全 文 ：第3期
收稿日期:2007-10-09
基金项目:江苏省高校自然科学基础研究面上项目(07KJD180126);南京晓庄学院人才引进科研项目(2006NXY42),
南京晓庄学院生态学重点建设学科项目
作者简介:周 峰(1978-),男,山东淄博人,讲师,(电话)13675138903(电子信箱)zfibcas@163.com。
第47卷第3期
2008年3月
湖北农业科学
HubeiAgriculturalSciences
Vol.47No.3
Mar.,2008
毕氏海蓬子(SalicorniabigeloviTor.)是藜科
盐角草属一年生双子叶草本盐生植物,茎肉质、直
立,叶片退化成鳞片状。目前对海蓬子经济价值研
究较多,但对其在盐胁迫下基础生理研究报告较
少,尤其是 KCl胁迫对海蓬子抗氧化酶系统的影
响。K+是植物必需的三大营养元素之一,在各种类
型植物细胞的生长及代谢中发挥着重要作用,参与
许多生理过程(包括酶活性调节,蛋白质合成及渗
透调节等)。K+稳态在植物耐盐性中具有重要意义,
保持胞质中高于一特定值的K+浓度,对于植物生长
及耐盐性都是非常必要的[1]。李平华等[2]的研究结
果表明,K+浓度可明显增加盐胁迫下盐生植物碱蓬
植株的鲜重、干重,促进叶片及根部组织K+积累。但
是K+的大量积累会抑制高等盐生植物的生长[3],一
般认为,植物能够耐受NaCl胁迫而不能耐受同浓
度的KCl胁迫,但KCl伤害的原因尚不清楚。赵可
夫等[4]用高浓度 KCl处理高等盐生植物,证明高浓
度 KCl抑制盐生植物生长可能与光合速率降低有
KCl处理对毕氏海蓬子生长和抗氧化酶活性的影响
周 峰,张边江,陈全战,华 春
(南京晓庄学院生命科学系,南京 211171)
摘要:研究了KCl处理对盐生植物毕氏海蓬子生长和抗氧化酶活性的变化。结果表明,低浓度 KCl(0,1
和6mmol·L-1)处理显著促进了海蓬子生长和抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶
(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性。而高浓度的KCl(50和100mmol·L-1)却明显抑制了海蓬子的生长,
SOD、POD和CAT的活性也受到抑制,超氧阴离子(O2.-)和丙二醛(MDA)含量增加程度明显高于低浓度
的KCl处理。高浓度KCl处理伤害海蓬子的原因之一是抗氧化酶活性降低,不能及时将活性氧类清除,
从而导致活性氧及MDA积累,引起质膜伤害,使海蓬子生长量降低。
关键词:毕氏海蓬子;KCl;生长;抗氧化酶
中图分类号:Q949.745.1;Q945.78 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2008)03-0315-03
EfectofKClTreatmentsonGrowthandAntioxidantEnzymeActivity
ofSalicorniabigelovi
ZHOUFeng,ZHANGBian-jiang,CHENQuan-zhan,HUAChun
(LifeScienceDepartmentofNanjingXiaozhuangColege,Nanjing211171,China)
Abstract:Salt-dilutionhalophyteSalicorniabigeloviweretreatedwithdiferentconcentrationofKCl.Theresultsdemonstrat-
edthatKCltreatmentatlowconcentration (0,1and6mmol·L-1)significantlyenhancedgrowth,superoxidedismutase
(SOD),peroxidase (POD)andcalatase (CAT)activitiesofS.bigelovi.WhilegrowthofS.bigeloviweremarkedlyde-
creasedwhentheplantsweretreatedwithKClathighconcentration (50and100mmol·L-1).ThetreatmentofKClathigh
concentrationledtothedecreaseofSOD,PODandCATactivities.Thesuperoxideanion (O2.-)contentandmalondialde-
hyde(MDA)contentwereincreasedmarkedlyunderhighKClconcentrationtreatmentcontrastwithKClatlowconcentration.
TheresultssuggestedthatoneofreasonsforKCltoxicityathighconcentrationwasthatthesystem ofantioxidantenzyme
couldnotscavengethereactiveoxygenspeciesintime,whichcausedtheaccumulationofreactiveoxygenspeciesandthe
damageofmembrane,andinturncausedtheaccumulationofMDA,sogrowthofS.bigeloviwasinhibited.
Keywords:Salicorniabigelovi;KCl;growth;antioxidantenzyme
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2008.03.002
湖 北 农 业 科 学 2008年
关。刘沛然等[5]的研究发现,KCl对单细胞杜氏盐藻
生长的抑制可能与质膜质子泵的活力下降有关。李
圆圆等[6]发现 KCl抑制盐生植物碱蓬根系吸水,使
植株缺水引起伤害。本文以不同浓度的KCl处理海
蓬子,通过比较研究不同浓度的盐胁迫对海蓬子生
长和抗氧化酶系统的影响,进一步探究KCl胁迫对
盐生植物伤害的原因。
1 材料与方法
选用毕氏海蓬子为试验材料,种子由南京农业
大学光合与逆境生理实验室提供。将在湿沙中萌发
的生长一致的海蓬子幼苗移栽到装有细沙的塑料
盆中,每盆10株,用1/2Hoagland营养液(pH5.7)
浇灌,培养室昼夜温度为(30±2)℃/(23±2)℃,相对
湿度为60%～80%,光强度约为600μmol·m-2·s-1,每
天照光15h,幼苗长至5～6cm时用盐溶液处理。盐
溶液的处理参照李平华等的方法,先用去除 K+的
Hoagland营养液进行浇灌,培养 10d,以得到低钾
植株。然后用分别含有不同浓度KCl(0,1,6,10,50,
100mmol·L-1)的完全 Hoagland营养液,每天浇灌 2
次,早晚各1次,浇灌量为细沙流量的2倍,以保持
KCl浓度恒定。每个处理同一天达到终浓度,达终浓
度后再处理7d,测量其各种生理指标。将植物从培
养盆内取出后用去离子水快速冲洗干净,再用吸水
纸吸干称鲜重;超氧化物歧化酶(SOD)采用南京建
成生物工程公司 SOD试剂盒测定,SOD抑制率达
50%为一个亚硝酸盐单位;过氧化物酶(POD)按李
瑞智[7]的愈创木酚法测定;过氧化氢酶(CAT)参照
李合生 [8]的方法测定;丙二醛 (MDA)含量参照
Heath和 Parke[9]的硫代巴比妥酸比色法测定;超氧
阴离子(O2.-)产生速率参照王爱国等[10]的方法测定。
2 结果与分析
2.1 KCl处理对海蓬子生长的影响
试验结果表明,一定浓度的KCl处理促进了海
蓬子的生长 (图1),6mmol·L-1KCl处理下达最大
值。50mmol·L-1KCl处理的海蓬子整株鲜重显著下
降 (P<0.05),100mmol·L-1KCl处理对海蓬子伤害
强烈,明显抑制海蓬子的生长,鲜重仅为对照的
68%。
2.2 KCl处理对海蓬子SOD活性的影响
SOD酶是植物处于逆境中最主要的一种抗氧
化酶,它可以及时清除自由基和活性氧,提高植物
组织的抗氧化能力。由图2可看出,6mmol·L-1KCl
处理的 SOD活性显著增加,为对照的 1.3倍 (P<
0.05),SOD活性在 10mmol·L-1KCl处理下达到最
大。在50mmol·L-1KCl处理下,与对照相比,SOD
活性显著下降(P<0.05),并且随着 KCl处理浓度的
增加而进一步下降,100mmol·L-1KCl处理的 SOD
活性仅为对照的57%。
2.3 KCl处理对海蓬子POD活性的影响
POD主要与CAT共同作用以消除SOD作用产
生的过量的过氧化氢,使过氧化氢维持在一个较低
的水平。如图 3所示,低浓度 KCl处理下,海蓬子
POD活性明显升高,并且随KCl处理浓度的增加而
增加,6mmol·L-1KCl处理的 POD活性达到最高。
10mmol·L-1KCl处理的POD活性虽然下降但仍然
明显高于对照。50mmol·L-1KCl处理下,与对照相
比,海蓬子的 POD活性显著下降(P<0.05),在 100
mmol·L-1KCl处理下活性最低。
2.4 KCl处理对海蓬子CAT活性的影响
CAT能有效的清除植物体内的过氧化氢对细
胞的氧化作用,因此,植物体内存在 CAT是其保护
自身免受活性氧自由基毒害的关键。盐处理下海蓬
子的 CAT活性变化如图 4所示。低浓度 KCl处理
下,海蓬子 CAT活性呈上升趋势,在 6mmol·L-1
KCl处理下,CAT的活性达到最高,是对照的 1.23
图3 KCl处理对海蓬子POD活性的影响
60
40
30
20
10
0P
O
D
活
性
/O
D
47
0·
g-
1
( F
W
)·
m
in
-1
0 1 6 10 50 100
KCI浓度/mmol·L-1
图1 KCl处理对海蓬子整株植物鲜重的影响
4
3
2
1
0
鲜
重
/g
0 1 6 10 50 100
KCI浓度/mmol·L-1
300
200
100
0
SO
D
活
性
/U
·
g-
1 (
FW
)
0 1 6 10 50 100
KCI浓度/mmol·L-1
图2 KCl处理对海蓬子SOD活性的影响
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第3期
倍。与低浓度KCl处理明显不同,在高浓度KCl处
理下,海蓬子的CAT活性呈下降趋势,100mmol·L-1
KCl处理的CAT活性最低,为对照的40%。
2.5 KCl处理对海蓬子O2-含量的影响
植物代谢过程中产生的超氧阴离子,具有很强
的氧化能力,对很多生物功能分子有破坏作用,包
括引起膜的过氧化作用。图5表明,低浓度KCl处
理后,海蓬子幼苗体内的O2.-产生速率变化不显著
(P>0.05)。高浓度KCl处理下,海蓬子O2.-产生速率
呈上升趋势,在100mmol·L-1时达到最高。
2.6 KCl处理对海蓬子MDA含量的影响
MDA为膜脂过氧化的产物,而且 MDA的积累
还会对机体细胞产生毒害作用,使膜结构和功能受
到破坏。如图6所示,低浓度KCl处理下,MDA含
量基本保持稳定。高浓度KCl处理下,海蓬子MDA
含量都明显高于对照(P<0.05),到 100mmol·L-1处
达最大值。
3 讨论
K+是植物必需的三大营养元素之一,在各种类
型植物细胞的生长及代谢中发挥着重要的作用,参
与许多生理过程[11]。植物在环境胁迫下,活性氧的
产生会大大增加,O2-就是其中的一种,对植物有着
强烈的毒害作用[12]。MDA是膜脂过氧化产物,能强
烈地与细胞内各种成分发生反应,因而引起酶和膜
的损伤,并导致膜结构和生理机能的破坏[13]。一般
情况下,活性氧之所以不对植株产生明显毒害,是
由于植株体内活性氧的产生与清除处在动态平衡
之中。一旦植物受到环境胁迫,这种平衡就会受到
破坏,自由基积累,膜通透性增加、代谢紊乱,致使
植物受伤害[14]。植物细胞内存在清除氧自由基的酶
促保护系统和非酶促保护系统,SOD、POD和 CAT
是酶保护系统中的重要组成部分。SOD能催化超氧
阴离子自由基的歧化反应而形成氧分子和过氧化
氢,CAT和POD则进一步分解过氧化氢形成水。只
有SOD、POD、CAT三者协调一致,才能使植物体内
活性氧自由基维持在较低的水平,从而避免或减轻
自由基对生物大分子如核酸和蛋白质等的降解破
坏及对生物膜的损害,使植物进行正常的生长和代
谢[15]。在我们的试验中,低浓度KCl(0、1、6mmol·L-1)
处理的海蓬子幼苗抗氧化酶 SOD、POD和 CAT的
活性呈逐渐上升趋势,O2.-产生速率和 MDA含量基
本保持稳定,与对照相比无显著变化。这与李平华
等[2]的研究结果一致。这说明低浓度KCl处理下,海
蓬子SOD、POD和CAT三者能协调一致,共同完成
活性氧类的清除,促进植株生长。与低浓度KCl处理
明显不同,高浓度 KCl(50、100mmol·L-1)处理的海
蓬子幼苗的抗氧化酶活性呈下降趋势,这表明高浓
度 KCl产生的胁迫效应超过了海蓬子植株的承受
能力,幼苗抗氧化酶活性下降,此时幼苗体内的O2.-
产生速率和MDA含量也急剧上升,上升程度要明显
大于低浓度的KCl处理。这可能是在高浓度KCl胁
迫下,SOD、POD和 CAT三者不能协调一致,导致
O2.-的产生量增加,从而干扰海蓬子的正常生长和代
谢,使幼苗生长受到严重抑制。高浓度 KCl处理没
有促进海蓬子生长反而抑制其生长,这说明海蓬子
对KCl胁迫的响应与NaCl不同,因为海蓬子能耐
受高浓度的NaCl胁迫,这表明海蓬子的生长需要
Na+,Na+对海蓬子具有专一性作用,此作用不能由
K+来代替[16]。总之,高浓度KCl处理下,海蓬子抗氧
化酶活性降低,不能及时将活性氧类清除,从而导
致活性氧及MDA积累,引起质膜伤害,这是导致高
浓度KCl处理下海蓬子生长量降低的原因之一。
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0.8
0.6
0.4
0.2
0
O
2.
- 产
生
速
率
/O
D
53
0·
g-
1 (
FW
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-1
0 1 6 10 50 100
KCI浓度/mmol·L-1
图5 KCl处理对O2.-产生速率的影响
图4 KCl处理对海蓬子CAT活性的影响
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活
性
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图6 KCl处理对MDA含量的影响
周 峰等:KCl处理对毕氏海蓬子生长和抗氧化酶活性的影响 317
湖 北 农 业 科 学 2008年
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(责任编辑 王 珞)
收稿日期:2007-10-30
作者简介:孙立娟(1981-),女(蒙古族),吉林乾安人,研究实习员,硕士,(电话)0433-3288409(电子信箱)ljsun2004.chinanews@yahoo.com.cn;
通讯作者,李虎林,(电话)0433-3261794(电子信箱)hlcn@yahoo.com.cn。
第47卷第3期
2008年3月
湖北农业科学
HubeiAgriculturalSciences
Vol.47No.3
Mar.,2008
不同成熟度烤烟外观特征及化学成分的变化
孙立娟 1,李虎林 2,金 哲 3,陈晓红 2,鲁 艺 2
(1.延边农业科学院烟草研究所,吉林 龙井 133400;2.延边大学农学院,吉林 龙井 133400;
3.延边烟草分公司龙井市烟叶公司,吉林 龙井 133400)
摘要:通过对不同部位不同成熟度烟叶的外观特征进行观察,发现烟叶的成熟度随外观特征而明显变
化,下部叶的成熟特征有所不同,中上部叶片表现基本一致。测定烘烤前后不同部位、不同成熟度叶片的
主要化学成分含量,结果表明,总氮随成熟度发展而降低;总糖、还原糖含量都随成熟度提高而增加到最
大值后降低。烟碱含量不随成熟度的提高而显著变化。
关键词:烤烟;成熟度;化学成分
中图分类号:S572.092;TS41+1 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2008)03-0318-03
StudyontheMainChemicalComponentofFlue-curedTobaccoduringMaturityStage
SUNLi-juan,LIHu-lin,JINZhe,CHENXiao-hong,LUYi
(1.TobaccoInstitute,YanbianAgriculturalAcademy,Longjing133400,Jilin,China;2.AgriculturalColegeofYanbianUniversity,Longjing
133400,Jilin,China;3.YanbianTobaccoCompanyTobaccoLeafCompanyofLongjingCity,Longjing133400,Jilin,China)
Abstract:Thephysicalappearanceoftobaccoleavesindiferentmaturityanddiferentgrowthstagewasstudied.Theresult
showedthatthephysicalappearancewaschangingalongwiththematurity.Thechangingofmiddleandupperleavesrepre-
sentedconsistent.Atthesametime,wemeasuredthemainchemicalcomponentindiferentmaturityandgrowthstagebefore
flue-curingandafterflue-curing.Theresultsindicatedthattotalnitrogenandproteinwasdescendingalongwiththematuri-
ty.Totalsugarandreducedsugarwasincreasedalongwithmaturitytilthepeakappearedandthenbegantoreduce.Nico-
tinehadnoobviouschanging.
Keywords:flue-curedtobacco;maturity;chemicalcomponent
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!