全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 29(6)：846—849 2009年 11月
水分胁迫对蔓性千斤拔种子萌发和生理指标的响应
柯 芳，施力军，冯世鑫，马小军
(广西壮族 自治区药用植物园，南宁 530023)
摘 要 ：利用不同浓度的聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫条件，测定蔓性千斤拔种子发芽率、发芽指数、平均发
芽速度 、苗长等萌发特性及渗透调节物质 、保护酶活性等生理指标。结果显示 ，随着 PEG浓度的增加 ，苗长受
到明显抑制，发芽率影响不大，降低了平均发芽速度，在 4 浓度范围内提高了发芽指数 ；可溶性糖、脯氨酸、
可溶性蛋白含量呈上升趋势 ，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性呈逐渐上升的趋势。这些结果
表明，在一定的 PEG胁迫浓度范围内，蔓性千斤拔种子萌发有较高的膜保护酶系统及渗透调节能力，并能不
同程度的提高其萌发的整齐度。
关键词 ：蔓性千斤拔 ；水分胁迫；种子萌发 ；渗透调节；保护酶活性
中图分类号：Q945．78 文献标识码 ：A 文章编号：1000-3142(2009)06—0846—04
Response of water stress on seed germination
and physiological characteristics of
Flemingia p Z p
KE Fang，SHI Li—Jun，FENG Shi-Xin，MA Xiao—Jun
(Guangxi Botanic Garden of Medicinal Plants，Nanning 530023，China)
Abstract：Under the water stress simulated by diferent concentrations of PEG，the seed germination rate，germination
index，mean germination speed，seedling length and osmotic adjustment，protective enzyme activity of Flemingia phil—
ippinensis were investigated．The results showed that with the increase of PEG concentrations，seedling length was
inhibited obviously but had little effect on germination rate，the mean germination speed was decreased，and the germi—
nation index increased under 4 of PEG．Soluble sugar，Pro and soluble protein content showed increasing trends，al—
SO the activities of superoxide dismutase(SOD)and peroxidas(POD)．These results illustrated that under certain PEG
concentrations，the germinating F．philippinensis seeds had good membrane-protecting enzyme system and high OS—
motic adj ustment capacity，which could improve the uniformity of the seed germination．
Key words：Flemingia philippinensis；water stress；seed germinatiom osmotic adjustment；protective enzyme activity
蔓性千斤拔(Flemingia z 户p )是豆
科药用植物，为《中国药典}2005版一部附录Ⅱ所收
载，药用根部，是常用中药材 ，主治风湿骨痛、腰肌劳
损 、月经不调等症 。是妇科千金片、金鸡冲剂和壮腰
健肾丸等中成药的主要原料药(饶伟文等，1999)。
蔓性千斤拔野生资源 日益减少 ，人工种植迅速发展 ，
但由于其种子存在硬实现象，对播种技术要求较高，
常出现播种出苗率低，甚至不出苗或者死苗的现象。
目前对蔓性千斤拔的研究，主要集中在化学(陈敏
等，1990)、药理(陈一等，1993)、资源 (饶伟文等，
1999；韦裕宗，l991)、栽培(柯芳等，2007；蒙爱东等，
2005；冯世鑫等，2007)等方面，而对于应用聚乙二醇
模拟水分胁迫下 ，研究蔓性千斤拔幼苗高度、发芽
率 、发芽速度 、渗透调节及保护酶活性变化等，来探
讨蔓性千斤拔水分胁迫下的渗透调节机制以及膜伤
害机制 尚未见文献报道。本 实验对此进行 了研究，
收稿 日期：2009—06—10 修回日期：2009—10—20
基金项目：广西科技攻关项 目(桂科攻 0718002—3一1)[Supported by Key Technologies Research and Development Program of Gua“g xI(O7l8∞2—3—1)]
作者简介：柯芳(1978一)，女，广西柳江人，硕士，主要从事药用植物生理及种子质量标准的研究。
通讯作者(Author for correspondence，E-mail：xjma@public．btu．net．en)
6期 柯芳等 ：水分胁迫对蔓性千斤拔种子萌发和生理指标的响应 847
探讨水分胁迫对蔓性千斤拔种子萌发 的影响，以便
指导生产播 种。聚乙二醇 6000(PEG6000)是乙醇
聚合物 ，由于其分子量 大(6000以上)，不 能透过 细
胞壁，可作为渗透调节物质。
1 材料与方法
1．1材料
供试材料为广西富川县栽培的蔓性千斤拔种子。
1．2方法
采用聚乙二醇 (PEG6000)模拟水分胁迫，设置
浓度分别 2 、4 、6 的浓度梯度 ，在 25℃温度下
相对应 的水势分 别为一0．12、一0．33、一0．62 bar(Mi—
chel等 ，1973)。蔓性千斤拔种子经机械破皮后在室
温下用自来水浸泡 24 h，吸干种子表面水分后挑选
均匀一致充分吸胀的种子 ，分别置于浸湿 了不同浓
度 PEG溶液的双层滤纸上培养 ，设蒸馏水纸上发芽
床为对照 ，发芽统计每个处理 4个重复，生理指标测
定设置 3个重复，每个重复 100粒种子 ，于 25℃光
照培养箱中培养。每天滴数滴溶液，保持滤纸湿润，
每 4 d更换一次滤纸，以尽量减少水势变动 。
1．3测定指标与方法
每天观察记录种子发芽情况，随时检 出霉烂种
子，以子叶展开 、胚根胚轴生长正常为发 芽标准，计
算种子发芽率、平均发芽速度、发芽指数、幼苗高度，
于置床之 日起的第 2、4、6、8、l0、l2、15天分别取试
验种子的全株测定可溶性糖 、脯氨酸(Pro)、可溶性
蛋白含量及超 氧化物歧 化酶 (SOD)、过 氧化物 酶
(POD)活性。以置床之 日为 0计 ，第 15天为发芽末
次计数时间及取样时间。(1)发芽率 ：正常发芽数 占
供试种子数的百分 比。(2)平均发芽速度：平均发芽
速度一∑(D*n)／∑n，其 中：D为从种子置床起算
的天数，本实验以置床之 日为 0。n为相应各天的发
芽粒数。(3)发芽指数：GI一(Gt／Dt)，其 中：Gt为
在 t天的种子发芽数 ，Dt为相应 的发芽天数。(4)
幼苗高度的测量：于发芽第 l5天分别测量各处理幼
苗高度，并计算平均值。(5)可溶性糖、脯氨酸(Pro)
和可溶性蛋白的测定方法：可溶性糖参照张宪政
(1992)的葸酮比色法；脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白分
别参照李合生(2003)的茚三酮显色法、考马斯亮蓝
G一250法。(6)酶的测定 ：取 0．5 g样 品于预冷的研
钵中，加入预冷的 0．05 mol／L磷酸缓冲液(pH7．8)
3 mL，并加少量石英砂，在冰浴中充分研磨成匀浆，
匀浆液 移人 10 mL离心管 中，残渣再用缓冲液冲
洗 ，使终体积为 8 mL，匀浆液于低温离心机上 1O
000 r／min离心 2O min，上清液 即为待测液。用于
测定过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性及可溶性蛋
白含量。超氧化物歧化酶活性测定按李合生(2003)
的氮蓝四唑 (NBT)法。过氧化物酶 (POD)参照李
杨瑞(1990)的方法进行测定 。
2 结果与分
2．1对蔓性千斤拔种子发芽指标与苗长的影响
由表 1可知 ，充分吸涨后的蔓性千斤拔种子在
2 ～6 PEG胁迫浓度下最终发芽率差别不大 ，均
在 9O 以上 ；在 2 ～4 的胁迫强度下 ，发芽指数
比对照高，6 9／6发芽指数变低，但各处理间并未达到
显著性差异；平均发芽速度随着胁迫强度的增大而
变快，2％、4 9／6与对照相 比达显著性差异，6％与对照
相 比虽未达显著性差异 ，但亦比对照快 ；苗长随着胁
迫浓度的增强而变短，各处理与对照间以及各处理
间均达到显著性差异。
表 l 水分胁迫对蔓性千斤拔种子平均发芽率、平均
发芽速度、发芽指数及苗长的影响 (Pd0．05)
Table 1 Effect of water stress on seed germination
percentage，germination index，mean germination speed
and seedling length of Flemingia p^ i￡ip ，ze s s
PEG浓度
、 CK 2 4 6 Concentration ( )
平均发芽率 ( ) 94．25a 92．25a 95．5a 94．25a
Germination percentage
发芽指数 Germination index 11．21a¨．43a¨．55a¨．1】a
平均发芽速度 ( ) 8．61a 8．19b 8．35b 8．58a
Mean germination speed
苗长 Seedling length(cm) 2．83a 2．39b 2．25c 2．12d
注：同一行后不同小写字母表示在 P
0．05 leveI．
2．2对种子萌发可溶性糖的影响
图 l所示 ，蔓性千斤拔种子萌发过程 中可溶性
糖含量呈先下降后上升再下降的趋势，在第 1O天和
第 12天有一次小的增幅。在水分胁迫条件下，可溶
性糖随胁迫强度的加强，积累越明显；在第 l5天时，
当对照已经处在一个较低的水平时，各胁迫处理都
还维持在较高的浓度，2 、4 、6％与对照相比分别
提高了51 、73 、100 9／6。
2．3对种子萌发 Pro含量的影响
从图 2看出，在水分胁迫环境下 ，Pro的积累均
848 广 西 植 物 29卷
要高于对照 ，除第 4天外 ，在 2 、4 、6 PEG浓度
范围内，Pro的积累随着胁迫浓度 的加强积 累逐渐
增加的，特别是在第 8天时 ，6 的胁迫积累明显高
于对 照及 2 、4 胁 迫 强度 ，分 别高 出 了 95 、
6％、46 ，在第 15天当对照 已经处于持续下降的
趋势时，胁迫处理却骤然升高，与对照相 比分别升高
了 8O 、254 、277 。总体来说水分胁迫下促进
了蔓性千斤拔种子萌发过程 Pro的积累。
V
删
铀
墼
发芽天数 (d)
图 1 水分胁迫下蔓性千斤拔种子
萌发可溶性糖的含量变化
Fig．1 Changes of soluble sugar content in germinating
seeds of F．philippinensis under water stress
＼
1
一
叫酬
Ⅱ
O
主
50 0O
00 00
50 OO
O0．OO
50 00
0 00
第2天 第4天 第6天 第8天 第1 0天第1 2天第15天
发芽天数 (d)
图 2 水分胁迫下蔓性千斤拔种子萌发 Pro的含量变化
Fig．2 Changes of Pro content in germinating seeds
of F．p，l p ” s s under water stress
2．4对种子萌发可溶性蛋白含量的影响
从图3可知，蔓性千斤拔种子萌发过程中，可溶
性蛋白含量总体上呈持续下降的趋势。在水分胁迫
下，可溶性蛋白的含量明显高于对照，但各胁迫处理
并未随着浓度的加强 而成正积累。2 胁迫处理可
溶性蛋白积累明显低于 4 、6 胁迫处理，而 4 与
6 胁迫处理并未随着强度加强而增加，从第 6天开
始，就一直呈现上下交替波动的曲线。在第 15天
时，胁迫 与对照相 比分别提 高 了 65 0A、150 、
l15 ，4 胁迫浓度比 6 高近 l6 。
2．5对种子萌发 POD活性的影响
从图 4可知 ，POD活性随着水分胁迫强度的加
强明显增加，且发芽后期 比前期增加明显。第 2天
时，2 、4 、6 浓度处理之间 POD活性相差不大。
随着发芽时间的延长，各处理之间 POD活性增加明
显 ，第 12天 时 ，各 处 理 与对 照 相 比分 别增 加 了
6O％、94 、136 ；第 15天 时 更 是 分 别 增 加 了
i00 、l61 、18O 之多。
400．O0
300．O0
刚
磐200．O0
Ⅲ
塑10O．O0
仲
0 O0
第2天 第4天 第6天 第8天 第1 ON：第1 2天第1 5天
发芽天数 (d)
图 3一水分胁迫下蔓性千斤拔种子
萌发可溶性蛋白的含量变化
Fig．3 Changes of soluble protein content in germina
ring seeds of F． ，l ￡ ”e” s under water stl’L ss
一 400 O0
300 O0
200 O0
q
一 1 O0
． O0
{H
8 0．O0
第2天 第4天 第6天 第8天 第1 0天第12天第15天
发芽天数 (d)
图 4 水分胁迫下蔓性千斤拔种子
萌发 P0D的活性变化
Fig．4 Changes of POD activity in germinating seeds
of F．p，z Z pp e，2s s under water stress
2．6对种子萌发SOD活性的影响
图5显示，除第 1O天外，水分胁迫下SOD活性
与对照相比明显增强，且随着胁迫强度的加强而增
加。第 6天时，与对照相比2 ～6％胁迫处理 SOD
活性依次增加了 24 、32 、35 ；第 10天后 ，当对
照 SOD活性持续下降的时候，各处理却依然持续增
加，在第 15天时，各处 理与对 照相 比依 次提高了
188％、l95 9／6、205 ，提高了近 2倍，但各处理之间
6期 柯芳等 ：水分胁迫对蔓性千斤拔种子萌发和生理指标 的响应 849
SOD活性相差不大 。
i
＼
3
一
0
0
第2天 第4天 第6天 第8天 第1O天第1 2天第1 5天
发芽天数 (d)
图5 水分胁迫下蔓性千斤拔种子萌发 SOD的活性变化
Fig．5 Changes of SOD activity in germinating seeds
of F． Z 户 P s under water stress
3 讨论
水分和温度是种子萌发的关键因素，只有种子
胚的含水量达到一定阀值时胚细胞才可以萌动，胚
根才可以伸长 ，种子才 能萌发 (Hegarty，1977)。郑
光华等(1985)的研究认为，由于水分的限制，虽然种
子萌发的内在生理生化过程 已为萌发作好充足的准
备，但在形态建成上仍停滞在“第 Ⅱ阶段”，一旦条件
合适 ，便可迅速突破种皮而萌发生长。本试验表明，
充分吸涨后的蔓性千斤拔种子在一定强度的水分胁
迫下萌发 ，对种子发芽率、发芽指数 的影响不大，且
发芽速度亦比对照要快而齐；但水分胁迫对苗高的
影响却随着强度的加大而越加明显。说明一定范围
内的胁迫 ，有利于种子萌发过程的渗透调节，以及萌
发物质积累的一致性，一旦满足萌发所需要条件，种
子便能集中萌发。而当胁迫超过一定的范围，则对
种子萌发造成不利 。
水分胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质
如可溶性糖、脯氨酸、甜菜碱等，以提高细胞液浓度，
由于细胞内溶质增多，渗透势下降，植物就可以从外
界继续吸水维持膨压，使植物生理过程正常进行(汤
章城 ，l 983)。本试验表明 ，水分胁迫下，各胁迫强度
均促进了蔓性千斤拔种子萌发过程中可溶性糖、Pro
及可溶性蛋白的积累；在发芽第 15天时，最高胁迫
浓度 6 9／6时可溶性糖与 Pro的积累与对照相比甚至
提高了 1～2倍之多，而可溶性蛋白的积累却是 6 9，6
胁迫比4 胁迫要低。说明水分胁迫条件下，为了
维持蔓性千斤拔种子的正常萌发，能够积累更多的
渗透调节物质，以维持正常的生理代谢。
植物在水分胁迫下 ，活性氧 自由基 的产生能力
增强 ，特别是 O的产生速率增加 ，生成量持续增大。
细胞内活性氧自由基的清除方式是多种多样的，其
中之一便是酶促活性氧 自由基清除系统，它包括超
氧化物歧化 酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化
氢酶(CAT)等。本试验 中，水分胁迫下 ，蔓性千斤
拔种子萌发过程中 SOD、POD活性明显增加 ，且随
着胁迫强度的加强明显增加。说明在水分胁迫条件
下，蔓性千斤拔种子具有较高活性 的膜保护酶系统 。
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