全 文 ： * ?国家重点基础研究 ( 973)发展规划项目 ( G1999011704) 和国家自然基金项目 ( 30500653)资助
收稿日期 : 2004-11-21 改回日期 : 2004-12-31
盐胁迫对枸杞叶片糖代谢及相关酶活性的影响研究 *
许 兴 杨 涓 郑国琦 徐兆桢 魏玉清
(宁夏大学生命科学院 银川 750021) (宁夏农林科学院生物技术重点实验室 银川 750002)
摘 要 试验研究盐胁迫对枸杞叶片糖代谢及相关酶活性的影响结果表明 , 随 NaCl 浓度升高和处理时间的延长 ,
枸杞叶片多糖和可溶性糖含量显著增加 ( P < 0 .05) , 蔗糖含量呈上升趋势 , 而淀粉含量显著下降 ( P < 0 .05) , 还原糖
含量呈下降趋势。随 NaCl 浓度的增加 ,枸杞叶片中中性转化酶活性显著降低 ( P < 0 .05) ;3g/ kg、6g/ kg NaCl 处理
对酸性转化酶活性影响较小 ,3g/ kg NaCl 处理降低蔗糖合成酶而对蔗糖磷酸合成酶活性基本无影响 ; 6g/ kg NaCl
处理蔗糖合成酶活性随时间先降后升 ,而对蔗糖磷酸合成酶活性影响较小 ; 但 9g/ kg NaCl 处理显著降低酸性转化
酶、蔗糖磷酸合成酶活性 ( P < 0 .05)。
关键词 盐胁迫 枸杞 糖代谢 酶活性 多糖
Sugars and sucrose-metabolizing enzymes in leaves of Lycium barbarum L . under salt stress .XU Xing, YANG Juan,
ZHENG Guo-Qi( Life School of Ningxia University, Yinchuan 750021,China) ,XU Zhao-Zhen, WEI Y u-Qing( Bio-techno-
logical Key Lab ., Ningxia Academy of Agriculture and Forestry, Yinchuan 750002,China) , CJ EA , 2006,14(2) :46～48
Abstract Theeffects of sugars and sucrose-metabolizing enzymesin leaves of Lyciumbarbarum L . were studied . The re-
sultsshow that the concentration of polysaccharomyces and solubility sugar in the leaf of Lyciumbarbarum L . increase as
the concentration of sodiumchloride increases and as thesalt intimidate timeprolongs ( P < 0 .05) , and theconcentrationof
cane sugar tends to increase, whereas the starch decreasessignificantly ( P < 0 .05) , the reducing sugar keeps atrend to de-
crease . Along with the increases of concentrationof sodiumchloride, theactivityof neutral invertase ( NI ) decreases signifi-
cantly; either 3g/ kgor 6g/ kg NaCl treatment has a little influence to theactivity of acid invertase (AI ) ; 3g/ kg NaCl de-
creases the enzyme activity of sucrose synthetase ( SS) , but has no effect on the activity of sucrose phosphate synthase
( SPS) . Theactivityof SS decreases first, and then increases, while SPS shows a littlechange when 6g/ kg NaCl is added .
9g/ kg NaCl can reduce the activity of both AI and SPS significantly ( P < 0 .05) .
Key words Salt stress, Lyciumbarbarum L ., Sugar-metabolism, Enzyme activities, Polysaccharomyces
( Received Nov .21,2004;revised Dec .31,2004)
逆境胁迫使植物体内糖代谢发生相应改变 ,目前关于水分胁迫对植物体内糖代谢及相关酶活性的影响
已有较多报道[ 6～10] , 但有关盐分因素对植物糖代谢影响的研究则报道较少。本试验研究了盐胁迫下枸杞体
内糖类物质含量及相关酶活性的变化 , 有助于解释盐胁迫时糖类维持库组织生长及影响“糖感应系统”、进
而调控光合与呼吸代谢及碳代谢所涉及的基因表达[ 1] , 也为调控盐碱条件下枸杞生长发育提供理论依据。
1 试验材料与方法
试验于 2002年 8月始在宁夏农林科学院生物室防雨棚内进行 , 以 2 年生“宁杞 1号”盆栽苗为试验材
料。将沙与土按 1∶1装入花盆中 ,每盆装风干土 5 .5kg。将诱导出的枸杞插穗插于花盆中 , 每盆 3 株 , 枸杞
苗长至 5个月后选取长势一致的材料 40盆 , 随机分成 4组 ,每组 10盆 ,分别用 0g/ kg( CK )、3g/ kg(? )、6g/
kg(? )、9g/ kg( ? )浓度的 NaCl 处理 ,采用称重法控制土壤水分在田间持水量的 75%左右。分 4d、8d、12d、
16d取样测定各项指标 ,其中参照文献 [ 2] 用苯酚硫酸法于 480nm波长下测定多糖消光值。以蒽酮比色法
620nm波长下测定可溶性糖消光值 , 用 3, 5二硝基水杨酸法 540nm波长下测定还原糖消光值 , 用参考文献
[3]方法测定蔗糖含量 , 高氯酸水解后以蒽酮比色法测定淀粉含量 , 620nm 波长下测定其消光值 , 参照
Nielsen T .H .等[ 4 ,11] 方法稍作改进提取酶。取样重复 3次 ,每次测定 3次取均值。
第 14 ?卷第 2期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14 No .2
2 0 0 6 ?年 4 月 Chinese Journal of Eco-Agriculture April, 2006
2 结果与分析
2 . 1 盐胁迫下枸杞叶片糖类物质的变化
由图 1可知枸杞叶片多糖含量随 NaCl 浓度的升高而增加 ,随胁迫时间延长 , 该趋势表现越明显 ,多糖含
量在各处理之间差异显著 ( P < 0 .05) ; 随 NaCl 浓度升高 , 枸杞叶片可溶性糖含量增加且处理间差异显著
( P < 0 .05) ;随NaCl浓度升高而枸杞叶片还原糖含量下降明显 , 对照组还原糖含量升高且与处理组差异显
著 ,但胁迫组间差异不显著 ; 随 NaCl 浓度增加枸杞叶片蔗糖含量呈上升趋势 ,且处理间存在差异但不显著 ;
图 1 盐胁迫下枸杞叶片淀粉与糖类含量的变化
Fig .1 Thechanges of starch and sugars contents in leaves of Lyciumbarbarum L . under salt stress
随NaCl胁迫程度的增加和胁迫时间的延长 ,枸杞叶片淀粉含量显著下降 ( P < 0 .05)。
2 . 2 盐胁迫下枸杞叶片糖代谢相关酶活性的变化
图 2表明随盐分胁迫的加剧 ,中性转化酶和酸性转化酶活性急剧下降 , 其中中性转化酶活性在胁迫 4d时
随盐浓度增加而有所升高 ,但在胁迫 8d时则随盐浓度增加而迅速降低 , 且处理间差异显著 ( P < 0 .05)。而酸性
转化酶活性在最初盐胁迫处理时变化不明显 , 处理到第 8d时活性随盐浓度增加而降低 , 之后随胁迫时间的延
长呈下降趋势 ,且 9g/ kg盐浓度处理酶活性下降明显。盐胁迫 4d时枸杞叶片蔗糖合成酶活性随 NaCl 浓度的
图 2 盐胁迫下枸杞叶片糖代谢相关酶活性的变化
Fig .2 Theactivities of sucrose-metabolizingenzymes in leaves
of Lyciumbarbarum L . under salt stress
升高而下降 , 且处理间差异显著 , 对照、3g/ kg NaCl
胁迫处理蔗糖合成酶活性相近 , 4处理间蔗糖合成
酶活性依次为对照处理 > 3g/ kg处理 > 6g/ kg处理
> 9g/ kg 处理。盐胁迫 8d 时对照、3g/ kg、6g/ kg
NaCl 胁迫处理蔗糖合成酶活性均明显下降 , 但随
NaCl 浓度的增加而活性减弱 , 而 9g/ kg NaCl 胁迫
处理蔗糖合成酶活性明显升高 , 几乎与对照处理活
性相同。盐胁迫 12d时对照处理蔗糖合成酶活性升
高 , NaCl 胁迫处理 酶活性显 著低于对 照处理 ,
3g/ kg、6g/ kg NaCl胁迫处理蔗糖合成酶活性继续升
高 ,但 2处理间差异不显著 , 而 9g/ kg NaCl 胁迫处
理酶活性降低。盐胁迫 4d时枸杞叶片蔗糖磷酸合
成酶活性随 NaCl 浓度的升高而升高 ,且处理间差异
明显。盐胁迫 8d时对照、3g/ kg NaCl 胁迫处理蔗糖
磷酸合成酶活性略有升高且活性接近 , 6g/ kg、
9g/ kg NaCl胁迫处理蔗糖磷酸合成酶活性明显下
降 ,且 9g/ kg NaCl 胁迫处理下降明显。盐胁迫 12d
第 2 ?期 许 兴等 : 盐胁迫对枸杞叶片糖代谢及相关酶活性的影响研究 47
时对照和 3g/ kg NaCl 胁迫处理蔗糖磷酸合成酶活性呈下降趋势 , 且 2处理间无显著差异 ,而 6g/ kg NaCl 胁迫
处理酶活性变化平稳 ,但高于对照和 3g/ kg NaCl 胁迫处理 , 而 9g/ kg NaCl 胁迫处理酶活性降至最低。盐胁迫
16d时对照和 3g/ kg NaCl 胁迫处理蔗糖磷酸合成酶活性呈上升趋势 ,且 2处理间无显著差异 ,9g/ kg NaCl 胁迫
处理酶活性明显上升 ,且 6g/ kg、9g/ kg NaCl 胁迫处理酶活性相一致。与对照相比盐胁迫下蔗糖磷酸合成酶活性
随胁迫时间的延长先降后升。盐浓度为 3g/ kg时蔗糖磷酸合成酶活性与对照相比无太大差异 ,表明 3g/ kg盐浓度
对该处理蔗糖磷酸合成酶活性影响较小。但浓度 > 6g/ kg盐胁迫处理则蔗糖磷酸合成酶活性降低但不显著。
3 小结与讨论
枸杞多糖在细胞内作为溶质或以高度水合状态而存在 , 具有良好的亲水特性 , 这可能有利于细胞质维
持膨压 ,保持其渗透势的平衡。动物试验表明枸杞多糖具有优良的抗氧化和清除活性氧的作用[ 5] 。对于盐
生植物枸杞而言 ,枸杞多糖存在的意义可能在于逆境条件下对抗体内活性氧的积累 ,使植物本身免受伤害。
叶片中枸杞多糖与盐浓度呈显著正相关 ( r = 0 .9519** ) , 表明盐分胁迫可促进枸杞多糖的积累 , 作为枸杞有
效成分之一的多糖可能在对抗盐胁迫中起一定作用。盐胁迫下枸杞叶片可溶性糖增加 , 淀粉含量下降 , 说
明盐胁迫使枸杞体内积累大量的糖类物质 ,淀粉分解加剧。对可溶性糖、可溶性淀粉和 NaCl 浓度进行相关
性分析表明 , NaCl 浓度与可溶性淀粉呈高度负相关 ( r = - 0 .9421** ) , NaCl 浓度与可溶性糖呈正相关 ( r =
0 .9780** ) ,淀粉与可溶性糖也表现出负相关 ( r = - 0 .8744 * ) 。可溶性淀粉与可溶性糖的动态变化表明 , 盐
胁迫下可溶性淀粉趋向于分解方向 , 盐胁迫下枸杞叶片积累更多的可溶性糖使叶片水势降低 , 可保证植株
吸水 ,这也是枸杞抵御水分胁迫的一种内在机制。随盐胁迫浓度增加和胁迫时间的延长 , 蔗糖含量呈升高
趋势 , 淀粉含量呈下降趋势 , 二者达极显著负相关 ( r = - 0 .9927** ) , 其蔗糖合成酶活性和淀粉呈正相关
( r = 0 .8194* ) , 整个处理期间随胁迫时间增加变化较小 ,但随 NaCl 浓度增加也有一定的升高。蔗糖磷酸合
成酶活性 6g/ kg NaCl 胁迫处理较稳定 ,9g/ kg NaCl 胁迫处理显著降低 , 3g/ kg NaCl 胁迫处理与对照处理活
性基本相同。蔗糖合成酶活性在处理初期随盐浓度的增加而升高 ,且处理期间 3g/ kg NaCl 胁迫处理与对照
处理活性相近。而蔗糖合成酶活性与蔗糖的分解和合成有关 ,具有可逆性 , 可调节蔗糖与淀粉之间的转化 ,
盐胁迫初期蔗糖合成酶可能是向蔗糖合成的方向进行。可溶性糖含量的增加可能是由蔗糖引起的 , 盐胁迫
条件下非还原糖含量增加明显 ,而还原糖含量呈降低趋势 ,代谢旺盛的组织对还原糖需要量大 , 还原糖含量
也较高。但本试验还原糖含量未增加 ,说明还原糖可能在枸杞叶片有机渗透调节中所起作用微小。对两种
转化酶、还原糖、蔗糖做相关性分析表明 , 中性转化酶与盐浓度间呈明显负相关 ( r = - 0 .9164* ) , 酸性转化
酶与盐浓度间也呈明显负相关 ( r = - 0 .9834** ) , 还原糖与盐浓度间呈负相关 ( r = - 0 .6541) , 而两种转化
酶与还原糖间均呈正相关 ( r = 0 .8044* , r = 0 .5682) ,蔗糖含量与酸性转化酶、中性转化酶间存在明显负相
关 ( r = - 0 .8278** , r = - 0 .9255** )。随盐胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长 , 还原糖含量下降的同时 2
种酶活性亦下降 ,说明盐胁迫使蔗糖与还原糖间的转化更趋向于蔗糖的积累 , 还原糖的生成受到明显抑制。
盐胁迫对枸杞叶片中性转化酶、酸性转化酶 2种酶活性的影响与盐胁迫对枸杞生长发育的影响相一致 ,随酶
活性的降低 ,枸杞叶片表现出老叶脱落 , 叶片变小 ,叶片老化程度加强。研究还表明低盐浓度下 2种酶活性
受影响的程度较低 ,而 9g/ kg NaCl 胁迫处理显著降低其酶活性。
参 考 文 献 h
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48 中 国 生 态 农 业 学 报 第 14 ?卷