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1、干旱和NaCl胁迫下梭梭幼苗中甜菜碱含量和甜菜碱醛脱氢酶活性的变化（简报）iChange of Betaine Contents and Activity of Betaine Aldehyde Dehydrogenase inSeedlings of Haloxylon ammodendroriUnder Drought and NaCl Stress提要梭梭幼苗的甜菜碱含量和甜菜碱脱氢酶（BADH）活性随外界NaCl浓度的增加和干旱胁迫的时间延长 而增加。干旱和NaCl促进旱生植物梭梭体内甜菜碱积累与BADH活性有关。关键词梭梭幼苗；干旱胁迫；盐胁迫；甜菜碱；甜菜碱脱氢酶甜菜碱是一类广泛存
2、在于植物中的代谢物质，在盐分和水分胁迫下植物体内甜菜碱的 动态已有了较多的报道1，2，3。梭梭是西北干旱区荒漠植被的重要建群种和表征种，对干旱 和盐碱有极强的抗性4,5，但迄今对其适应干旱环境的生理生化变化研究较少。为此，本文 研究干旱和不同浓度NaCl溶液对梭梭幼苗甜菜碱水平和BADH活性的影响，旨在说明甜菜 碱与植物抗旱、耐盐的关系，为植物抗逆机制研究积累资料。材料与方法实验材料为在自然条件下露天培养的梭梭（Haloxylon ammodendro幼苗。种子（取 自中科院吐鲁番沙生植物园）均匀播于 盛有沙土的木箱（52X40X26 cm ）中，先浇自来 水，待幼苗冲破种皮完全展开、生长至
3、30 d 时进行处理。盐胁迫处理参照 McCue 和 Hansons的方法，配制不同浓度的NaCl处理液，分7组处理，每个处理2盆（每盆100株 苗左右）。以不加NaCl的为对照。处理过程为：第一天用50 mmol/L的NaCl处理幼苗共6 组，第4 d用100 mmol/L的NaCl处理5组幼苗，处理的NaCl浓度始终维持在恒定的水平 上。梭梭幼苗以500 mmol/L的NaCl处理7 d时，所有处理的幼苗同时收获，放入低温冰 箱中保存。干旱胁迫处理分两组，一组保持较好的持水状况，另一组逐渐减少浇水量直至 停浇，并在干旱缺水条件下维持2周，收获后，放在低温冰箱中保存。甜菜碱的提取参照Pear
4、ce等的方法，取1-2 g梭梭同化枝，加10 ml甲醇，仔细研 磨，转入离心管中，以3000 gmin-1离心后取上清液，沉淀用甲醇重复提取3次，合并4 次提取液，蒸干。残渣溶于10 ml 1:1的乙醚-HCl （盐酸浓度为0.1 molL-1），倒入分液 漏斗静置分层，上下相分别收集，将下层水相倒入分液漏斗，加10 ml乙醚提取，弃去下 层水相，将上层醚相与上次醚相合并，于分液漏斗加10 ml的0.1 molL-1 HCl提取4 次，合并下层水相并蒸干，残渣溶解于少量水中，甜菜碱含量用ki/i2试剂测定。参照梁峥 等方法分离和分部纯化BADH，所有操作均在4 C下进行。BADH活性用分光光度
5、计法测 定NAD的还原确定。蛋白质含量的测定按Bradford】9方法，以牛血清蛋白为标准蛋白。实验结果1. 对梭梭幼苗中甜菜碱水平的影响NaC 1浓度 /mmol-1图l.NaCl胁迫下梭梭幼苗中甜菜碱含量的变化图1显示，在盐胁迫下，梭梭幼苗中 甜菜碱含量随着NaCl浓度的增加而逐渐提 高。NaCl浓度达400 mmolL-1时，梭梭 幼苗甜菜碱含量达到13.66 p molg- 1FW，为未受NaCl胁迫的梭梭苗的2.6 倍。未受胁迫的梭梭苗中的甜菜碱含量随 着时间进程，也有缓慢增加；干旱胁迫 下，甜菜碱含量在短时间内而大幅度的增 高，胁迫30天后，达到最高值（21.35 p mol g-
6、1FW），约为未受胁迫的4.1倍（图 2）。2. 对梭梭甜菜碱醛脱氢酶活性的影响从图3可见，梭梭幼苗中的甜菜碱醛脱氢酶活性随着NaCl浓度的增加而逐渐提高。 NaCl浓度超过500 mmolL-i时，即出现下降。干旱胁迫下，幼苗的BADH的活性亦显著提 高(表1)。表1干旱胁迫下梭梭幼苗中BADH活性的变化BADH 活性/nmol mg-1 蛋白 min-1处理时间/d对照干旱胁迫03.15-105.1212.1305.2823.2406.20未测定讨论30对照组20干旱组10f . rTI.厂00103040图2干旱胁迫下梭梭苗中甜处理时间/d 含量的变化干旱和 NaCl 促进梭梭幼苗体内甜
7、菜碱的积 累，这和前人报道1，2，10一致，这显然是梭梭对环 境胁迫的一种适应性的反应。BADH 是合成甜菜碱的关键酶，这在许多植物 中已得到证实11，12。前人报道，BADH活性的增加 与其蛋白水平的变化呈正相关1，11，12, NaCl诱导 BADH 活性的增加和其诱导甜菜碱积累量呈正相关 6。本文结果也显示，不同浓度NaCl处理的梭梭 幼苗，地上部BADH活性增高，其增高程度随着外 界NaCl浓度的增加而增大(图3)。干旱胁迫条 件下梭梭幼苗地上部BADH活性亦呈现相同的规律，表明甜菜碱的合成和积累与BADH的活 性有关。-n白蛋图3 NaCl胁迫对梭梭苗BADH活性的影响2520151
8、05050100200300400500NaC l浓度 /mmo-lLl o 性 活梭梭的抗旱能力极强，有人称之为超旱生植物。但其抗旱能力并不是从生长的初始就 有的，在其幼苗生长的最初阶段，即子苗期需要 充足的水分才能正常生长，其生长由对干旱敏感 转为能抗干旱13。这种转变很可能与幼苗中甜菜 碱的积累有关。梭梭有许多不同于其它旱生植物 的抗逆特性，它的束缚水含量比其它旱生植物 高；原生质水合能力强；其同化枝受到严重水胁 迫时，细胞内脯氨酸累积率比其它植物低得多， 但细胞的渗透调节能力却比其它旱生植物强，它 是旱生植物中一类以生理代谢为主要方式进行抗 旱的特殊类型，其抗旱机制有明显的特异性14，
9、 既不同于耐脱水的复苏植物，也不同于一般以旱生形态为主要抗逆机制的旱生植物，梭梭 幼苗与早春短命植物的生境通常重叠，幼苗适应干旱能力极弱，与中生植物的抗旱能力相 似，它在短命植物生存的环境中度过生命最早阶段，迅速完善适应干旱的结构与机能 13 本文结果即反映出这一点。参考文献1 梁峥,骆爱玲,赵原等.干旱和盐胁迫诱导甜菜叶中甜菜碱醛脱氢酶的积累.植物生理学报,1996, 22(2):161-1642刘家尧，衣艳君，赵可夫.盐分对碱蓬幼苗离子含量、甜菜碱水平和BADH活性的效应.植物学报，1994，36 (8) :622-6263 Wyn Jones RG, Storay R. Betaine.
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