全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 23(4)：347— 351 2003年 7月
外源 6-BA对缺镁胁迫下两优
培九幼苗的缓解效应
杨艳 华l，陈国祥l*，刘少 华 ，王 娜 ，王贵 民 ，吕川根2
(1．南京师范大学生命 科学学院 ，江苏南京 210097；2．江苏省农业科学院粮食与作物研究所 ，江苏南京 210014)
摘 要 ：以三叶一心期 的两优培九幼苗为材料 ，比较研究 了缺镁 及叶 面喷施 6-BA对 缺镁胁迫 下两优培 九叶
绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、硝酸还原酶(NR)活性，可溶性蛋
白含量及细胞膜透性 的影响 。结果表明 ：随着两优培九缺镁胁迫程度的加剧 ，叶绿素含量 、可溶性蛋 白含量呈
下降趋势 ，SOD、POD、CAT活性 呈现先上升后下降的趋 势，而细胞膜透性 、NR活性则 呈现 升高的趋势 ；喷施
6-BA对缺镁胁迫具有 一定程 度的缓解作 用。因而可推测外 源 6-BA可在一定程度 上改善 由于 缺镁 而造成的
营养缺乏症 。
关键词 ：镁 ；水稻 ；6-BA；胁迫
中图分类号 ：Q945．1l 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2OO3)04—0347—05
M itigative effect 0f exogenous 6一BA 0n the rice
’ ’ ‘ 1 · n ● 一 一 ‘ ‘
seedling Under stress 0f m agnesium deficiency
YANG Yan—hua ，CHEN Guo—xiang1，LIU Shao—hua1，
W ANG Na ，W ANG Gui—rain ，Ln Chuan—gen2
(1·College of Life Science，Nanjing Normal University，Nanjing 210097，China；2．Institute of
Food Crops，_，iangsu Academy 0，．Agricu f“re Science ，Naniing 210014。China)
Abstract：The effects of magnesium deficiency and exogenous 6-BA to magnesium deficiency 0n content of
chlorophyll，activities of SOD、POD、CAT and NR，content of soluble protein and permeability of ceII mem—
brance in three-leaf-stage seedlings of liangyoupeijiu were studied．The results showed that with the increasing
of magnesium deficiency，the content of chlorophyll and soluble protein decreased，activities of SOD
、POD and
CAT increased first and decreased afterwards，but activities of NR and permeability of ceII membrance in—
creased．Exogenous 6-BA to the stress of magnesium deficiency has some functions of mitigafve effect
．
Key WOrds：magnesium；rice；6-BA；stress
镁是植 物生长 的必需 元 素 ，对 于植 物的生 长发
育具有极其重要的生理作用，主要表现在 以下几个
方面：①酶的活化；②光合作用 ；③蛋白质的合成 ；④
活性氧的代谢(李延等 ，2000)等等。6一BA(6一苄基
腺嘌呤)是一类促进细胞分裂的植物激素，其主要作
用是促进蛋白质的生物合成 ，促进细胞分裂和扩大
以及延缓叶片衰老等。 目前在我国部分地区如浙
江、福建(中科院土壤所提供)存在某种程度的缺镁
收稿 日期 ：2002—06—10 修订 日期 ：2002—10—28
基金项目：江苏省资源生物技术重点实验室开放课题资助项 目(KJS01036)
作 者简 介 ： 华 (1
．
973-)，女 ，山东济宁人 ，在读硕士生 ，主要从事植物生理生化方向的研究
。 为通讯 联 系人 E- ail：g chen
njnU．edU．cn
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348 广 西 植 物 23卷
现象 ，而有关 如何 缓解 缺镁 胁 迫 尚少见 报道 。本实
验选用水稻——两 优培 九 作为 实验 材料 ，采用 溶液
培养法 ，研究在有镁、低镁及无镁条件下 6-BA对两
优培 九生理生化 反 应 的影 响 ，旨在探 讨 6-BA 对植
物缺镁的缓解效应，为改善 由于缺镁而造成的营养
缺乏症提供一定 的理论参考 。
1 材料与方法
1．1实验材料
由江苏省农科院提供 。
1．2培养方法
选取健壮饱满的种子 ，浮洗 ，用 0．1 HgC1z溶
液消毒 15 min。充分漂洗后 于 28℃浸种 36 h，然
后 3O℃暗 中催芽 48 h。待露 白后 ，挑选长势 良好 的
种子播种于盛有蛭石 的白磁 盘中 ，光 照培养箱培养 。
培养条件：28℃／22℃(昼／夜)，2 000 lx光照 l2 h／
d。培养过程中，每 2 d更换一次木村 B培养液。待
幼苗长至一叶一心期时，分别用正常供镁(1 retool／
L，介于 木村 B培 养液 和 Hoagland之 间)、低镁
(O．5、0．25 mmol／L)、无镁 (0 mmol／L)。低镁 、无
镁各设两组，一组隔天喷施 l×10 mol／L(预实验
结果 )的 6-BA(添加少 量 的 Flucka吐温一80)。待幼
苗长至三叶一心期时，取第三叶测定各项生理指标 。
1．3实验方法
叶绿 素含量 的测 定 ：按 Arnon(1949)方 法并 加
以改进 。
SOD、POD、CAT酶液的制备 ：取材于预冷的研
钵 中 ，加人 pH7．8磷 酸缓 冲液 (50 mmol／L)，冰浴
中研磨成匀浆，10 000 rpm低温离心 30 rain。上清
液 即为所需酶液 。
SOD活性 的测定 ：化学 比色法 ，按从南京建成
生物工程研究所所购买的试剂盒的顺序测定。(单
位：NU／g·FW)以 SOD抑制率达 5O 时所对应的
SOD量 为一个 亚硝 酸盐单位 。
CAT 活 性 的 测 定 ：薄 膜 氧 电 极 法 (张 志 良，
l990)。
POD活性的测定：愈创木酚法(张志良，1990)。
叶硝酸还原酶的活性：参照陈薇等(1980)方法。
可溶性蛋白含量的测定：Bradford(1976)法。
细胞 膜 透 性 的 测 定 ：紫 外 吸 收 法 (谢 田 等 ，
1986)。
2 结果 与讨论
2．1 6-BA缓解缺镁胁迫对叶绿素含量的影响
由图 1可以看出，随着缺镁胁迫的加剧，叶绿索
的含量呈现下降趋势 ，在完全缺镁的条件下叶绿素
的含量仅为正常供镁叶绿素含量的 56．3 ，叶片严
重失绿。喷施外源 6-BA可提高缺镁胁迫下叶绿素
的含量 ，为对照 的 72．3 ，使 得 叶 色褪 绿 的症 状 得
到减轻，这与王三根等 (1996)的研究结果相一致。
叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，严重玲等
(1995)认为叶绿素含量的减少是衡量叶片衰老的重
要指标。缺镁之所以会引起叶绿素含量下降，主要
是由于镁是叶绿素的重要组成部分，是叶绿体正常
结构所必需 的 (Huber和 Maury，1980)。近来 的研
究 (Marschner和 Cakmak，1989；Cakmak，1994；
Cakmak等 ，1994)认为缺 镁胁 迫下 的活性氧伤 害也
是叶绿素含量降低和叶片失绿黄化的原因。叶片喷
施 6-BA能够相应缓解缺镁胁迫下叶绿素含量下降
的趋势，是 由于 6-BA具有维持叶绿体结构稳定，抑
制叶绿素降解过程 中酶 的活性 ，从而延缓了叶绿素
的降解 (王三根 ，2000)。
2．2 6一BA缓解 缺 镁胁 迫对 SOD、POD、CAT活性 的
影响
SOD、POD、CAT 活 性随 着缺 镁胁 迫 的加 剧 皆
呈现先上升后下降的趋势(图 2、3、4)，只是各种酶
活性变化的幅度各不相同，为 POD>SOD>CAT。
在完全缺镁胁迫的条件下 SOD、POD、CAT的酶活
性 各为正 常 供 镁 的 134．6 、160．6 和 121．2 。
6-BA 可以提高 SOD、POD、CAT 的酶 活性 ，SOD和
POD的变化趋势大致相同，而 CAT的酶活性变化
则有 些波 动 ：Mg浓 度 为 0．25 mmol／L时 ，喷施 6一
BA的酶活性比同浓度条件下的酶活性稍有下降，
这可能与 CAT本身 的酶特性有关 。SOD、POD、
CAT是植 物抗 氧化系统 中的重要 酶 ，它们 在活性氧
的清除、抑制膜脂过氧化等植物抗性生理方面发挥
作用。本实验中缺镁胁迫下引起 SOD、POD、CAT
活性皆呈现先上升后下降的趋势。在 0．5 mmol／L
镁 浓度时 SOD、POD、CAT这 些 酶 活性 增 加 ，机体
内抗氧化系统被诱导而加强生理活性，参与清除 自
由基 ，是水稻对缺镁胁迫逆境的响应，能加速对活性
氧的清除，有效地阻止它在植物体内的过多积累，从
而减轻了膜脂过氧化程度，保护了膜 系统。另一方
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4期 杨艳华等：外源6一BA对缺镁胁迫下两优培九 堕 堡竺 坚 ! !
面 ，在完全缺镁胁迫时 SOD、POD、CAT活性下降，
说 明酶系统受到破坏 ，植 物 对 自由基 和过 氧化 物 的
防御能力减弱 。叶 片喷施 外 源 6-BA 能在 一定程 度
_
k J~ SOD、POD、CAT 的 活性 ，进 一步 说 明 了 6—
1．5
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1 0．5 0．25 0
Mg浓度 (mmol／L)
The concentration ofmagnesium
图 1 6-BA缓解缺镁胁迫对 叶绿索含量 的影响
Fig．1 M itigative effect of exogenous 6-BA on
conten of chlorophyl l under the stress
of magnesium deficiency
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l 0．5 0．25 0
Mg浓度 (mmo1／L)
The concentration of magn esium
图 3 6-BA 缓解缺镁胁 迫对 POD活性的影响
Fig．3 Mitigative effect of exogenous 6-BA on
the activity of POD under the stress
of magnesium deficiency
2。3 6-BA缓解 缺镁胁迫对 NR活性 的影响
NR活性 随着培 养液 中镁 浓度 减少 呈现上 升趋
势 ，喷施 6-BA可以降低 NR的活性 (图 5)。NR是
植物氮代谢 中的限速 酶 ，可 直接 调节 NO 一的还原 ，
从而调节氮代 谢 。缺 镁胁 迫 引起 NR活 性 的上升 ，
这可能是缺镁胁迫导致了氮代谢的紊乱，使得 NR
活性 变 化 的失 调 ，这 与 Riens等 (1992)和 朱 祝 军
(1993)的报道 相一致。喷施 外源 6一BA可 以降低
NR的活性，这与 Downes等(1998)的结果不完全
相同，可能是由于 6-BA使得缺镁胁迫造成的氮代
BA可直接或 问 接地 清 除 自由基 ，减 少膜 脂 的过氧
436~ (Leshem等 ，1981)。推测 6-BA可能是通过
增加抗氧化酶量和加强抗氧化酶 自身活性来提高
SOD、POD、CAT活性 。
30
一
笔20
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O
■ Mg
1 0．5 0．25 0
Mg浓度 (mmol／L)
The concentration ofmagn esium
图 2 6-BA缓解缺镁胁迫对 SOD活性的影响
Fig．2 M itigative effect of exogenous 6-BA on
the activity of SOD under the stress
of magnesium deficiency
1 0．5 0．25 0
Mg浓度 (mmol／l )
The concentration ofmagnesium
图 4 6-BA 缓解 缺镁胁迫对 CAT活性的影响
Fig． 4 M itigative effect of exogenous 6-BA on
the activity of CAT under the stress
of magnesium deficiency
谢紊乱的情况得以部分缓解，从而使 NR活性的变
化趋 于正常。
2．4 6-BA缓解缺镁胁迫对可 溶性蛋 白含量的影响
缺镁胁迫可显著地降低可溶性蛋白的含量，在
完全缺镁的条件下可溶性蛋白的含量仅为正常供镁
的 52．7 (图 6)。在 RNA 的生 物合成 中，DNA指
导的 RNA聚合酶催化反应需要镁(沈同等，1991)。
所以可溶性蛋白含量降低的原因可能是由于缺镁胁
迫影响了体内蛋白质的合成。而喷施 6-BA延缓水
稻叶片可溶性蛋 白的降解 ，可能是由于 6-BA可以
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促进蛋白质的生物合成。
2．5 6-BA缓解缺镁胁迫 对细胞膜透性活性 的影响
由图 7可 以看 出：两优 培 九 的细胞膜 透性随 着
缺镁胁迫的加剧而升高 ，喷施外源 6-BA可以降低
相应 的细胞膜透性 。植 物的细胞膜透性 的变化 可反
映环境胁迫对植物的伤害程度 (金明红等，2000)。
800
O
1 O．5 O．25 O
Mg浓度 (mmol／L)
The concmentration ofma~ esium
图 5 6-BA缓解缺镁胁迫对 NR活性 的影 响
Fig．5 M itigative effect of exogenous 6一BA on
the activity of NR under the stress
of magnesium deficiency
l O．5 0．25 0
Mg浓度 (mmol厂L)
The concentration ofma~ esium
图 7 6-BA缓解缺镁胁迫对细胞膜透性的影响
Fig．7 M itigative effect of exogenous 6-BA on the
cell membrance perm eabity under the
stress of magnesium deficiency
3 结 论
由此可 以看 出 ，缺 镁胁迫 会 对植 物代谢造 成一
定程度的破坏 ，而 喷施 6-BA 可在 一 定程 度 上缓 解
缺镁胁迫对植物造成的伤害，因此可改善缺镁造成
的植物 营养缺 乏症 。
李元等 (1992)认 为细胞膜透性 的增 大是 由膜损伤引
起 的。本实验用紫 外吸收物质 的泄露率来表示细胞
膜透性 的大小 。结果 表 明 ，两 优 培九 的细胞膜 透性
随着缺镁胁迫的加剧而升高，二者具有一定的相关
性。6-BA降低相应的细胞膜透性，是由于 6-BA可
以在一定程度上保护细胞膜(王三根，2000)。
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皇 上
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1 0．5 0．25 0
Mg浓度 (mmol／L)
The concentration ofmagnesium
图 6 6-BA缓解缺镁胁迫对可溶性蛋白含量 的影响
Fig．6 M itigative effect of exogenous 6-BA on
the content of soluble protein onder the stress
of magnesium deficiency
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