干旱胁迫下甘蔗叶类黄酮及相关酶活性的变化
干旱胁迫下气温对甘蔗叶绿素荧光动力学参数的影响
西岛表业学板2018年31卷3期478Southwest China Journal of Agricultural Sciences Vol. 31 No. 3文章编号：l〇〇l -4829(2018)3-0478-05D O I：10. 16213/j. cnki. scja s.2018. 3.009干旱胁迫下气温对甘蔗叶绿素荧光动力学参数的影响刘家勇\陈学宽\夏红明\赵俊\昝逢刚\覃伟\蔡青*2，杨昆\赵丽萍\姚丽1，赵培方1，朱建荣1，范源洪3 *(1.云南省农业科学院甘蔗研究所，云南开远661699;2.云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，云南昆明650223;3.云南省农业科学院，云南昆明650205)摘要：【目的】文章研究了干旱胁迫下气温对甘蔗叶绿素荧光动力学参数的影响，旨在为干旱胁迫下测量叶绿素荧光动力学参数 提供参考。
【方法】基于田间干旱胁迫试验，以6个甘蔗品种为试验材料，从9:00-19:40时连续测量荧光动力学参数，同时记录 气温变化，分析干旱胁迫下气温变化对叶绿素荧光动力学参数的影响。
【结果】干旱胁迫下，气温变化对匕//^和匕/f。
的测量 值具有显著影响=9:00 -12:00时段（气温相对较低），&/T m和&/F。
的测量值显著高于13 =00 -17:00时段（气温相对较高）；随着气温的升高，&//^和匕/^。
不仅呈线性关系显著下降，且加剧了&//^和&/^。
的下降幅度。
【结论】干旱胁迫下，随着气温 的升高，匕和&/^。
的测量值显著降低。
选择适宜的测量时段和制定合理的测量方案，可减少气温变化对测量叶绿素荧光动 力学参数的影响，从而准确反映干旱胁迫效应。
关键词：干旱胁迫；气温；甘蔗；叶绿素荧光中图分类号:S566.1 文献标识码：AEffect of Air Temperature on Chlorophyll Fluorescence ofSugarcane ( Saccharum spp. ) under Water Stress ConditionLIU Jia-yong1, CHEN Xue-kuan1, XIA Hong-ming1, ZHAO Jun1, ZAN Feng-gang1, QIN W ei1, CAI Qing2,YANG Kun1, ZHAO Li-ping1, YAO Li1, ZHAO Pei-fang1, ZHU Jian-rong1, FAN Yuan-hong3 *(1. Sugarcane Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yunnan Kaiyuan 661699, China；2. Biotechnology & GeneticResources Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yunnan Kunming 650223 , China；3. Yunnan Academy of Agricultural Sciences ,Yunnan Kunming 650205 , China)Abstract: l Objective 】"The present paper studied the effect of air temperature on sugarcane chlorophyll fluorescence under water stress, aiming to provide information for measuring chlorophyll fluorescence under water stress.【Method 】Based on the water stress field trial, chlorophyll fluorescence of 6 sugarcane varieties were measured continually from 9： 00 AM to 19： 40 PM with recording the air temperature by weather station. The impact of air temperature on chlorophyll fluorescence was a n a ly z e d.【Result】T h e v a lu e o f/r'v/F m a n d/r i v//r i〇'weresig- nificantly affected by the change of air temperature under water stress: the value of 心//^and /^/尸0from the time interval (9 :00 - 12:00 , relatively lower air temperature) were significantly higher than those from another time interval (13 ：00 - 17 ：00 , relatively higher air temperature) ;with the air temperature rising, not only Fv/Fm and Fv/F0significantly dropped but also dropping degree of them was exacerbated.【Conclusion】 The value of 心//^and /^/尸0significantly lowered under water stress with the air temperature rising. For decreasing the effect of air temperature on chlorophyll fluorescence, suitable measuring time and taking reasonable scheme for measurement should be taken into accountKey words ： Water stress ；Air temperature ；Sugarcane ；Chlorophyll fluorescence【研究意义】甘蔗是中国的主要糖料作物，旱地收稿日期=2017-01-26基金项目：云南省科技创新人才计划（2012HA001);云南省科技惠民计划（2014RA059 );云南省科技创新人才计划(2014H C015);国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-2〇-1-1);云南省重大科技专项（2〇l5ZA001)作者简介：刘家勇（1976 -),男，研究员，云南建水人，硕士，主要从事甘蔗遗传育种研究,E-mail: lljjyyl976@ 163. com, *为通讯作者，E-mail: fyhysri@vip. sohu. com。
黄皮甘草抗旱次生代谢物
黄皮甘草抗旱次生代谢物一、引言植物作为一种生物体，其生长发育过程中会受到各种内外部环境的影响。
其中，干旱是常见的非生物胁迫因素之一，对于植物的生长发育和产量产生着极大的影响。
黄皮甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.ex DC.）是一种重要的药用植物，其根部含有大量的甘草酸等次生代谢物，具有广泛的药理活性。
近年来，研究表明黄皮甘草具有很强的抗旱能力，并且该抗旱能力与其次生代谢物有关。
本文将对黄皮甘草抗旱及其次生代谢物进行详细探讨。
二、黄皮甘草抗旱机制1. 生理响应干旱胁迫会导致植物体内水分不足，从而使得植物叶片失水、凋萎。
然而，在干旱条件下，黄皮甘草表现出了较强的耐旱性。
研究表明，在干旱条件下，黄皮甘草叶片中相对含水量下降较慢，叶片脱水程度较低，导致其保持了较高的光合速率和蒸腾速率。
此外，黄皮甘草在干旱条件下还表现出了调节渗透调节物质的积累、增加根系比例等生理响应。
2. 分子机制黄皮甘草抗旱机制的分子机制主要与植物内源性激素、信号转导通路、基因表达等相关。
研究表明，ABA（脱落酸）是干旱胁迫下植物体内最重要的内源性激素之一，可以促进植物体内渗透调节物质如蛋白质、多糖类等的积累。
同时，ABA还可以通过启动钾通道和离子泵来调节细胞渗透压平衡。
此外，信号转导通路也是黄皮甘草抗旱机制中一个重要的环节。
例如，在干旱条件下，黄皮甘草中MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）信号转导通路会被启动，并通过启动某些抗氧化酶的表达来保护细胞膜的完整性。
三、黄皮甘草次生代谢物1. 甘草酸甘草酸是黄皮甘草中最主要的次生代谢物之一，其含量占据了黄皮甘草根部干重的3%~20%。
研究表明，甘草酸可以通过增加植物体内渗透调节物质和抗氧化物质的积累来提高植物耐旱性。
此外，甘草酸还可以通过增加植物根系比例和根系吸水能力来提高植物对干旱的适应能力。
2. 黄酮类化合物黄酮类化合物是黄皮甘草中另一类重要的次生代谢物，包括芦丁、异鼠李糖苷等。
壳寡糖对干旱胁迫下甘蔗叶片生理指标的影响
壳寡糖对干旱胁迫下甘蔗叶片生理指标的影响刘晓霞;邹成林;李训碧;周桂【期刊名称】《南方农业学报》【年(卷),期】2014(045)010【摘要】【目的】探讨干旱胁迫下壳寡糖对甘蔗生理指标的影响，明确壳寡糖的抗旱作用机制，为壳寡糖在作物抗旱中的应用提供参考依据。
【方法】以台糖22号（ROC22）为材料，设正常供水（CK）、干旱处理、干旱胁迫条件下甘蔗叶片喷施100mg／L壳寡糖溶液3个处理，在喷施壳寡糖后第2、4、6和8d采集叶片样品，测定甘蔗叶片内肽酶、丙二醛（MDA）、可溶性糖、叶绿素荧光参数等。
【结果】在正常供水条件下，甘蔗叶片内肽酶活性、MDA、可溶性糖含量、Fv／Fm和电子传递量子产量（ФPSⅡ）、相对水分含量（RWC）均保持在一定水平，无明显变化。
随着干旱胁迫时间的延长，干旱处理及喷施壳寡糖处理的甘蔗叶片内肽酶活性、MDA和可溶性糖含量呈上升的变化趋势，而干旱处理叶片Fv／Fm和电子传递量子产量（ФPSⅡ）、RWC及壳寡糖处理的RWC呈不断下降的变化趋势。
壳寡糖处理后第2～8d的甘蔗叶片内肽酶活性不同程度高于干旱处理，而干旱处理第4～8d的叶片MDA含量不同程度高于壳寡糖处理。
经壳寡糖处理后第2～6d叶片可溶性糖和RWC均稍低于干旱处理，但在第8d显著高于干旱处理，分别为28．1mg／g和66．7％。
喷施壳寡糖处理后的叶片Fv／Fm和ФPSⅡ呈不断增加的趋势，并在第8d显著高于干旱胁迫处理，分别为干旱胁迫组的1．28和1．58倍。
【结论】干旱胁迫下，外施壳寡糖可协调甘蔗叶片的生理代谢过程，改善甘蔗叶片对干旱胁迫的适应性，增强甘蔗的抗旱能力。
【总页数】5页(P1759-1763)【作者】刘晓霞;邹成林;李训碧;周桂【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】S566.101【相关文献】1.干旱胁迫下壳寡糖对玉米叶片叶绿素含量、含水量及保护酶活性的影响2.干旱胁迫下壳寡糖对花生幼苗叶片光合特性及保护酶的影响3.壳寡糖对干旱胁迫下甘蔗叶片生理指标的影响4.干旱胁迫下Si对甘蔗叶片相对水含量和抗氧化物酶活性的影响5.外源硅对干旱胁迫下烟草幼苗生长、叶片光合及生理指标的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
叶面喷施海藻提取物对甘蔗干旱胁迫的缓解效应
叶面喷施海藻提取物对甘蔗干旱胁迫的缓解效应作者：陈迪文周文灵敖俊华黄振瑞鲍时翔邹潇潇沈宏来源：《热带作物学报》2021年第05期摘要：为研究叶面喷施海藻提取物对干旱胁迫下甘蔗叶片生理参数及植株形态指标的影响，以‘YT159’和‘ROC22’两个品种甘蔗为试验材料，采用盆栽方法，设置正常灌溉组（C）和干旱胁迫组（D），分别通过喷施不同用量（SE1、SE2）海藻提取物，测量分析植株形态指标株高、茎径、植株鲜重以及叶片生理参数，包括水分参数、抗氧化酶活性等。
结果表明：正常灌溉组喷施海藻提取物的处理（C+SE1、C+SE2）甘蔗叶片生理参数以及形态指标与不施用海藻提取物处理相比差异不显著。
干旱胁迫组喷施海藻提取物（D+SE1、D+SE2）与不喷施海藻提取物的C相比，叶片脱水速率、电导率、脯氨酸含量显著降低，叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性、相对含水量、植株鲜重显著增加，同时抗旱系数显著提高，2个品种中‘YT159’提高幅度较大，‘ROC22’提高幅度相对较小。
因此，叶面喷施海藻提取物能显著改善干旱胁迫下甘蔗叶片生理参数和植株形态指标，提高植株鲜重，从而缓解干旱胁迫对甘蔗造成的伤害，提高甘蔗抗旱能力。
关键词：海藻提取物;甘蔗;干旱胁迫;叶面喷施;生理特性中图分类号：S566.1 文献标识码：AAbstract： The effect of foliar application with seaweed extract （SE） on the physiological parameters of sugarcane leaves and plant morphological indexes under drought stress were studied to improve the drought resistance of sugarcane. Two sugarc ane varieties ‘YT159’ and ‘ROC22’ were used as the test materials. Pot culture was used to foliar application of seaweed extract in different dosages “SE1” and “SE2” under conventional irrigation conditions “C” and drought stress conditions “D”， respectively. Plant morphological indexes including plant height， stem diameter， fresh weight， and leaf physiological parameters including water parameters and antioxidant enzymeactivity were measured. The results showed that the physiological parameters in sugarcane leaves and morphological indexes treated with seaweed extract （C+SE1， C+SE2） were not significantly different from those in the C treatment. Under drought stress （D+SE1， D+SE2）， the seaweed extract application significantly reduced the leaf dehydration rate， electrical conductivity， proline content， relative water content and fresh plant weight. Besides， drought resistance coefficient was significantly improved，and ‘YT159’ performed better than ‘ROC22’. Therefore， the foliar application with seaweed extract under drought stress could significantly improve the physiological parameters of sugarcane leaves and plant morphological indicators， and increase the fresh plant weight， so as to alleviate the damage of drought stress to sugarcane and improve the drought resistance ability of sugarcane.Keywords： seaweed extract; sugarcane; drought stress; foliar application; physiological characteristicDOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.05.021甘蔗是全球和我国最重要的糖料作物，也是重要的可再生能源作物。
干旱胁迫对银杏叶类黄酮年动态变化的影响
ｃｎｃｆｒｓ ｓｉ ［ ］ Ｇ ｏｅｎ ２０ １６：ｌ 一 １ ． ａ ｉ ｏｅｔｏｌ Ｊ ． ｅｄｒｍ，０ ６，３ ３ Ｏ ３９ ｓ ［０］ ｏｓｎＡ Ｄ． ｏｌ ｃ ｉ ｎ ｌｎ ｇｏ ｔ［ ，Ｓｄ ｅ ： ｃｄｍｉ １ Ｒ ｂｏ Ｓｉ ａｉ ｔ ａ ｄｐａ ｔ ｒｗｈ Ｍ］ ｙ ｎｙ Ａ ａｅ ｃ ｄｙ
参 考 文 献
［ ］ 长春 ， １宋 王毅 勇 ， 百 兴 ， ． 泽 湿 地 开 垦 后 土 壤 水 热 条 件 变 化 阎 等 沼
［ ］ ｒ ＡＰ， ｒ ｇ－ａｖ Ｊ Ｃ ｂｅａＦ ｅ ａ． ｈｎｅ ｆｙｌ ａｔ — ８ Ｍｏａ Ｏ ｔ ａＣ ｌ Ｊ ， ａｒｒ ， ｔ １Ｃ ａｇｓｎｅｚｎ ｃｉ ｅ ｏ ｉ ｌ ｅ ｖ
ｍｅｓｒ ｇｓｉ ｍ ｃ ｂａ ｂｏ ａｓＣ［ ］ Ｓｉ Ｂｏ Ｂｏｈｍ，９ ７ ａｕ ｎ ｏｌ ｉｒ ｉ ｉｍ ｓ ｉ ｏ ｌ Ｊ ． ｏ ｉ ｌ ｌ＆ ｉｃｅ １８ ，
１ ７０ － ０ ９： ３ ７ ７．
量碳 及其 微ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 物熵 与 环境 条件 的关 系非 常 复杂 ， 需要
进一 步探 讨这 种影 响 及其 机理 。 综上 所述 ， 此项 研 究结 果 指 出了 围湖造 田土地 利
ｉｉｓ ａ ｄ ｍｉｒ ｂ ａ ｉｍａ ｓａ ｔｒ“ ｎ ｓ ｔ ” ｒ ｍｅ ｉ ｔ ｎ ｏ ｅ ｖ ｔ － ｔ ｎ ｃ ｏ ｉ ｂ ｏ ｓ ｆｅ ｉ ｉ ｅ ｌ ｕ ｅ ｄ ａ ｉ ｆ ｈ ａ ｙ ｍｅ ａ ｏ ａ ｌ
干旱胁迫对植物生理生化指标的影响详解
2014-2015学年上学期植物生理学实验科技论文题目干旱胁迫对小麦生理生活指标的影响姓名张蓉娜学号124120249院、系生命科学学院应用生物教育专业12 应用生物教育A班任课教师李忠光（教授）二0一四年十二月干旱胁迫对小麦生理生化指标的影响12应用生物教育A班张蓉娜 124120249 摘要：干旱胁迫是影响小麦产量的重要胁迫因素，而干旱胁迫对小麦生理生化指标有显著影响。
通过对干旱胁迫下的小麦幼苗与正常小麦幼苗中的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、还原型谷胱甘肽(GSH)的提取与含量测定分析，实验结果表明：干旱胁迫下的小麦幼苗的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、还原型谷胱甘肽(GSH)的含量均比正常小麦幼苗的含量高，证明干旱胁迫对小麦生理生化指标有影响。
关键词：干旱胁迫、小麦、生理指标引言：目前全球干旱、半干旱地区约占土地总面积的36％,占耕地面积的43％，大多数国家都面临水资源危机，我国也不例外[1]。
干旱在我国分布广泛，一年四季均有可能发生，对农业生产影响十分严重。
小麦是世界上仅次于玉米的第二大粮食作物，世界上约有70％的小麦播种面积分布在干旱、半干旱农业区[2]。
如果干旱发生在小麦开花期或者灌浆期，就会导致其灌浆期减短、产量严重减少[3]。
其在生长过程中，经常会受到干旱的影响，在世界范围内，由于水分所造成的减产，可能要超过其他因素所导致的产量损失总和[4]。
由于环境污染导致可利用水资源大大减少，干旱现象日益严重。
因此，研究干旱胁迫对小麦的生理生化指标的影响，提高小麦的抗旱性能、提高小麦产量具有重要意义。
1材料与方法：1.1实验材料：小麦种子和玉米种子1.1.1材料处理：小麦和玉米种子吸胀12h后即可用于测定种子发芽率的实验。
选取长势一致的小麦幼苗做干旱5天处理。
甘蔗不同品种(种)对干旱的生理反应
甘蔗不同品种(种)对干旱的生理反应
钟希琼;叶振邦
【期刊名称】《华南农业大学学报》
【年(卷),期】1993(014)004
【摘要】研究了７－１０个甘蔗品种（种）对干旱胁迫的生理反应，抗旱品种（种）有较大的伤流强度和较高的切叶自然失水速度，用聚乙二醇（ＰＥＧ６００）处理叶圆片，在这种水分胁迫下细胞膜透品种（种）比不抗旱的累积量要大。
干旱使叶片细胞束缚水含量增加，抗旱力强的品种（种）较抗旱力弱的含量高。
受旱后甘蔗淀粉酶活性的变化与品种（种）抗旱力的关系不很明确。
【总页数】7页(P138-144)
【作者】钟希琼;叶振邦
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】S566.101
【相关文献】
1.不同耐湿热性地被菊品种及近缘种对湿热胁迫的生理反应 [J], 李贤利;王亚;孙明;张启翔;孔志新
2.玉米不同品种各生育时期对干旱的生理反应 [J], 顾慰莲;沈秀瑛
3.不同烤烟品种在干旱胁迫下的植物生理反应 [J], 刁朝强;周建云;黄宁;钱晓刚;黄
纯杨;谭春燕
4.干旱胁迫下不同甘蔗品种叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化 [J], Do
Thanh Trung;李健;张风娟;邢永秀;杨丽涛;李杨瑞;Nguyen Thi Hanh
5.干旱胁迫下不同品种甘蔗土壤养分及酶活性的差异性研究 [J], 王梓轩; 张润卿; 卜俊瑶
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
干旱胁迫对烟草生理生化特征的影响
干旱胁迫对烟草生理生化特征的影响作者：尹福强， YIN Fu-qiang作者单位：西昌学院农学系,四川西昌,615013刊名：安徽农业科学英文刊名：ANHUI AGRICULTURAL SCIENCE年，卷(期)：2010,38(21)被引用次数：2次参考文献(11条)1.郑炳松现代植物生理生化研究技术 20062.蒋明义;郭绍川水分亏缺诱导的氧化胁迫和植物的抗氧化作用 1996(02)3.覃鹏转基因SOD高表达烟草抗旱性研究[学位论文] 20034.文建成;陈学宽;符菊芬质膜透性与丙二醛(MDA)含量的变化评价甘蔗品种抗旱性初探 1998(03)5.高丽萍;夏涛;张鹤英猕猴桃衰老中膜脂过氧化指标-丙二醛的研究[期刊论文]-安徽农业大学学报 2000(02)6.王建华;刘鸿先;徐同超氧化物歧化酶(SOD)在植物逆境和衰老生理中的作用 1989(01)7.仵小南;深曾佑水分胁迫对植物线粒体结构和脯氨酸氧化酶活性的影响 1986(04)8.任文伟;钱吉;郑师章不同地理种群在聚乙烯二醇胁迫下含水量和游离脯氨酸含量的比较[期刊论文]-生态学报2000(02)9.汪耀富;韩锦峰;林学语烤烟生长前期对干旱胁迫的生理生化响应[期刊论文]-作物学报 1996(01)10.姜福东;陈德鑫我国丘陵烟区烟草农业机械化发展现状及对策[期刊论文]-畜牧与饲料科学 2009(02)11.吴科瀛;梁玉玲烟草BY2细胞培养及盐胁迫研究[期刊论文]-畜牧与饲料科学 2009(04)本文读者也读过(10条)1.覃鹏.曾淑华.刘飞虎烟草抗旱性生理生化研究进展[期刊论文]-贵州农业科学2002,30(2)2.马新蕾.房燕.王玉军.谢胜利.王玮.Ma Xinlei.Fang Yan.Wang Yujun.Xie Shengli.Wang Wei十个烤烟品种的抗旱性鉴定[期刊论文]-中国烟草学报2005,11(5)3.尚晓颍.刘化冰.张小全.林娟.段旺军.杨铁钊.SHANG Xiao-ying.LIU Hua-bing.ZHANG Xiao-quan.LIN Juan. DUAN Wang-jun.YANG Tie-zhao干旱胁迫对不同烤烟品种根系生长和生理特性的影响[期刊论文]-西北植物学报2010,30(2)4.覃鹏.杨志稳.孔治有.刘凤英.刘飞虎干旱对烟草旺长期光合作用的影响[期刊论文]-亚热带植物科学2004,33(2)5.孙志英.彭克勤.胡家金.蔺万煌.夏石头干旱胁迫对烟叶产量的影响[期刊论文]-湖南农业科学2003(2)6.汪邓民.吴福如.杨红娟.周冀衡干旱对不同烤烟品种的生理及其烟株生长势的影响[期刊论文]-烟草科技2001(10)7.孙梅霞.汪耀富.张全民烟草生理指标与土壤含水量的关系[期刊论文]-中国烟草科学2000,21(2)8.不同烤烟品种抗旱生理特征比较研究[期刊论文]-西北植物学报2009,29(10)9.杨虹琦.周冀衡.罗泽民.林桂华.上官克攀干旱胁迫下供钾水平对烟草生长和钾素吸收及抗旱性的影响[期刊论文]-湖南农业大学学报(自然科学版)2003,29(5)10.农梦玲.刘永贤.李伏生.NONG Meng-ling.LIU Yong-xian.LI Fu-sheng干旱胁迫对烟草生理生化特征影响的研究进展[期刊论文]-广西农业科学2008,39(2)引证文献(2条)2011(5)2.徐萍莉.陈丽萍.周秀杰.何道一枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)cspB基因转化烟草(Nicotiana tabacuum)的研究[期刊论文]-激光生物学报 2013(4)引用本文格式：尹福强.YIN Fu-qiang干旱胁迫对烟草生理生化特征的影响[期刊论文]-安徽农业科学 2010(21)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第27卷第6期2009年11月干旱地区农业研究AgriculturalResearchintheAridAreasVol.27No.6Nov.2009
收稿日期:2009205220
基金项目:国家科技支撑计划项目(2007BAD30B03);广西科技攻关项目(0782004-3)作者简介:周 桂(1969—),女,湖北宜昌人,副教授,博士生,从事植物生理及分子生物学研究。 3通讯作者:李杨瑞(1957—),男,广西北流人,教授,博士,博士生导师。E2mail:liyr@gxaas.net。
干旱胁迫下甘蔗叶类黄酮及相关酶活性的变化周 桂1,2,3,4,李杨瑞1,3,43,杨丽涛1,4,韦雪雪2,丘佩玲2(1.广西大学广西亚热带生物资源保护利用重点实验室,广西南宁530005;
2.广西民族大学化学与生态工程学院,广西南宁530006;3.广西农业科学院广西作物遗传改良生物技术重点实验室,广西南宁530007;4.中国农业科学院甘蔗研究中心,广西南宁530007)
摘 要:以两个抗旱性不同的甘蔗品种ROC22和ROC16为试材,采用聚乙二醇模拟干旱胁迫,研究了甘蔗幼苗在干旱胁迫下叶片中类黄酮含量及相关酶活性的变化。结果表明,与对照相比,10%PEG胁迫2h至14h,耐旱性强的ROC22品种类黄酮含量降低,耐旱性弱的ROC16品种类黄酮含量先降后升;2个品种幼苗叶片中苯丙氨酸解氨酶活性呈现先降低后升高的变化规律。ROC22叶片多酚氧化酶活性呈先升后降的变化,ROC16叶片多酚氧化酶活性下降;2个品种甘蔗叶过氧化物酶活性持续下降。关键词:甘蔗;聚乙二醇胁迫;类黄酮;苯丙氨酸解氨酶;多酚氧化酶;过氧化物酶中图分类号:S566.1 文献标识码:A 文章编号:100027601(2009)0620185204
广西甘蔗区主要分布在旱坡地,约90%甘蔗区基本无灌溉条件,干旱是制约甘蔗生产的重要因素[1]。探明甘蔗抗旱机制,选育抗旱优良品种有极其重要的意义。植物在干旱胁迫下体内会发生复杂的生理生化变化,植物抗旱性与植物抗氧化能力及抗氧化物质含量密切相关[2,3]。类黄酮是植物体内重要的抗氧化物质[4],研究表明类黄酮在消除和减轻由干旱等逆境引发的活性氧伤害方面直接或间接发挥作用。有报道表明水稻类黄酮合成酶基因在脱水胁迫中诱导表达[5];Tattini等[6]报道欧洲女贞类黄酮作为抗氧化剂响应强光与干旱胁迫;Yang等[7]报道甘草植物干旱胁迫下类黄酮含量增加。有关甘蔗干旱胁迫下类黄酮的变化未见报道。本研究以抗旱性不同的2个品种甘蔗为材料,探讨干旱胁迫处理对甘蔗苗期叶中类黄酮积累及其代谢相关酶苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammoni2alyas,PAL)、多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的影响,为深入了解甘蔗抗旱能力与类黄酮参与的抗氧化反应之间的关系提供参考。1 材料与方法1.1 供试材料甘蔗(SaccharumofficinarumL.)品种新台糖22号(ROC22,抗旱性较强)、新台糖16号(ROC16,抗旱性弱)[8],组培苗温室大棚沙培育苗,自然光照,定
期浇灌营养液,当幼苗长至4～6片真叶,茎高约25
cm时进行处理。1.2 聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)胁迫处理
采用含10%(W/V)PEG6000的Hoagland营养液培养甘蔗幼苗模拟干旱处理。将长势一致的甘蔗幼苗从沙基中取出,用蒸馏水将根系冲洗干净并用滤纸吸净根上粘附的水分,再将幼苗根系放入盛有含10%PEG6000的Hoagland营养液的圆形塑料桶中,塑料桶高径比为15cm∶18cm,每桶盛装2L营养液,每桶6穴,每穴2株幼苗。在HP1000GS-B人工气候箱中培养,昼夜温度为30℃/20℃,相对湿度75%。PEG6000处理后不同时间采叶样(+1,+2,+3叶),叶片用蒸馏水迅速冲洗干净并用滤纸吸干表面水分后置入-80℃低温冰箱保存备用。对照为Hoagland营养液培养。1.3 甘蔗叶类黄酮的提取与测定将不同处理的叶样品在100℃干燥12h。干燥叶样品采用粉碎机粉碎后称取0.5g置于50mL离心管中,加入70%乙醇10mL,超声波提取15min后离心,取上清液再过滤,滤液70℃蒸发浓缩后用70%乙醇溶解并定容到10mL备用。类黄酮的测定以卢丁为标样,采用亚硝酸钠-硝酸铝比色法[9]测定,3次重复。类黄酮含量用单位提取物干重所含类黄酮重表示(mg/g)。1.4 相关酶的提取与活性测定取不同处理的鲜叶样品进行酶的提取与活性测定,3次重复。PAL的提取与活性测定参照薛应龙方法[10],酶活性单位定义为每克鲜重叶片每小时在290nm波长处吸光值的变化〔U/(h・g)〕。POD的提取与活性测定参照李杨瑞的方法[11],酶活性单位定义为每克鲜重叶片1min内在470nm处吸光值的变化〔U/(min・g)〕。PPO的提取与活性测定参照杨丽涛等的方法[12],酶活性单位定义为每克鲜重叶片1min内在398nm波长处吸光值的变化〔U/(min・g)〕。2 结果与分析2.1 PEG模拟干旱胁迫下甘蔗叶类黄酮含量的变化 由图1可知:耐旱性强的ROC22品种类黄酮含量高于耐旱性弱的ROC16品种。由图1-a可知:在处理时间范围内,PEG胁迫处理引起耐旱性强的ROC22品种甘蔗叶片类黄酮含量降低,差异显著(P
<0.05)。
对于耐旱性弱的ROC16品种,由图1-b可知在PEG胁迫过程中甘蔗叶片类黄酮含量的变化是先降低后升高(P<0.05)。在胁迫处理的2h到11
h之间,类黄酮含量低于对照,而14h时高于对照18.4%。处理间差异达到显著水平(P<0.05)。
2.2 PEG模拟干旱胁迫下甘蔗叶PAL活性的变化由图2-a可知,与对照相比,除PEG胁迫2h
初期PAL活性显著下降之外,耐旱性强的ROC22甘蔗叶PAL活性均高于对照,差异达到显著水平(P<
0.05)。PEG胁迫8h,PAL活性达到最大值。而耐旱性弱的ROC16品种PEG胁迫初期2h、5h内,蔗叶PAL活性与对照无显著性差异(P>0.05)
;8h
PAL活性显著下降(P<0.05);8h后随着PEG胁迫
时间延长,蔗叶PAL活性逐渐升高,11h、14h显著高于对照(P<0.05)。
图1 PEG胁迫下两个品种甘蔗叶中类黄酮含量的变化Fig.1 ChangesofflavonoidscontentinleavesoftwosugarcanecultivarsunderPEGstress
图2 PEG胁迫下两个品种甘蔗叶PAL活性的变化Fig.2 ChangesofphenylalanineammonialyaseactivityinleavesoftwosugarcanecultivarsunderPEGstress
从以上结果分析,PEG胁迫引起2个品种甘蔗幼苗叶中PAL活性呈现先降低后升高的总体变化规律。耐旱性强的ROC22品种PEG胁迫下高PAL活性比耐旱性弱的ROC16品种持续时间长。PAL是苯丙烷类代谢途径与类黄酮合成代谢途的关键酶和限速酶[13]。高PAL活性可以激发苯丙烷代谢途径相关次生代谢产物合成,从而提高植物的抗性。
681 干旱地区农业研究 第27卷2.3 PEG模拟干旱胁迫下甘蔗叶PPO活性的变化由图3可知,与对照相比,PEG胁迫2h时,ROC22甘蔗叶PPO活性迅速升高,但2h后,PPO活性降低,并低于对照。而ROC16品种PEG胁迫期间,甘蔗叶PPO活性均低于对照。处理间差异达到显著水平(P<0.05)。
图3 PEG胁迫下两个品种甘蔗叶PPO活性的变化Fig.3 ChangesofpolyphenoloxidaseactivityinleavesoftwosugarcanecultivarsunderPEGstress
有报道指出,芝麻在干旱胁迫下PPO活性增加,并且在抗旱性强的品种中表现明显[14]。这与本研究结果不同,可能与植物品种、胁迫强度等相关。2.4 PEG模拟干旱胁迫下甘蔗叶POD酶活性的变化 由图4可知,耐旱性强的ROC22品种比耐旱性弱的ROC16品种POD酶活性水平要低。PEG胁迫引起2个品种甘蔗叶POD活性降低,与对照差异显著(P<0.05)。耐旱性强的ROC22品种比耐旱性弱的ROC16品种总体降低幅度小。
图4 PEG胁迫下两个品种甘蔗叶POD活性的变化Fig.4 ChangesofperoxidaseactivityinleavesoftwosugarcanecultivarsunderPEGstress
干旱胁迫下植物的抗旱能力和受伤害程度与POD酶活性变化密切相关[15]。有关干旱胁迫下POD酶活性变化相关报道较多。有报道指出,芒果、大豆苗以及灰枣经干旱胁迫处理POD活性出现先升高后降低的变化[16～18]。而花生以及北方旱区树种经干旱胁迫处理POD活性增强[19,20]。董永华[20]报道小麦在干旱胁迫中POD活性降低,这与本研究结果一致。分析甘蔗叶片POD活性降低可能只反映了甘蔗受胁迫的伤害程度,耐旱性强的ROC22比耐旱性弱的ROC16的POD酶活性总体降低幅度小,受到活性氧伤害的程度低。活性氧变化对植物的伤害程度与植物本身及胁迫强度、时间密切相关。因此植物抗氧化酶系统的变化也因植物品种和胁迫程度不同存在着差别。3 讨 论干旱胁迫下植物通过调节体内抗氧化物质含量来消除或减轻由干旱引发的活性氧伤害是很多植物抵抗干旱胁迫的有效方式之一[3]。类黄酮是一种广泛存在于植物体内的次生代谢产物,泛指两个苯环通过中央三碳链(即C6-C3-C6骨架)连接而成的一类化合物,一般都带有较多的酚羟基,属多酚类物质,由于类黄酮物质本身具有较强的抗氧化活性,
可通过酚羟基与氧自由基在相关氧化酶的催化下反应生成较稳定的半醌式自由基,捕捉干旱胁迫产生的活性氧自由基,降低干旱胁迫产生的活性氧自由
781第6期 周 桂等:干旱胁迫下甘蔗叶类黄酮及相关酶活性的变化