全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 21 期 2013 年 11 月

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NaCl 胁迫对披针叶黄华愈伤组织生理特性的影响
郑秀芳 1，王桔红 2*，汪小东 3，张超强 1 ，王兴龙 1
1. 河西学院农业与生物技术学院，甘肃 张掖 734000
2. 韩山师范学院生物系，广东 潮州 521041
3. 石河子大学农学院，新疆 石河子 832000
摘 要：目的 研究 NaCl 胁迫对披针叶黄华 Thermopsis laceolata 愈伤组织生长及生理特性的影响，拟从细胞水平上探讨其
适应盐环境的生理机制。方法 在附加 0.2%～1.2% NaCl 的继代培养基上对愈伤组织进行胁迫培养，测定其中的可溶性糖、
可溶性蛋白质、脯氨酸、丙二醛（MDA）量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性，
并对其进行分析。结果 当 NaCl 小于或等于 0.8%时，随盐离子质量分数的增加，愈伤组织生长量下降，但与对照均无显著
差异，而当 NaCl 大于 0.8%时，愈伤组织生长极为缓慢；可溶性糖和脯氨酸量随 NaCl 质量分数的升高总体呈先上升后下降
趋势，但均高于对照；可溶性蛋白质、SOD、CAT 和 POD 酶活性随 NaCl 质量分数升高呈先上升后下降趋势；丙二醛量在
0.8% NaCl 及以下时积累缓慢，而 NaCl 高于 0.8%时急剧增加。结论 披针叶黄华愈伤组织具有适应一定质量分数（≤0.8%
NaCl）盐渍生境的能力，其在受到盐胁迫时可以通过增加可溶性渗透调节物质如脯氨酸、可溶性糖类以降低渗透势及增强
抗氧化酶活性来缓解盐伤害。
关键词：披针叶黄华；愈伤组织；盐胁迫；抗氧化酶；渗透调节物质
中图分类号：R282.21 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)21 - 3048 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.21.020
Effects of NaCl stress on physiological characteristics of Thermopsis laceolata callus
ZHENG Xiu-fang1, WANG Ju-hong2, WANG Xiao-dong3, ZHANG Chao-qiang1, WANG Xing-long1
1. College of Agriculture and Biotechnology, Hexi University, Zhangye 734000, China
2. Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China
3. College of Agriculture, Shihezi University, Shihezi 832000, China
Abstract: Objective To investgate the effects of NaCl stress on the growth and physiological characteristics of Thermopsis laceolata
callus, and to reveal the physiological mechanism of T. laceolata under salty environment at the cellular level. Methods The callus
was cultured on the subculture medium with NaCl (0.2%—1.2%), and the contents of soluble sugar, soluble proteins, proline, and
malondialdehyde (MDA) and the activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and catalase (CAT) were determined
and analyzed. Results The callus growth expressed a decreasing trend with NaCl concentration increasing (≤ 0.8%) but had no
significant difference to contrast. Nevertheless, the callus grew very slowly with NaCl concentration increasing (> 0.8%); the contents
of soluble sugar and free proline increased firstly and then decreased, but were higher than those of the control group; the content of
soluble protein and the activities of SOD, CAT, and POD increased firstly and then decreased; MDA accumulated slowly at salinity (≤
0.8% NaCl), then increased rapidly at salinity (> 0.8% NaCl). Conclusion T. laceolata callus has an adaptability to salty environment
(≤ 0.8% NaCl), and the callus could alleviate the salty injury by increasing the contents of the osmotic regulation substances, such as
proline and soluble sugar, decreasing the osmotic potential, and increasing the activities of anti-oxidative enzyme.
Key words: Thermopsis laceolata R. Brown; callus; salt stress; anti-oxidase; osmotic regulation substance

披针叶黄华 Thermopsis laceolata R. Brown 为
豆科 Leguminosae 决明属多年生草本植物，广泛分
布于内蒙古、甘肃、宁夏和青海等省区的干旱荒漠
盐碱地，具有耐寒、耐旱和耐盐碱等特性[1-2]，在保

收稿日期：2013-07-13
基金项目：河西学院科研创新与应用校长基金项目（hxxyxzjj-201003）；广东韩山师范学院 2012 年科研团队项目（LT201204）
作者简介：郑秀芳（1965—），女，副教授，研究方向为植物生理生化与生物技术。Tel: 18793659071 E-mail: xfz2188@163.com
*通信作者 王桔红 Tel: 13671409631 E-mail: wjuh1918@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 21 期 2013 年 11 月

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土固沙、治理土壤盐渍化和荒漠化方面具有重要的生
态价值。研究证实[3]，披针叶黄华种子和全草含多种
生物碱，在医药和农药领域有广阔的应用前景。目前，
对其研究主要集中在化学成分及其活性方面[3-6]，从细
胞水平对披针叶黄华耐盐性及其机制研究还鲜见报
道。本研究以不同质量分数的 NaCl 胁迫处理披针叶
黄华的愈伤组织，从细胞水平上研究披针叶黄华对盐
胁迫的生理响应，探讨披针叶黄华耐受 NaCl 胁迫的
生理机制，为培育和保护耐盐植物资源提供基础资
料，为干旱、半干旱区植被恢复和重建提供理论依据。
1 材料
样品采自甘肃省张掖市郊荒漠地带，经河西学
院农业与生物技术学院张勇教授鉴定为披针叶黄华
Thermopsis laceolata R.Brown 的成熟种子。
2 方法
2.1 愈伤组织的诱导及胁迫处理
以披针叶黄华无菌苗下胚轴为外植体，切取
3～5 mm 的小段，接种在 MS＋2，4-D 0.5 mg/L＋
BA 1.0 mg/L＋NAA 1 mg/L＋IAA 0.5 mg/L 的培养
基上进行愈伤组织的诱导，继代 2 次后，将生长一
致的愈伤组织转接到附加 NaCl（0、0.2%、0.4%、
0.6%、0.8%、1.0%、1.2%）的培养基上胁迫培养。
试验重复 3 次，每次每一处理 20 个愈伤组织块，分
别于胁迫 7、14 d 测定愈伤组织培养物的鲜质量，
计算相对生长量，14 d 时测定相关生理指标。
2.2 愈伤组织生长量的测定
无菌条件下，用电子天平称每块愈伤组织的鲜
质量。
相对生长量＝（培养一定时间后愈伤组织鲜质量－转接
前愈伤组织鲜质量）/转接前愈伤组织鲜质量
2.3 生理指标的测定
丙二醛量按照硫代巴比妥酸法[7]；脯氨酸量按
照磺基水杨酸-酸性茚三酮法[7]；可溶性糖量采用蒽
酮比色法[7]；可溶性蛋白质量采用考马斯亮蓝G-250
染色法[7]；POD 活性采用愈创木酚比色法[7]；CAT
活性采用紫外吸收法[7]；SOD 活性采用 NBT 光化
学还原法[7]。
2.4 数据处理
所有测定均做3次重复，使用Excel 2003和DPS
7.05 进行数据处理和分析，Origin7.5 作图。
3 结果与分析
3.1 NaCl 胁迫对披针叶黄华愈伤组织生长的影响
披针叶黄华愈伤组织在不同质量分数 NaCl 培
养基上的生长情况可以反映其对盐渍环境的适应
性。从表 1 可知，NaCl 为 0.2%时，胁迫初期（7 d）
愈伤组织的鲜质量较对照有所增加，随着时间的延
长（14 d）其鲜质量降低，但与对照无显著差异。
随 NaCl 质量分数的提高，愈伤组织的相对生长量
减小，但在 0.8% NaCl 以下时均与对照无显著差异，
说明披针叶黄华有一定的耐盐性；NaCl 达到 1.0%
时愈伤组织生长极为缓慢，继代第 7、14 天的相对
生长量分别为 2.61 和 3.75；NaCl 为 1.2%时，继代
第 7、14 天的相对生长量分别为 1.04 和 1.67，表明
披针叶黄华愈伤组织对 NaCl 胁迫的最大耐受阈值
为 1.0%。
形态观察发现，NaCl 为 0.2%时，愈伤组织表
现与不加盐（NaCl）的情况相似，颜色多为黄绿
色，生长量大，表面新鲜；随盐胁迫强度的增大，
愈伤组织逐渐减小，颜色变深，出现褐化，生长受
到抑制。
表 1 披针叶黄华愈伤组织在 NaCl 胁迫培养基上的生长情况 ( 3=± n , sx )
Table 1 Growth of T. laceolata callus in NaCl stress media ( 3=± n , sx )
培养 7 d 培养 14 d
NaCl / % 初始鲜质量 / g
鲜质量 / g 相对生长量 鲜质量 / g 相对生长量
0 0.050 3 0.602 3 10.97±0.55 a 2.135 0 41.44±0.68 a
0.2 0.054 8 0.664 8 11.13±0.24 a 2.065 7 36.69±2.67 a
0.4 0.052 0 0.614 9 10.83±0.69 a 1.946 9 36.44±1.48 a
0.6 0.053 7 0.599 6 10.16±0.34 a 2.010 8 36.44±1.79 a
0.8 0.052 8 0.548 7 9.39±0.14 a 1.992 3 36.73±0.77 a
1.0 0.055 7 0.201 1 2.61±0.20 b 0.264 7 3.75±0.34 b
1.2 0.053 6 0.109 3 1.04±0.23 b 0.143 3 1.67±0.14 b
不同小写字母表示 P＜0. 05，下图表相同
Different letters are significantly different P < 0. 05, the same as below
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3.2 NaCl 胁迫对披针叶黄华愈伤组织中抗氧化酶
活性的影响
3.2.1 SOD 活性 植物体内的 SOD 能有效地将超氧
负离子转变成 H2O2，避免超氧自由基对膜的伤害，其
活性与植物抗逆性有密切关系[8-9]。由图 1 可以看出，
随 NaCl 质量分数的升高，SOD 活性呈现先升高后降
低的变化趋势，在 0.8%时达到峰值。其中，0.2%和
1.0% NaCl胁迫下愈伤组织中SOD活性比对照增加约
2%，差异并不显著（P＞0.05）；0.4%、0.6%、0.8%
的 NaCl 胁迫下，SOD 活性较对照显著增加 18%、84%
和 108%；而 1.2%的 NaCl 胁迫下 SOD 活性较对照降
低了 14%，差异极显著（P＜0.01）。可见，当 NaCl
质量分数低于 1.0%时，胁迫提高了披针叶黄华愈伤组
织 SOD 的活性，可能增强了其清除超氧负离子的能
力，而 NaCl 大于 1.0%后，SOD 活性受到了抑制，清
除超氧负离子的能力减弱。


图 1 NaCl 胁迫对披针叶黄华愈伤组织抗氧化酶活性的影响
Fig. 1 Effect of NaCl stress on anti-oxidase activity
in T. lanceolata callus
3.2.2 POD 和 CAT 活性 POD 和 CAT 活性反映植
物体对 H2O2 等活性氧的清除能力[10]。从图 1 结果
可以看出，NaCl 胁迫使愈伤组织中 CAT 和 POD 活
性均发生了不同程度的变化。其中，POD 活性的变
化与 SOD 变化趋势相似，也是随着盐处理质量分
数的增加呈先升高后降低的变化趋势。当 NaCl 为
0.4%、0.6%和 0.8%时，POD 活性显著高于对照，
并在 0.8%下达到最大值，为对照的 233%。而 1.2%
NaCl 胁迫下，POD 活性显著低于对照，0.2%和 1.0%
的 NaCl 胁迫下愈伤组织中 POD 活性与对照相比无
显著差异（P＞0.05）。
CAT 活性在 NaCl 质量分数低于 1.0%时与对照
相比均有不同程度的增加，其活性分别比对照增加
约 26%、33%、41%、53%和 56%。而 NaCl 胁迫质
量分数为 1.2%时，愈伤组织中 CAT 活性比对照降
低约 35%，差异均达到显著水平（P＜0.05）。表明
披针叶黄华愈伤组织中 CAT 和 POD 对 NaCl 胁迫
的反应不同，POD 可能在清除 H2O2 中发挥着更加
重要的作用。
3.3 NaCl 胁迫对披针叶黄华愈伤组织中有机渗透
调节物质的影响
3.3.1 可溶性糖和脯氨酸 可溶性糖和脯氨酸是植
物在盐胁迫下的主要渗透调节物质，参与盐胁迫下
细胞水势的调节[11]。由图 2 可知，可溶性糖和脯氨
酸量随 NaCl 质量分数的升高总体呈先上升后下降
趋势，但均高于对照。其中，0.6% NaCl 胁迫下，
可溶性糖量最高，为对照的 5.2 倍；之后随 NaCl
质量分数增加，愈伤组织中可溶性糖量逐渐减少，
当培养基中 NaCl 增加到 1.2%时，可溶性糖量为对
照的 1.84 倍。而脯氨酸量在 0.4%以下盐胁迫下积
累比较平缓，处理间差异并不显著，此时愈伤组织
中可溶性糖量显著增加（P＜0.05），说明在该胁迫
下，可溶性糖在披针叶黄华愈伤组织抗盐胁迫中起
主要作用；随 NaCl 质量分数的升高，愈伤组织中
脯氨酸量迅速增加，当 NaCl 达 0.8%时脯氨酸量最
高，为对照的 9.5 倍，此时愈伤组织中可溶性糖和
脯氨酸增幅都较大，两者共同作用调节愈伤组织的
渗透势；而当 NaCl 高于 0.8%时，脯氨酸量下降，
但仍高于对照，分别为对照的 9.5、8.5 和 4 倍。
3.3.2 可溶性蛋白 植物在盐胁迫下高量的可溶性
蛋白有利于其维持较低的细胞渗透势，抵抗渗透胁
迫带来的伤害[12]。从图 3 可以看出，愈伤组织中可


图 2 NaCl 胁迫对披针叶黄华愈伤组织可溶性糖
和脯氨酸量的影响
Fig. 2 Effect of NaCl stress on contents of soluble sugar
and proline in T. lanceolata callus

对照 0.2%NaCl 0.4% NaCl
0.6%NaCl 0.8% NaCl 1.0% NaCl
1.2% NaCl
350
300
250
200
150
100
50
0
相
对
活
性
/
%

POD SOD CAT
a a
b
c
d
a
e
a a
b=
c
d
a e a
b bc
bd d d
e

可溶性糖
脯氨酸 10
8
6
4
2
c
0.020

0.016

0.012

0.008

0.004

0
可
溶
性
糖
/
%

脯
氨
酸
/
%

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
NaCl / %
d d’
e’
f’
f
c’
e
b’a’
b
a
a’b’
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溶性蛋白量随 NaCl 质量分数增加呈先上升后下降
趋势。其中，0.2%～1.0% NaCl 胁迫下可溶性蛋白
量与对照相比分别增加了 7.1%、35%、107%、39.2%、
10.7%，而 1.2% NaCl 胁迫下可溶性蛋白的量较对
照降低 28.6%。除 0.2%的 NaCl 质量分数外，差异
均达到显著水平（P＜0.05）。
3.4 NaCl 胁迫对披针叶黄华愈伤组织中 MDA 量
的影响
MDA 是膜脂过氧化的主要产物，其量的多少
可反映逆境胁迫对植物造成氧化损害的程度。从图
4 可以看出，随培养基中 NaCl 质量分数的增加，愈
伤组织中 MDA 量呈上升趋势，但在 0.8%以下时
MDA 的增加比较缓慢，各处理与对照无明显差异；
而 NaCl 高于 0.8%时，愈伤组织中 MDA 量急剧增
加，分别增加为对照的 3.75 和 4.83 倍。表明随着胁
迫程度的加大，愈伤组织细胞膜的膜质过氧化程度

图 3 NaCl 胁迫对披针叶黄华愈伤组织可溶性
蛋白质量的影响
Fig. 3 Effect of NaCl stress on content of soluble protein
in T. lanceolata callus

图 4 NaCl 胁迫对披针叶黄华愈伤组织 MDA 的影响
Fig. 4 Effect of NaCl stress on content of MDA
in T. lanceolata callus
加大，加速了 MDA 的生成。
4 讨论
相对生长量是植物对盐胁迫反应的综合体现，
是植物耐盐能力的重要指标。本实验中，盐胁迫下
披针叶黄华愈伤组织的相对生长量在低质量分数
（0.2%）、短时间（7 d）时有所增加，随时间延长
（14 d）则开始下降；在中等 NaCl 质量分数（0.4～
0.8%）胁迫下愈伤组织的相对生长量随 NaCl 质量
分数的增加而减少；而在相对较高的盐胁迫（＞
0.8%）时，愈伤组织的生长受到强烈地抑制，该结
果与范晓峰[13]和刘玉冰等[14]对唐古特白刺和红砂
愈伤组织的研究结果一致。
SOD、CAT 和 POD 等抗氧化酶的协同作用在
清除植物体内活性氧方面发挥着重要作用。其中，
SOD 在保护酶系中处于核心地位，它的催化作用使
超氧负离子转化为 H2O2，CAT 和 POD 的共同作用
可清除植物中产生的过量 H2O2，最终达到稳定保护
膜结构的作用[15-16]。本实验中，盐胁迫低于 1.0%时
诱导抗氧化酶活性显著升高，可及时清除 NaCl 胁
迫产生的过量超氧负离子和 H2O2，因而愈伤组织未
造成明显的氧化损伤，MDA 量与对照相比差异不
显著。但 NaCl 高于 1.0%时，愈伤组织中抗氧化活
性明显减弱，不能及时清除超氧负离子和 H2O2，诱
发较强的膜脂过氧化，表现为愈伤组织中 MDA 量
随胁迫程度增强而升高，明显对细胞造成了较强的
氧化损伤。3 种保护酶中，SOD 和 POD 活性的变
化比较一致，与 MDA 量也比较协调，在 NaCl 质量
分数 0.8%时活性最强，1.2%时最弱，而 CAT 活性
的变化与 MDA 量不够协调。与 CAT 相比，SOD 和
POD 可能在披针叶黄华愈伤组织对盐胁迫下活性
氧的清除方面发挥着更为重要的作用，只有当 NaCl
质量分数较高，SOD 和 POD 的活性都受到抑制时，
CAT 的作用才突显出来，而 NaCl 达到 1.2%时，3
种酶活性均被抑制。
有研究表明，植物在盐胁迫下能积累具有渗透
调节功能的物质，如脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋
白等，增强细胞的渗透性调节作用，缓解盐害，进
而提高植物的耐盐性[11,17]。本实验中，不同质量分
数的 NaCl 胁迫 14 d 时，披针叶黄华愈伤组织中的
脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白量都随 NaCl 质量
分数升高呈先增加后降低的变化趋势，各指标的最
大值分别出现在 NaCl 0.6%、0.8%和 0.6%处，在
NaCl 质量分数低于 1.0%时，三者的量各处理均显

30
25
20
15
10
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
可
溶
蛋
白
/
(m
g·
kg
−1
)
NaCl / %
a ad
b
c
b
d
e

20
16
12
8
4
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
M
D
A
/
(m
g·
L−
1 )

a a
a a
a
b
c
NaCl / %
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著高于对照，但可溶性蛋白量在 1.2% NaCl 胁迫下
则显著低于对照 28.6%。该结果说明，NaCl 质量分
数低于 0.6%时，脯氨酸、可溶性糖和蛋白质三者共
同作用调节愈伤组织的渗透势，而 NaCl 质量分数
高于 0.6%时，脯氨酸和可溶性糖可能在披针叶黄华
愈伤组织对盐胁迫反应中发挥着重要的渗透调节作
用。盐胁迫下披针叶黄华愈伤组织通过诱导脯氨酸、
可溶性糖、可溶性蛋白的累积来适应盐胁迫的机制
与王锴[18]和杨颖丽等[19]的研究结果一致。
综上所述，披针叶黄华愈伤组织具有适应一定
质量分数（≤0.8% NaCl）盐渍生境的能力，其在受
到盐胁迫时可以通过增加可溶性渗透调节物质如脯
氨酸、可溶性糖类以降低渗透势及增强抗氧化酶活
性来缓解盐伤害。然而，当超过一定质量分数时（≥
1.0% NaCl），胁迫导致愈伤组织 MDA 量大大增加，
出现严重的氧化损害，愈伤组织生长严重受阻。
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