全 文 ：第26卷 第3期 作　物　学　报 V ol. 26KN o. 3
2000 年5月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA M ayK2000
谷胱甘肽对盐胁迫大麦叶片活性氧清除系统的保护作用X
陈　沁　刘友良3 3
; 南京农业大学农学系K江苏 南京K210095G
提　要　盐胁迫下大麦叶片 K+ 含量下降KN a+ 含量上升KK+ ö N a+ 比下降K叶绿素; ch lG含量下降K叶
片内源谷胱甘肽; GSH G含量与 K+ ö N a+ 比、叶绿素含量呈极显著的正相关L 外源 GSH 处理可明显提高
活 性氧清除系统中超氧物歧化酶; SOD G、过氧化氢酶; CA T G、谷胱甘肽还原酶; GR G、过氧化物酶
; POD G活性以及抗氧化剂 GSH、类胡萝卜素; CarG、维生素 E ;V EG含量K降低细胞的膜脂过氧化水平K
说明盐胁迫下外加 GSH 可延缓盐胁迫对膜的伤害K从而提高大麦的耐盐性L
关键词　盐胁迫M大麦MGSH M活性氧清除系统
Effect of Gluta th ion on Active Oxygen Scaveng ing System in L eaves of
Barley Seedl ings under Sa lt Stress
CH EN Q in　L IU You2L iang
@D epartm ent of A g ronom y YN anj ing A g ricultural U niversity YN anj ing 210095S
Abstract　U nder 300 mmolL - 1 N aC l stressK the con ten t of N a+ increasedK the con ten ts of K+ K
ch lo rophyll; ch lGand K+ ö N a+ ratio decreased in the leaves of two barley varieties differing in salt
to lerance. T he positive co rrelation betw een glutath ion ; GSH G con ten t and K+ ö N a+ ratio as
ch lo rophyll con ten t w as sign ifican t. W ith GSH treatm en tK the activities of superox ide dism utase
; SOD GKcatalase ; CA T GKglutath ion reductase ; GR GKperox idase ; POD Gas w ell as the con ten ts
of glutath ion; GSH GKcaro teno id; CarGKA2tocpherd;V EG in the leaves all increasedKw h ile the lev2
el of lip id perox idation decreased. T he results show ed that the alleviation of salt in jury in barley
seedlings by treating w ith GSH could be associated w ith the enhancem en t of p ro tective ability of
the cell.
Key words　Salt stressMBarleyMGSH MA ctive oxygen scavenging system
膜结构和功能稳定性的变化是盐胁迫导致细胞伤害和死亡的主要原因之一[ 1K2 ]L 盐胁迫
下K植物细胞内N a+ 过量积累K活性氧产生与清除之间的动态平衡被破坏K能够启动膜脂过
氧化和膜脂脱脂作用K造成膜蛋白和膜脂损伤K从而破坏膜结构[ 3 ]L 因此K植物耐盐性的提
高应包括盐胁迫期间对维持细胞膜系统完整性起重要作用的活性氧清除能力的提高L GSH
是植物体内一种必需的代谢物和有力的调节物[ 4 ]L 胁迫条件下K植物细胞保持较高的 GSH 浓
度K可有效还原2S2S 键K稳定2SH 族K使膜蛋白结构稳定[ 5 ]L 盐胁迫下耐盐和不耐盐大麦品
X 高校博士点专项科研基金; 950202G和国家自然科学基金; 39470427G资助项目
3 3 通讯联系人L
收稿日期P 1998210209K接收日期P 1999206222

种 GSH 含量变化趋势不同K而且叶片内 GSH 含量与 K+ ö N a+ 比、叶绿素含量呈极显著的正
相关[ 6 ]K为进一步了解 GSH 在大麦耐盐性中的作用K我们用外源的 GSH 处理大麦幼苗K比
较处理前后活性氧清除系统中酶和抗氧化剂含量的变化K以探讨 GSH 对延缓大麦盐害的机
理L
1　材料和方法
1. 1　材料
大麦@H ord eum vu lg are L. G品种鉴4; 耐盐性较强G和科品7号; 耐盐性较弱GK种子经0. 1%
H gC l2消毒K25℃浸种、催芽L 选取露白一致的种子播于装有石英砂的塑料框中KHoagland 溶
液培养K昼夜温度20±3℃和12±2℃K自然光照K苗长至一叶一心K移栽至泡沫板上K用周转
箱水培K每天通气20 m inK第2叶全展后处理L 处理分为M1P 对照P Hoagland 溶液M2P 含300
mmolö L N aC l 的Hoagland 溶液M3P 含300 mmolö L N aC l 和20 m g ö L GSH 的 Hoagland 溶液M
4P 含20 m g ö L GSH 的Hoagland 溶液K每个处理3个重复L每2d 更换一次营养液K于处理后的
0、2、4、6、8d 取2叶为测试材料L
1. 2　方法
1. 2. 1　叶绿素和类胡萝卜素含量的测定　　参照波钦诺克[ 7 ]的方法L
1. 2. 2　K+ 、N a+ 含量的测定　　采用0. 1 molö L 硝酸浸提法K6410型火焰光度计测定L
1. 2. 3　SOD、CA T、POD 活性的测定　　鲜重1g 的叶片K加5 mL 酶提取液; 50 mmolö L
PBSKpH 7. 0K1. 0 mmolö L D T T K1% PV PG冰浴研磨K冷冻离心; 10 000×gK30 m inG得上清
液备用L CA T 活性测定按Chance 法[ 8 ]K连续记录25℃ 240 nm 吸收值变化KSOD、POD 测定
按照李美如等的方法[ 9 ]L
1. 2. 4　GR 活性的测定　　鲜重0. 5 g 叶片K加2. 5 m l 酶提取液; 0. 05 molö L T ris2HC lKpH 7.
6K 0. 1 mmolö L ED TA K1% PV PGK冰浴研磨K冷冻离心; 18 000×gK 30 m inG得上清液为粗
酶液L 活性测定按 Schacdle 的方法[ 10 ]K连续记录340 nm 吸收值下降L
1. 2. 5　GSH 含量的测定　　用 Guri法[ 11 ]K以D TNB 显色K反应30 m in 后测OD 412K空白不
加D TNBL
1. 2. 6　V E 含量的测定　　鲜重3 g 叶片K6 mL 甲醇研磨K离心; 1000×gK5 m inGK取上清液
用液相色谱法测V E 的含量[ 12 ]L
1. 2. 7　M DA 含量的测定　　采用赵世杰等[ 13 ]改进的方法K分别测OD 450、OD 532、OD 600K据
公式P Y532= - 0. 00198+ 0. 088OD 450KD = OD 532- OD 600- Y532K进一步求得样品M DA 含量L
2　结果与分析
2. 1　盐胁迫大麦叶片 GSH 含量与叶绿素含量、K+ ö Na+ 比的关系
正常条件下K叶片内 K+ 、N a+ 含量变化不大L 300 mmolö L N aC l 胁迫下叶片N a+ 含量迅
速上升K科品7号上升的速度比鉴4快KK+ 和叶绿素含量下降KK+ ö N a+ 比下降; 图1GL
盐胁迫下耐盐性不同的大麦品种叶片 GSH 含量与 K+ ö N a+ 比、叶绿素含量均呈显著的
正相关L 耐盐性较强的鉴4叶片 GSH 含量与 K+ ö N a+ 比、叶绿素含量的相关系数分别为0. 753
; y = 0. 0011x + 0. 53K r0. 05= 0. 666K r0. 01= 0. 798Kn= 8G和0. 883; y = 0. 0134 x + 11. 44K r0. 05=
0. 602K r0. 01= 0. 735Kn= 10K下同GK耐盐性较弱的科品7号则分别为0. 922; y = 0. 0014x + 0.
46G和0. 801; y = 0. 0013x + 0. 47GL
663　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　26卷

图1　　盐胁迫下鉴4和科品7号叶片 K+ 、N a+ 、叶绿素含量的变化
F ig. 1　　O hanges in K+ KN a+ and chlorophyll contents in leaves of J ian 4KKep in 7 barley under 300 mmolö L N aCl stress
2. 2　盐胁迫下外源 GSH 处理后叶片抗氧化酶活性的变化
2. 2. 1　SOD 和 POD 活性　　外源GSH 对未经盐胁迫的鉴4和科品7号叶片 SOD 活性都无明
显影响L 盐胁迫下K叶片的 SOD 活性下降K鉴4的下降幅度略小于科品7号K处理8d 鉴4、科
品7号 SOD 活性分别为对照的21%、14% L 盐处理同时加入 GSH K鉴4的 SOD 活性先略上升K
2d 后开始下降K8d 时为对照的37% L 盐和 GSH 同时处理时科品7号 SOD 活性下降幅度较单
加盐的慢K8d 后科品7号的 SOD 活性为对照的27% ; 图2KA KBGL
GSH 处理对未经盐胁迫的 POD 活性无明显效应L 盐胁迫下K鉴4和科品7号的 POD 活性
均下降K8d 时只相当于对照的26%、17% L 加入 GSH 后鉴4和科品7号的 POD 活性都明显上
升K8d 时鉴4的 POD 活性仍能达到对照的40% ; 图2KCKD GL
2. 2. 2　GR 和CA T 活性　　未经盐处理的鉴4和科品7号K加入 GSH 后KGR 活性均明显高
于对照K8d 时鉴4、科品7号 GR 活性分别为对照的123%、113% L 盐处理后鉴4的 GR 活性初
期呈上升趋势K2d 时达到对照的115% K4d 后开始下降K8d 时为对照的40% L 盐处理后科品7
号 GR 活性逐渐下降K8d 时只有对照的12% L 盐和 GSH 共同处理的前6dK鉴4的 GR 活性高
于对照K 8d 时低于对照L 盐和 GSH 共同处理K科品7号 GR 活性明显高于单加盐的K 8d 时
GR 活性达对照的32% L 这表明在对照或盐处理下K外加 GSH 都能提高大麦叶片内 GR 的活
性; 图3KA KB GL
7633期　　　　　　陈　沁等P 谷胱甘肽对盐胁迫大麦叶片活性氧清除系统的保护作用　　　　　　　　　

图2　　盐胁迫下外源 GSH 对鉴4;A KCG和科品7号;BKD G大麦叶片 SOD 和 POD 活性的影响
12CKM22300 mmolö L N aClM32300 mmolö L N aCl+ 20 m g ö L GSH M4220 m g ö L GSH K图中数据均为3次重复的平均值
F ig. 2　　Effects of exogenous GSH on SOD and POD activities in leaves of J ian 4;A KCGand Kep in
7;BKD Gbarley under 300 mmolö L N aCl stress
Datum s are the m eans of 3 rep licates
GSH 对非盐胁迫的鉴4和科品7号CA T 活性无明显效应L 鉴4的 CA T 活性在盐处理的前
4d 呈上升趋势K4d 时为对照的113% K然后迅速下降K8d 时只有对照的31% L 加入 GSH 可提
高CA T 活性K尤以处理后期效果更明显L 科品7号在盐处理后CA T 活性一直呈下降趋势K8d
时为对照的14% K盐和 GSH 共同处理8d 后KCA T 活性达到对照的32% ; 图3KCKD GL
2. 3　盐胁迫下外源 GSH 处理后叶片中抗氧化剂含量的变化
GSH 处理后K鉴4的V E 含量高于对照K处理前期科品7号V E 含量略高于对照K 6d 时接
近对照L盐胁迫下鉴4和科品7号V E 含量均下降K科品比鉴4下降要快K6d 时几乎测不出K鉴4
在盐处理6d 时KV E 含量也只有对照的13% L 加入 GSH 后叶片内V E 含量均上升K6d 时鉴4和
科品7号V E 含量分别增加到各自对照的25%、12% ; 图4KA KBGL
GSH 处理后K鉴4和科品7号内源 GSH 含量均高于对照K 8d 时分别为对照的145%、
130% K说明外源 GSH 被植物吸收并运输到叶片L 盐胁迫下K叶片内 GSH 的含量在耐盐品种
鉴4和不耐盐品种科品7号中的变化有显著差异L 在盐处理的初期鉴4的 GSH 含量持续上升K
4d 时达到对照的120% K然后逐渐下降K8d 时为对照的38% L 盐处理后科品7号 GSH 的含量
一直呈现下降的趋势L 外加 GSH K鉴4的 GSH 含量呈上升趋势且一直高于对照K科品7号的
GSH 含量下降缓慢一些; 图4KCKD GL
863　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　26卷

图3　　盐胁迫下外源 GSH 对鉴4;A KCG和科品7号;BKD G大麦叶片 GR 和CA T 活性的影响
F ig. 3　　Effects of exogenous GSH on GR and CA T activities in leaves of J ian 4;A KCGand Kep in 7;BKD G
barley under 300 mmolö L N aCl stress
　　GSH 处理后鉴4和科品7号 Car 含量均略高于对照K鉴4更明显一些L 盐胁迫下K鉴4和科
品7号的Car 含量下降K处理8d 鉴4和科品7号 Car 含量分别为对照的23%、14% L 外加 GSH
可明显提高两品种Car 含量K8d 时Car 含量分别为对照的37%、25% ; 图4KEKFGL
2. 4　MDA 含量
GSH 处理对未经盐胁迫的鉴4和科品7号M DA 含量影响不明显L 盐胁迫下K叶片M DA
含量一直呈上升趋势K盐处理的同时外加 GSH 会使M DA 含量上升幅度减慢L 科品7号经盐
处理8d 后KM DA 的含量为对照的1. 6倍K而盐和 GSH 共同处理8d 后KM DA 的含量降为对
照的1. 4倍; 图5GL
3　讨论
耐盐性不同的大麦经GSH 处理后K叶片内源 GSH 含量明显上升K说明外加的 GSH 被根
系吸收并已运输到叶片; 图4GL GSH 处理后大麦叶片 GR 活性上升; 图3GK可能是由于 GSH
本身具有稳定生物大分子结构的效应K保护酶类和结构蛋白的2SH 基K使其免受氧化胁
迫[ 14 ] L同时当细胞内GSH 含量高时KGSH 被提供到A sA 2GSH 循环K使A sA 的产生增加K
抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶和 GR 活性相应增加L 这些酶之间的协调作用K
可清除体内的活性氧[ 15 ]K维持细胞内低的膜脂过氧化水平L GSH 处理对未经盐胁迫的大麦
叶片 SOD、POD、CA T 活性影响不大; 图2K3GK说明正常条件下K植物体内的这些酶及抗氧
化剂已能维持细胞组分的平衡[ 16 ]L
9633期　　　　　　陈　沁等P 谷胱甘肽对盐胁迫大麦叶片活性氧清除系统的保护作用　　　　　　　　　

图4　　盐胁迫下外源 GSH 对鉴4;A KCKEG和科品7号;BKD KFG大麦叶片V E、GSH 和Car 含量的影响
F ig. 4　　Effects of exogenous GSH on V EKGSH and Car contents in leaves of J ian 4;A KCKEGand Kep in 7;BKD KFG
barley under 300 mmolö L N aCl stress
　　盐胁迫下K耐盐性较强的大麦品种鉴4叶片内 GSH 含量先上升K后下降L 耐盐性较弱的
科品7号 GSH 含量一直下降; 图4GK可能是 GSH 基因型差异引起的L 有报道指出耐干旱和耐
热的植物在水分胁迫和温度胁迫下也表现 GSH 含量的增加[ 17K18 ]L GSH 含量增加可能是其合
成增加或降解减少引起的L 胁迫后期植物体内产生的活性氧尤其是ı OH 可破坏液泡膜[ 6 ]K一
方面使液泡中的N a+ 释放到胞质中K造成离子毒害K另一方面蛋白水解酶释放出来K水解肽
键K GSH 含量可能相应下降L 本试验中耐盐性不同的大麦品种叶片内源 GSH 含量与 K+ ö
N a+ 比、叶绿素含量均呈显著的正相关K叶片的K+ ö N a+ 比是大麦耐盐性的一个重要指标K由
此可知K高的 GSH 含量是大麦耐盐性的重要组成部分L 外源 GSH 处理对盐胁迫下耐盐性不
同品种的影响差异不大K可能是因为科品7号叶片中H 2O 2和O -ı2 含量较高[ 19 ] KGSH 降解的
073　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　26卷

图5　　盐胁迫下外源 GSH 对鉴4;A G和科品7号;BG大麦叶片MDA 含量的影响
F ig. 5　　Effects of exogenous GSH on MDA contents in leaves of J ian 4;A Gand Kep in 7;BG
barley under 300 mmolö L N aCl stress
速度较快L
盐胁迫下K植物体内活性氧产生增加K细胞内积累的活性氧直接影响膜脂和膜蛋白的结
构[ 19 ]K膜结构的改变会直接影响膜的透性及对离子的选择性L 用外源 GSH 处理可明显提高
盐胁迫下大麦叶片的 SOD、POD、GR 和 CA T 活性以及内源 GSH、V E、Car 含量; 图2～ 4GL
保护酶类活性和抗氧化剂含量的增加K能减轻盐胁迫引起的膜脂过氧化对膜的伤害K表现在
外源 GSH 处理后K无论耐盐还是不耐盐品种的M DA 含量均明显低于只有盐处理的叶片L
参　考　文　献
1　刘友良K章文华K丁念诚等. 见P 大麦文集; 第三卷G. 南昌P 江西科技出版社K1993. 209～ 214
2　Cram er G RKA L auchiKV S Polito. P lant P hy siolY1985Y79P 207～ 211
3　Gossett D RKE P M illho llonKM C L ucas. C rop S cienceY1994Y34P 706～ 719
4　Christine H FKL D Hum bertoKF D Jam esKet al. P hy siol. P lantY1997K100P 241～ 254
5　Byung P Y. P hy siol. R ev. 1994K74; 1GP 137～ 157
6　陈沁K刘友良. 植物生理学报K1999K25; 3GP 281～ 286
7　波钦诺克著. 荆家海K丁钟荣译. 植物生物化学分析方法. 北京P 科学出版社K1981
8　Chance BKA C M aehly. In^ Colow ick S P Y K apalan N O @ed sS. M ethod s of E nzym ology YVol˚ . N ew YorkP A cadem ic
P ressK1955. 764
9　李美如K刘鸿先K王以柔等. 植物生理学报K1996K22; 4GP 379～ 384
10　Schaedle M KJ A Bassham. P lant P hy siolY1977Y59P 1011～ 1012
11　Guri A. Can. J . P lant S ciY1983Y63P 733～ 737
12　朱展才. 稻麦质量分析. 北京P 中国食品出版社K1987. 297～ 299
13　赵世杰K许长成K邹琦. 植物生理学通讯K1994K30; 3GP 207～ 210
14　E sterbauer H KD Grill. P lant P hy siolY1978Y61P 119～ 121
15　Aono M. KH SajiKA SakamotoKet al. P lant Cell P hy siolY1995Y36@8S^ 1687～ 1691
16　N avari2Izzo FKS M eneguzzoKC V azzanaKet al. P hy siol P lantY1997Y99P 23～ 30
17　M ishra P N KT Fatm aKG S Singhal. P hy siol. P lantY1995Y95^ 77～ 82
18　Burke J JKP E Gam bleKJ L Hatfield et al. P lant P hy siolY1985K79P 415～ 419
19　陈沁K刘友良K陈亚华. 南京农业大学学报K1998K21; 3GP 21～ 25
1733期　　　　　　陈　沁等P 谷胱甘肽对盐胁迫大麦叶片活性氧清除系统的保护作用