全 文 ：广 西 植 物 Ｇｕｉｈａｉａ　３２（１）：１２４－１２８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ２０１２年１月　
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３１４２．２０１２．０１．０２４
水稻无侧根突变体生理生化变化的研究
张　霞１，黄　斌１，李　洋１，郝再彬１，２＊
（１．桂林理工大学 化学与生物工程学院，广西 桂林５４１００４；２．东北农业大学 生命科学学院，哈尔滨１５００３０）
摘　要：对水稻无侧根突变体ＲＭ１０９，原品种大力及杂交后代Ｆ１三者的部分生理指标进行了比较。包括抗
氧化酶（ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ）和琥珀酸脱氢酶（ＳＤＨ）的活性及叶绿素、丙二醛（ＭＤＡ）、脯氨酸（Ｐｒｏ）等的含量，以
及可溶性蛋白质的电泳分析。结果表明：ＲＭ１０９超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性为大力的５０％，Ｆ１为大力的
７２％；ＲＭ１０９过氧化物酶（ＰＯＤ）活性比大力高１２５％，Ｆ１的比大力低３％；ＲＭ１０９过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性为
大力的５６％，Ｆ１为大力的１１％；ＲＭ１０９琥珀酸脱氢酶活性为大力的６０％，差异都极显著。揭示了基因突变
后引发的生理生化的变化，从中探讨突变机理。
关键词：水稻；侧根突变体；酶活性；蛋白质电泳
中图分类号：Ｓ５１１．２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１０００－３１４２（２０１２）０１－０１２４－０５
＊ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｎｇｅｓ
ｉｎ　ｌａｔｅｒａｌ　ｒｏｏｔ　ｍｕｔａｎｔ　ｏｆ　ｒｉｃｅ
ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａ１，ＨＵＡＮＧ　Ｂｉｎ１，ＬＩ　Ｙａｎｇ１，ＨＡＯ　Ｚａｉ－Ｂｉｎ１，２＊
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ　５４１００４，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００３０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒ　ｏｘｉｄｅ　ｄｉｓｍｕｔａｓｅ（ＳＯＤ），ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ（ＰＯＤ），ｃａｔａｌａｓｅ（ＣＡＴ）ａｎｄ　ｓｕｃｃｉｎａｔｅ　ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎ－
ａｓｅ（ＳＤＨ），ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ，ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ（ＭＤＡ），ａｎｄ　ｐｒｏｌｉｎｅ（Ｐｒｏ），ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ　ｏｆ　ｓｏｌｕｂｌｅ
ｐｒｏｔｅｉｎ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ａｍｏｎｇ　ｎｏ　ｌａｔｅｒａｌ　ｒｏｏｔ　ｍｕｔａｎｔ（ＲＭ１０９），ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ（Ｏｏｃｈｉｋａｒａ）ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｈｙｂｒｉｄｓ（Ｆ１）．
Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ＳＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ　ｗａｓ　ｓｔｒｏｎｇｅｒ　ｔｈａｎ　ＲＭ１０９ｂｙ　５０％，Ｆ１ｗａｓ　７２％ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ；ｔｈｅ
ＰＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ＲＭ１０９ｗａｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ　ｂｙ　１２５％，Ｆ１ｗａｓ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ　ｂｙ　３％；ｔｈｅ　ＣＡＴ　ａｃｔｉｖｉｔｙ
ｏｆ　ＲＭ１０９ｗａｓ　５６％ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ，Ｆ１ｗａｓ　ｏｎｌｙ　１１％ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ；ｔｈｅ　ＳＤＨ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ＲＭ１０９ｗａｓ　６０％ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａ－
ｒａ．Ａｌ　ａｂｏｖｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｗｅｒｅ　ｕｐ　ｔｏ　ｂｅ　ｖｅｒｙ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．Ａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｖｅａｌｅｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ
ｂｉｏｃｈｅｍｉｃｓ　ｍｉｇｈｔ　ｂｅ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅ　ｍｕｔａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｉｃｅ；ｌａｔｅｒａｌ　ｒｏｏｔ　ｍｕｔａｔｉｏｎ；ｅｎｚｙｍａｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ；ｐｒｏｔｅｉｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ
　　超级杂交水稻育种是我国水稻育种的前沿课
题，也是当前一项世界性的热门课题，世界各国陆续
开展了水稻超高产育种的研究，我国已取得了很大
的进展（许明等，２０１０）。虽然目前已有一些超级稻
组合通过省级审定并进入大面积生产，但都不同程
度地存在结实不稳定和充实度较差的问题，在一定
程度上限制了水稻超高产优势的发挥。要解决这一
难题，从生理育种的角度进行研究是十分必要的。
其中突变体研究是植物遗传学的重要研究手段
之一，我们曾对无侧根突变体ＲＭ１０９形成和２，４－Ｄ
耐性（郝再彬等，２００４）、农艺性状、冠根的解剖学观
察、根的斜向重力性生长等进行了实验与分析。为
＊ 收稿日期：２０１１－０４－０２　　修回日期：２０１１－０７－３１
基金项目：广西自然科学基金（桂科回０７３１０２１）；桂林理工大学科研启动费［Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｘｉ（ＧＳＲ０７３１０２１）；Ｓｔａｒｔ
Ｆｕｎｄｓ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　Ｇｕｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ］
作者简介：张霞（１９７８－），女，山东烟台人，硕士研究生，主要从事植物化学研究，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｓｕｎｎｙｚｈａｎｇｘｉａ＠１６３．ｃｏｍ。
＊通讯作者：郝再彬，男，教授，博士生导师，主要从事生物活性物质的研究，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｈａｏｚａｉｂｉｎ２０１０＠１２６．ｃｏｍ。
了进一步解析无侧根突变体 ＲＭ１０９的突变机理，
本实验对ＲＭ１０９和原品种大力及杂交后代Ｆ１三
者的超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）、
过氧化氢酶（ＣＡＴ）、琥珀酸脱氢酶（ＳＤＨ）活性以及
叶绿素、丙二醛（ＭＤＡ）、脯氨酸（Ｐｒｏ）、水溶性蛋白
质、可溶性糖和淀粉的含量进行了研究比较，同时比
较了叶片中可溶性蛋白质的电泳图谱，通过揭示基
因突变后引发的生理生化特性变化，从中了解突变
机理，进而推进生理育种的研究。
１　材料和方法
１．１实验材料
粳稻品种大力（Ｏｒｙｚａ　ｓａｔｉｖａ　ｃｖ．Ｏｏｃｈｉｋａｒａ），
无侧根突变体（ＲＭ１０９），原品种为父本、突变体为
母本的杂交后代（Ｆ１）。
图１　盆栽大力、突变体及杂交体
Ｆｉｇ．１　Ｏｃｈｉｋａｒａ、ＲＭ１０９ａｎｄ　Ｈｙｂｒｉｄｅ　Ｆ１
１．２实验设计
实验如图１所示，采用盆栽的方法，选用直径
０．３ｍ、高０．２５ｍ均匀一致的盆，内装５ｋｇ稻田土。
Ｏｒｙｚａ　ｓａｔｉｖａ　ｃｖ．Ｏｏｃｈｉｋａｒａ，ＲＭ１０９，杂交后代Ｆ１
表１　大力、ＲＭ１０９、Ｆ１的ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性
Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ＳＯＤ，ＰＯＤ，ＣＡＴ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ，ＲＭ１０９ａｎｄ　Ｆ１（Ｕ·ｇ－１·ｍｉｎ－１）
Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ　 Ｏｏｃｈｉｋａｒａ　 ＲＭ１０９ Ｆ１
ＳＯＤ活性ＳＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　 ４３．３２±０．０１（１００） ２１．６６±０．０３（５０）＊＊ ３１．１９±０．０２（７２）＊＊
ＰＯＤ活性ＰＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　 １７．４９±０．０２（１００） ３９．３０±０．０５（２２５）＊＊ １７．０１±０．０１（９７）
ＣＡＴ活性ＣＡＴ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　 ５．８７±０．０４（１００） ３．２９±０．０３（５６）＊＊ ０．６２±０．０５（１１）＊＊
　注：表中所列结果为平均值±标准差；＊＊表示ＲＭ１０９和Ｆ１与对照大力有显著差异的置信概率为Ｐ＝０．０１，下同。对照下Ｏｏｃｈｉｋａｒａ的超氧化
物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的活性均为１００％。
　Ｎｏｔｅｓ：Ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｍｅａｎ±ｓｔａｎｄａｒｄ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ；ｆｉｇｕｒｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｒ　ｆｏｌｏｗｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｃａｐｉｔａｌ　ｌｅｔｔｅｒ　ａｒｅ　ｎｏｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｔ　Ｐ＝０．０１，ｔｈｅ
ｄａｔａ　ａｒｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＳＯＤ，ＰＯＤ　ａｎｄ　ＣＡＴ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　１００％．
各种植１０盆。各品种分别于抽穗开始取样，各品种
取长势一致的６株稻株，将其最上３片叶片即剑叶、
倒二叶、倒三叶剪碎，进行各指标的测定。３次重复。
１．３实验方法
１．３．１各种酶活性的测定　ＳＯＤ活性的测定采用
氮蓝四唑（ＮＢＴ）法。ＰＯＤ活性的测定采用愈创木
酚法，参照李合生（２０００）的方法并略作修改。酶活
性以每分钟ＯＤ４７０ｎｍ增加０．０１所需酶量定为１个
活力单位，用 Ｕ／（ｇ·ｍｉｎ）表示。过氧化氢酶
（ＣＡＴ）活性的测定采用紫外吸收法（郝再彬等，
２００６），酶活性以每分钟 ＯＤ２４０ｎｍ降低０．１所需酶
量定为１个活力单位，用 Ｕ／（ｇ·ｍｉｎ）表示。琥珀
酸脱氢酶（ＳＤＨ）活性的测定按照郝再彬等（２００２）
的方法进行并略作改动。
１．３．２叶绿素、丙二醛（ＭＤＡ）、脯氨酸（Ｐｒｏ）、水溶
性蛋白质、可溶性糖、淀粉的含量测定　叶绿素、丙
二醛采用分光光度法（郝再彬等，２００６）；脯氨酸采用
茚三酮法；水溶性蛋白采用考马斯亮兰 Ｇ－２５０法
（张志良等，２００３）；可溶性糖采用紫外分光光度法；
淀粉采用分光光度法，用种子做实验材料，参照郭冬
生等（２００７）的方法进行并略作改动。
１．３．３蛋白质电泳　采用垂直平板聚丙烯酰胺凝胶
电泳法（Ｎｏｂｕｈｉｒｏ等，２００３；樊庆鲁等，２０１０），浓缩
胶５％，分离胶１２％，电极缓冲液为 Ｔｒｉｓ－甘氨酸
（ｐＨ８．１３）。电泳时的电流强度：浓缩胶１０ｍＡ，分
离胶２０ｍＡ，电泳过程中保持电流稳定，５～６ｈ后，
当样品中所含的溴酚蓝指示剂迁移至下沿约１ｃｍ
处即停止电泳。
２　结果与分析
２．１抗氧化酶活性的变化
大力、ＲＭ１０９、Ｆ１在抗氧化酶活性上存在明显
差异。ＲＭ１０９ 超氧化物歧化酶活性为大力的
５２１１期　　　　　　　　　张霞等：水稻无侧根突变体生理生化变化的研究
５０％，杂交体 Ｆ１超氧化物歧化酶活性为大力的
７１．９％。ＲＭ１０９ 过 氧 化 物 酶 活 性 为 大 力 的
２２４．７５％，Ｆ１过氧化物酶活性为大力的９７．２１％。
ＲＭ１０９过氧化氢酶活性为大力的５６．０３％，Ｆ１为大
力的１１％（表１）。由此推断突变体ＲＭ１０９的氧化
还原酶系发生了明显地变异。
图２　不同类型水稻植株中叶绿素的含量
Ｆｉｇ．２　Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ　Ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　Ｔｙｐｅ　ｏｆ　Ｒｉｃｅ
２．２叶绿素含量的变化
植物体内叶绿素含量的高低与光合作用水平的
强弱密切相关（石贵玉等，２００５）。ＲＭ１０９的叶绿素
比大力增加了１７．０％，Ｆ１的比大力减少６．０％。对
于叶绿素ａ与ｂ而言，也具有同样的趋势：ＲＭ１０９
叶绿素ａ比大力增加了１１％，Ｆ１与大力基本相同；
ＲＭ１０９叶绿素ｂ含量比大力增加了３２％，Ｆ１却仅
为大力的８０％。ＲＭ１０９中叶绿素ａ与ｂ的比值是
三种水稻中最小的（图２），说明ＲＭ１０９的叶绿素合
成也发生了突变（李萍萍等，２０１０）。
２．３琥珀酸脱氢酶（ＳＤＨ）活性的测定
ＴＴＣ处理根３０ｍｉｎ后，大力的分生区、伸长区
和中心柱以内组织都被染以较长（１．２ｍｍ）的红色；
ＲＭ１０９只有分生区被染为较短（０．７ｍｍ）的红色，
Ｆ１的分生区和部分被然为较短红色，ＲＭ１０９的红
色长度和ＳＤＨ活性都为大力的６０％，Ｆ１为大力的
７５％（表２）。琥珀酸脱氢酶（ＳＤＨ）是三羧酸循环中
唯一掺入线粒体内膜的酶，与呼吸代谢有关（郝再彬
表２　大力和ＲＭ１０９的琥珀酸脱氢酶活性
Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｈｅ　ｓｕｃｃｉｎａｔｅ　ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ，ＲＭ１０９ａｎｄ　Ｆ１（ＴＴＦμｇ·ｈ
－１·ｆｗ　ｒｏｏｔ　ｇ－１）
所测成分 Ｏｏｃｈｉｋａｒａ　 ＲＭ１０９ Ｆ１
根尖红色长度Ｒｅｄ　ｌｅｎｇｔｈ（ｍｍ） １．２±０．１（１００） ０．７±０．１（６２）＊＊ ０．９±０．１（７５）＊＊
琥珀酸脱氢酶活性ＳＤＨ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　 １９．５±１．９（１００） １１．７±０．３（６０）＊＊ １３．８±０．７（７１）＊＊
　注：对照下Ｏｏｃｈｉｋａｒａ的根尖红色长度、琥珀酸脱氢酶活性均为１００％。
　Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ａｒｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＳＤＨ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　１００％．
表３　大力、ＲＭ１０９、Ｆ１的丙二醛（ＭＤＡ）与脯氨酸（Ｐｒｏ）含量
Ｔａｂｌｅ　３　Ｔｈｅ　ＭＤＡ　ａｎｄ　Ｐｒｏ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ，ＲＭ１０９ａｎｄ　Ｆ１
所测成分 Ｏｏｃｈｉｋａｒａ　 ＲＭ１０９ Ｆ１
丙二醛 ＭＤＡ（μｍｏｌ·ｇ
－１） １１．０４±０．３２（１００） １３．５８±０．２８（１２３）＊＊ ２４．７１±０．４２（２２４）＊＊
脯氨酸Ｐｒｏ（μｇ·ｇ
－１） ５９．５４±０．１５（１００） ９９．８１±０．０８（１６８）＊＊ ８６．９１±０．０２（１４６）＊＊
　注：对照下的Ｏｏｃｈｉｋａｒａ的丙二醛、脯氨酸的含量均为１００％。
　Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｉｎ　ｂｒａｃｋｅｔｓ　ａｒｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＭＤＡ　ａｎｄ　Ｐｒｏ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　１００％．
等，２００２）。ＲＭ１０９琥珀酸脱氢酶的异常进一步说
明该突变体氧化磷酸化的能量代谢系统发生了
突变。
２．４丙二醛（ＭＤＡ）与脯氨酸（Ｐｒｏ）含量的变化
在正常的生理状态下，氧自由基的产生与清除
处于动态平衡。若这种平衡被打破，则大量的氧自
由基蓄积于体内，就可引起组织的病理损伤。ＭＤＡ
是反映机体自由基和过氧化损伤的重要指标。
ＭＤＡ为过氧化代谢的终产物，其含量反映氧自由
基损伤程度（王卫东等，２００７；陈银萍等，２０１０）。
ＲＭ１０９的丙二醛含量为大力的１２３％，Ｆ１为大力的
２２４％，二者的丙二醛含量明显高于原品种大力；
ＲＭ１０９和Ｆ１脯氨酸的含量分别为大力的１６８％和
１４６％，二者的抗逆性远高于原品种大力（表３）。
２．５水溶性蛋白质、淀粉及可溶性糖的含量
水溶性蛋白质所用牛血清蛋白标准曲线和测淀
粉及可溶性糖所用葡萄糖标准曲线如图３。实验测
得无侧根突变体ＲＭ１０９水溶性蛋白质含量为大力
的５０％，Ｆ１为大力的７２％；ＲＭ１０９淀粉的含量为
大力的１６８％，Ｆ１为大力的９７％；ＲＭ１０９可溶性糖
的含量为大力的１４５％，Ｆ１为大力的１１９％（表４）。
由此可见，侧根基因的缺失对于碳水化合物的代谢
６２１ 广　西　植　物　　　　　　　　　　　　　　　　　３２卷
表４　大力、ＲＭ１０９、Ｆ１水溶性蛋白质和淀粉的含量
Ｔａｂｌｅ　４　Ｔｈｅ　Ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ａｎｄ　Ｓｔａｒｃｈ　ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ，ＲＭ１０９ａｎｄ　Ｆ１（ｍｇ．ｇ－１）
所测成分 Ｏｏｃｈｉｋａｒａ　 ＲＭ１０９ Ｆ１
蛋白质Ｐｒｏｔｅｉｎ　 ４３．３２±０．０１（１００） ２１．６６±０．０３（５０）＊＊ ３１．１９±０．０９（７２）＊＊
淀粉Ｓｔａｒｃｈ　 １７．４９±０．０３（１００） ２９．３０±０．０３（１６８）＊＊ １７．０１±０．０２（９６）
可溶性糖Ｓｏｌｕｂｌｅ　ｓｕｇａｒ　 ６．６３±０．０１（１００） ９．６１±０．０１（１４５）＊＊ ７．９５±０．０６（１１９）＊＊
　注：对照下Ｏｏｃｈｉｋａｒａ的水溶性蛋白质和淀粉的含量均为１００％。
　Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｉｎ　ｂｒａｃｋｅｔｓ　ａｒｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ａｎｄ　ｓｔａｒｃｈ　ｏｆ　Ｏｏｃｈｉｋａｒａ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　１００％．
图３　牛血清蛋白和葡萄糖标准曲线
Ｆｉｇ．３　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　Ｂｏｖｉｎｅ　Ｓｅｒｕｍ　Ａｌｂｕｍｉｎ　ａｎｄ　Ｇｌｕｃｏｓｅ
图４　大力、ＲＭ１０９、杂交体Ｆ１蛋白质电泳图谱
Ｆｉｇ．４　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｂａｎｄｓ　ｏｆ　Ｏｃｈｉｋａｒａ、ＲＭ１０９、Ｈｙｂｒｉｄｅ　Ｆ１
影响相对较大。
２．６ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳分析样品间蛋白质差别
分别提取大力、ＲＭ１０９及Ｆ１叶片中的蛋白质，
进行ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳分析，结果如图４所示，泳道１
的大力出现三条谱带；泳道２的 ＲＭ１０９出现五条
谱带；泳道３的Ｆ１出现四条谱带；泳道４和５为标
准蛋白。ＲＭ１０９中出现的谱带４和５，分子量分别
为２７．２０３和２３．０３０的蛋白在大力中没有出现；在
大力和ＲＭ１０９中出现的谱带２，分子量为４５．０００
和４４．３７５的蛋白却没在Ｆ１中的相同位置出现，相
对于大力而言，ＲＭ１０９和Ｆ１中的谱带更为相似，差
别不明显。这表明ＲＭ１０９和Ｆ１的遗传基因相对
于大力都有所改变。由于突变体所具有的无侧根性
状，使突变体在发育过程中缺少足够的水分和矿物
质，这必将影响其物质的积累，使二者在蛋白的表达
方面差距越来越大（白月等，２００６）。
３　结论与讨论
在同一环境条件下，生物学性状可以反映材料
７２１１期　　　　　　　　　张霞等：水稻无侧根突变体生理生化变化的研究
损伤和遗传变异的状况。本研究结果表明，无侧根
突变体ＲＭ１０９与对照相比，叶片中的ＰＯＤ酶活高
于对照，ＭＤＡ的含量高于对照，Ｐｒｏ与淀粉及可溶
性糖的含量也高于对照，而ＳＯＤ、ＣＡＴ和ＳＤＨ 酶
活却低于对照，同时蛋白质含量也低于对照。究其
原因，酶活的变化可能是由于机体本身激活了酶保
护系统，启动了酶修复机制。而酶是基因产物，是基
因表达的结果。
当生物体在某种不良条件下自由基的产生和清
除失去了平衡，不论是自由基的产生增多还是机体
清除自由基的能力减弱或二者兼而有之，均会对生
物体造成损害。如果这种损害发生在与遗传有关的
生物大分子如ＤＮＡ，则有可能造成基因突变（肖强
等，２００８）。这种自由基清除产生的平衡打破和重新
建立，可能是生物体自然突变的原动力之一。
另外诱变因子被认为是引起突变的主要机理之
一（樊庆鲁等，２０１０）。诱变引起的ＤＮＡ损伤和修
复会使细胞在代谢和遗传等方面发生变化，这种变
化可以从蛋白质（酶类）表达上反映出来。侧根突变
后引起的酶的变化有可能是化学诱变引起的ＤＮＡ
的变化，它究竟是在转录水平还是在翻译水平上起
作用，还是由于结构基因的突变或者合成蛋白质调
控系统的变化，仍有待进一步研究。
参考文献：
李合生．２０００．植物生理生化实验原理和技术（［Ｍ］．北京：高
等教育出版社：６２－６８
张志良，翟伟箐．２００３．植物生理学实验指导［Ｍ］．第３版．北
京：高等教育出版社
郝再彬，苍晶．２００６．植物生理实验［Ｍ］．第２版．哈尔滨：哈尔
滨工业大学出版社
Ｂａｉ　Ｙｕｅ（白月），Ｗａｎｇ　Ｘｕｎ（王珣），Ｈａｏ　ＺＢ（郝再彬）．２００６．Ａ－
ｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ　ｏｆ　ｌｅｓｓ－ｌａｔｅｒａｌ－ｒｏｏｔ　ｍｕｔａｎｔ　ＭＴ１０ａｎｄ　ｉｔｓ
ｗｉｌｄ　ｔｙｐｅ　ＩＲ８ｂｙ　ｔｗｏ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｅｌｅｓｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ（水稻少侧根突
变体 ＭＴ１０的双向电泳分析）［Ｊ］．Ｊ　Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ａｇｒｉｃ　Ｕｎｉｖ（东
北农业大学学报），３７（４）：４４１－４４３
Ｃｈｅｎ　ＹＰ（陈银萍），Ｔａｏ　Ｌ（陶玲），Ｙａｎｇ　Ｌ（杨莉），ｅｔ　ａｌ．２０１０．
Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｎｉｔｒｉｃ　ｏｘｉｄｅ　ｏｎ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅａｃ－
ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｉｚｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｕｎｄｅｒ　ｗａｔｅｒ　ｓｔｒｅｓｓ（一氧化氮对水分胁迫
下玉米种子萌发及幼苗生理特性的影［Ｊ］．Ｇｕｉｈａｉａ（广西植
物），３０（５）：６７２－６７７
Ｆａｎ　ＱＬ（樊庆鲁），Ｘｉａｏ　ＧＹ（肖国樱）．２０１０．Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌｙ　ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ
ｇｅｎｅ　ｏｆ　ｉｎｄｉｃａ／ｊａｖａｎｉｃａ　ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ　ｉｎｂｒｅｄ　ｌｉｎｅ　ｉｎ　ｒｉｃｅ　ａｔ　ｅａｒｌｙ
ｓｔａｇｅ　ｏｆ　ＰＥＧ　ｓｔｒｅｓｓ（水稻籼爪重组自交系ＰＥＧ胁迫早期基因差
异表达分析）［Ｊ］．Ｇｕｉｈａｉａ（广西植物），３０（４）：５３８－５４３
Ｇｕｏ　ＤＳ（郭冬生），Ｐｅｎｇ　ＸＬ（彭小兰）．２００７．Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ｓｔｕｄｙ
ｏｎ　ａｎｔｒｏｎｅ　ｃｈｒｏｍａｍｅｔｒｙ　ａｎｄ　ｅｎｚｙｍａｔｉｃ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｆｏｒ　ａｓｓａｙ
ｓｔａｒｃｈ　ｍｅｔｈｏｄ（蒽酮比色法和酶水解法两种淀粉测定方法的
比较研究）［Ｊ］．Ｊ　Ｈｕｎａｎ　Ｕｎｉｖ　Ａｒｔｓ　Ｓｃｉ：Ｎａｔ　Ｓｃｉ　Ｅｄｉ（湖南文
理学院学报·自然科学版），９（３）：３４－３７
Ｈａｏ　ＺＢ（郝再彬），Ｃａｎｇ　Ｊ（苍晶），Ｓｕｎ　Ｘｉｎ（孙鑫），ｅｔ　ａｌ．２００２．Ｏｘｉ－
ｄａｔｉｏｎ　ｅｏｘｉｄｉｚｅ　ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｉｃｅ　ａｌｔｅｒｅｄ　ｌａｔｅｒａｌ　ｒｏｏｔ　ｍｕｔａｎｔ
ＲＭ１０９（水稻无侧根突变体ＲＭ１０９的氧化还原代谢）［Ｊ］．Ａｃｔａ
Ａｇｒｉｃ　Ｎｕｃｌ　Ｓｉｎ（核农学报），１６（４）：１９３－１９６
Ｈａｏ　ＺＢ（郝再彬），Ｚｈｕ　ＧＹ（朱国英），Ｚｈａｎｇ　Ｄ（张达），ｅｔ　ａｌ．
２００４．Ｔｈｅ　ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｍｕｔａｎｔｓ　ｉｎ　ｒｉｃｅ　ａｎｄ
ｗｈｅａｔ（水稻、小麦碳酸盐耐性突变体的筛选）［Ｊ］．Ｊ　Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ
Ａｇｒｉｃ　Ｕｎｉｖ（东北农业大学学报），３５（１）：７４－７６
Ｌｉ　ＰＰ（李萍萍），Ｃｈｅｎｇ　ＧＦ（程高峰），Ｚｈａｎｇ　ＪＨ（张佳华）．２０１０．
Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｏｆ　ｒｉｃｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｈｅａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ（高温对水稻抽穗扬
花期生理特性的影响）［Ｊ］．Ｊ　Ｊｉａｎｇｓｈｕ　Ｕｎｉｖ（江苏大学学报），
３１（２）：１２５－１３０
Ｎｏｂｕｈｉｒｏ　Ｓｕｚｕｋｉ，Ｓｈｉｎ　Ｔａｋｅｔａ，Ｍａｓａｈｉｋｏ　Ｉｃｈｉ．２００３．Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉ－
ｃａｌ　ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ａ　ｒｏｏｔ－ｈａｉｒｌｅｓｓ　ｍｕｔａｎｔ　ｉｎ
ｒｉｃｅ（Ｏｒｙｚａ　ｓａｔｉｖａ）［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　ａｎｄ　Ｓｏｉｌ，２５５：９－１７
Ｓｈｉ　ＧＹ（石贵玉），Ｃｈｅｎ　ＭＭ（陈明媚）．２００５．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｃｒ６＋ａｎｄ
Ｓｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｒｉｃｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ（铬、硒对水稻
幼苗生长和生理的影响）［Ｊ］．Ｇｕｉｈａｉａ（广西植物），２５（３）：２８１
－２８４
Ｗａｎｇ　ＷＤ（王卫东），Ｓｕ　ＭＪ（苏明杰），Ｚｈｕ　ＸＬ（朱晓蕊）．２００７．
Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｉｏｎ　ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ
ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｅｎｚｙｍｅｓ　ｉｎ３ｒｄ－ｌｅａｆ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　ｗｈｅａｔ（离子注入对小麦
三叶期３种保护酶活性的影响）［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ａｇｒｉｃ　Ｂｏｒｅａｌ　Ｓｉｎ
（华北农学报），２２（１）：１３－１６
Ｘｉａｏ　Ｑ（肖强），Ｃｈｅｎ　Ｊ（陈娟），Ｗｕ　ＦＨ（吴飞华），ｅｔ　ａｌ．２００８．Ｅｆｅｃｔｓ
ｏｆ　ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ　ｎｉｔｒｉｃ　ｏｘｉｄｅ　ｄｏｎｏｒ　ＳＮＰ　ｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｃｈｌｏ－ｒｏｐｈｙｌ
ａｎｄ　ｆｒｅｅ　ｐｒｏｌｉｎｅ，ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ｅｎｚｙｍｅ　ｉｎ　ｒｉｃｅｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
ｕｎｄｅｒ　ＮａＣｌ　ｓｔｒｅｓｓ（外源ＮＯ供体硝普钠（ＳＮＰ）对盐胁迫下水稻
幼苗中叶绿素和游离脯氨酸含量以及抗氧化酶的影响）［Ｊ］．
Ａｃｔａ　Ａｇｒｏｎ　Ｓｉｎ（作物学报），３４（１０）：１　８４９－１　８５３
Ｘｕ　Ｍ（许明），Ｊｉａ　ＤＴ（贾德涛），Ｍａ　ＤＲ（马殿荣），ｅｔ　ａｌ．２０１０．
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｏｔ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｌｅａｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ－
ｉｓｔｉｃｓ　ｉｎ　ｎｏｒｔｈｅｒｎ　ｃｈｉｎｅｓｅ　ｊａｐｏｎｉｃａ　ｓｕｐｅｒ　ｒｉｃｅ（北方超级粳稻根系
生理、叶片光合性能特点及其相互关系）［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ａｇｒｏｎ　Ｓｉｎ
（作物学报），３６（６）：１　０３０－１　０３６
８２１ 广　西　植　物　　　　　　　　　　　　　　　　　３２卷