全 文 ：新 疆 农 业 大 学 学 报　２０１２，３５（２）：１０７～１１１
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
文章编号：１００７－８６１４（２０１２）０２－０１０７－０５
两种十字花科短命植物抗旱性分析及其指标研究
许春华，陈全家，郭忠军，高文伟，苏秀娟，曲延英
（新疆农业大学 农学院，乌鲁木齐　８３００５２）
摘　要：　以两种十字花科类短命植物大蒜芥（Ｓｉｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍ Ｌ．）和线果芥（Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌｉｑｕａ　Ｌ．）为
材料，利用不同浓度的ＰＥＧ－６０００对二者种子和幼苗进行胁迫，统计种子的发芽率并测定苗期叶片相对含水量，从
而筛选出合适的ＰＥＧ－６０００胁迫浓度。测定幼苗胁迫后的７种生理生化指标，然后与拟南芥进行比较，综合评价其
抗旱性。结果发现，大蒜芥和线果芥幼苗具有较强的抗旱性；脯氨酸、ＭＤＡ、ＳＯＤ、ＰＯＤ等指标可作为大蒜芥抗旱
性研究的良好参数；脯氨酸、可溶性糖、ＭＤＡ、ＳＯＤ、ＣＡＴ等指标可用来对线果芥进行抗旱性研究。
关键词：　短命植物；大蒜芥；线果芥；抗旱性；生理指标
中图分类号：Ｑ９４９．７４８．３　　　　　　文献标识码：Ａ　
Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｄｒｏｕｇｈｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ
Ｔｗｏ　Ｃｒｕｃｉｆｅｒｏｕｓ　Ｅｐｈｅｍｅｒａｌ　Ｐｌａｎｔｓ
ＸＵ　Ｃｈｕｎ－ｈｕａ，ＣＨＥＮ　Ｑｕａｎ－ｊｉａ，ＧＵＯ　Ｚｈｏｎｇ－ｊｕｎ，
ＧＡＯ　Ｗｅｎ－ｗｅｉ，ＳＵ　Ｘｉｕ－ｊｕａｎ，ＱＵ　Ｙａｎ－ｙｉｎｇ
（Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３００５２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，ｔｈｅ　Ｓｉｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍＬ．ａｎｄ　Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌｉｑｕａ　Ｌ．ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　Ｃｒｕｃｉｆｅｒ－
ｏｕｓ　ｅｐｈｅｍｅｒａｌ　ｐｌａｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｔｅｓｔ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｗｈｏｓｅ　ｓｅｅｄｓ　ａｎｄ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｂｙ　ＰＥＧ－６０００
ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｓｅｅｄｓ　ｗｅｒｅ　ｃｏｕｎｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ
ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｌｅａｆ　ｉｎ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ　ｗｅｒｅ　ｔｅｓｔｅｄ，ｔｈｕｓ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ＰＥＧ－６０００ｓｔｒｅｓｓ
ａｎｄ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ　ｓｅｖｅｎ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ａｆｔｅｒ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｔｈｅｎ　ｃｏｍｐａｒｅｄ
ｔｈｅｍ　ｗｉｔｈ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａｔｈｕｓ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ　ａｓｓｅｓｓｉｎｇ　ｉｔｓ　ｄｒｏｕｇｈｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｆｉｎａｌｙ　ｉｔ　ｗａｓ　ｄｉｓ－
ｃｏｖｅｒｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｏｆ　Ｓｉｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍＬ．ａｎｄ　Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌｉｑｕａ　Ｌ．ｈａｄ　ｓｔｒｏｎｇｅｒ　ｄｒｏｕｇｈｔ
ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；Ｔｈｅ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｉｒ　ｐｒｏｌｉｎｅ，ＭＤＡ，ＳＯＤ，ＰＯＤ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｇｏｏｄ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｒｅ－
ｓｉｓｔａｎｃｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｓｉｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍ　Ｌ．；Ｔｈｅ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ｐｒｏｌｉｎｅ，ｓｏｌｕｂｌｅ　ｓｕｇａｒ，ＭＤＡ，ＳＯＤ，ＣＡＴ
ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｄｒｏｕｇｈｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌｉｑｕａ　Ｌ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｅｐｈｅｍｅｒａｌ　ｐｌａｎｔｓ；Ｓｉｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍＬ．；Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌｉｑｕａ　Ｌ．；ｄｒｏｕｇｈｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；
ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｄｉｃｅｓ１
　　早春短命植物能利用早春雨水或雪水在夏季干
旱到来之前即可完成生长开花结果等，生活周期短。
目前对短命植物的研究大多集中在生态学［１］、植物
地理［２，３］、生殖生态学［４］等方面，而对短命植物抗旱
性研究报道较少。大蒜芥（Ｓｉｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍ
Ｌ．），属十字花科草本植物，生长在荒漠草原带的草
地、荒地及路边等，海拔６００～１５００ｍ。线果芥
（Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌｉｑｕａ　Ｌ．），属十字花科草本植
物，生在山坡，海拔９００～１０００ｍ。
目前有关植物抗旱鉴定的指标有很多，但是尚
未定论具体植物类群的具体抗旱指标。本研究以生
长在新疆的短命植物大蒜芥和线果芥为材料，结合
二者在抗旱胁迫下的形态变化和几种生理生化指标
的变化，分析这些生理生化指标与抗旱性的关系，从
收稿日期：２０１１－０２－１４
基金项目：国家转基因专项（２００８ＺＸ０８００５－００４）；国家自然科学基金项目（３１０６０１５１）
通讯作者：曲延英，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｊｙｙｑ５３２２＠１２６．ｃｏｍ
新　疆　农　业　大　学　学　报 ２０１２年　
而明确这些指标在二者抗旱过程中的作用和意义，
为今后开展进一步抗旱机制研究提供理论依据。
１　材料与方法
１．１　材 料
线果芥种子采自新疆乌鲁木齐市烈士陵园荒
地。大蒜芥种子采自新疆阜康戈壁。采后置于４℃
保存。
１．２　方 法
１．２．１　种子的干旱胁迫
大蒜芥和线果芥种子经７５％酒精处理，之后用
无菌水润洗数次，再播种于铺有两层滤纸的培养皿
中，每个培养皿播种５０粒，滤纸先用０，５％，１０％，
１５％，２０％ＰＥＧ－６０００水溶液完全浸润，然后置于光
照培养箱（白天２５℃，１６ｈ；夜间１８℃，８ｈ光照强
度８　０００ｌｘ）中培养。每天观察萌发状况及其表型，
统计相关数据。
１．２．２　幼苗的干旱胁迫
大蒜芥和线果芥种子播种于 ＫＬＡＳＭＡＮＮ公
司生产营养土＋蛭石（１∶１）的混合土中，各播９８
盆，每盆１５株。其中２８盆用于叶片相对含水量测
定，对生长４周的幼苗采用０％，５％，１０％，２０％，
２５％，３０％ＰＥＧ－６０００浇灌处理（每个处理４盆），胁
迫０，１，２，３，４ｄ后，每个处理随机选择２０株，每株
采取２片叶，共４０片，测定叶片相对含水量［５］，每次
３个重复。观察其生长状况，记录数据。对生长４
周的７０盆幼苗用２５％ＰＥＧ－６０００浇灌处理，胁迫０，
１，２，３，４ｄ后用于生理生化指标的检测，３次重复。
１．２．３　测定方法
可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量及超氧化物
歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性测定参照邹
奇方法［６］；测丙二醛（ＭＤＡ）含量参考赵世杰等的方
法［７］；测过氧化物酶（ＰＯＤ）活性用愈创木酚法［８］。
１．２．４　数据处理
采用ＳＰＳＳ１６．０统计软件对所测数据进行单因
子方差分析（Ｏｎｅ－ｗａｙ　ＡＮＯＶＡ）。
２　结果与分析
２．１　ＰＥＧ－６０００胁迫下大蒜芥和线果芥种子萌发
情况
不同浓度ＰＥＧ－６０００分别对大蒜芥和线果芥种
子发芽进行胁迫。结果表明，干旱胁迫对大蒜芥和
线果芥种子的萌发皆有抑制作用。二者在正常条件
下发芽率分别为９２％和８９％，ＰＥＧ－６０００浓度为
５％时，二者的发芽率基本不受影响。浓度为１０％
时，发芽率分别降至７８％和６４％。浓度达到１５％
时，大蒜芥和线果芥的萌发率分别降至５２％和
４８％，浓度达到２０％时，二者发芽率皆降至０。１５％
～２０％的ＰＥＧ－６０００浓度为二者种子萌发期胁迫的
临界值。随着ＰＥＧ－６０００浓度的升高，大蒜芥和线
果芥根变短，子叶颜色由深绿变为淡绿色。
２．２　ＰＥＧ－６０００胁迫下大蒜芥和线果芥幼苗生长
情况
当ＰＥＧ－６０００浓度为５％时，胁迫处理２ｄ后，
二者的生长状况与对照无表型上的差别。随着浓度
的升高，叶片开始发生不同程度的萎蔫，当浓度达到
２５％时，大蒜芥叶片颜色变暗，大部分叶片萎蔫，而
线果芥叶片有部分萎蔫，还有部分发生卷曲。至浓
度达到３０％时，大蒜芥和线果芥叶片严重失水。二
者苗期的ＰＥＧ－６０００致死浓度应为３０％以上，对干
旱胁迫表现出一定的耐受性。
２．３　ＰＥＧ－６０００胁迫下大蒜芥和线果芥幼苗相对
含水量变化
随着ＰＥＧ－６０００浓度的增加，大蒜芥和线果芥
的叶片相对含水量均呈现下降趋势（图１、图２）。
图１　ＰＥＧ－６０００胁迫后大蒜芥叶片相对含水量的变化
Ｆｉｇ．１　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｌｅａｆ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｉｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌ－
ｔｉｓｓｉｍｕｍｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ａｆｔｅｒ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ（ＲＷＣ）
图２　ＰＥＧ－６０００胁迫后线果芥叶片相对含水量的变化
Ｆｉｇ．２　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｌｅａｆ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ
ｐｌａｎｉｓｉｌｉｑｕａ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ａｆｔｅｒ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ（ＲＷＣ）
８０１
　第２期 许春华，等：两种十字花科短命植物抗旱性分析及其指标研究
在ＰＥＧ－６０００浓度为５％时，二者的叶片相对含
水量出现极小幅度的下降，之后随着ＰＥＧ－６０００浓
度的增加二者的叶片含水量出现持续降低。大蒜芥
和线果芥的叶片相对含水量在ＰＥＧ－６０００浓度达到
２５％时，下降速率增大。相较而言，线果芥较大蒜芥
下降速率缓慢。在ＰＥＧ－６０００浓度为０～２０％时，大
蒜芥和线果芥的叶片相对含水量均无显著差异。选
择２５％的ＰＥＧ－６０００浓度作为二者后期生理生化指
标检测的合适胁迫浓度。
２．４　ＰＥＧ－６０００对大蒜芥和线果芥幼苗渗透调节
物质含量的影响
由图３知，大蒜芥受胁迫１ｄ后可溶性糖达到
最大值，比胁迫前高出６５％（Ｐ ＜０．０１），在随后
３ｄ，随着胁迫时间的延长而降低。脯氨酸含量在胁
迫２ｄ后达到最大值，为胁迫前的４倍，随后２ｄ，脯
氨酸含量有小幅减少，但含量仍远高于胁迫前，说明
ＰＥＧ－６０００胁迫导致大蒜芥细胞内的脯氨酸含量出
现积累。可溶性蛋白含量在整个胁迫时间里含量变
化较小，即ＰＥＧ－６０００胁迫对大蒜芥可溶性蛋白含
量的影响不明显。
图３　２５％ＰＥＧ－６０００胁迫对大蒜芥幼苗渗透调节物质含量
的影响
Ｆｉｇ．３　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　２５％ ＰＥＧ－６０００　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｏｓｍｏｔｉｃ
ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ　ｓｕｂｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　Ｓｉｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍｓｅｅｄ－
ｌｉｎｇｓ
由图４知，经过２５％的ＰＥＧ－６０００胁迫之后，线
果芥的可溶性糖含量随着时间延长而增加。ＰＥＧ－
６０００胁迫后，随着时间的延长，线果芥的脯氨酸含
量呈现大幅增加的趋势，胁迫１ｄ后脯氨酸含量增
加为胁迫前的６倍，胁迫２ｄ后增至胁迫前的１０倍，
胁迫３ｄ后脯氨酸含量达最大值（Ｐ＜０．０１）。可溶
性蛋白含量在 ＰＥＧ－６０００胁迫后变化不大，ＰＥＧ－
６０００胁迫对其含量的影响不明显。
图４　２５％ＰＥＧ－６０００胁迫对线果芥幼苗渗透调节物质含量
的影响
Ｆｉｇ．４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　２５％ ＰＥＧ－６０００　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｏｓｍｏｔｉｃ
ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ　ｓｕｂｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌｉｑｕａ　ｓｅｅｄ－
ｌｉｎｇｓ
２．５　ＰＥＧ－６０００胁迫对大蒜芥和线果芥幼苗 ＭＤＡ
含量的变化
由图５知，在整个ＰＥＧ－６０００胁迫过程中，大蒜
芥 ＭＤＡ 含量持续增加。在胁迫１ｄ后，线果芥
ＭＤＡ含量增至最大，显著高于胁迫前（Ｐ＜０．０５），
随后线果芥 ＭＤＡ含量开始下降，胁迫４ｄ后线果
芥 ＭＤＡ含量低于胁迫前。
图５　２５％ＰＥＧ－６０００胁迫对大蒜芥和线果芥幼苗 ＭＤＡ含
量的影响
Ｆｉｇ．５　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　２５％ ＰＥＧ－６０００　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ＭＤＡ　ｏｆ
Ｓｉｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉ－
ｓｉｌｉｑｕａ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
２．６　ＰＥＧ－６０００对大蒜芥和线果芥幼苗 ＳＯＤ、
ＰＯＤ、ＣＡＴ活性的影响
由图６知，大蒜芥的ＳＯＤ活性随着时间的延长
逐渐增加，至胁迫３ｄ后达到最大（Ｐ＜０．０１），整个
胁迫过程中，ＳＯＤ活性始终远高于胁迫前。胁迫
１ｄ后线果芥的ＳＯＤ活性达最大，约为胁迫前的两
倍（Ｐ＜０．０１），随着时间的延长，ＳＯＤ活性呈下降
趋势，但整个胁迫过程中ＳＯＤ活性均高于胁迫前。
９０１
新　疆　农　业　大　学　学　报 ２０１２年　
图６　２５％ＰＥＧ－６０００胁迫对大蒜芥和线果芥幼苗ＳＯＤ活
性的影响
Ｆｉｇ．６　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　２５％ＰＥＧ－６０００　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ＳＯＤ　ｏｆ　Ｓｉ－
ｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌ－
ｉｑｕａ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
由图７知，在ＰＥＧ－６０００胁迫试验期的前３ｄ，
大蒜芥ＰＯＤ活性随着时间的延长逐渐增加并达峰
值，为胁迫前的近３倍（Ｐ＜０．０１），此时ＰＯＤ活性
极显著高于胁迫前。在ＰＥＧ－６０００胁迫４ｄ中，大
蒜芥的ＰＯＤ活性始终高于胁迫前。在ＰＥＧ－６０００
胁迫试验期的前２ｄ，线果芥ＰＯＤ活性随时间延长
逐渐增加至最大值，此时ＰＯＤ活性显著高于胁迫前
（Ｐ＜０．０５）。在整个ＰＥＧ－６０００胁迫过程中，线果
芥ＰＯＤ活性皆高于胁迫前。
图７　２５％ＰＥＧ－６０００胁迫对大蒜芥和线果芥幼苗ＰＯＤ活
性的影响
Ｆｉｇ．７　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　２５％ＰＥＧ－６０００　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ＰＯＤ　ｏｆ　Ｓｉ－
ｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌ－
ｉｑｕａ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
由图８知，在整个ＰＥＧ－６０００胁迫过程中，大蒜
芥的ＣＡＴ活性出现先减小后增加又减小的变化趋
势，变化幅度较小。受ＰＥＧ－６０００胁迫之后，线果芥
ＣＡＴ活性呈现波浪式变化趋势，但在胁迫试验期的
后３ｄ，线果芥ＣＡＴ活性皆高于胁迫前水平。
图８　２５％ＰＥＧ－６０００胁迫对大蒜芥和线果芥幼苗ＣＡＴ活
性的影响
Ｆｉｇ．８　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　２５％ＰＥＧ－６０００　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ＣＡＴ　ｏｆ　Ｓｉ－
ｓｙｂｒｉｕｍ　ａｌｔｉｓｓｉｍｕｍｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｒｉｎｇｉａ　ｐｌａｎｉｓｉｌ－
ｉｑｕａ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
３　讨 论
在本研究中，ＰＥＧ－６０００胁迫之后大蒜芥和线
果芥均表现出一定抗旱性，二者萌发时的 ＰＥＧ－
６０００胁迫临界浓度值在１５％～２０％。刘海龙等在
研究拟南芥的抗旱性时指出拟南芥种子萌发时
ＰＥＧ胁迫的临界浓度值为２５％［９］，与拟南芥相比，
在种子萌发阶段大蒜芥和线果芥的抗旱性可能小于
拟南芥。从表型观察初步判断，大蒜芥和线果芥苗
期ＰＥＧ－６０００胁迫的致死浓度为３０％以上，而拟南
芥幼苗的致死浓度为２５％［９］，可能大蒜芥和线果芥
在幼苗期具有高于拟南芥的抗旱性。
干旱逆境下，植物叶片含水量会下降，一般情况
下抗旱性强的植物较抗旱性弱的植物叶片含水量下
降速度慢［１０］。本研究中，ＰＥＧ－６０００浓度为２５％
时，线果芥叶片的萎蔫程度小于大蒜芥，其叶片相对
含水量的下降速率也较大蒜芥缓慢，由表型和叶片
含水量结果综合分析知，线果芥幼苗的抗旱性强于
大蒜芥幼苗，与之前刘海龙的研究结果相比较，可以
看出线果芥和大蒜芥的抗旱能力强于拟南芥。大蒜
芥和线果芥苗期的抗旱性强于种子萌发期，研究幼
苗阶段的抗旱性更具意义。
在干旱胁迫条件下，植物生长受到抑制，植物组
织可以通过降低细胞的渗透势适应外界环境，这一
现象称为渗透调节［１１］。可溶性糖在逆境下通过降
低细胞的渗透势来维持细胞膨压，其含量越高，细胞
失水的可能性越小，成活的可能性就越大，也就是抗
性得到提高［１２］。植物体内的可溶性蛋白大多数是
参与各种代谢的酶类，具有多种生物功能。本研究
０１１
　第２期 许春华，等：两种十字花科短命植物抗旱性分析及其指标研究
中，干旱胁迫后大蒜芥脯氨酸大量积累，表明大蒜芥
可通过增加脯氨酸抵御干旱伤害。干旱胁迫后线果
芥脯氨酸与可溶性糖大量积累，表明线果芥通过增
加二者来维持渗透压，从而保护其免受干旱带来的
损害。干旱胁迫之后大蒜芥和线果芥幼苗的可溶性
蛋白含量出现不规则的增减现象，并且整个过程中
可溶性蛋白含量偏低，说明可溶性蛋白与二者抗旱
性关系不明显，不宜作为二者抗旱性的鉴定指标。
植物器官在逆境下遭受伤害，往往会发生膜脂
过氧化作用，ＭＤＡ是膜脂过氧化的最终分解产物，
ＭＤＡ积累的多少在一定程度上反映了植物细胞受
损情况［１３］。试验结果表明，在整个ＰＥＧ－６０００胁迫
过程中大蒜芥 ＭＤＡ含量持续增加，说明大蒜芥在
胁迫后细胞膜系统持续发生过氧化作用。胁迫起
初，线果芥 ＭＤＡ含量急剧增加，此时ＰＥＧ－６０００胁
迫导致线果芥幼苗发生质膜过氧化作用，说明胁迫
对其细胞膜造成了伤害。
在逆境条件下，体内抗氧化系统清除活性氧能
力下降，这种平衡被打破［１４］。在环境胁迫下，植物
细胞内将大量产生并累积活性氧自由基［１５］。ＰＯＤ、
ＳＯＤ、ＣＡＴ是植物体受到外界逆境胁迫时的保护
酶。植物细胞内抗氧化保护酶在清除活性氧、保护
细胞免遭逆境伤害方面负有重要功能［１３］。大蒜芥
的ＳＯＤ、ＰＯＤ活性先出现上升，然后缓慢下降并始
终保持较高的酶活性，同时其ＣＡＴ活性先降低然
后升高，最后维持胁迫前水平。而线果芥ＳＯＤ和
ＰＯＤ活性起初迅速上升而后逐渐降低，ＣＡＴ活性
起初下降随后呈不规则升降变化，但ＣＡＴ始终维
持一个较高的活性。表明在一定范围内，大蒜芥和
线果芥的抗氧化系统在抵御干旱胁迫时发挥着更重
要的作用。
４　小 结
ＰＥＧ－６０００模拟干旱胁迫对大蒜芥和线果芥幼
苗各种生理指标的影响有差异，脯氨酸、ＭＤＡ、
ＳＯＤ、ＰＯＤ等指标可作为大蒜芥抗旱性研究的参
数；脯氨酸、可溶性糖、ＭＤＡ、ＳＯＤ、ＣＡＴ等指标可
用来对线果芥进行抗旱性分析研究。同时，试验表
明在ＰＥＧ－６０００胁迫下，大蒜芥和线果芥在一定程
度上表现出渗透调节物质协同抗氧化系统来抵御干
旱胁迫。
大蒜芥和线果芥在适应生境的同时产生了独特
的抗逆机制。短命植物对生境水分、养分条件的改
善和防风固沙有重要作用［１６］。所以对其展开研究
并进行种质资源的开发，对改善生态环境有很大的
作用。
由于植物的抗旱性受多种因素的调控和影响，
机制较为复杂，本研究只是对两种典型的十字花科
类短命植物进行了抗旱性的初探，对其进行全面系
统的抗旱性评价还需要进一步的研究和证实。
参考文献：
［１］　潘伟斌，黄培祐．四种短命植物若干生物学生态学特性
的研究［Ｊ］．植物生态学报，１９９５，１９（１）：８５－９１．
［２］　李向义．新疆短命植物根系特征与立地条件的关系
［Ｊ］．干旱区研究，２０００，１７（３）：２８－３４．
［３］　钱亦兵，吴兆宁，张立运，等．古尔班通古特沙漠短命植
物空间分布特征［Ｊ］．科学通报，２００７，５２（１９）：２２９－
２３０．
［４］　马生军，谭敦炎．短命植物甘新念珠芥和宽翅菘蓝的物
候性表达特征［Ｊ］．生态学报，２００７，２７（２）：４８６－４９．
［５］　陈少瑜，郎南军，李吉跃，等．干旱胁迫下坡柳等幼苗质
膜相对透性和脯氨酸含量的变化［Ｊ］．广西植物，２００６，
２６（１）：８０－８４．
［６］　邹奇．植物生理学试验指导［Ｍ］．北京：中国农业出版
社，２０００．
［７］　赵世杰，许长成，邹琦，等．植物组织中丙二醛测定方法
的改进［Ｊ］．植物生理学通讯，１９９４，３０（３）：２０７－２１０．
［８］　张宪政．植物生理学实验技术［Ｍ］．沈阳：辽宁科学技
术出版社，１９９４．
［９］　刘海龙，杜娟，吴立柱，等．拟南芥种子萌发及幼苗生长
对干旱和 ＮａＣｌ胁迫的响应［Ｊ］．河北农业大学学报，
２００８，３１（２）：１１－１５．
［１０］　Ｍａｒｓｈａｌ　Ｊ，Ｒｕｔｌｅｄｇｅ　Ｒ，Ｂｌｕｍｗａｌｄ　Ｅ，ｅｔ　ａｌ．Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ｉｎ　ｔｕｒｇｉｄ　ｗａｔｅｒ　ｖｏｌｕｍｅｉｎ　ｊａｃｋ　ｐｉｎｅ，ｗｈｉｔｅ　ｓｐｒｕｃｅ　ａｎｄ
ｂｌａｃｋ　ｓｐｒｕｃｅ　ｉｎ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｏ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ａｎｄ　ｐａｃｌｏｂｕｔｒａｚｏｌ
［Ｊ］．Ｔｒｅｅ　Ｐｈｙｓｉｏｌ，２０００（２０）：７０１－７０７．
［１１］　Ｈｓｉａｏ　Ｔ　Ｃ．Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｉｎ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ
ｔｏ　ｗａｔｅｒ　ｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．Ａｎｎ　Ｒｅｖ　Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ，１９７３，２４：
５１９－５７０．
［１２］　刘雪凝，杨利平，马川，等．温汤处理种球对亚洲百合
幼苗耐热性的影响［Ｊ］．中国农业科学，２０１０，４３（６）：
１３１４－１３１５．
［１３］　余叔文，汤章城．植物生理与分子生物学［Ｍ］．２版．
北京：科学出版社，１９９９．
［１４］　尹永强，胡建斌，邓明军．植物叶片抗氧化系统及其对
逆境胁迫的响应研究进展［Ｊ］．中国农学通报，２００７，
２３（１）：１０５－１０６．
［１５］　Ｂｏｗｌｅｒ　Ｃ，Ｖａｎ　Ｍｏｎｔａｇｕ　Ｍ，Ｉｎｚｅ　Ｄ．Ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ　ｄｉｓ－
ｍｕｔａｓｅ　ａｎｄ　ｓｔｒｅｓｓ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ［Ｊ］．Ａｎｎ　Ｒｅｖ　Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓ－
ｉｏｌ　Ｐｌａｎｔ　Ｍｏｌ　Ｂｉｏｌ，１９９２，４３：８３－１１６．
［１６］　袁素芬，唐海萍．短命植物生理生态特性对生境的适
应性研究进展［Ｊ］．草业学报，２０１０，１９（１）：２４２－２４３．
１１１