全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 31(6)：823— 826 2011年 l1月
水淹对铺地黍部分生理指标的影响
詹嘉红，蓝宗辉
(韩山师范学院 生物系，广东 潮州 521041)
摘 要：研究了水淹对铺地黍幼苗的丙二醛、可溶性糖和可溶性蛋白质含量，3种抗氧化保护酶(SOD、CAT
和 POD)活性等生理指标的影响。结果显示 ：水淹胁迫下，铺地黍幼苗的丙二醛含量缓慢升高 ，可溶性糖含量
先升高后下降，蛋白质含量逐渐下降，超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性先上升后下降，而过氧
化物酶(POD)活性则持续上升。研究结果表明 ：水淹对铺地黍的生理指标产生了的影响，其中抗氧化保护酶
活性的提高是铺地黍适应水淹环境的重要原 因之一。
关键词：铺地黍；水淹；生理指标；消落带
中图分类号 ：Q945 文献标识码：A 文章编号 ：1000—3142(201I)06—0823—04
Effect 0f flooding 0n s0me physiological
indexes 0f nicum re pens
ZHAN Jia-Hong．LAN Zong-Hui
(Department of Biology，Hanshan Normal College，Chaozhou 521041，China)
Abstract：Effects of flooding stress on the contents of malondialdehyde(MDA)，soluble sugars and proteins from
young Panicum repens，and the activities of three protective enzymes in leaves were studied．The results showed that
distinct changes of their contents were induced by the flooding conditions：the contents of MDA slowly ascended；
while the soluble sugars first increased and then decreased；and the soluble protein descended gradually．We also ob—
served that the activities of superoxide dismutase(SOD)and catalase(CAT)fell after rising，but the activity of peroxi—
dase(POD)always went up．Together，these results suggested that flooding had an impact on physiological indexes of
P．repens，and the plant could effectively adapt to the flooding environment by rising the activities of protective en—
zymes·
Key words：Panicum repens；flooding；physiological indexes；water-fluctuating zone
据统计，我国已建各类水库达8．5万多座，水库
在治理水旱灾害、保证工农业生产与生活用水等方
面发挥着举足轻重的作用。但当前，我国水库环境
却面临着水库淤积和富营养化两大主要问题(张振
克等，2006)。而水库消落带土壤流失则是影响水库
环境的重要 因素之一。
水库消落带是指因水库调度等原因引起水位变
动而在库区周围形成的一段特殊区域，是水位反复
周期性变化的干湿交替区(蔡德所等，2008)。由于
水库消落带水位变化幅度大，生境极端恶劣，一般植
物难以生长，因此，在消落带植被生态修复中，筛选
适应消落带特殊环境条件的植物物种，就成为消落
带植被恢复治理的关键。付奇峰等(2008)和廖世纯
等(2009)试验表明，铺地黍为水库消落带的适生植
物，有耐淹、耐旱和耐贫瘠的特点。然而有关铺地黍
对水淹适应机制方面的研究尚未见系统报道。本研
究通过模拟水淹试验，研究不同水淹时长下铺地黍
幼苗的丙二醛、可溶性糖和可溶性蛋白质含量，3种
抗氧化保护酶(SOD、CAT和POD)活性等与抗性
相关的生理指标变化，为深人探讨铺地黍对淹水生
收稿日期：2010—10—26 修回日期 ：2011～04—23
苎 苎旱： 查省自然科学基金(0700597)[Suported by Natural Science F0orldaft0n of Guangdong ProviⅡce(0700597)] 作者简介
： 詹嘉红(1963一)，女，广东揭阳市人 ，副教授 ，主要从事植物生理生化研究
，(E_mail)zh：njh。ng@163．c。m。
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境的适应机制提供参考。
1 材料与方法
1．1材料
于 2009年 4月 10日选取潮州市岗山水库边铺
地黍当年生幼苗作为研究对象。将长势相近的幼苗
栽种于塑料盆中，复壮半个多月后，于 2009年 4月
29日将长势良好的24盆植株进行水淹处理。
1．2试验设计
水淹处理参考陈芳清等(2008)的实验设计。把
24盆植株分为 6组，每组 4盆。其中5组用作水淹
处理，分别水淹7、14．21、28、35 d。水淹处理按间隔
7 d时间逐批放入塑料桶中进行没顶水淹处理，最
后剩下未做水淹处理的 I组作为对照组。
1．3测定方法
水淹结束后，剪取植株第 3片叶以上部分进行
以下项目测定：丙二醛(MDA)含量测定采用硫代巴
比妥酸法(郝再彬等，2004)；可溶性糖含量测定采用
蒽酮比色法(王学奎，2O06)；可溶性蛋白质含量测定
采用考马斯亮蓝染色法(王学奎，2006)；SOD活性
测定采用氮蓝 四唑(NBT)法 (郝再彬等，2004)；
CAT活性测定采用紫外吸收法(郝再彬等，2004)；
POD活性测定采用愈创木酚法(张志 良等，2003)。
最后，对测定结果进行统计分析。
2 结果与分析
2．1水淹对铺地黍丙二醛(MDA)含量的影响
图 1显示，铺地黍在持续水淹前期 14 d内，
MDA含量变化不明显。14 d后，MDA含量随水淹
时间的延长而逐渐上升，到水淹 28 d时，MDA含量
升至 最 高 (0．0168 tool·g FW)，比对 照 组
(0．0124#mol·g。FW)增加 了 35．5 ，差异达到显
著水平(P明显下降，到水淹35 d时接近对照组。
2．2水淹对铺地黍可溶性糖含量的影响
图2显示，随着水淹时间的延长，可溶性糖含量
的变化趋势是先升高后下降，到水淹14 d时含量升
至最高 (0．391 9／5)，比对照组 (0．204％)增加 了
91．7 9／6，差异达到显著水平(P<0．05)，之后糖含量
逐步下降，到35d时降至最低(o．173 9／6)，为对照组
的0．85倍。
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0 7 14 21 28 35
处理时间 Treatment t i me(d)
图 1 水淹对铺地黍 MDA含量的影响
Fig．1 Effect of flooding on M DA contents
in Panicum repens
*表示与对照组差异显著性为 P* Significant difference in control group
at 0．05 leveI．The same be】ow
0 7 14 21 28 35
处理时间 Treatment t i me(d)
图 2 水淹对铺地黍可溶性糖含量的影响
Fig．2 Effect of flooding on soluble sugar
contents in Panicum repens
2．3水淹对铺地黍可溶性蛋白质含量的影响
由图 3可以看出，可溶性蛋白质含量在整个水
淹期间呈现逐渐下降的趋势。在持续水淹前期14 d
内，蛋白质含量相对稳定，保持在 11．631～10．782
mg·g。FW 的范围内，到水淹 28 d、35 d时，分别比
对照组降低了41．6 和 42．9 ，差异均达到显著水
平(P<0．05)。
2．4水淹对铺地黍 SOD、CAT和 POD活性的影响
水淹胁迫下，铺地黍幼苗 3种抗氧化保护酶活
性变化见表 1。由表 1可见，铺地黍幼苗 SOD活性
在水淹期间呈先升后降的变化趋势。在水淹 14 d
时，酶活性达到最大，为对照组的 1．99倍 (P<
0．05)。随着水淹时间的延长，SOD活性呈现快速
下降的趋势。在水淹 35 d时，SOD活性降至最低，
5 0 5 O 们 们 ∞
6期 詹嘉红等：水淹对铺地黍部分生理指标的影响 r 825
仅为对照组的 38．72 9／6(P化与 SOD相似，随着水淹时间的延长也呈先升后降
的趋势。在水淹 7 d时，CAT活性达到最大值，为
对照组的 1．26倍(P<0．05)。之后，随着水淹时间
的延长，CAT活性逐渐下降，在水淹 35 d时酶活性
降至最低，为对照组的 50．34 (P<0．05)。POD
活性的变化与 SOD和 CAT不同。在整个淹水胁
迫过程中，POD活性始终高于对照组，且随着水淹
时间的延长呈现出逐渐增加的趋势。在水淹前期 7
d内，POD活性上升最快，到水淹 7 d时，酶活性已
是对照组的 1．87倍(P<0．05)，之后，酶活性继续
缓慢上升，到 35 d时酶活性达到最大值，为对照组
的 2．62倍(P<0．05)。
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处理时间 Treatment t i me(d)
图 3 水淹对铺地黍可溶性蛋白质含量的影响
Fig．3 Efect of flooding on soluble protein
contents in Panicum repens
表 1 水淹对铺地黍 SOD、CAT和 POD活性
的影响 (平均值±标准误差)
Table 1 Effect of flooding on the activities of S0D。
CAT and POD in Panicum repens(mean~SE)
处理时间
Treatment
time(d)
CAT活性 POD活性
Activity of CAT Activity of POD
(U ·m · (△OD470·mini
g FW ) ·g一1FW )
*表示与对照组差异显著性为 P<0．05
* Significant diference in control group at 0．05 level
3 讨论
本试验中，在完全水淹胁迫下，铺地黍幼苗的丙
二醛含量、可溶性糖含量、SOD活性和 CAT活性均
随水淹时间的延长呈现先升后降的变化趋势，说明
铺地黍在一定时间内能通过调节 自身的代谢系统和
保护酶系统较好的应对水淹环境。
MDA被认为是 细胞 膜脂过氧化 的产 物之一，
通常将其作为脂质过氧化指标，其含量的高低反映
了细胞膜脂过氧化的程度和植物对逆境胁迫反应的
强弱。谭淑端等(2009)的研究显示，耐淹植物狗牙
根受水淹胁迫后其 MDA含量较未淹对照明显增
加。本实验铺地黍植株中MDA含量也有相似的变
化，在水淹胁迫的前 28 d，随着水淹时间的延长，
MDA含量呈逐渐增加的趋势，到水淹 28 d时达到
最大值，之后，MDA含量有所下降，但仍高于或接
近对照，此时植株叶片已出现退绿症状。表明水淹
已对铺地黍产生了一定程度的伤害，且受伤害程度
随水淹时间的延长而增大。
糖含量常作为植物体内碳素营养状况的重要指
标，植物为了适应逆境条件会主动积累一些可溶性
糖，降低渗透势和冰点，以适应外界环境条件的变
化。本研究结果表明，随着水淹时间的延长，可溶性
糖含量是先升后降。水淹前期可溶性糖含量的增
加，在一定程度上可减轻水淹造成的危害，而后期糖
含量下降，且低于对照组，可能原因是随着缺氧胁迫
的加深，植物为了获得生命活性所需 的能量，通过无
氧代谢加剧了对糖类物质的消耗。
蛋白质是植物体结构和功能最重要的基础物质
之一。植物蛋白质含量与其抗逆性的形成有关，由
于蛋白质有着很强的持水力，因此对植物可起到有
效的保护作用(王保义等，2006)。有关逆境下蛋白
质含量的变化，不同的研究有不同的观点。本实验
中，蛋白质含量随着水淹时间的延长而逐渐下降，提
示当水淹胁迫严重时，蛋白质合成受到抑制或蛋白
质分解增加。
植物在正常的生命活动过程中，细胞中存在着
活性氧的产生和清除问的平衡 ，但在逆境胁迫下 ，活
性氧的产生会增加，结果将引起膜脂过氧化并导致
膜系统受损，最终还使植物组织受破坏。水淹条件
下，植物遭受的最大胁迫是缺氧。缺氧后，正常植物
细胞原本存在的活性氧产生与清除的动态平衡就会
遭到破坏，为了防止水淹胁迫导致的活性氧积累对
植物造成的伤害，植物依赖自身的保护酶系统，如升
高 SOD、CAT和 POD等酶活性来清除植物在水淹
胁迫下积累的活性氧(Monk等，1987)。其中SOD
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826 广 西 植 物 31卷
的作用是将歧化为 H O。，在各种酶促 AOS清除系
统中处于第一道防线，而 CAT和 POD的作用则主
要是清除经 SOD歧化和 Habei—Weiss反应而产生
的 H。0。与 ·OH，以避免它们对细胞的伤害(王小
青等，2006)。而整个保护酶系统的防御能力最终取
决于这几种酶彼此协调的综合结果。本实验中，在
水淹胁迫前期，SOD、CAT和 POD活性均有不同程
度的升高，说明短期胁迫产生的活性氧自由基，植物
已做出了相应的适应性反应，使细胞内活性氧维持
在一个低的水平，此时，铺地黍的外部形态特征与对
照组差异不大，表明短期水淹对其没影响，也说明铺
地黍在一定时问内有较强的耐淹性。随着水淹时间
的延长，SOD和 CAT的活性均下降，说明活性氧自
由基的产生可能已超出S0D和 CAT的清除能力，
而 POD活性的持续升高，则说明 POD的底物——
过氧化物浓度的不断增加。自由基和过氧化物的积
累，最终必将导致植物生理代谢的紊乱，甚至死亡。
水淹对植物的影响应该是多方面的。研究结果
显示，水淹胁迫下，铺地黍的各项生理指标均有不同
程度上的变化。从抗氧化保护酶活性的变化，以及
淹水胁迫下植株的外部形态特征，初步得出，通过提
高抗氧化保护酶活性以加强活性氧的清除、减少活
性氧对细胞膜的伤害应是铺地黍适应水淹环境的重
要原因之一。
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