全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 24 期 2014 年 12 月

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外源 5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下黄连种子萌发及幼苗生理特性的影响
张春平 1, 2，何 平 2，胡世俊 3，李 岩 1，么焕开 1，段静雨 1，周 慧 1
1. 徐州医学院药学院 江苏省新药研究与临床药学重点实验室，江苏 徐州 221004
2. 西南大学生命科学学院 三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆 400715
3. 西南林业大学林学院 国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室，云南 昆明 650224
摘 要：目的 本研究通过对黄连种子萌发及幼苗生理特性的研究，旨在寻找提高黄连种子及幼苗在盐胁迫条件下抗性能力
的途径。方法 用 100 mmol/L 的 NaCl 模拟盐胁迫，在外源 5-氨基乙酰丙酸（ALA）处理后，对黄连种子的各萌发指标及
黄连幼苗叶片细胞质膜透性、超氧阴离子产生速率，过氧化氢（H2O2）量，可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及丙二醛
（MDA）量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性进行
测定。结果 NaCl 胁迫下的黄连种子萌发受到显著抑制，但是在经过不同浓度的 ALA 处理后，发芽势、发芽率、发芽指数
和活力指数等萌发指标均有升高。外源 ALA 处理显著提高了盐胁迫下黄连幼苗叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸量，不
同程度的提高了叶片超 SOD、POD 和 CAT 活性，显著降低了 MDA 量、质膜透性、超氧阴离子产生速率及 H2O2量。结论 外
源 ALA 通过提高黄连种子的萌发指数，提高渗透调节物质含量及抗氧化酶活性，降低细胞质膜氧化程度，有效地减缓 NaCl
胁迫对黄连种子及幼苗产生的伤害，提高了种子及幼苗的抗盐能力。
关键词：黄连；5-氨基乙酰丙酸；盐胁迫；种子萌发；生理特性
中图分类号：R282.2 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)24 - 3618 - 09
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.24.022
Effect of exogenous 5-aminolevulinic acid on seed germination and seedlings
physiological characteristics of Coptis chinensis under NaCl stress
ZHANG Chun-ping1, 2, HE Ping2, HU Shi-jun3, LI Yan1, YAO Huan-kai1, DUAN Jing-yu1, ZHOU Hui1
1. Jiangsu Key Laboratory of New Drug Research and Clinical Pharmacy, School of Pharmacy, Xuzhou Medical College, Xuzhou
221004, China
2. Key Laboratory of Eco-environments of Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, School of Life Sciences,
Southwest University, Chongqing 400715, China
3. Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwestern China, State Forestry Administration, School of Forestry,
Southwest Forestry University, Kunming 650224, China
Abstract: Objective To find get the method of alleviating salinity damage to Coptis chinensis under NaCl stress by studying the seed
generation and seedling physiological nature. Methods Several physiological indexes such as germination vigor, germination rate,
germination index, and vigor parameters of C. chinensis were measured after treated by 5-aminolevulinic acid (ALA) under salt stress
(NaCl with the concentration of 100 mmol·L−1 NaCl). And other parameters such as memberane permeability, H2O2 content, production
rate of superoxide anion, contents of soluble surge, soluble protein, free proline, and malondialdehyde (MDA), and activities of superoxide
(SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX) were also measured. Results The seed germination indexes
of C. chinensis under NaCl stress have an obvious inhibition. But after the treatment of ALA, germination indexes were all increased. The
results also showed that the treatment of exogenous ALA obviously increased the contents of soluble sugars, free proline, and soluble
protein, decreased the contents of MDA, H2O2, and production rate of superoxide anion. Meanwhile, the results also indicated that ALA

收稿日期：2014-08-16
基金项目：国家自然科学基金资助项目（31300222，81302744）；江苏省自然科学基金（BK20130214）；江苏省高校自然科学研究项目
（13KJB180025）；徐州医学院优秀人才科研启动基金
作者简介：张春平，男，山东潍坊人，博士，讲师，主要从事药用植物资源学及植物分子生物学等方面的研究。
Tel: 13775983159 E-mail: chupingzhang520@163.com
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could improve the activities of SOD, POD, CAT, and APX. Conclusion Exogenous ALA with appropriate concentration could
significantly alleviate the damages to the seeds and seedlings of C. chinensis under NaCl stress and promote the salt resistance of the
seeds and seedlings through improving the germination indexes and activities of anti-oxidase, decreasing the memberane permeability,
and so on.
Key words: Coptis chinensis Franch.; 5-aminolevulinic acid; NaCl stress; seed germination; physiological characteristics

黄连 Coptis chinensis Franch. 又名味连、川黄
连、鸡爪连，为毛茛科黄连属多年生草本植物，三
级渐危种[1]。野生黄连大多分布于四川、重庆、湖
南、湖北、陕西、贵州等省海拔 1 200～1 700 m 的
山谷密林之中。黄连性寒、味苦，根茎入药，具有
清热燥湿、泻火解毒等作用[2-3]，临床上还用于细
菌性痢疾、局部化脓性感染、心律失常、胃炎及十
二指肠溃疡等病的治疗[4]。由于黄连根茎有效成分
小檗碱的独特药效，使得药材市场对其需求量逐
年增加，目前对黄连的研究主要集中在化学成分、
药理作用、临床应用及资源保护等方面[5-9]。对黄
连栽培过程中的环境胁迫主要集中在热胁迫、冷
胁迫、干旱胁迫等方面，但是对盐胁迫的报道较
少[10-12]，而且对外源性物质处理缓解胁迫的报道仅
见于极少量文献报道[13]。
土壤盐渍化是农业栽培生产中主要障碍之一，
目前我国的盐渍土地面积不断扩大，对农业生产造
成了巨大的经济损失。5-氨基乙酰丙酸（ALA）是
所有卟啉化合物生物合成的关键前体，作为植物叶
绿素合成研究的一部分，很早就受到重视。研究表
明，它不单是一种植物体代谢中间产物，而且可能
参与植物生长发育的调节过程。汪良驹等[14-15]对西
瓜、萝卜叶片研究表明，ALA 处理有利于能量进入
PSII 反应中心，促进光化学效率提高。ALA 作为一
种新型的植物生长调节物质，经部分研究证实它可
以提高作物的抗逆性，提高作物产量并改善品质[16]。
张春平等[17]的研究表明，ALA 可以显著提高盐胁迫
下紫苏幼苗的抗氧化酶活性，增强紫苏幼苗的抗盐
性，并可提高决明幼苗的光合效率[18-19]。Watanabe
等[20]提出 ALA 能够促进高盐（1.5% NaCl）条件下
棉花植株的生长，效果明显超过以前所报道过的任
何一种植物激素。Wang 等[21]以白菜为材料，同样
观察到外源 ALA 对盐胁迫下种子萌发的促进效应，
并且认为这种效应与 ALA 转化为卟啉化合物亚铁
血红素有关。本实验通过研究外源 ALA 对盐胁迫
下黄连种子萌发指标，幼苗叶片细胞氧化程度及抗
氧化酶活性，叶片渗透性物质量等的变化，探索外
源 ALA 提高黄连幼苗的抗盐机制，为黄连在实际
栽培中遇到的盐胁迫问题提供新的解决思路。
1 材料
供试的黄连种子由重庆市石柱黄连培育基地提
供，经西南大学生命科学学院何平教授鉴定为
Coptis chinensis Franch. 的成熟种子。ALA 为韩国
KAIST 提供，由于 ALA 在高浓度的水溶液中不稳
定，所以实验中溶液均为现配现用，ALA 处理时间
均为 19︰00～20︰00。
2 方法
2.1 种子萌发生理指标的测定
挑取籽粒饱满、大小一致的黄连种子，用 1.0%
的次氯酸钠（NaClO）溶液消毒处理 5 min，蒸馏水
冲洗 3～5 次，将种子表面水分用滤纸吸干，以铺有
双层滤纸和双层纱布的培养皿为发芽床，进行种子
发芽试验。胁迫所用的 NaCl 浓度为 100 mmol/L，实
验共设置 6 个处理：（1）水对照（CK）；（2）100 mmol/L
的 NaCl 盐对照（S）；（3）100 mmol/L NaCl＋1 mg/L
ALA（T1）；（4）100 mmol/L NaCl＋5 mg/L ALA
（T2）；（5）100 mmol/L NaCl＋10 mg/L ALA（T3）；
（6）100 mmol/L NaCl＋20 mg/L ALA。在处理黄连
种子时，处理液浇透培养皿底部，再覆盖浸透处理
液的滤纸，然后吸取培养皿多余的处理液，以免种
子被处理液掩埋而影响萌发。种子在培养箱中进行
（23±2）℃或（15±2）℃的变温培养，光照时间设
为 12 h/12 h（昼/夜），光照强度为 2 500 lx。每个
培养皿 100 粒种子，4 次重复，每天定时统计发芽
数，第 28 天计算发芽势，第 40 天计算发芽率、发
芽指数和活力指数。按以下公式计算。
发芽势＝28 d 发芽的种子数/供试的所有种子数
发芽率＝40 d发芽的种子/供试的所有种子数
发芽指数＝∑(Gt/Dt)
活力指数＝S×∑(Gt/Dt)
Gt 为 t 日内的发芽数，Dt 为相应的发芽天数，S 为植株的平
均鲜质量
2.2 幼苗相关生理指标的测定
选取长势一致的两年期幼苗移入小花盆中，每
盆植入一株，盆中基质按松针土-腐殖土-沙土＝2∶
2∶1 的混合形成。经过 10 d 的缓苗期后，进行盐胁
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迫试验，共设置以下 6 个处理：（1）Hoagland 营养
液空白对照（CK）；（2）Hoagland 营养液＋100
mmol/L NaCl 盐对照（S）；（3）Hoagland 营养液＋
100 mmol/L NaCl＋10 mg/L ALA（T1）；（4）Hoagland
营养液＋100 mmol/L NaCl＋25 mg/L ALA（T2）；（5）
Hoagland 营养液＋100 mmol/L NaCl＋50 mg/L ALA
（T3）；（6）Hoagland 营养液＋100 mmol/L NaCl＋100
mg/L ALA（T4）。每个处理 10 株幼苗，3 次重复，
每天定期向花盆内补充 Hoagland 营养液。分别于盐
胁迫后的第 5、10、15 天进行取样，取样时选取植
株中等大小的功能叶片。测量的相关指标包括幼苗
叶片质膜透性、质膜氧化程度 [丙二醛（MDA）量、
超氧阴离子产生速率及 H2O2 量]、可溶性糖量、游
离脯氨酸量、可溶性蛋白量及超氧化物歧化酶
（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）
和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性。
2.2.1 可溶性糖、可溶性蛋白及游离脯氨酸量的测
定 可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸量均采用
张志良等[22]的方法进行测量。
2.2.2 质膜透性的测定 黄连幼苗叶片的原生质膜
透性采用电导仪法测定[23]，以相对电导率（相对电
导率＝未煮之前的电导率/煮沸后的电导率）来表示
细胞膜受胁迫伤害的程度，测量用电导仪型号为
LIDA DDS—307W。
2.2.3 H2O2的测定 取黄连叶片 0.5 g 于 3 mL 100
mmol/L 的磷酸缓冲液（pH 6.8）中进行研磨，然后再
在匀浆于 4 ℃ 下 10 000×g 离心 10 min，收集上清
液待用。采用 Lee 等[24]的方法进行测定，0.5 mL 酶液
与 2.5 mL H2O2（83 mmol/L pH 7.0 磷酸缓冲液，
0.005%氧代邻联茴香胺，40 μg /mL 过氧化物酶）启
动反应，30 ℃水浴 10 min。最后加入 0.5 mL 高氯酸
终止反应，5 000×g 离心 10 min。由此产生的上清液
在 436 nm 下测定吸光度值，根据标准曲线计算量。
2.2.4 超氧阴离子产生速率的测定 采用张志良
等[25]的方法取待测样品 0.5 g 于研钵中，加入适量
的磷酸缓冲液（pH7.8）研磨匀浆，定容至 10 mL，
匀浆于 10 000×g 离心 10 min，取上清液备用。取
上清液 2 mL，加入磷酸缓冲液（pH7.8）1.5 mL，
盐酸羟胺 0.5 mL，混合后 25 ℃恒温水浴保温 20
min。然后再加入 2.0 mL 的 17 mmol/L 对氨基苯磺
酸，2.0 mL的α-萘胺，30 ℃恒温水浴中反应30 min，
反应后测定 530 nm 处的吸光度值。根据标准曲线，
计算超氧阴离子的量。
2.2.5 MDA 的测定 MDA 量参照 Velikova 等[26]
的硫代巴比妥酸（TBA）检测法，分别于 532 和 600
nm 处检测吸光度值，计算 MDA 量（μmol/g）。
2.2.6 抗氧化酶活性的测定 SOD 活性的测定采
用 Xu 等[27]的方法，在 560 nm 处检测吸光度，单位
为 U/mg。POD 活性的测量方法采用愈创木酚法进
行测量[28]，检测波长为 465 nm，单位为 U/mg。CAT
活性的测量方法采用 Dhindsa 等[29]的方法，检测波
长为 240 nm，单位为 U/mg。APX 活性的测量方法
采用 Nakano 等[30]的方法，于 290 nm 处检测吸光度
值，单位为 U/mg。
2.3 数据处理
采用SPSS 12.0统计软件对数据进行方差分析，
以 Duncan’s 新复级差法比较不同处理间的差异性。
3 结果与分析
3.1 ALA 对盐胁迫下黄连种子萌发的影响
由图 1 可以看出，黄连种子在不同的处理下，
发芽率和发芽势都有不同程度的变化。与未经任
何处理（CK）的发芽势（55.36%）和发芽率
（78.49%）相比可以看出，100 mmol/L 的 S 处理
的种子发芽势（25.17%）和发芽率（39.22%）显
著降低，这表明 100 mmol/L 的 NaCl 处理显著抑
制了黄连种子的正常萌发。当用不同浓度的 ALA
处理后，黄连种子的发芽势和发芽率与 NaCl 处
理（S）相比均有不同程度的提高，其中经过 10
mg/L 的 ALA 处理后（T2）的结果最为显著，发
芽势和发芽率达到 59.02%和 84.00%，与其余各
ALA 处理相比差异显著，并且与 S 处理相比差
异显著，分别提高了 134.49%和 114.18%，且与
CK 差异不显著，这说明恢复效果显著，基本达
到了胁迫前的正常萌发水平。发芽指数和活力指
数的变化趋势与发芽势和发芽率的变化相似。经
过 NaCl 处理后，发芽指数也显著降低，但是经
过不同浓度的 ALA 处理后，发芽指数和活力指
数都有明显的升高，并且经过 10 mg/L 的 ALA
处理后结果最为显著，发芽指数（36.70）和活力
指数（440.01）达到最大，显著高于 S 处理（16.37
和 180.39），分别为 S 处理的 2.24 和 2.44 倍，比
CK 略低，但差异不显著。经过 T3 处理后的结果
与 T2 相比差异显著，但是仍然高于 S 处理，说
明效果不及 T2，但是仍从一定程度缓解了盐胁
迫所带来的萌发抑制。这说明适宜浓度的 ALA
可有效缓解盐胁迫对黄连种子萌发造成的伤害，
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不同小写字母表示各处理间在 0.05 水平有显著差异，下同
Different normal letters mean significant differences among treatments at 0.05 level, same as below
图 1 不同处理下黄连种子的萌发指标
Fig. 1 Seed germination indexes of C. chinensis with different treatments
但过高质量浓度的 ALA 对种子的萌发效果不明
显。以上结果表明，ALA 在提高黄连种子各萌发
生理指标中具有显著的促进效应。
3.2 不同质量浓度的 ALA 处理对黄连植株外部形
态的影响
黄连植株在处理前生长良好，当用单一的 100
mmol/L NaCl 进行胁迫后，截至到第 4 天并无明显
的变化，到第 6 天时，植株幼嫩叶片边缘开始出现
萎缩，叶柄无明显变化，到第 10 天时，幼嫩叶片和
叶柄均开始出现枯黄，较大的成年叶片边缘也开始
枯黄。截至到第 15 天时，幼嫩叶片全部枯黄，成年
叶片边缘枯黄面积加大，约占 1/2。经过不同质量
浓度 ALA 处理后，植株出现枯黄的现象缓解，只
有部分植株出现轻微枯黄现象，并且在 4 个不同的
处理质量浓度中，50 mg/L ALA 处理后的植株叶片
与对照组相比无明显变化。以上外部形态的变化表
明盐胁迫明显的使黄连植株的生长受到抑制，而
ALA 对于缓解盐胁迫具有一定的积极作用。
3.3 ALA 对盐胁迫下黄连幼苗叶片细胞膜脂过氧
化及质膜透性的影响
图 2 所示为盐胁迫下黄连叶片超氧阴离子产生
速率及 H2O2 量的变化，结果显示，未经盐胁迫的
对照组在不同时段之间基本无变化，而经过 NaCl
胁迫后，两者均有不同程度的升高。在胁迫初期，
两者水平与对照组 CK 相比均发生显著升高，且随
着胁迫时间的延长，提高幅度不断变大，当用外源
ALA 进行处理后，两者均有不同程度的降低。图
2-A 所示，ALA 在处理初期对超氧阴离子产生速
率的影响表现为低质量浓度处理效果并不明显，但
是随着质量浓度的升高，效果越来越明显，在 50
mg/L 时（T3）时达到最小值 [1.168 μmol/(g·min)]，
并且低于空白对照 CK [1.249 μmol/(g·min)]。图 2-B
所示，在 ALA 处理初期，H2O2 量有明显的降低，
并且同样在 50 mg/L 时（T3）达到最小值（1.20
μmol/g），甚至低于空白对照 CK（1.32 μmol/g），
这说明 ALA 显著地缓解了盐胁迫下黄连叶片
H2O2 量升高的趋势。随着处理时间的延长，盐处
理（S）的 H2O2 量及超氧阴离子产生速率呈逐渐
升高趋势，ALA 仍然具有显著地持续作用，在各
自的处理阶段均与盐处理 S 达到显著性差异，并
且与 CK 无明显差异。这说明了通过外源 ALA 处
理，使得盐胁迫下的黄连叶片 H2O2 量及超氧阴离
子产生速率基本恢复到处理前的水平。图 2-C 所
示为盐胁迫下 MDA 量的变化，未经任何处理的
黄连叶片 MDA 量随着时间的延长并无显著变化。
而经过 NaCl 处理后的黄连叶片 MDA 量自胁迫初
期便呈现出显著升高的趋势，随着胁迫时间的延
长，升高的幅度不断增大。在经过 ALA 处理后，

80
60
40
20
0

50
40
30
20
10
0
100
80
60
40
20
0
500
400
300
200
100
0
发
芽
率
/
%

发
芽
势
/
%

发
芽
指
数

活
力
指
数

CK S T1 T2 T3 T4 CK S T1 T2 T3 T4
CK S T1 T2 T3 T4 CK S T1 T2 T3 T4
不同处理 不同处理
不同处理 不同处理
a
c
bc
ab
a
b
a
d
c
b
a
c
a
d
bc
b
a
cd
a
d
c
b
a
c
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图 2 黄连叶片细胞膜氧化指标
Fig. 2 Membrane oxidation indexes of leaves of C. chinensis under salt stress
量均有显著的减少，处理前期（T3，5 d）达到最低值
（0.066 μmol/g），在处理后期 ALA 的作用最为显著，
在后期（15 d）盐处理 S 的 MDA 量为 0.246 μmol/g，
而同时期 T3 处理的 MDA 量仅为 0.096 μmol/g，在所
有处理时间段中降低幅度最大。
图 3 所示为盐胁迫下黄连叶片电导率的变化，
未经盐胁迫的黄连幼苗叶片的相对电导率基本没有
变化，但是在盐胁迫初期电导率就随着胁迫程度的
增加而呈现出增大的趋势，并且随着胁迫时间的延
长，电导率持续增大，并在胁迫后期（15 d）达到
最大。以上结果表明在盐胁迫下，黄连叶片细胞受
到了不同程度的伤害，细胞膜透性发生了改变，从
而引起部分离子外流，导致电导率发生了变化。

图 3 相对电导率的变化
Fig. 3 Changes of relative conductivity
在经过 ALA 处理后，盐胁迫下的黄连幼苗叶
片电导率自处理初期便显著降低，并且在不同的处
理阶段均与盐处理组 S 形成显著差异，这说明 ALA
能有效降低盐胁下黄连幼苗叶片电导率的水平。并
且 ALA 处理则具有显著的持续性，即在不同处理
时期通过 ALA 处理所达到的电导率的最小值之间
差异不显著，并且与空白对照 CK 相比差异不显著，
这说明通过 ALA 处理显著地降低了盐胁迫下黄连
幼苗叶片的相对电导率水平，保护了叶片细胞，维
持了细胞膜的相对稳定性。
3.4 ALA对盐胁迫下黄连幼苗叶片渗透性调节物
质量的影响
图 4 所示为盐胁迫不同处理下黄连幼苗叶片
渗透物质量的变化情况，图 4-A 所示为盐胁迫下
黄连幼苗叶片可溶性糖量的变化趋势，可溶性糖量
与对照 CK 相比，呈现出升高的趋势，并且差异显著。
但是随着 NaCl 处理时间的延长，可溶性糖量升高的
趋势并不明显。当用外源 ALA 进行处理后，可溶性
糖量均有不同程度的变化，ALA 处理随着时间的延
长呈现出持续升高的趋势，并且在处理后期（10 d），
处理质量质量浓度为 50 mg/L 时，达到最大值 18.48
mg/g，与盐处理 S（13.92 mg/g）形成显著性差异。
图 4-C 所示脯氨酸量的变化与可溶性糖趋势基本一
致，都是在未经处理前量最低，经过盐胁迫后，量
有所增加。但是经过外源 ALA 处理后，增加幅度
显著提高，使叶片内积累了大量的渗透性物质，以
抵抗盐胁迫对叶片造成的伤害。随着处理时间的延
长，量呈持续升高状态，在处理后期（15 d）达到
最大值（183.51 μg/g），与同处理时期的 S（152.31
μg/g）对比，差异显著。图 4-B 所示可溶性蛋白在
盐胁迫下呈现出先升高后降低的趋势，但是经过
ALA 处理后，呈现出显著升高的趋势，与盐胁迫处
理 S 相比，差异显著，外源 ALA 有效地减缓了叶
片内可溶性蛋白减少的趋势，增加了可溶性蛋白的
量。在第 5 天 ALA 处理质量浓度 50 mg/L 时，可溶
性蛋白量达到最大值（23.30 mg/g），与同期的盐处
理 S（13.24 mg/g）对比，差异显著。随着胁迫时间
的延长，可溶性蛋白的量一直保持着较高的水平。
3.5 ALA 对盐胁迫下黄连幼苗叶片 4 种抗氧化酶
活性的影响
由图 5 可以看出，在经过盐胁迫后，4 种抗氧化
酶的活性都有不同程度的提高，这说明黄连幼苗对
胁迫的反应比较明显。但是 4 种酶的具体变化间的

4.0
3.0
2.0
1.0
0 超
氧
阴
离
子
/
(μm
ol
·g
−1 ·
m
in
−1 )
CK S T1 T2 T3 T4 3.0
2.0
1.0
0
H
2O
2 /
(μ
m
ol
·g
−1
)
3.0
2.0
1.0
0
M
D
A
/ (
μm
ol
·g
−1
)
5 10 15 5 10 15 5 10 15
ALA 处理时间 / d
A B C
cd c c cd
d
c
cd
b
bc
cd cd
c cd
a
b
bc
ab
b
d
b
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d
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a
c
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c
CK S T1 T2 T3 T4
相
对
电
导
率
/
%

15
10
5
0
ALA 处理时间 / d
5 10 15
f
c d
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c
d
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ef
de
f
a
d
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cd
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图 4 不同处理对盐胁迫下黄连幼苗叶片渗透性调节物质量的影响
Fig. 4 Effect of different treatments on osmotic adjustment substances of C. chinensis under NaCl stress

图 5 不同处理对盐胁迫下黄连幼苗叶片 4 种抗氧化酶活性的影响
Fig. 5 Effect of different treatments on anti-oxidant enzyme activities of C. chinensis under NaCl stress
规律并不完全相同，在受到盐胁迫后，随着胁迫时
推移，SOD和APX呈现出先升后降的趋势，而 POD
和 CAT 则呈现出持续上升的趋势。在经过外源处
理 ALA 后，4 种抗氧化酶的活性均呈现出显著升
高的趋势，并与 CK 和盐处理 S 形成显著差异。并
且当 ALA 质量浓度达到 50 mg/L 时（T3），其效果
最好。SOD 和 CAT 活性均在第 10 天时达到最大
值，分别为 945.01 和 10.64 U/mg，而 POD 则是在
第 15 天时达到最大值，为 114.85 U/mg。APX 活
性在胁迫初期就显著升高，在第 10 天时达到了最
大值（1.93 U/mg），随后活性增加幅度有所降低，
但是仍与同处理时期的盐对照 S 形成显著性差异。
这说明，外源 ALA 显著地提高了 4 种抗氧化酶的
活性，用于减轻细胞氧化程度，维持细胞正常生理
活动。
4 讨论
盐胁迫下活性氧增加导致细胞内大分子物质
（如蛋白质、DNA）的损伤，引起膜脂过氧化。活
性氧可攻击蛋白质的氨基酸残基，形成碳基衍生物，
在此过程中产生的 H2O2 能通过 Haber Weiss 反应产
生更具毒性的•OH，从而导致膜脂过氧化、碱基突
变、DNA 链的断裂和蛋白质的损伤，膜脂过氧化导
致细胞完整性被破坏，细胞功能异常[31]。大量研究
证明，植物一旦遭受盐害，体内自由基大量积累，
导致膜脂过氧化等一系列变化，最终使植物遭受伤
害。所以植物的抗氧化系统对盐胁迫下的植物起关
键作用。越来越多的事实证明，生物膜在植物的抗
性方面起着非常重要的作用。在通常情况下，植物
体内有自己的清除系统，但是当植物遭受到外界环
境的胁迫时，这种平衡受到破坏而活性氧超过阈值

25
20
15
10
5
0
可
溶
性
糖
/
(m
g·
g −
1 )
CK S T1 T2 T3 T4 30
25
20
15
10
可
溶
性
蛋
白
/
(m
g·
g −
1 )
游
离
脯
氨
酸
量
/
(μ
g·
g −
1 )
210
140
70
0
B
5 10 15 5 10 15 5 10 15
ALA 处理时间 / d
A B C
d
c c bc
b
c
d
bc
b b
a
b
d
b
b ab
ab
b
e
cd
c
b
a
c
de
cbc
b
a
b
d
c
b b
ab
b
d
c c
c
b
c
d
c c
b
ab
c
d
b b
ab
a
b
CK S T1 T2 T3 T4 1 200
900
600
300
0
160
120
80
40
0
SO
D
/
(U
·m
g −
1 )
PO
D
/
(U
·m
g −
1 )
14.0
11.0
8.0
5.0
0
C
AT
/
(U
·m
g −
1 )
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
A
PX
/
(U
·m
g −
1 )
5 10 15 5 10 15
5 10 15 5 10 15
ALA 处理时间 / d
e de
d
c
b
c
e
de
cd
b
a
b
e
e
d
bc b
c
e de
cd c
bc
d
e de
cd
c
b
bc
e
d
bc
ab
a
b
e
d
c
ab
ab
c
e
cd
c
b
a
bc
e
c
b
ab a
bc
e
d
c bc
b
bc
e
c
bc b
a
bc
e
cd c
bc b c
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 24 期 2014 年 12 月

·3624·
时，首先遭到破坏的是膜系统，盐分胁迫导致细胞
膜透性增加，使大量的 Na+流入细胞，影响一些酶
的结构和功能，破坏了细胞的新陈代谢，可见盐害
的重要屏障是细胞膜。质膜透性可以反映植物细胞
膜的破损程度，而 MDA 是植物细胞膜脂过氧化作
用的最终产物，对细胞膜具有毒害作用，是衡量植
物细胞膜脂过氧化程度大小的最常用指标。本实验
中，NaCl 处理造成黄连幼苗叶片质膜透性和 MDA
量均高于对照处理，表明盐胁迫能使植物细胞膜脂
过氧化作用增强，膜透性增加，加剧植物的氧化损
伤。超氧阴离子和 H2O2 是植物细胞代谢过程中的
产物，具有很强毒性，可直接造成膜脂过氧化，同
时它们也是细胞信号传导和调控的重要组成部分。
本研究结果表明，黄连受到盐胁迫后，MDA 量显
著升高，这说明细胞质膜发生了过氧化作用，引起
质膜正常的生理功能发生紊乱。但是当用外源 ALA
处理以后，MDA 量显著降低，说明 ALA 对减缓盐
胁迫所造成的伤害具有积极的缓解作用，通过外源
物质的处理，有效地降低了 H2O2 量及超氧阴离子
的产生速率，缓解了两者对细胞膜造成的氧化伤害，
从而降低了细胞膜的透性。
相关研究表明，NaCl 胁迫下，叶片气孔导度
降低，光合作用所需的 CO2 向叶绿体细胞的运输
受阻，从而使叶绿体内 CO2 同化受抑制[32]，而光
合电子传递受影响相对较小[33]，因而更多电子传
递到 O2，导致超氧阴离子形成，进一步产生 H2O2，
叶绿体 H2O2 是强氧化剂，会启动膜脂过氧化，产
生非脂性超氧物自由基，从而破坏叶绿体膜结构，
伤害光合作用的功能，对细胞产生毒害作用。为防
御这些活性氧的毒害作用，植物叶绿体内存在着抗
氧化酶和抗氧化剂防御系统，对叶绿体起保护作
用。SOD 处于抵御活性氧伤害的“第一道防线”，
它将超氧阴离子歧化成 H2O2。H2O2 的积累会启动
并加剧膜脂过氧化作用，造成整体膜损伤，而 POD
起的是清除 SOD 歧化产物的作用，也可以说是与
SOD 协同作用，是抗盐机制的必备条件。逆境中
保护酶活性增强或维持较高的水平，才能清除活性
氧自由基使之保持较低水平，防止自由基对生物膜
结构和功能的破坏[34]。大量研究证明，植物一旦遭
受盐碱，其体内自由基积累，导致膜脂过氧化等一
系列生理生化变化，最终使植物遭受伤害，所以植
物的抗氧化系统在盐胁迫致植物伤害过程中起关
键作用。SOD、POD、CAT 和 APX 是植物体内酶
促防御系统的 4 个重要保护酶，SOD 能催化体内的
歧化反应，使超氧自由基转化为 H2O2 和 O2，H2O2
再通过 CAT、POD 及 APX 分解成没有毒害的 H2O
和 O2，这些酶类共同作用维持细胞内活性氧代谢的
平衡[35]，从而使需氧生物体免受伤害[36-37]。并有
研究指出，POD 活性受盐胁迫的影响，与抗盐性
有关[38-39]，其活性的变化在一定程度上能反映植株
抗盐性的强弱。
Nishihara 等[40]报道，ALA 处理促进盐胁迫中
菠菜幼苗 SOD、POD 和 CAT 等几种抗氧化酶活性
的提高，并认为是 ALA 提高菠菜耐盐性的重要原
因。而对于 SOD 活性来说，本实验表明 ALA 能促
进黄连叶片中 SOD 活性提高，这也与刘卫琴等[41]
研究的 ALA 能提高草莓叶片中 SOD 活性相似，且
其实验还表明 SOD 的活性与植株的净光合速率有
关。因此，ALA 提高 SOD 的活性可能是提高黄连
耐盐性的一个重要因素。有关 ALA 诱导植物抗氧
化酶活性提高的原因，目前还未有直接证据，根
据相关资料显示，可能与其转化为亚铁血红素有
关[21]。Thomas 等[42]观察到外源 ALA 处理促进完整
黄瓜质体亚铁血红素外流并转化为血红蛋白，有研
究显示在用 14C-ALA 处理豌豆 16 h 后 14C 渗入到过
氧化物酶和细胞色素分子的卟啉辅基中[43]。显然，
亚铁血红素是过氧化物酶的辅基[44]，ALA 处理促进
了亚铁血红素的合成，并以辅基的形式，导致过氧
化物酶活性增加，从而提高抗氧化胁迫能力。本研
究中，在经过 ALA 处理后，黄连幼苗叶片中 4 种
抗氧化酶都表现出明显的变化，但是变化趋势略有
不同，这说明 4 种酶在遇到胁迫时具有不同的分工，
在经过外源 ALA 处理以后，4 种酶的活性大幅度升
高以抵抗过氧化对细胞带来的伤害，有效地清除因
为膜质过氧化积累下来的活性氧，以实现缓解氧化
的目标。本实验结果也证明了外源 ALA 通过诱导
抗氧化酶活性来降低活性氧水平，减轻氧化胁迫对
黄连幼苗造成的伤害。
可溶性糖和可溶性蛋白既是渗透调节剂，也是
合成其他有机溶质的碳架和能量的来源，还可在细
胞内无机离子浓度高时起保护酶类的作用[45]，在盐
逆境中其量的增加对于植物提高细胞汁液浓度、降
低细胞水势、增强吸水等功能起着重要促进作用。
同时，游离脯氨酸还作为一种贮藏形式的氮源，待
植物逆境胁迫解除后可参与叶绿素等物质的合成，
一般认为当植物受到胁迫时，体内可溶性糖和游离
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 24 期 2014 年 12 月

·3625·
脯氨酸积累增加。本实验中经过 ALA 处理后，黄
连幼苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸
量与盐胁迫对照相比显著升高，这可以维持细胞内
较低的渗透势，提高细胞内溶质的浓度，降低水势，
帮助细胞从外界持续吸水，从而抵抗盐胁迫所带来
的伤害。
综上所述，ALA 通过提高盐胁迫下黄连幼苗的
抗氧化酶活性，加强清除活性氧能力，增加膜稳定
性，降低细胞渗透势，减少膜质过氧化作用，从而
缓解黄连幼苗所受的氧化损伤，增强了其抗盐性。
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