全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45卷 第 2期 2014年 1月

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水分胁迫对猴耳环种子萌发及生理特性的影响
刘 欣 1，潘超美 1*，柳 跃 1，肖 斌 1，李露华 1，邹国光 2，范光孝 2
1. 广州中医药大学中药学院，广东 广州 510006
2. 广州莱泰制药有限公司，广东 广州 510990
摘 要：目的 通过对猴耳环种子萌发进行人工水分胁迫处理，探讨其对种子萌发过程中生理生化指标的影响。方法 分别
采用 5%、10%、15%、20%聚乙二醇 6000（PEG）处理猴耳环种子，测定种子的发芽率、平均发芽速度、发芽指数及萌发
过程中细胞膜透性、脯氨酸量、可溶性蛋白量、丙二醛（MDA）量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性
的动态变化。结果 随着 PEG 胁迫强度的增加，种子萌发受到明显抑制，发芽率、发芽指数显著降低，提高了平均发芽速
度；萌发期间各生理指标均高于对照，细胞膜透性、脯氨酸、MDA量呈上升趋势，可溶性蛋白量呈下降趋势，SOD、POD
活性均不同程度地表现为先上升后下降的趋势。结论 猴耳环在轻度水分胁迫时，具有一定的耐旱性。
关键词：猴耳环；聚乙二醇 6000；种子萌发；生理特性；超氧化物歧化酶；过氧化物酶
中图分类号：R282.21 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)02 - 0255 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.02.019
Effects of water stress on seed germination of Pithecellobium clypearia
and physiological characteristics
LIU Xin1, PAN Chao-mei1, LIU Yue1, XIAO Bin1, LI Lu-hua1, ZOU Guo-guang2, FAN Guang-xiao2
1. College of Pharmacy, Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine, Guangzhou 510006, China
2. Guangzhou Lifetech Pharmaceutical Co. Ltd., Guangzhou 510990, China
Abstract: Objective By the treatment of artificial water stress on seed germination of Pithecellobium clypearia to explore the
physiological characteristics during seed germination. Methods The seeds of P. clypearia were treated with 5%, 10%, 15% and 20%
PEG 6000, then the seed germination rate, mean germination speed, germination index, cell permeability, proline (Pro), soluble protein,
content of malondialdehyde (MDA), and activities of superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) were measured. Results
With the increase of PEG stress intensity, the germination rate and germination index were decreased, and the mean germination speed
was increased. The cell permeability, Pro, and MDA showed increasing trends, while soluble protein showed decreasing trend. The
activities of SOD and POD presented rising tendency then followed by decreasing. Conclusion Under the light water stress,
P.clypearia has ability to resist drought stress.
Key words: Pithecellobium clypearia Benth.; PEG 6000; seed germinatiom; physiological characteristics; superoxide dismutase; peroxidase

猴耳环 Pithecellobium clypearia Benth. 为豆科
含羞草亚科猴耳环属木本植物，以嫩枝叶入药，味
微苦涩，性微寒，具有清热解毒、凉血消肿、止泻
的功效[1]，是治疗多种热毒症独特的南药。民间外
用于烧伤、烫伤、疮痈疖肿治疗[2]。现代临床主要
用于治疗上呼吸道感染、急性胃肠炎、急性咽喉炎、
急性扁桃体炎，亦可用于细菌性痢疾。
我国的猴耳环商品药材主要来源于野生资源，
近年来，随着毁林开荒活动的增加，猴耳环生境受
到严重破坏；加上原料药材的短缺而过度采挖，造
成猴耳环野生药材蕴藏量急剧下降，不能满足市场
的需求。猴耳环种子是典型的顽拗型种子，其寿命
很短，必须随采随播，否则随着种子自身水分的减
少，生活力迅速丧失。本实验采用聚乙二醇 6000
（PEG）模拟水分胁迫的环境，初次探讨水分缺失条
件下猴耳环种子萌发过程中的生理变化及其萌发特
性，为猴耳环种质资源的保存和优质种苗的繁育奠
定基础。

收稿日期：2013-07-15
作者简介：刘 欣（1988—），女，硕士研究生。E-mail: leafliuxin@163.com
*通信作者 潘超美（1956—），女，教授，博士生导师，研究方向为药用植物种质资源评价与可持续利用。E-mail: tcmbotany@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45卷 第 2期 2014年 1月

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1 材料
猴耳环 Pithecellobium clypearia Benth. 种子于
2012 年采自广东省从化市流溪河林场内 30 年以上
的野生植株，于冰箱 4 ℃保存；选择成熟饱满，大
小一致的种子作为实验材料。
2 方法
2.1 实验设计和处理
选用 PEG模拟水分胁迫方法，分别配制质量分
数为 5%、10%、15%、20% PEG溶液，相对应的水
势分别为−0.08、−0.22、−0.43、−0.66 MPa，4个胁
迫梯度记作 I、II、III、IV。将新鲜的猴耳环种子，
先用 0.1%百菌清溶液消毒 30 min，再用无菌水冲洗
干净，均匀置于浸湿了不同质量分数 PEG溶液的纱
布中，设蒸馏水为对照（CK），30 ℃光照培养箱中
培养，光照时间 8 h/d，光照强度 3 000～3 300 lx（此
培养条件为前期种子萌发实验的最佳方案）。每天滴
数滴溶液，保持纱布湿润，每 3天更换 1次纱布，
以防止水势变动。
2.2 种子萌发指标的测定
观察记录每天种子发芽情况，以胚根长度突破
种皮 2 mm作为发芽标准。当 3个重复中有 1个种
子发芽的时间，记为该种子发芽的起始期，并随时
检出霉烂种子；当连续 3 d没有种子发芽时，记为
发芽的结束期。计算种子发芽率、平均发芽速度、
发芽指数。
发芽率为正常发芽数占供试种子数的百分比；
平均发芽速度＝∑(D×n)/∑n，D为从种子置床起算
的天数，本实验以置床之日为 0；n为相应各天的发
芽粒数。发芽指数（Gi）＝∑(Gt/Dt)，Gt 为时间日
的发芽数，Dt为相应的发芽日数。
2.3 种子萌发过程中相关生理指标的测定
以置床之日为 0 计，第 15 天为发芽末次计数时
间及取样时间。每隔 3天测定子叶的细胞膜透性、脯
氨酸（Pro）量、可溶性蛋白量、丙二醛（MDA）量、
超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性。
采用电导仪测定法测定细胞膜透性[3]；采用茚
三酮显色法测定 Pro 量[4]；采用考马斯亮蓝 G-250
法测定可溶性蛋白质量[5]；采用 TBA 法进行测定
MDA量[3]；采用氮蓝四唑（NBT）显色法测定 SOD
活性[5]；采用愈创木酚法测定 POD活性[5]。
采用Microsoft Excel 2003软件对数据进行处理
和绘图，采用 SPSS 17.0统计分析软件对数据进行
差异显著性检验（LSD法）。
3 结果与分析
3.1 水分胁迫对猴耳环种子萌发指标的影响
根据观察记录，除了 IV 组，其他处理组的种
子在萌发试验的第 2天均开始裂开。对照组（蒸馏
水）种子在实验的第 3 天所有重复均开始萌发，I
组 2个重复在第 4天有种子萌发，II组 1个重复有
种子萌发，而 III组第 7天才有种子开始萌发，直到
萌发实验结束，IV组只有 2颗种子萌发。
由图 1、2可知，随着 PEG质量分数的增加，
猴耳环种子发芽率和发芽指数呈下降趋势，平均发
芽速度呈上升趋势（平均发芽速度是衡量种子发芽
快慢的一个指标，速度的数值小，表示种子发芽速
度快，发芽能力较好）。I组的发芽率和平均发芽速
度与对照组相比无显著性差异，发芽率还略高一些；
说明适度的 PEG质量分数是可以提高种子发芽率。
PEG质量分数越高，水分胁迫程度越重，发芽率和
发芽指数的下降幅度越大，对种子萌发指标的抑制
程度显著增大（P＜0.05、0.01）。

小写字母表示 0.05差异水平，大写字母表示 0.01差异水平，下同
Lowercase letters mean significant difference at level of 0.05 and
uppercase letters indicate very significant differences at level of 0.01;
same as follow
图 1 水分胁迫对猴耳环种子发芽率的影响
Fig. 1 Effect of water stress on seed germination rate
of P. clypearia

图 2 水分胁迫对猴耳环种子平均发芽速度和发芽指数的影响
Fig. 2 Effect of water stress on mean germination speed
and germination index of P. clypearia

80
70
60
50
40
30
20
10
0
CK I II III IV
发
芽
率
/
%

a/A a/A
b/A
c/C
d/D

18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
CK I II III IV
相
对
值

平均发芽速度 发芽指数
a/Aa/A
a/AB
b/B
b/B
c/C
c/C
d/D
d/D
e/E
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3.2 水分胁迫对种子萌发细胞膜透性的影响
由图 3可知，随着培养天数的增加，各处理组
的膜透性呈递增的趋势，第 6天到第 9天的增幅是
最大的；经PEG处理的 4组膜透性均比对照组的高。
PEG浓度越高，相对膜透性越大，伤害程度就越深；
其中 I、II和 III 3组的变化范围相对集中，胁迫程
度相当；IV组的胁迫程度最高，伤害度达 73.9%。


图 3 水分胁迫对猴耳环细胞膜透性的影响
Fig. 3 Effect of water stress on cell permeability
of P. clypearia
3.3 水分胁迫对种子萌发 Pro 的影响
Pro 量的增减在一定程度上反映植物受到水分
胁迫的情况以及对水分胁迫的忍耐和抵抗能力。如
图 4所示，经 PEG处理的 4组 Pro量在萌发过程中
均高于对照组；尤其是在第 9天 II组 Pro累积明显
高于对照及其他处理组，是对照组的 4.22倍；在第
12天时对照、I和 II 3组处于下降趋势了，而 III和
IV 组仍然持续升高，分别比对照组增加了 2.15 倍
和 2.18倍。


图 4 水分胁迫对猴耳环 Pro 量的影响
Fig. 4 Effect of water stress on content of Pro in P. clypearia
3.4 水分胁迫对种子萌发可溶性蛋白的影响
植物体内的可溶性蛋白质大部分是参与各种代
谢的酶类，其量的高低是了解植物体内总代谢的一
个重要指标[6]。由图 5 表明，种子萌发过程中，随
萌发天数的增加，可溶性蛋白量总体表现为下降的
趋势；对照组最低值在第 9天为 34.92 μg/g，II组在
第 12天出现最低值 41.49 μg/g，其他 3组最低值均
在第 15天。经胁迫处理的各组可溶性蛋白量均高于
对照，但各胁迫处理并未随着浓度的加强而呈正积
累，只 IV 组可溶性蛋白累积明显高于其他组，II
组明显低于其他处理组。


图 5 水分胁迫对猴耳环可溶性蛋白量的影响
Fig. 5 Effect of water stress on soluble protein
content of P. clypearia
3.5 水分胁迫对种子萌发 MDA 量的影响
植物在逆境条件下，会发生膜脂的过氧化作
用[7]。MDA量高低可以表示脂质过氧化程度和膜系
统伤害程度。由图 6可知，水分胁迫促进了猴耳环
种子萌发过程 MDA量的积累，经胁迫处理的 4组
MDA 量均高于对照组；IV 组 MDA 量明显高于其
他组，胁迫程度最深，伤害度最大，最高时是对照


图 6 水分胁迫对猴耳环 MDA 量的影响
Fig. 6 Effect of water stress on MDA content of P. clypearia

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
相
对
膜
透
性
/
%

3 6 9 12 15
t / d
CK I II III IV

CK I II III IV
3 6 9 12 15
700
600
500
400
300
200
100
0
Pr
o
/ (
ng
·g
−1
)
t / d

CK I II III IV
3 6 9 12 15
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0可
溶
性
蛋
白
/
(μ
g·
g−
1 )


14
12
10
8
6
4
2
0
M
D
A
/
(μ
m
ol
·g
−1
)
CK I II III IV
3 6 9 12 15
t / d
t / d
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组的 3.59 倍。但在第 3天和第 15 天时 I 组的量高
于 II、III组，在第 6天时 II组的量高于 I、III组。
结果表明轻度胁迫时，膜系统伤害度与 PEG处理质
量分数没有呈正比的关系。
3.6 水分胁迫对种子萌发 SOD 活性的影响
SOD 的活性与植物抗性密切相关[5]。由图 7
可知，经 PEG胁迫处理的各组 SOD活性显著高于
对照组；种子萌发期间，对照组的 SOD 活性比较
稳定，轻度胁迫（I、II、III）是先上升再下降的趋
势，而中度胁迫（IV）随着萌发天数的增加呈下降
的趋势。结果表明，轻度胁迫时植物体内 SOD 活
性能够在一定时间内维持较高水平，避免活性氧的
大量积累，减轻了活性氧引起的膜伤害；随着时间
的延长或胁迫浓度的增加，SOD 活性就会受到抑
制。通过比对 MDA量的变化趋势图，发现与前人
研究结果是一致的，即 MDA 对 SOD 活性有不可
逆的抑制作用[8]。当胁迫程度加重，MDA量不断积
累，当 MDA 量超过细胞的调节能力时，就会导致
SOD活性的降低，因此，轻度胁迫处理后期和中度
胁迫随MDA量的急剧增加，SOD活性呈下降趋势。


图 7 水分胁迫对猴耳环 SOD 活性的影响
Fig. 7 Effect of water stress on SOD activity of P. clypearia
3.7 水分胁迫对种子萌发 POD 活性的影响
POD 活性变化趋势与 SOD 活性变化趋势大体
相同，由图 8 可知，经 PEG 胁迫处理的各组 POD
活性明显高于对照组；种子萌发过程中，对照组及
轻度胁迫的 POD活性变化为 2次先升再降的趋势，
而中度胁迫随着萌发天数的增加呈下降的趋势。
POD 活性变化趋势在一定程度上表明猴耳环种子
在轻度水分胁迫条件下，胁迫前期机体内活性氧清
除系统的功能维持在一定的水平，减轻了活性氧的
伤害，POD活性上升；随着胁迫程度的加深，超过
了对活性氧的清除的范围值，保护酶活性就会下降，
植物可能受到活性氧损害；这与甘草叶片抗旱性研

图 8 水分胁迫对猴耳环 POD 活性的影响
Fig. 8 Effect of water stress on POD activity of P. clypearia
究结果[9]基本是一致的。
4 讨论
本实验结果表明，只有 I组的发芽率比对照组增
加了 1.33%，可见适度质量分数的 PEG胁迫能刺激猴
耳环种子活性的提高，提高发芽率。当猴耳环种子随
着水分胁迫程度增加（PEG 质量分数≥10%），种子
发芽率、发芽指数均呈下降趋势，平均发芽速度呈上
升趋势，相对胁迫率逐渐增大，对种子的萌发有抑制
作用。说明此时超过了猴耳环种子萌发过程的渗透调
节承受限度，因而对种子萌发及生长均造成伤害。
此外，水分胁迫引起猴耳环种子在萌发期间的
一系列生理变化。水分胁迫时植物体内积累各种物
质，能提高细胞液浓度，使渗透势下降，植物就可
以从外界吸水维持膨压，使生理过程正常进行[10]。
本实验结果表明，水分胁迫均促进了猴耳环种子萌
发过程中相对电导率、Pro、可溶性蛋白及MDA的
积累，均高于对照。但没有随着 PEG质量分数的增
加而呈正比累积，IV组的相对电导率、可溶性蛋白
及MDA量均高于其他处理组，Pro量的最高值也是
出现在 IV 组；而轻度胁迫的 3 组之间胁变范围相
对集中。说明在一定水分胁迫条件下，为了维持猴
耳环种子的正常萌发，积累更多的渗透调节物质，
以维持正常的生理代谢，从而提高了猴耳环的抗旱
适应性。但随着胁迫强度增加，打破了生理代谢平
衡，各生理指标亦出现变化。
当水分胁迫在植物体耐受范围之内，便会激活体
内包括抗氧化酶在内的一系列保护机制的启动[11]，从
而引起机体内抗氧化活动的增强，加速活性氧自由
基的清除，减低对种子萌发过程中的伤害度；它包
括 SOD、POD、过氧化氢酶（CAT）等。本实验表
明，水分胁迫下猴耳环种子萌发过程中 SOD、POD
活性明显增加，均高于对照。说明在适度胁迫范围

2 500
2 000
1 500
1 000
500
0
CK I II III IV
3 6 9 12 15
t / d
SO
D
/
(U
·g
−1
)

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3 6 9 12 15
400
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250
200
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100
50
0
PO
D
/
(U
·m
in
−1
·g
−1
)
t / d
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内，自由基的增加激活了 SOD和 POD活性，从而
增强了清除自由基的能力，降低因自由基过多而引
起膜脂过氧化作用造成的膜损伤[12]。但随着萌发天
数的增加，IV组的 POD和 SOD活性呈下降的趋势，
而其他 3组变化趋势为先升再降的波动；说明胁迫
的程度加强，超出上述能力范围，保护酶的活性就
会降低。
参考文献
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