全 文 ：第 14卷第 3期
2 0 0 6年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．14 No．3
July， 2006
钙试剂对干旱胁迫玉米
脱落酸与木质部汁液 pH的影响*
刘子会 郭秀林 马春红 李广敏
(河北省农林科学院遗传生理研究所 石家庄 050051)
摘 要 试验研究钙试剂对干旱胁迫玉米脱落酸与木质部汁液 pH的影响结果表明，EGTA、异博啶和三氟啦嗪处
理均能提高玉米木质部汁液 pH；EGTA、异博啶处理后玉米叶茎根e脱落酸含量降低，木质部汁液 e脱落酸浓度与
叶茎根脱落酸含量并没有明显相关性，表现出复杂变化；三氟啦嗪处理后玉米根 e脱落酸含量升高，茎、叶e脱落
酸含量 降低 ，且叶木质部 汁液 e脱落酸浓度亦降低 ，而 茎、根 木质部 汁液e脱 落酸 浓度 无明显变化。
关键词 脱 落酸 木质部 汁液 pH 钙试剂 干旱胁迫 玉米
Effects of EGTA，verapamii and trifluoperazine on ABA ，and xylem sap pH of maize seedling under drought stress．
LIU Zi—Hui，GUO Xiu-Lin，MA Chun-Hong，LI Guang-Min(Institute of Genetics and Physiology．Hebei Academy 0f
Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China)，CJEA，2006，14(3)：100～102
Abstract The effects of EGTA，verapamil and trifluoperazine on ABA contents of organs and xylem sap pH of maize
seedling under drought stress were studied．The results show that the xylem sap pH of maize under drought stress is in—
creased after treated by EGTA，verapamil or trifluoperazine．When the maize is treated by EGTA or verapamil，the ABA
contents of leaf．stem or root decrease and are not related to the ABA concentration in the sap whose changes are corn—
plex．After being treated by trifluoperazine，the ABA content in the rot increases，but decreases in the leaf and the stem．
At the same time，the ABA concentration decreases in the leaf sap．but ABA concentrations in the stem and leaf doesn’t
change obviously．
Key words ABA；Xylem sap；pH；EGTA，verapamil，trifluoperzaine；Drought stress；Maize
(Received July 6，2004；revised Oct．19，2004)
随着全球环境的恶化、水资源 日益短缺，植物水分生理与旱地农业的研究成为热点。从 20世纪80年代
起，人们对脱落酸(ABA)开展了广泛深入的研究，直至今天研究热潮仍然不减。大量研究表明，干旱胁迫下
植物根系合成ABA，并通过木质部蒸腾流到达叶片，引起气孔关闭。由于 ABA可以在植物的木质部和韧皮
部中快速转移，并随 pH变化在不同组织的不同区间进行区隔化，根系周围土壤水分和空气的水分状况都可
以改变 ABA的流通L4 J，因此木质部汁液 ABA的运输及浓度变化越来越受到人们的关注。以往大量试验表
明，钙离子参与感受胁迫、启动 ABA合成和ABA的信号转导过程 ．2一l。本文通过外源施用 3种钙离子试
剂，研究了玉米根、茎、叶ABA含量、木质部汁液ABA浓度以及木质部汁液 pH的变化，以期探讨 3种钙试
剂对 ABA合成的影响，以及植物的响应调节机制。
l 试验材料与方法
试验材料为玉米(Zea mays)杂交种“郑单 958”。选取籽粒饱满的种子，用蒸馏水反复冲洗，浸种 24h后
放在滤纸上置于 2812恒温培养箱中催芽，芽长 lcm时播种于一次性纸杯中，纸杯去底置于沙盒中培养，培养
室昼夜温度 30℃／25℃，每天光照 12h，光强60001ux。每两天浇 1次Hoagland营养液，生长 2个月至拔节后
处理测定。处理时将幼苗分为 2组：一组为对照，正常浇水；另一组不再浇水，直到幼苗出现萎蔫。取其中3
盒以分别含有 lOOt~mol／L异博啶(Verapamil，Ca2 通道阻断剂)、2mmol／L乙二醇双(2一氨基)乙基醚一N，N，
* 河北省自然科学基金项 目(302466、200600727)、河北省农林科学院重点项目(A03一l一02‘14)和国家“粮食丰产科技工程”项目河北省课
题(2004BA520A07)资助
**通讯作者
收稿日期：2004—07—06 改回日期：2004一l0—19
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第 3期 刘子会等 ：钙试剂对干旱胁迫玉米脱落酸与木质部汁液 pH的影响 101
N ，N 四乙酸(Ethyleneglycol—bis(2一aminoethylether)-N，N，N ，N -tetraacetic acid，EGTA，Ca 螯合剂)、
80t~mol／L三氟啦嗪(Trifluoperazine，CaM 及 CaM 类似物的拮抗剂 )的 3种营养液处理 ，另取 1盒不进行 以
上药剂处理，作为干旱胁迫处理。处理 24h后将每种处理的幼苗随机分成两部分，一部分用压力室法采集
其根、茎、第四叶的木质部汁液，一部分幼苗分别取第四叶、茎段和根系。植物水势用压力室法测定，记下叶
出现第一滴汁液时的压力值，作为植株水势值。木质部汁液 pH以微型 pH计测定(HI1083B，HANNA制
造)。玉米叶、茎、根及汁液 ABA含量测定参照南京农业大学植物激素实验室编印的ABA ELISA试剂盒说
明书。试剂盒由南京农业大学植物激素实验室提供。
2 结果与分析
正常浇水 的植株 水势约 为 ～0．78～ 一0．58MPa；干旱胁 迫下的植株水 势约为 一1．76～ 一1．57MPa；
EGTA、异博啶、三氟啦嗪处理的植株水势约为一1．73～一1．58MPa，接近干旱胁迫下的植株水势。
2．1 干旱胁迫对玉米叶、茎、根ABA总量、木质部汁液 ABA浓度及 pH的影响
试 验结果表 明(表 1)，正 常浇 表1 不同处理对玉米器官内ABA含量及木质部汁液ABA含量与pH的影响
水的植株 ，叶、茎 、根 ABA 总量 分 Tab．1 Efects of diferent treatments onABA contents of
别为 9．75t~g／gDW、2．56t~g／gDW、
1．76t~g／gDW；干旱 胁迫后 叶 ABA
含量变化不显著，但根、茎 ABA含
量却有明显的升高，分别比正常处
理提高了几倍至十几倍。正常浇水
的植 株 ，叶、茎 和 根 木 质 部 汁 液
ABA浓度分别为 126．26fmol L、
44．86fmol L、35．05fmol L；干旱
胁迫后，叶木质部汁液 ABA浓度提
高了约 1倍，茎、根木质部汁液 ABA
浓度则升高不明显。正常浇水的玉
米叶木质部汁液 pH值最高，茎、根
汁液 pH依次降低；干旱胁迫下，玉
米叶木质部 汁液 pH变化 不 明显 ，
茎 、根汁液 pH则分别比正常植株汁
液 pH值升高了约0．1-0．2个单位。
organs and xylem sap and pH of xylem sap of maize
处 理 器官内ABA含量 g·g DW 木质部汁液ABA ~／fmoi· L 木质部汁液 pH
Treatments ABA contents of organs ABA concentration of xylem sap pH of xylem sap
2．2 钙试剂对玉米叶、茎、根 ABA总量、木质部汁液 ABA浓度及 pH的影响
与正常和干旱胁迫的植株相比，EGTA处理24h后，植株叶、茎、根 ABA总量显著降低(表 1)，其中以叶
中ABA含量最低；不同器官木质部汁液 ABA浓度变化不同，叶木质部汁液 ABA浓度下降，茎木质部 ABA
浓度变化不明显，根木质部 ABA浓度上升；同时，叶、根木质部汁液 pH明显升高，茎木质部汁液 pH则接近
干旱胁迫时的 pH值。与正常和干旱胁迫下的植株相比，异博啶处理后玉米叶、茎、根的 ABA总量都显著降
低(表 1)。但异博啶处理使茎、根木质部汁液 ABA浓度高于正常浇水和干旱胁迫的浓度，叶木质部汁液
ABA浓度则只高于正常浇水的水平；叶汁液 pH升高，茎汁液 pH降低，根汁液 pH介于正常和干旱二者之
间。三氟啦嗪处理使叶、茎 ABA含量低于正常和干旱胁迫时的水平，但根系 ABA含量高于正常和干旱胁
迫；叶汁液 ABA浓度降低；叶、根木质部汁液 pH显著升高(表 1)。
3 小结与讨论
胞质游离钙离子是植物细胞信号转导过程中最基本的第二信使，它几乎介导植物生长发育的所有反
应。大量试验表明：在植物感受渗透胁迫启动 ABA合成的转录因子过程中有 Ca 参与。本研究中EGTA
和异博啶处理显著降低玉米叶、茎、根ABA含量，可能是由于 EGTA对胞外 Ca 螯合以及异博啶对 Ca： 通
道的抑制，阻断了干旱信息传递，导致玉米在于旱胁迫时无法启动 ABA的合成，从而造成干旱胁迫时植物体
内ABA含量降低。CaM及 CaM类似物拮抗剂三氟啦嗪处理玉米幼苗后 ，根系 ABA含量高于正常和干旱
胁迫，茎、叶 ABA含量略低于正常，表明CaM可能未参与 ABA的合成，郭秀林等以小麦为材料的试验也证
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102 中 国 生 态 农 业 学 报 第 14卷
明了此观点[ 。过去的大量研究表明：逆境胁迫使植株木质部汁液或质外体汁液 pH升高。Wilkinson[6]等
认为 pH升高与植物体内低浓度 ABA联合，使气孔趋于关闭，蒸腾失水减少，提高了逆境胁迫下植物的水分
利用效率和生存能力。本研究中，干旱胁迫下，由于 ABA合成受到抑制，植株内源 ABA含量很低，但植株通
过改变木质部汁液pH来提高木质部汁液 ABA浓度，改变气孔导度，降低蒸腾，提高植物逆境下的生存能力。
参 考 文 献
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杨惠敏，王根轩．保卫细胞质中Ca 浓度变化与气 L开闭之间的关系．植物生理学通讯，2001，37(3)：269～273
郭秀林 ，李孟军，关军锋等．PEG胁迫下小麦幼苗ABA与 Ca ／CaM 的关系．作物学报，2002，28(4)：537～540
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Jian’kang Zhu．Salt and drought stress signal transduction plants．Annu．Rev．Plant Bio1．，2002，53：247～273
W ilkinson S pH as a stress signal Plant Grouth Regulation，1999．29：87-99
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