NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响.pdf

中国农学通报2010,26(16):147-149ChineseAgricultural Science Bulletin0 引言盐碱土壤是中国的一项重要土地资源，其总面积约为9913万hm2。土壤盐渍化是影响农牧业生产发展的重要限制因子，而土壤盐害也是阻碍植物生长的主要原因1。研究表明世界上灌溉区35%耕地受盐胁迫的威胁2。盐胁迫对植物生长所造成的伤害原因之一是渗透胁迫，由于土壤和细胞外高质量分数的盐分，造成了植物生理干旱3。植物自身有一些适应机制若渗透调节来减少这种危害，使植物在盐渍环境中保持足够的水分。而关于盐害产生的机理以及如何开发利用盐碱土地资源，提高植物的抗盐性，一直是人们关注的焦点4-6。此次试验通过对碱蒿渗透调节物质如可溶性糖和可溶性蛋白含量的研究来研究碱蒿的耐盐机制，为深入研究碱蒿的抗盐能力及盐碱地的改良提供科学依据。1 材料与方法1.1 试验材料碱蒿（Artemisia anethifolia）种子，于2008年秋季采于山西右玉县威远镇后所堡的盐碱化草地中，海拔1329 m，395926.2N，1121919.8E。1.2 试验设计试验于2009年29月在山西农业大学草业科学实验室进行。将种子播入装有珍珠岩和蛭石（1:1）的基金项目：国家“十一五”科技支撑计划课题“退化草地植被恢复与重建关键技术研究”（2007BAD56B01）。第一作者简介：方志红，女，1983年出生，内蒙古赤峰市人，在读硕士研究生，研究方向为牧草抗逆性研究，通讯地址：030801 山西省晋中市山西农业大学研究生院22号公寓331宿舍，E-mail:。通讯作者：董宽虎，男，1956年出生，山西省偏关县人，教授，博士，研究方向为牧草抗逆性研究，通讯地址：030801 山西农业大学动物科技学院，Tel：0354-6287552，E-mail:。收稿日期：2010-03-16，修回日期：2010-04-07NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响方志红，董宽虎(山西农业大学动物科技学院，山西太谷 030801)摘 要：以碱蒿（Artemisia anethifolia）为材料，研究不同质量分数NaCl胁迫下碱蒿幼苗的可溶性糖和可溶性蛋白含量与耐盐性之间的关系。结果表明：随NaCl质量分数的增加，可溶性蛋白含量呈先升高后降低的趋势；茎叶中可溶性糖含量逐渐增加，根系中可溶性糖含量呈先升高后降低的趋势。可见，可溶性糖含量和可溶性蛋白含量可以作为碱蒿的耐盐生理指标。关键词：碱蒿；NaCl胁迫；可溶性蛋白；可溶性糖中图分类号：S545文献标志码：A论文编号：2010-0793Effects of NaCl Stress on Soluble Protein Contents and Soluble Carbohydrate Contents ofArtemisia CnethifoliaFang Zhihong,Dong Kuanhu(College of Animal Science and Technolgy,Shanxi Agricultural University,Taigu Shanxi 030801)Abstract:Artemisia anethifolia was employed to study the relationship of salt tolerance with soluble proteincontents and soluble carbohydrate contents in seedling of A.anethifolia.The results showed that with theincrease of salt concentration,the seedling soluble protein contents of A.anethifolia had low-high-low trend;otherwise,stem and leaves of A.anethifolia had low-high trend and roots had low-high-low trend.Itconcluded that soluble protein contents and soluble carbohydrate contents could be used as the physiologicalindexes for salt tolerance in A.anethifolia.Key words:Artemisia anethifolia;NaCl stress;soluble protein;soluble carbohydrate中国农学通报http:/塑料盆内，于日光能温室中培养，温室昼夜温度为（302）/(232)，相对湿度为60%80%，出苗后用Hoagland营养液浇灌培养，每盆定苗35株（中间将间苗两次）。出苗5周后，以NaCl溶液进行胁迫，设6个质量分数梯度，分别为0（CK）、25、50、100、200和400mmol/L，4个重复。对照组使用Hoagland营养液，各处理组在营养液基础上添加不同质量分数的NaCl溶液，每天17:0019:00浇灌，为保证盆内盐分质量分数，每次浇营养液均进行称重。盐胁迫一周后进行取样，以用无离子水将样品冲洗干净后，放于-80冰箱保存备测。1.3 测定指标及方法可溶性蛋白质含量测定：参照Read等7考马斯亮蓝法测定；可溶性糖的测定：参照采用赵可夫8蒽酮比色法测定。1.4 数据处理及方法数据采用 SAS 9.0 软件进行方差分析，并用Duncan检验进行多重比较。2 结果与分析2.1 NaCl胁迫对碱蒿可溶性蛋白含量的影响NaCl胁迫对碱蒿幼苗中可溶性蛋白含量的影响见表1。碱蒿幼苗中可溶性蛋白含量无论是在相同还是不同的NaCl胁迫下都存在显著性差异（P25 mmol/L的NaCl胁迫下，碱蒿幼苗中可溶性蛋白含量上升，说明低质量分数的NaCl胁迫可以提高碱蒿可溶性蛋白的含量；在更高的NaCl胁迫下，可溶性蛋白的含量随盐质量分数的增加降低，表明在高的NaCl质量分数下，细胞中蛋白质的合成代谢增强，合成更多蛋白质，参与渗透调节，使植物适应高盐环境。2.2 NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖含量的影响可溶性糖是一种重要的渗透调节物质，植物在逆境胁迫条件下，可溶性糖含量增加，它对细胞膜和原生质体有一定保护作用，还起到保护酶类的作用。从表2中可以看出，在NaCl胁迫下，碱蒿幼苗中的可溶性糖含量有显著性存在（p0.05）。在不同质量分数的NaCl胁迫下，碱蒿茎叶中的可溶性糖含量随着NaCl质量分数的增加而增加，于400 mmol/L时达到最大值；根系中的可溶性糖含量则随着NaCl质量分数的增加呈先升高后降低的趋势，且于100 mmol/L时达到最大值；说明在NaCl胁迫下，碱蒿可以通过增加体内的可溶性糖含量来维持渗透平衡，具有一定的耐盐性。表1 NaCl胁迫对碱蒿可溶性蛋白含量的影响NaCl质量分数/(mmol/L)0（CK）2550100200400可溶性蛋白含量/(ng/g FW)茎叶0.28740Eb0.34810.0125Db0.65110.0045Cb0.71290.0167Bb0.78120.0069Ab0.65450.0059Cb根系1.09410.0075Ca1.03840.0184Da1.24600.0011Ba1.58510.0042Aa1.27200.0036Ba1.23370.0321Ba注：同列不同大写字母表示差异显著（P0.05）；同行不同小写字母表示差异显著（P0.05）。NaCl质量分数/(mmol/L)0（CK）2550100200400可溶性糖含量/(g/g)茎叶11.64460.0892Ca10.52730.0132Db12.33740.3357BCb12.43030.1471BCb12.66070.7476Bb14.21610.1909Ab根系11.47780.2758Ea13.40200.01548Da19.52670.4849Ca27.23131.4308Aa23.98741.2864Ba19.36390.40221Ca表2 NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖含量的影响注：同列不同大写字母表示差异显著（P0.05）；同行不同小写字母表示差异显著（P0.05）。3 讨论植物细胞的渗透调节作用是植物适应环境，增强抗逆性的基础，也是植物对盐分和水分胁迫的重要适应手段之一9-10。大多数作物遭受环境胁迫时在体内积累可溶性溶质如可溶性蛋白和可溶性糖等，它们对调节渗透势具有重要的作用11。这种作用主要表现为保护植物细胞在盐胁迫下的渗透失衡12-13，稳定亚细胞组织如细胞膜和蛋白质，清除抗氧化系统14。可溶性糖是很多植物主要的渗透调节剂，也是合成其他有机溶质的碳架和能量来源，对细胞膜和原生质胶体起稳定作用15-16。有研究表明17-18，在逆境胁迫下，植物积累的可溶性糖越多，其抗逆性就越强。该试验中，盐胁迫对碱蒿的可溶性糖含量有明显的影响，且与盐质量分数呈正比，这与前人的研究结果相吻合，可溶性糖的含量可作为碱蒿耐盐性评价的主要指标。可溶性蛋白也是植物的渗透调节剂之一，高盐胁 148方志红等：NaCl胁迫对碱蒿可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响迫使植物细胞中蛋白质的合成代谢增强，增加蛋白质含量，降低细胞的渗透势，提高植物的保水能力19-21。文献报道，盐胁迫过程中互花米草通过增加可溶性蛋白质的合成来对抗盐胁迫的不利影响20-22。毛桂莲等21，23在实验中发现，NaCl胁迫下枸杞愈伤组织可溶性蛋白含量增加，且诱导产生了新蛋白，其含量的降低使细胞代谢速度降低，从而使植物细胞对盐胁迫的适应能力增强心。4 结论NaCl胁迫下碱蒿幼苗中可溶性蛋白含量和可溶性糖含量的变化情况来看，可溶性糖和可溶性蛋白可以作为碱蒿的抗盐指标；且可以将100200 mmol/L的NaCl质量分数作为碱蒿幼苗抗盐的理想盐质量分数。参考文献1Koc N K,Kayim M,Yetisir H,et al.The improvement of resistanceto bacterial speck in transgenic tomato plants by Agrobacteriumtumefaciens mediated transformationJ.Russian Journal of PlantPhysiology,2007,54:89-96.2Victor Quesada,Santiago Garcia-Martinez,Pedro Piqueras.et al.Genetic Architecture of NaCl Tolerance In ArabidopsisJ.PlantPhysiology,2002,130:951-963.3杜军华,冯桂莲.高溶盐胁迫对蚕豆(Vicia faba L.)叶绿素a和b含量的影响J.青海师范大学学报,2000(4):36-38.4Ward J M,Hirschi K D,Sze H.Plants pass the saltJ.Trends PlantSci,2003,8(5):200-201.5Macario Bacilio,Hilda Rodriguez,Manuel Moreno et al.Mitigationof salt stress in wheat seedlings by a gfp tagged AzospirillumlipoferumJ.Biol Fertil Soils,2004,40:188-193.6Akihiro Ueda,Weiming Shi,Toshihide Nakamura Tetsuko Takabe.Analysis of salt-inducible genes in barley roots by differentialdisplayJ.J Plant Res,20