全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 10 期 2012 年 10 月

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NaCl 胁迫对膜荚黄芪种子萌发和幼苗生理特性的影响
韩多红 1，晋 玲 2，张 勇 1*
1. 河西学院农业与生物技术学院，甘肃 张掖 734000
2. 甘肃中医学院，甘肃 兰州 730000
摘 要：目的 通过对不同浓度 NaCl 胁迫下膜荚黄芪种子萌发及幼苗生理特性的研究，寻找提高膜荚黄芪种子及幼苗在
NaCl 胁迫下抗性能力的途径。方法 测定不同浓度 NaCl 胁迫下膜荚黄芪种子的发芽势（Gv）、发芽率（Gr）、相对发芽率、
相对 NaCl 害率，并对幼苗的叶绿素量、可溶性蛋白质量、丙二醛（MDA）量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）
的活性进行测定。结果 低浓度的 NaCl 胁迫对膜荚黄芪种子的萌发具有促进作用，当 NaCl 胁迫浓度＞50 mmol/L 时，随着
NaCl 浓度的增大，种子的 Gv、Gr、相对发芽率逐渐降低，相对 NaCl 害率逐渐增大，对种子萌发有抑制作用。随着 NaCl
处理浓度的增大，膜荚黄芪幼苗中叶绿素量逐渐减少，可溶性蛋白质量也逐渐降低，二者都与 NaCl 处理浓度呈负相关；随
着 NaCl 处理浓度的增加，幼苗中 MDA 量呈增加趋势，呈正相关；SOD、POD 活性均不同程度地表现为先上升后下降的趋
势，在 75 mmol/L 时达到最大值。结论 膜荚黄芪具有一定的抗 NaCl 胁迫能力，具有向盐碱地引种驯化的潜力。
关键词：膜荚黄芪；NaCl 胁迫；种子萌发；生理特性；发芽势；发芽率
中图分类号：R282.21 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2012)10 - 2045 - 05
Effects of NaCl stress on seed germination and seedling physiological
characteristics of Astraglus membranaceus
HAN Duo-hong1, JIN Ling2, ZHANG Yong1
1. College of Agriculture and Biotechnology, Hexi University, Zhangye 734000, China
2. Gansu College of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730000, China
Key words: Astraglus membranaceus (Fisch.) Bge.; NaCl stress; seed germination; physiological characteristics; germination vigor (Gv);
germination rate (Gr)

膜荚黄芪 Astraglus membranaceus (Fisch.) Bge.
为豆科黄芪属多年生草本植物，以根入药，味甘、
性温，有补气升阳、固表止汗、托毒排脓和生肌等
功效[1-2]。研究表明，其主要含三萜皂苷、黄酮类化
合物以及多糖，有增强机体免疫功能、促进抗体合
成等作用[3]。目前，对膜荚黄芪的研究大多集中于
栽培、药用成分、药理作用等方面[4-6]，对 NaCl 胁
迫下膜荚黄芪种子的萌发及幼苗生理特性方面的研
究未见报道。
近年来由于环境破坏，土壤污染与退化的问题
日趋严重，土壤盐渍化成为当今困扰人类的土壤问
题之一。盐碱土通常能够抑制植物的发育，对植物
的生长产生负作用。选育耐盐作物，提高作物对盐
渍环境适应能力，是减轻土壤盐渍化危害以及开发
利用沿海浅滩等盐渍化土地资源的重要途径[7]。膜
荚黄芪作为一种药食同源药材，以野生为主，但由
于近年来过度采挖，致使野生膜荚黄芪资源几尽枯
竭，不能满足人们的需求。本实验以膜荚黄芪种子
和幼苗为材料，研究 NaCl 胁迫对膜荚黄芪部分生
理生化指标的影响，探索膜荚黄芪在 NaCl 胁迫下
的耐受性及自我调节机制，为膜荚黄芪在河西走廊
大片 NaCl 碱化土地上的引种、驯化和大面积种植
提供一定的理论依据，促进膜荚黄芪资源的可持续
利用。
1 材料
膜荚黄芪种子购买于定西市种子公司，经河西

收稿日期：2012-04-11
基金项目：国家科技支撑计划项目“当归、黄芪、大黄种质资源可持续利用关键技术研究”（2007BAI37B01）；国家中医药管理局 2012 年中医
药行业科研专项（201207002）
作者简介：韩多红，男，甘肃张掖人，副教授，主要从事植物资源学及植物逆境生理学等方面的研究。
Tel: (0936)8280648 E-mail: handuohong@163.com
*通讯作者 张 勇 Tel: (0936)8285056 E-mail: zhangyong@hxu.edu.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 10 期 2012 年 10 月

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学院农业与生物技术学院张勇教授鉴定为膜荚黄芪
Astraglus membranaceus (Fisch.) Bge. 的干燥成熟
种子。
2 方法
2.1 种子萌发指标的测定
选择籽粒饱满、大小一致的种子用 64% H2SO4
处理 4 min 破除硬实，清水冲洗 30 min 后，用 2%
NaClO 消毒 5 min，蒸馏水冲洗 6 次。配制处理液，
设定 NaCl 浓度均为 0、20、50、75、100、150、200
mmol/L 7 个处理，每个处理均设 3 次重复。依照国
际种子检验规程，发芽床采用滤纸法，将吸胀后的
种子置于垫有两层滤纸的培养皿中，分别加入配制
好的处理液，每个培养皿中放 50 粒种子，重复 3
次，置于恒温培养箱中，设定温度为 25 ℃，光照
时间为 10 h，光照强度为 2 000 lx。每天观察统计
萌发数，第 4 天计算发芽势（Gv），第 7 天计算发
芽率（Gr）、相对发芽率和相对 NaCl 害率。
Gv＝4 d 内发芽种子数/供试所有种子数
Gr＝7 d 内发芽种子数/供试所有种子数
相对发芽率＝处理发芽率/对照发芽率
相对 NaCl 害率＝（对照发芽率－处理发芽率）/对照发
芽率
2.2 幼苗相关生理指标的测定
选取长势良好幼苗，将幼苗从培养皿中取出，
根部用蒸馏水洗净，放入装有蛭石的育苗钵内，用
Hoagland 培养液进行浇灌，在幼苗二叶期时定苗，
每钵留生长一致的幼苗 15 株，3 个重复，在第 51
天后进行处理。每天每钵分早晚加 5 mL 处理液，
以蒸馏水为对照。处理 7 d 后测定幼苗的叶绿素量、
可溶性蛋白质量、丙二醛（MDA）量、过氧化物酶
（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性。
2.2.1 叶绿素量的测定[8] 采用分光光度法对叶绿
素 a 和叶绿素 b 的总量进行测定，以 mg/kg 来表示。
2.2.2 可溶性蛋白质量的测定[8] 可溶性蛋白质量
采用考马斯亮蓝 G-250 法测定，以 mg/g 来表示。
2.2.3 MDA 量的测定[8] 采用 TBA 法进行测定
MDA 的量，以 μmol/g 来表示。
2.2.4 POD 活性测定 [8] 采用愈创木酚法测定
POD 的活性，以 U/(g·min)来表示。
2.2.5 SOD 活性测定[9] 采用氮兰四唑（NBT）显
色法测定，以 U/g 来表示。
2.3 数据处理
采用Microsoft Excel 2003软件对数据进行处理
和绘图，采用 SPSS 15.0 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 NaCl 胁迫对膜荚黄芪种子萌发指标的影响
NaCl 胁迫对膜荚黄芪种子萌发造成了一定影
响。当 NaCl 处理浓度＜50 mmol/L 时，Gr、Gv、相
对发芽率均高于对照，对种子的萌发有促进作用。
当 NaCl 浓度大于 50 mmol/L 时，种子 Gr、Gv、相
对发芽率下降，相对 NaCl 害率增大，并随着浓度
升高，种子萌发受抑制程度显著增大（P＜0.05）。
Gv 是表示种子活力的指标，Gv 愈高，表明种子的活
力愈高，萌发速度愈快。当 NaCl 浓度为 20 mmol/L
时，膜荚黄芪种子 Gv 最高为 56.67%，种子的活力
最高，促进作用也最强，见表 1。
3.2 NaCl 胁迫对膜荚黄芪幼苗相关生理指标的影响
3.2.1 对叶绿素量的影响 叶绿素是重要的光合作
用物质，一定范围内，其量的多少直接影响光合作
用的强度，不同胁迫因子对叶绿素的合成和分解均
有一定程度的影响[10]。叶绿体是对 NaCl 胁迫最敏
感的细胞器，NaCl 胁迫可造成叶绿体的类囊体膨
大，基粒排列不规则，从而使叶绿体结构破坏，叶
表 1 NaCl 胁迫对膜荚黄芪种子萌发的影响 (n＝3)
Table 1 Effect of NaCl stress on seed germination of A. membranaceus (n＝3)
处理 / (mmol·L−1) Gr / % Gv / % 相对发芽率 / % 相对 NaCl 害率 / %
对照 51.22±1.11 bc 46.67±1.93 bc 100.00±0 e 0±0 de
20 62.22±1.47 a 54.45±1.22 a 119.15±2.03 a −19.15±2.23 f
50 56.66±1.63 ab 52.22±1.54 ab 108.51±2.17 a −8.51±2.78 ef
75 46.67±1.93 c 41.11±2.22 c 89.36±1.82 b 10.64±1.52 d
100 35.56±1.44 d 26.67±1.73 d 68.08±2.32 c 31.91±2.27 c
150 22.22±1.11 e 15.56±1.11 e 42.55±1.73 d 57.45±1.32 b
200 4.44±1.07 f 2.22±1.01 f 8.51±1.13 e 91.49±1.27 a
不同字母表示差异显著（P＜0.05），相同字母表示差异不显著，下同
Different letters mean significant difference (P < 0.05), same letters mean no significant difference, same as below
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绿体量下降。由图 1 可以看出，随着 NaCl 处理浓
度的增大，膜荚黄芪叶片中叶绿素量逐渐减少，二
者呈负相关性。不同浓度 NaCl 处理后，与对照相
比，各处理组叶片中叶绿素的量具有显著差异（P＜
0.05）。其中 200 mmol/L 的 NaCl 处理后，叶绿素的
量急剧减少，较对照组减少了 48.8%。

图 1 NaCl 处理对膜荚黄芪幼苗叶片叶绿素量的影响
Fig. 1 Effect of NaCl stress on chlorophyll content
in leaves of A. membranaceus seedlings
3.2.2 对可溶性蛋白质量的影响 一般认为，NaCl
胁迫使植物的蛋白质合成受阻，水解加剧，进而导
致蛋白质量下降。渗透调节物质量减少则会使 NaCl
离子对细胞的伤害增强，可溶性蛋白质作为渗透调
节物质之一，其量的变化在一定程度上可反映植物
受伤害的程度。如图 2 所示，与对照组比较，在 NaCl
处理浓度≤20 mmol/L 时，可溶性蛋白质的量变化
不明显；当 NaCl 处理浓度≥50 mmol/L 并逐渐增大
时，各处理组中的可溶性蛋白质量急剧减少，说明
随着 NaCl 浓度的增加，对细胞的伤害逐渐增强。
3.2.3 对 MDA 量的影响 MDA是膜脂过氧化的
主要产物，其量与细胞膜系统的伤害程度密切相
关[11]。在正常生长条件下，植物体内高浓度活性
氧的产生和清除处于平衡状态，当处于逆境胁迫
时平衡被破坏，引发膜脂过氧化产生大量的
MDA[12]。可用 MDA 量来代表植物膜脂过氧化的
水平，反映植物受伤害的程度 [13]。由图 3 可见，
随着 NaCl 处理浓度的增大，幼苗中 MDA 的量随
之增大，呈正相关。与对照组相比，各处理浓度
下幼苗中 MDA 的量差异较显著（P＜0.05）。当
NaCl 浓度≥150 mmol/L 时，MDA 量急剧增加，
说明此时膜脂过氧化反应强烈，细胞内酶系统和
渗透调节物质的作用已不再明显；当 NaCl 处理浓
度为 200 mmol/L 时，幼苗中 MDA 量为对照的
1.130 4 倍。

图 2 NaCl 处理对膜荚黄芪幼苗可溶性蛋白质量的影响
Fig. 2 Effect of NaCl stress on soluble protein content
in leaves of A. membranaceus seedlings

图 3 NaCl 处理对膜荚黄芪幼苗叶片 MDA 量的影响
Fig. 3 Effect of NaCl stress on MDA content
in leaves of A. membranaceus seedlings
3.2.4 对 POD 活性的影响 POD 也是一种重要
的保护性酶，它在植物体内普遍存在，与植物呼
吸作用、光合作用及生长素的氧化等有密切关
系。在植物生长发育过程中，它的活性不断变化，
因此测量此酶可以反映某一时期内植物体内代
谢的变化。如图 4 所示，在 NaCl 处理浓度＜75
mmol/L时，POD活性随 NaCl浓度的增加而增加；
当 NaCl 处理浓度达到 75 mmol/L 时，POD 活性
最大，说明膜荚黄芪对 75 mmol/L 以下的 NaCl
胁迫有一定的适应调节能力；在 NaCl 处理浓度＞
75 mmol/L 时，POD 活性随 NaCl 浓度的增加而
呈下降趋势，说明已超出了其耐受限度，适应调
节能力已减弱。
3.2.5 对 SOD 活性的影响 如图 5 所示，0～75
mmol/L NaCl 处理后，SOD 活性随着 NaCl 胁迫浓
度的增加而增加。在 NaCl 处理浓度为 75 mmol/L
时达到最大，SOD 活性随着胁迫的继续加深而降
低，说明清除活性氧的速度低于自由基的产生速率，
导致自由基过度积累，幼苗生理功能开始受到损伤，

0 20 50 75 100 150 200
12
10
8
6
4
2
0
M
D
A
/
(μ
m
ol
·g
−1
)
J
h
fg ef
def
bc b
NaCl 浓度 / (mmol·L−1)

0 20 50 75 100 150 200
35
30
25
20
15
10
5
0
蛋
白
质
/
(m
g·
g−
1 )

abc
a
ef ef
h
i
k
NaCl 浓度 / (mmol·L−1)

0 20 50 75 100 150 200
12
10
8
6
4
2
0
叶
绿
素
/
(m
g·
kg
−1
)
NaCl 浓度 / (mmol·L−1)
a
ab bc cd
de e
fg
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图 4 NaCl 处理对膜荚黄芪幼苗叶片 POD 活性的影响
Fig. 4 Effect of NaCl stress on POD activity in leaves
of A. membranaceus seedlings

图 5 NaCl 处理对膜荚黄芪幼苗叶片 SOD 活性的影响
Fig. 5 Effect of NaCl stress on SOD activity in leaves
of A. membranaceus seedlings
而在 NaCl 处理浓度＜75 mmol/L 时，幼苗能够进行
一定的调节适应，在NaCl处理浓度＞75 mmol/L时，
已超出其耐受限度，SOD 活性开始下降，调节能力
逐渐减弱。
4 讨论
4.1 NaCl 胁迫对膜荚黄芪种子萌发的影响
种子植物的生长是从种子萌发开始的，所以，
种子耐 NaCl 性及其机制的研究是植物耐 NaCl 性早
期鉴定的基础。同时种子的萌发是植物整个生命史
的关键，而生活在 NaCl 渍环境中的植物在萌发过
程中的耐 NaCl 能力又是其幼苗建立的关键。关于
膜荚黄芪种子在 NaCl 胁迫下萌发特性和幼苗生长
的研究未见报道。当土壤中的NaCl在 0.1%～2%时，
一般认为土壤发生了 NaCl 渍化，成为了 NaCl 碱土。
本实验中设定的最低处理浓度为 20 mmol/L，相当
于土壤中的 NaCl 为 0.117%，更低浓度的 NaCl 已
不属于土壤 NaCl 碱化的范围。本研究结果发现，
在 NaCl 处理浓度＜50 mmol/L 时，对种子萌发有促
进作用，当 NaCl 处理浓度＞50 mmol/L 时，随着
NaCl 浓度的增大，种子的 Gr、Gv、相对发芽率逐
渐降低，相对 NaCl 害率逐渐增大，对种子萌发有
抑制作用。认为膜荚黄芪种子萌发时需要一定浓度
的离子来激活有关酶活性，所以低浓度 NaCl 对种
子 Gr、Gv、相对发芽率都有促进作用，但高浓度的
离子则造成了离子毒害作用。
4.2 NaCl 胁迫对膜荚黄芪幼苗中叶绿素、可溶性
蛋白质及 MDA 的影响
有报道指出，外界 NaCl 胁迫处理能降低植物
叶绿素量[14]。在本实验中，随着 NaCl 处理浓度的
增大，膜荚黄芪叶片中叶绿素量逐渐减少，二者呈
负相关性。其中 200 mmol/L NaCl 处理后，叶绿体
色素的量急剧减少，较对照组减少了 48.8%。原因
可能是 NaCl 胁迫使叶绿体内的蛋白质合成受到破
坏，叶绿体内蛋白质的量减少，叶绿体与蛋白质的
结合削弱，叶绿体趋向分解[15]。植物体内的可溶性
蛋白质大多数是参与各种代谢的酶类，其量的高低
是了解植物体总代谢的一个重要指标。本试验中，
随 NaCl 浓度的增加，膜荚黄芪幼苗中可溶性蛋白
质的量逐渐降低，表明 NaCl 胁迫可能降低了蛋白
质的合成速率，或者是加速了储藏蛋白质的水解。
MDA 是膜脂过氧化产物，对植物的细胞膜和酶有
严重损伤作用，常导致膜结构以及生理完整性的破
坏。一般说来，NaCl 胁迫处理后，耐 NaCl 品种细
胞膜系统遭受破坏程度小，表现在细胞膜透性小；
敏感品种细胞膜系统破坏严重，表现为细胞膜透性
大，因此，可以作为反映胁迫情况的重要指标。在
本实验中，随着 NaCl 浓度的增加，膜荚黄芪幼苗
中 MDA 量呈增加趋势，呈正相关性。当 NaCl 浓
度≥150 mmol/L 时，MDA 量急剧增加，说明此时
膜脂过氧化反应强烈，细胞内酶系统和渗透调节物
质的作用已不再明显。
4.3 NaCl 胁迫对膜荚黄芪幼苗中 POD 和 SOD 活
性的影响
一般来讲，在 NaCl 胁迫下，植物体内的 SOD
等酶活性与植物的抗氧化胁迫能力呈正相关，而且
在 NaCl 胁迫下，NaCl 生植物与非 NaCl 生植物相
比，其 SOD 等的活性更高，因而更能有效地清除
活性氧，阻抑膜质过氧化。活性氧也能对细胞内生
物大分子如蛋白质和核酸等造成伤害。在不同 NaCl
浓度胁迫下，SOD、POD 活性均不同程度地表现为
先上升后下降的趋势。从保护酶活性的变化可以看
出，在低浓度 NaCl 胁迫下，膜荚黄芪可通过提高

0 20 50 75 100 150 200
1 600
1 400
1 200
1 000
800
600
400
200
0
NaCl 浓度 / (mmol·L−1)
SO
D
活
性
/ (
U
·g
−1
)

g
bcd
b
a
bc bcd
cde
0 20 50 75 100 150 200
600
500
400
300
200
100
0P
O
D
活
性
/
(U
·g
−1
·m
in
−1
)
NaCl 浓度 / (mmol·L−1)
J
def cd
bc
efg fgh hi
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保护酶活性加强耐 NaCl 性从而减轻 NaCl 对自身的
伤害，但这种能力是有限的，当 NaCl 量超出一定
程度后，保护酶的活性就会降低。
综上所述，低浓度 NaCl 胁迫对膜荚黄芪种子
的萌发具有促进作用，当 NaCl 胁迫浓度＞50
mmol/L 时，随着 NaCl 浓度的增大，种子的 Gr、Gv、
相对发芽率逐渐降低，相对 NaCl 害率逐渐增大，
对种子萌发有抑制作用。随着 NaCl 处理浓度的增
大，膜荚黄芪幼苗中叶绿素量逐渐减少，可溶性蛋
白质的量也逐渐降低，二者都与 NaCl 处理浓度呈
负相关性；随着NaCl处理浓度的增加，幼苗中MDA
量呈增加趋势，呈正相关性；随着 NaCl 处理浓度
的增加，SOD、POD 活性均不同程度地表现为先上
升后下降的趋势。通过种子萌发与生理指标的分析，
表明膜荚黄芪具有一定的抗 NaCl 能力，具有向干
旱、NaCl 碱地区引种驯化的潜力。
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