全 文 ：　 　 倡 山西省自然科学基金项目 （２００３１０６７）资助
　 　 倡倡 通讯作者
收稿日期 ：２００５唱０８唱１９ 　 改回日期 ：２００５唱１０唱１１
超重力处理及盐胁迫对绿豆幼苗生理生化指标的影响研究 倡
杨美红１ 　郭春绒１倡倡 王金胜２
（１畅 山西农业大学文理学院 　 太谷 　 ０３０８０１ ；２畅 山西农业大学生命科学院 　 太谷 　 ０３０８０１）
摘 　要 　 试验对绿豆（ Phaseolus rad iatus）刚萌动种子进行不同超重力和不同时间处理 ，并用 ９g／ kg NaCl溶液模拟
盐胁迫 。 结果表明 ：随处理超重力加大 ，其发芽率（Gr）和发芽指数（Gi）降低 ；３０００ × g处理组的根系活力 、游离脯氨
酸含量 、超氧化物歧化酶（SOD）活性显著高于 ２０００ × g处理 ，４０００ × g与 ３０００ × g 处理间差异不显著（SOD 除外） ；
处理组丙二醛（MDA）含量均低于对照 ，３０００ × g比 ２０００ × g处理丙二醛含量显著减少 ，４０００ × g 和 ３０００ × g 处理间
差异不显著 ；２０００ × g 、３０００ × g超重力处理随处理时间的延长 ，根系活力 、游离脯氨酸含量 、SOD 活性呈增加趋势 ，
而 ４h处理与 ３h处理间差异不显著 ，MDA 含量随处理时间的延长呈降低趋势 。 超重力处理可提高绿豆幼苗的抗
盐性 ，以 ３０００ × g 、４h处理为宜 。
关键词 　 绿豆幼苗 　 超重力 　 盐胁迫 　 生理生化指标
Effects of hypergravity and salt唱stress on the physiological and biochemical indices of mung bean seedlings ．YANG Mei唱
Hong１ ，GUO Chun唱Rong１ ，WANG Jin唱Sheng２ （１ ．College of Arts and Sciences ，Shanxi Agricultural U niversity ，Taigu
０３０８０１ ，China ；２ ．College of Life Science ，Shanxi Agricultural University ，Taigu ０３０８０１ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５ （２） ：
１０８ ～ １１０
Abstract 　 Mung bean（ Phaseolus rad iatus） seeds in germination were treated with different hypergravities for different
times ，and ９g／kg NaCl solution was used to imitate the salt st ress on mung beans tested in t he experiment ．The results
show that germination rate and germination index decrease with hypergravity increasing ．The roots activit y ，conten t of free
proline and activit y of supero xide dismutase（SOD）of seedlings under ３０００ × g treatment are significan tly higher than those
under ２０００ × g ，and the difference between ４０００ × g and ３０００ × g is not significan t except SOD ．The conten ts of malondi唱
aldehyde （MDA）of seedlings of all t reatments are lower than that of the cont rol ，that of ３０００ × g t reatment is lower signif唱
ican tly than that of ２０００ × g ，those of ４０００ × g and ３０００ × g are not different significantly ．Under ２０００ × g and ３０００ × g
hypergravity t reatments ，the roots activity ，the content of free proline and SOD activity of mung bean seedlings increase
with the time prolongation ．The t reatments of ４h and ３h are not different significantly ，the content of MDA decreases w ith
the time prolongation ．It is concluded that the salt tolerance of mung bean seedlings is improved by hypergravit y t reatment
of ３０００ × g fo r ４h ．
Key words 　 Mung bean seedling ，Hypergravity ，Salt st ress ，Physiological and biochemical indices
（Received Aug ．１９ ，２００５ ；revised Oct ．１１ ，２００５）
超重力环境作为一种极端的物理条件 ，可以突破地球重力场的限制 ，创造出更多的新技术 ，并已在生物
科学中逐渐得到应用 ，例如可用于超氧化物歧化酶发酵 、透明质酸发酵等［１］ ；Takemura M ．和 Yoshida S ．指
出 ，对 DNA 聚合酶 Ⅰ 施加 ４ × g 的超重力 ，模板 DNA 聚合酶 Ⅰ 的 Km 值减小 ，Vm 值不变 ，表明超重力处理
可提高 DNA 聚合酶 Ⅰ 的活性［１０］ 。 盐碱胁迫是我国农业生产中的两大自然灾害 ，应用常规育种方法培育耐
盐植物获得变异植株需要的时间长 ，未有突破性进展 。 利用重力技术育种是近年来应用的一种重要技术 ，
但多集中在航天卫星搭载种子 、利用回转器模拟微重力处理［２］ ，利用超重力选育抗盐品种在国内外尚未见
报道 。 本研究对刚萌动的绿豆种子进行不同超重力和不同时间处理 ，探讨利用超重力处理作物种子提高其
抗盐性的生理生化基础 。
1 　 试验材料与方法
供试材料为山西农业大学辐照中心提供的“１４５唱１”绿豆品种 ，用 １g／kg HgCl２ 消毒 １０min ，用无菌水冲洗
第 １５卷第 ２ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
３ 次 ，置于培养皿中 ，加蒸馏水 ，在 ２５ ℃ 培养箱中暗培养 １d ，随机抽取 ５０ 粒刚萌动的种子 ，依次浇含 ０g／kg 、
７g／kg 、９g／kg 、１１g／kg 、１３g／kg NaCl 的 １／２Hoagland 营养液 １００mL／盘（２７cm × ３cm 的塑料盘） ，每天记录发
芽数 ；对刚萌动的种子以 ２０００ × g 、３０００ × g 和 ４０００ × g 的超重力分别处理 ２h 、３h 和 ４h ，设 ３ 次重复 ，然后在
塑料盘（同上）中进行砂基培养 ，浇含 ９g／kg NaCl的 １／２Hoag１and营养液 １００mL／盘 ，适时补水 ，每天观察记
录出苗时间和出苗率 。 取胁迫 ８d的绿豆幼苗 ，随机剪取不同部位的叶片（根系活力测定选根） ，测定游离脯
氨酸含量（酸性茚三酮比色法）［３］ 、丙二醛（MDA）含量［４］ 、超氧化物歧化酶（SOD）活性（采用光化学唱NBT 还
原法测定）［４］ 、根系活力（TTC 法）［５］ 。 试验数据用 SPSS１１畅５ 软件进行方差分析 ，差异显著时按照 Duncan 氏
的新复极差法（SSR）进行多重比较 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 盐胁迫条件的选择
用含不同浓度 NaCl的 １／２Hoagland 营养液对绿豆进行胁迫处理 ，测定其发芽率和发芽指数（表 １） 。 结
果表明 ，７g／kg 的 NaCl溶液胁迫时 ，各处理的发芽率和发芽指数与对照相比差异不显著 ，１１g／kg 、１３g／kg
NaCl溶液胁迫时 ，发芽率和发芽指数极显著低于对照 ，因此含 ９g／kg NaCl溶液是较合适的胁迫浓度 。
表 1 　 不同浓度 NaCl胁迫下绿豆发芽率与发芽指数的变化 倡
Tab ．１ 　 Changes of germination rate and germination index of mung beans under different salt st ress concent rations
项 　 目
It em s
盐胁迫浓度 ／g·kg － １ Salt st ress concentra tions
０ ７ ９ １１ １３
发芽率 ／ ％ ９０畅３８ ± ３畅２６a ８８畅２０ ± ２畅９６a ８２畅６７ ± ４畅２９b ６６畅３８ ± ３畅８７C ６０畅２１ ± １畅０５D
发芽指数 ２２畅６０ ± １畅８４a ２２畅０５ ± ２畅５８a ２０畅６７ ± ０畅２５b １６畅１０ ± １畅０９C １５畅０５ ± １畅０６D
　 　 倡 数字后相同字母表示差异不显著（ P ＞ ０畅０５） ，不同大写字母表示差异极显著（ P ＜ ０畅０１） ，不同小写字母表示差异显著（ P ＜ ０畅０５） ，下表同 。
2畅2 　 不同超重力处理与盐胁迫对绿豆发芽的影响
　 　 对不同超重力处理和
９g／kg盐胁迫的绿豆发芽
情况进行比较 （表 ２） ，结
果为随处理超重力的加
大 ，绿豆发芽率和发芽指
数均有不同程度的降低 ，
以相同超重力处理时 ，随
处理时间的延长 ，各处理
间差异不显著 。 ４０００ × g
处理组的发芽率和发芽指
数显著降低 ，可能是超重
力对萌动种子的机械损伤
所致 。
表 2 　 不同超重力处理对绿豆发芽的影响 倡
T ab ．２ 　 The effects of different hypergravit y treatments on the germination of mung beans
处 　 理
Treatments
发芽率／ ％
Germinat ion rat e
发芽指数
Germinat ion index
２０００ × g ，２h
２０００ × g ，３h
２０００ × g ，４h
３０００ × g ，２h
３０００ × g ，３h
３０００ × g ，４h
４０００ × g ，２h
４０００ × g ，３h
４０００ × g ，４h
７５畅２９ ± ２畅３８A
７５畅３２ ± ９畅２４A
７５畅８７ ± １畅０６A
７２畅０５ ± ６畅１１A
７１畅９８ ± ６畅１７A
７３畅１０ ± ４畅２９A
６６畅２１ ± ２畅２２B
６５畅６８ ± ３畅５４B
６６畅２４ ± ６畅２０B
１８畅８２ ± ４畅３７A
１８畅８３ ± ０畅２１A
１８畅９７ ± ８畅７８A
１８畅０１ ± ２畅３１A
１８畅００ ± １畅９７A
１８畅２７ ± １畅０１A
１６畅５５ ± ９畅２１B
１６畅４２ ± ８畅３１B
１６畅５ ± １３畅２０B
　 　 倡 ２０００ × g 、２h 代表 ２０００ × g 超重力处理 ２h ，其余类推 ，下表同 。
2畅3 　 不同超重力处理与盐胁迫对绿豆幼苗生理生化指标的影响
表 ３ 表明 ，处理组游离脯氨酸含量极显著高于对照组 ，３０００ × g 处理组显著高于 ２０００ × g 处理 ，３０００ × g
处理组与 ４０００ × g 处理组间差异不显著 ；２０００ × g 、３０００ × g 处理组随处理时间的延长 ，其含量增加 ，４h 和 ３h
处理间差异不显著 ，４０００ × g 处理组随处理时间的延长各处理间变化不显著 。 处理组 MDA 含量都低于对
照 ，且随处理超重力的增加而降低 ，３０００ × g 比 ２０００ × g 处理的 MDA 含量显著减少 ，４０００ × g 和 ３０００ × g 处
理差异不显著 ；以 ２０００ × g超重力处理时 ，MDA 含量随处理时间的延长呈降低趋势 ，３０００ × g 和 ４０００ × g 处
理随处理时间的延长变化不显著 。 处理组根系活力极显著高于对照组 ，３０００ × g 处理显著高于 ２０００ × g 处
理 ，４０００ × g与 ３０００ × g处理差异不显著 ；２０００ × g 和 ３０００ × g 处理的根系活力随处理时间的延长而增加 ，３h
处理显著高于 ２h 处理 ，４h处理与 ３h 处理差异不显著 ，４０００ × g处理组随处理时间的延长各处理间变化不显
著 。处理组 SOD 活性极显著高于对照组 ，其中 ３０００ × g 处理显著高于 ２０００ × g 处理 ，４０００ × g 处理显著高
于 ３０００ × g处理 ；２０００ × g 和３０００ × g处理组随处理时间的延长 ，SOD 活性呈增加趋势 ，而 ４０００ × g 处理组的
第 ２期 杨美红等 ：超重力处理及盐胁迫对绿豆幼苗生理生化指标的影响研究 １０９　
SOD 活性随处理时间的延长变化不显著 。
表 3 　 不同超重力处理对绿豆幼苗生理生化指标的影响
Tab ．３ 　 The effects of different hypergravity treatments on the physiological and biochemical indices of mung bean seedlings
处 　 理
T reat ments
游离脯氨酸／μg·g － １ FW
Free proline
丙二醛 ／μmol·g － １
Malondialdehyde
根系活力 ／μg·g － １·h － １
Roo ts ac tivities
超氧化物歧化酶 ／U·g － １ FW
Superoxide dismut ase activit ies
CK
２０００ × g ，２h
２０００ × g ，３h
２０００ × g ，４h
３０００ × g ，２h
３０００ × g ，３h
３０００ × g ，４h
４０００ × g ，２h
４０００ × g ，３h
４０００ × g ，４h
２２５畅０７ ± １０畅８６D
２７８畅６３ ± ７畅５２C
３８５畅０７ ± ５畅１８b
３８９畅９０ ± ２畅１９b
３８７畅７３ ± １４畅７４b
４３３畅６３ ± ９畅３２a
４３４畅４７ ± ２０畅５４a
４３０畅９７ ± ２畅９５a
４２９畅２７ ± ５畅７６a
４３２畅４７ ± ２畅８５a
４１畅８０ ± ２畅５０a
３８畅０７ ± ９畅４５a
３７畅７０ ± ２畅９８a
３０畅３０ ± １５畅３２b
２９畅５０ ± ８畅２５b
２５畅６０ ± １１畅３３b
２６畅８８ ± ９畅４８b
２５畅７２ ± １２畅３４b
２５畅８８ ± ８畅９１b
２５畅０４ ± １３畅２７b
５９畅０７ ± ５畅１２D
１２５畅６６ ± ２畅７６C
１４９畅８３ ± ２畅２８b
１５９畅２０ ± ３畅６６b
１６９畅０３ ± ６畅６７b
１９３畅４０ ± ９畅９４a
１９４畅５３ ± ４畅９９a
１９６畅２４ ± ７畅３８a
１９５畅０４ ± ２畅３１a
１９６畅９０ ± ４畅７９a
２２６畅５７ ± ５畅９８F
２７８畅５７ ± １０畅４６E
３３６畅４３ ± ６畅４９d
３４２畅８６ ± ９畅１５d
３７９畅２９ ± ４畅０５c
４０７畅１４ ± ６畅１８b
４３５畅００ ± ９畅０８a
４２５畅７１ ± １畅７２a
４２７畅８６ ± ４畅０９a
４２３畅１６ ± １１畅９７a
3 　 小结与讨论
游离脯氨酸积累是植物体抵抗渗透胁迫的有效方式之一 ，一般认为植物体内游离脯氨酸含量高 ，耐盐
性也强［６］ ，本试验中处理组的游离脯氨酸含量都极显著高于对照组 。 MDA 作为脂质过氧化的产物 ，其含量
多少可代表膜损伤程度的大小［７］ ，处理组 MDA 含量比对照组都低 ，说明超重力处理可提高绿豆幼苗的抗盐
性 。 SOD 活性相应较高 ，SOD 是生物体内的重要保护酶 ，能催化超氧阴离子自由基的歧化反应并清除它［８］ ，
处理组体内较强的 SOD 活性使活性氧维持在一个较低水平 ，从而减轻活性氧对细胞膜系统的伤害 ，保持了
膜的完整性 。 植物根系主要供应地上部分生长所需的水分和矿物质 ，根系活力的大小反映了根系代谢强度
的大小［９］ ，处理组根系活力比对照提高 １ ～ ２ 倍 ，说明利用一定程度的超重力处理可以提高绿豆幼苗的抗盐
性 。 分析上述指标的变化趋势 ，在实际应用中 ，超重力处理以 ３０００ × g 、４h 为宜 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 陈建峰 ．超重力技术及应用 ．北京 ：化学工业出版社 ，２００２
２ 　 赵 　 琦 ，刘 　 敏 ，蔡伟明 ．模拟微重力条件对植物幼苗生长的影响 ．植物生理学报 ，２０００ ，２６ （３） ：２０１ ～ ２０５
３ 　 中国科学院上海植物生理研究所 ，上海市植物生理学会 ．现代植物生理学实验指南 ．北京 ：科学出版社 ，１９９９
４ 　 王金胜 ，刘桂林 ，张 　 映 ．农业生物化学研究技术 ．北京 ：中国农业出版社 ，２００１
５ 　 李合生 ．植物生理生化实验原理和技术 ．北京 ：高等教育出版社 ，２０００ ．１１９ ～ １２０
６ 　 王鸣刚 ，贾敬芬 ，谢 　 放 ．小麦耐盐细胞系及后代耐盐稳定性的生化分析 ．西北植物学报 ，１９９９ ，１９ （２） ：３１０ ～ ３１４
７ 　 王海华 ，蒋明义 ，康 　 健 ，等 ．低浓度镍处理下玉米种子的萌发与活性氧代谢的关系 ．作物学报 ，２００３ ，２９ （４） ：６０１ ～ ６０５
８ 　 严重玲 ，洪业汤 ，王世杰 ，等 ．稀土元素对酸雨胁迫小麦活性氧清除系统响应的作用 ．作物学报 ，１９９９ ，２５ （４） ：５０４ ～ ５０７
９ 　 张万萍 ，须海丽 ，张 　 燕 ，等 ．喷施稀土对黄瓜幼苗根系活力和矿质元素吸收的影响 ．山地农业生物学报 ，２００３ ，２２ （６） ：５１２ ～ ５１５
１０ Takemura M ．，Yoshida S ．St imulat ion o f DNA polymerase alpha by hyperg ravit y generated by centrif ugal acceleration ．Biochemical and Bio唱
physical Reasearch Communicat ions ，２００１ ，２８９ （２） ：３４５ ～ ３４９
１１０　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷