为 200 mmo l
L - 1时, 碱蒿幼苗中的 Pr o
含量比对照增加了 5. 48倍。
表 3
NaCl胁迫对碱蒿MDA和游离脯氨酸含量的影响
Table 3
Effect o f NaCl st ress on M DA and free pro line content s o f A r temis ia anethif olia
NaCl 浓度
NaCl concert rat ion, mmol
L- 1
丙二醛含量 MDA contents,
g
g- 1
茎叶
Stems an d leaves
根系
Roots
脯氨酸含量 Free prolin e conten ts ,
g
g- 1
茎叶
Stems an d leaves
根系
Roots
0( CK) 5. 6200
0. 3960e 3. 9133
0. 1020de 64. 2409
0. 1109f 471. 7721
0. 0190d
25 6. 2322
0. 0134d 3. 2265
0. 0134e 143. 6564
0. 0422e 342. 6499
0. 1492f
50 6. 7307
0. 0980c 5. 9872
0. 9887bc 196. 3579
0. 0297d 390. 7219
0. 2379e
100 7. 2136
0. 1220b 6. 8691
0. 3368ab 388. 2271
0. 1344c 1284. 4325
0. 0612c
200 8. 4048
0. 0079a 7. 6681
0. 0052a 628. 7960
0. 1720a 2306. 1613
0. 0188a
400 6. 1365
0. 3253d 5. 0748
0. 1049cd 571. 2560
0. 5076b 1374. 4761
0. 1689b
2. 4
NaCl胁迫对碱蒿活性氧含量的影响
盐胁迫影响了碱蒿中 H 2O 2 含量和 O -2 产生速
率(表 4)。碱蒿的 O -2 产生速率在不同的 NaCl浓
度下都有显著差异( P < 0. 05) ; 在 NaCl胁迫下,
H 2O2 含量除了 CK 和 400 mmo l
L - 1时无显著差
异外,其余浓度下都有显著差异( P< 0. 05) ,且随着
NaCl浓度的升高, 碱蒿植株中 H2O2 和 O -2 产生速
率都出现升高的趋势, 超氧阴离子到 400 mmol

L- 1时放氧速率迅速升高; H 2O2 含量随着盐浓度的
升高变化也比较明显, 0~ 50 mmo l
L - 1时变化较
缓慢,到 100 mmol
L - 1时 H2O2 含量开始迅速上
升,在 200 mmo l
L - 1时达到最大值。
3
讨论
3. 1
Pro 是一个极其重要的逆境生理指标, 是酶和
细胞结构的保护剂及自由基清除剂, Pr o 的积累还
可以增加植物对渗透胁迫的耐性, 当植物细胞受到
逆境胁迫时, Pro 通过保护生物大分子的功能结构,
为生理生化反应提供足够的自由水和活性物质, 从
而保护植物度过逆境, 但是不同植物游离 Pro 含量
增加的幅度不同, 其含量增加幅度越大,则该草种越
不耐盐,反之就越耐盐[ 12]。本试验中, 碱蒿幼苗中
Pro 含量在 NaCl胁迫下逐渐积累, 变化比较明显且
于 200 mmo l
L - 1时达到最大值, 说明碱蒿幼苗具
有较强的渗透调节能力。
831
草
地
学
报 第 18卷
表 4
NaCl胁迫对碱蒿 H2O2 含量和 O-2 产生速率的影响
T able 4
Effect of NaCl stress on H 2O 2 content s and superox ide radical pr oduction rate of A r temisia anethif olia
NaCl 浓度
NaCl concert ration , mmol
L- 1
O-2 产生速率
Superox ide radical pr odu ct ion rate, OD530
g- 1 FW
茎叶
Stems an d leaves
根系
Roots
H 2O 2 含量
H 2O 2 con tents,
mol
g- 1 FW
茎叶
Stems an d leaves
根系
Roots
0( CK) 0. 1125
0. 0007e 0. 5675
0. 0007b 5. 5974
1. 0194bc 5. 6104
0. 5969b
25 0. 1469
0. 0012c 0. 3679
0. 0016f 6. 7501
0. 0047c 4. 8626
0. 0014c
50 0. 1279
0. 0027d 0. 4942
0. 0017c 5. 4331
0. 0028d 3. 1744
0. 0013d
100 0. 1749
0. 0069b 0. 4863
0. 0018d 8. 4331
0. 0028b 5. 0555
0. 0042bc
200 0. 1783
0. 0010b 0. 4629
0. 0040e 9. 6034
0. 0006a 6. 6164
0. 0007b
400 0. 2470
0. 0028a 0. 5974
0. 0019a 8. 1100
0. 0006b 5. 2523
0. 0013bc
3. 2
MDA 是膜脂过氧化产物, 能强烈地与细胞内
各种成分发生反应, 引起酶和膜的损伤,并导致膜结
构和生理机能的破坏[ 13, 14] 。本试验中, 在 NaCl 胁
迫下, MDA的含量变化与 O-2 产生速率和 H 2O 2 含
量变化趋势基本一致,说明植物在逆境胁迫下,活性
氧会大大增加,其在植物体内的积累可能会增强膜脂
过氧化,导致丙二醛含量升高,加速膜伤害作用, 杨颖
丽等[ 15]通过对补血草的耐盐性研究也得出 MDA 和
H2O2 含量随着 NaCl胁迫浓度的增加而增加。
3. 3
盐胁迫条件下,植物细胞由于代谢受阻产生大
量的活性氧如 O -2 , H 2O2 , OH - , 1O 2 等, 破坏了活
性氧的产生和清除之间的动态平衡,导致了膜系统
和细胞伤害[ 16]。本研究表明, 在正常条件下, 碱蒿
的 SOD, POD活性能有效地清除体内的 O -2 , 使植
物不致于受害, 但在 NaCl胁迫下,碱蒿幼苗的 SOD
和 POD酶活性均随着 NaCl浓度的增加而不断增
强而后降低,据此可以推测, SOD 和 POD提高了碱
蒿的抗盐能力, Zhang 和 Nan[ 17] 对披碱草的耐盐性
的研究结果也表明了 SOD和 POD可以提高植物的
抗盐能力。随着抗氧化酶活性的增强, 碱蒿幼苗中
MDA 含量、H 2O 2 含量及 O-2 产生速率在胁迫中后
期才逐渐增大, 且变化幅度比较明显,这说明碱蒿体
内的 O-2 产生速度和 H 2O 2 , MDA 含量超出了
SOD, POD的清除能力,引起了膜脂过氧化而对碱
蒿造成伤害。
4
结论
随着 NaCl 胁迫浓度的增加, 碱蒿中 Pro,
MDA , SOD活性, POD活性, O 2
产生速率都呈现出
先升高后降低的趋势, 相对盐害率和 H 2O2 含量呈
上升趋势,这几种物质对碱蒿的耐盐性起到很大的
作用。因此, Pro, MDA, SOD, POD可以作为碱蒿
重要的耐盐生理指标;可以将 100~ 200 mmol
L- 1
的 NaCl浓度作为碱蒿幼苗抗盐性锻炼的理想盐浓
度,在实际生产中可以此浓度对其进行抗性锻炼。
参考文献
[ 1]
FAO. FAO Land and Plant Nu t riti on M anagem ent Service
[ DB/ OL ] . ht tp: / / w ww . fao. org/ ag/ agl / agll / spush/ 2008,
Access ed 25 April
[ 2]
Rubio M C, J am es E K, Clem ente M R, et al . Localizat ion of
superoxide dism utas es and hyd rogen peroxide in legume root
nodules[ J ] . Molecular Plan t
Microbe Interaction s, 2004, 17
( 12) : 1294
1305
[ 3]
刘长仲, 兰金娜. 苜蓿斑蚜对三个苜蓿品种幼苗氧化酶的影
响[ J] . 草地学报, 2009, 17(1) : 32
35
[ 4]
张崇邦, 孙丽玲, 李国清. 东北羊草草原耐盐碱植物的研究
[ J] . 生物学杂志, 1995, ( 6) : 19
20
[ 5]
赵明清, 孙景林. 谈吉林省姜家旬草场植被恢复[ J] . 吉林畜
牧兽医, 2004, ( 8) : 42
44
[ 6]
陆平. 谷子种质资源描述规范和数据标准[ M ] . 北京: 中国农
业出版社, 2006. 54
[ 7]
张殿忠, 汪沛洪, 赵会贤. 测定小麦叶片游离脯氨酸含量的方
法[ J] . 植物生理学通讯, 1990, ( 4) : 62
65
[ 8]
Fryer M J, Andrew s J R, Ox borough K. Relat ionship be

tw een CO2 as similat ions, photosynthet ic elect ron t ran sport ,
an d act ive O 2 metab ol ism in leaves of maize in th e f ield durin g
periods of low temperature[ J] . Plant Physiology, 1998, 116:
571
580
[ 9]
Rao M V, Pal iyath G, Ormrod D P, et al . In flu ence of salicyl

ic acid on H 2O2 pr odu ct ion, oxidat ive st ress and H 2O 2
metab

olizing enzymes [ J] . Plant Physiology, 1997, l15: 137
149
[ 10 ] Sergiev I, Alexieca V, Karanov E. Ef fect of sperm ine, at

raz ine and combinat ion between them on some endogenous
protect ive s ystem s and st ress marker s in plants[ J ] . Comptes
Rendus Academ ie Bulgare Sciences, 1997, 51: 121
124
[ 11] 王爱国, 罗广华. 植物的超氧物自由基与羟胺反应的定量关
系[ J] . 植物生理学通讯, 1990, 26 ( 6) : 55
57
[ 12] Song S Q, Lei Y B, T ian X R. Prol ine metabolism and cr os s

t olerance to salinity and heat st res s in germinat ing wh eat
seeds [ J ] . Rus sian Journal of Plant Physiology, 2005, 52
( 6) : 793
800
[ 13] Fran cisco S J, Rauser W E. Maiz e and radish s equester excess
cadmium and zinc in different w ays [ J] . Plant S cien ce, 2003,
165: 1009
1022
[ 14] 华春, 周泉澄, 王小平, 等. 外源 GA 3 对盐胁迫下北美海篷子
种子萌发及幼苗生长的影响[ J] . 南京师范大学学报(自然科
学版) , 2007, 30( 1) : 82
87
[ 15] 杨颖丽, 张超强, 李科文, 等. NaCl处理下两种补血草种子萌
发和幼苗抗性的比较[ J] . 植物研究, 2008, 28( 1) : 73
78
[ 16] 张海波, 曾幼玲, 兰海燕, 等. 盐胁迫下盐桦生理响应的变化
分析[ J] . 云南植物研究, 2009, 31( 3) : 260
264
[ 17 ] Zhan g Y P, Nan Z B. Grow th and an ti
oxidat ive sy stems
changes in E ly mus d ahuri cus is affected by N eoty ph od ium
end ophy te und er cont rast ing w ater availabilit y [ J ] . J ou rnal
Agronomy and Crop Science, 2007, 193: 377
386



(责任编辑
蔚
瑛)
832