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1、第 26卷 第 1期 植 物 研 究2006年 1月 Vo. l 26 No . 1 BULLET I N OF BOTAN ICAL RESEARCHJan . , 2006基金项目: 国家/ 十五0科技攻关课题 ( 2001BA606A- 07- 01)第一作者简介: 陈少瑜 ( 1968), 女, 副研究员, 从事林木遗传和生理方面的研究工作。收稿日期: 2005- 02- 24干旱胁迫对坡柳等抗旱树种幼苗膜脂过氧化及保护酶活性的影响陈少瑜1郎南军1贾利强2吴丽圆1(1. 云南省林业科学院, 昆明 650204)(2. 北京林业大学, 北京 100083)摘 要 以金沙江干热河谷主要树种
2、坡柳、 银合欢、 山毛豆实生幼苗为材料, 通过盆栽苗自然干旱胁迫, 同时以浇水处理为对照, 研究了干旱胁迫对坡柳、 银合欢、 山毛豆 3个树种丙二醛含量、 膜相对透性及保护酶活性的影响。结果表明, 干旱胁迫下 3个树种幼苗的细胞膜透性、 MDA及 SOD,POD酶活性都发生了变化, 只是变化的幅度和进程不同。干旱胁迫对银合欢膜系统损伤生成的 主要降解产物不是 MDA; 山毛豆清除活性氧毒害作用主要不是通过 SOD和 POD的作用; 通过叶片相对保水力测定及膜透性、 MDA相对含量、 酶活性变化情况的分析, 3个树种中坡柳耐旱性最强, 其次为银合欢, 山毛豆居后。关键词 坡柳; 银合欢; 山毛豆
3、; 干旱胁迫; 脂膜过氧化; 保护酶Effects of drought stress on lipid peroxidation and activity of defense enzy mes ofDodonaea viscosa, Leucaena leucocephala andTephrosia candida seedlingsCHEN Shao -Yu1 LANG Nan -Jun1JI A L- iQiang2WU L- iYuan1(1. Yunnan Acade my ofForestry , Kunming 650204)(2. Beijing Forestry Univ
4、ersity, Beijing 100083)Abstract Taking seedlings ofDodonaea viscosa, Leucaena leucocephala andTephrosia candida from JinSha R iver asmaterials,the effectsof drought stresson their lipid peroxidation and activity of defense en -zymes under natural drought stresswere studied in contrast to effects und
5、er watering .The results show that the cytomembrane per meability , MDA conten, t SOD and POD activity are allmore or less changedunder drought stress although the extent and process of variation isdifferen.t As forLeucaena leucocepha-la seedlings, MDA is not them ain product of lipid peroxidation a
6、ndTephrosia candida seedlings do not only rely on SOD and POD action to reduce active oxygen conten. t Through comprehensive analysis onwater holding capacity of lea, fcytom e mbrane per meability ,MDA content and SOD,POD activity,Dodonaea viscosa seedlings show the highest drought resistance ,then
7、Leucaena leucocephala, T ephrosiacandida the las. t Key words Dodonaea viscosa; Leucaena leucocephala; Tephrosia candida; drought stress;lipid perox- idation;defense enzymes植物在受到干旱胁迫时, 细胞中生物活性氧的积累是造成细胞伤害乃至死亡的主要原因。大量研究表明, 植物体内过剩氧自由基的毒害之一是导致脂膜过氧化作用, 造成膜系统的损伤, 严重时导致细胞死亡 1。脂膜过氧化的最终产物丙二醛(MDA)可与细胞膜上的蛋白质、
8、酶等结合、 交联而使之失活, 从而破坏了生物膜的结构与功能 2, 因而 MDA含量的变化是膜系统受伤害的重要标志 之一。细胞内广泛存在清除活性氧的保护酶系统,主要包括超氧化物歧化酶 ( SOD)、 过氧化氢酶( CAT)和过氧化物酶 ( POD或 POX), 它们的协调作用可以清除过剩的氧自由基, 防止细胞受到伤 害。本文通过对干旱胁迫下坡柳等树种幼苗叶片保护酶活性、 丙二醛含量及膜相对透性变化的研究, 探讨干旱胁迫对金沙江干热河谷主要树种坡柳(Dodonaea viscosa)、 银合欢 (Leucaena leucocephala) 山毛豆 (T ephrosia candida)实生幼苗
9、脂质过氧化及保护酶活性的影响。为干热河谷造林树种的筛选及进一步抗旱生理机理的研究提供资料。1 材料与方法1 . 1 材料试验材料为坡柳 ( Dodonaea viscosa)、 银合欢 (Leucaena leucocephala)和山毛豆 (Tephrosia candi-da) 2 3年实生幼苗。将各树种 20株分别栽种于同样大小的装有等量、 同土质的盆内, 幼苗浇以充 足的水后, 各树种分成 2组, 同时进行自然干旱和正常浇水处理。 2种处理皆每 2 3 d取 1次样, 进行以下指标的测定, 直至干旱处理组大部分植株萎焉。 1 . 2 方法1 . 2 . 1 叶片相对含水量的测定剪下叶片
10、后立刻称鲜重, 然后将它们放在烧杯 中, 黑暗中放置 24 h后称饱和重, 之后于鼓风烘箱中 80e 烘干 48 h , 称干重。 3次重复, 取平均值, 计算该次取样植物叶片的相对含水量。公式: RWC(% ) = (鲜重 - 干重 ) /(饱和重 - 干重 ) 100 %1 . 2 . 2 质膜相对透性用电导仪法测定 3具体方法为: 取 5mL蒸馏水置于 10 mL试管中, 测电导率 (E0); 取 0 . 1 g叶片, 放到蒸馏水中, 室温放置 3 h , 测电导率 (E1); 之后煮沸 10 m in, 测电导率 (E2)。3次重复。计算相对电导率 (E )。公式: E = ( E1-
11、 E0) /( E2- E0) 1 . 2 . 3 MDA含量的测定采用硫代巴比妥酸 ( TBA)比色法 4。具体方法为: 取 3支试管, 1支为对照管, 其内加入 0 . 5mL蒸馏水, 另 2支为测定管, 内各加入 0 . 5mL酶粗提 液。 3支试管分别加入 2 . 5 mL 0 . 5 % 的 TBA(用20 %三氯乙酸配制 ), 100e 水浴 30 m in 、 速冷,1 800 r# m in- 1离心 10 m in , 取上清液, 测定 450 、 532和 600 n m 处的吸光度值, 按公式 ( 1 , 2)计算出 MDA浓度, 再算出单位鲜重中的 MDA含量( Lmo
12、l# g- 1)。公式: MDA = 6 . 45 (D532- D600) - 0 . 56D450( 1) 1 . 2 . 4 SOD活性的测定参照参考文献 5的方法, 以抑制 NBT光化还原的 50 % 为一个酶活性单位。公式: SOD总活性 = (ACK- AE) V /0 . 5 ACK W Vt( 2)(ACK为照光对照管的 OD值; AE为样品管的OD值; V 为样品总体积; V t为测定时样品用量; W 为样品鲜重 )SOD比活性 = SOD总活性 /蛋白质含量1 . 2 . 5 POD活性测定采用愈创木酚显色法 5。隔 1 m in记录 1次吸光度, 以每分钟内变化 0 .
13、01为 1个酶活性单位。公式: POD活性 = $OD470V /W 0. 01 V t t( 3)2 结果与分析2 . 1 干旱胁迫对叶片相对含水量的影响自然干旱胁迫过程中, 与对照相比, 3个树种 叶片的相对含水量皆逐渐下降, 但不同的树种下降的时间与速率不同, 见表 1 。由表 1可以看到, 山毛豆叶片相对含水量在干旱胁迫处理的第 9 d开 始明显下降, 且下降速率较快, 由开始胁迫处理的74 . 66 % 下降到第 15 d 的 48 . 8 % , 第 15 d时, 受胁迫山毛豆叶片的相对含水量仅为对照的67 . 2 %, 下降速率为每天 2. 19 % 。银合欢叶片相对含水量从胁
14、迫处理的第 13 d开始出现明显下降, 由开始的70 . 45 % 到第 17 d实验结束降到 52 . 46 %, 第 17 d胁迫处理为对照的 73 . 7 % , 下降速率为 1 . 55 % 每 天。坡柳叶片相对含水量从第 11 d开始下降, 但下降速率比较平缓, 从开始实验的 66 . 77 % 下降到第 21 d的 45 . 3 %, 下降速率为 1 . 51 % , 第 21 d胁迫处理为对照的 68 . 2 %。根据各树种胁迫处理后 出现叶片相对含水量下降的时间及下降速率, 将 3个树种叶片的保水能力进行了排序, 由强到弱依次为: 坡柳、 银合欢、 山毛豆。详见表 2 。891
15、期陈少瑜等: 干旱胁迫对坡柳等抗旱树种幼苗膜脂过氧化及保护酶活性的影响表 1 3个种干旱胁迫期间叶片相对含水量的变化Table 1 Changes of leaf relative water content of 3 species seedlings during drought stress相对含水量 ( RWC) (% )树种胁迫时间 (天 ) T i me of drought stress ( days)0479111315171921山毛豆(W ) T. candida74 . 66? 0 . 4875. 35? 1. 1773 . 17 ? 1 . 5872 . 22? 0 .
16、 9471. 46? 1. 0974. 68? 1. 1172 . 64 ? 0 . 46山毛豆 ( D) T. candida73 . 27? 0 . 1074. 36? 1. 3171 . 69 ? 0 . 9068 . 64? 0 . 6363. 94? 1. 7258. 30? 0. 5948 . 80 ? 1 . 40D /W (% )98 . 1498. 6897 . 7895 . 089 . 278. 167. 2银合欢(W ) L.leucocephala70 . 70? 0 . 8170. 95? 0. 7970 . 61 ? 0 . 4270 . 77? 0 . 6771. 10? 0. 6170. 46? 0. 7270 . 87 ? 0 . 8271 . 21? 0 . 24银合欢 ( D) L.leucocephala70 . 45? 0 . 6170. 29? 0. 7970 . 45 ? 0 . 8270 . 52? 0 . 6
