东乡野生稻耐冷性生理研究_不同生育期相关生理指标变化规律_徐梅珍
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图 2 不同生长期 3种水稻叶片中游离脯氨酸含量 F ig. 2 The content of free pro line in three rice cultivars. leaves
in different growing periods
1心期最高, 此后持续降低, 至抽穗期时达到最低, 其中由 3 叶 1心至抽穗期间其含量降低的速度最快; 成熟期时含量有 所升高, 收获后即死亡。然而, 东乡野生稻中该指标随生长 时期而变化的趋势与前两者有很大的不同。它是先增加再 减少, 而后又增加再减少, 其 2次变化中含量的最高点是分 蘖期、初冬期, 最低点是 1叶 1心期、抽穗期。 2. 2 不同生长时期 POD 和 CAT活性的变化 由图 4 可以 看出, 协青早 B和农大 288这 2个品种的叶片中过氧化物酶 活性随生长时期而变化趋势一致, 两者只在 1叶 1心期 ( 4月 上旬 )有较大的差异。这种差异也许与农大 288的耐高温特 性有关。东乡野生稻与这两者相比较, 其差异主要出现在 1 叶 1心期、3叶 1心期、初冬期和隆冬期。在 1叶 1心期, 东 乡野生稻叶片中过氧化物酶活性明显低于其他 2个品种; 在 3叶 1心期, 东乡野生稻的该指标上升, 而协青早 B 和农大 288迅速下降至东乡野生稻的 60% ~ 65% ; 在初冬期和隆冬 期, 东乡野生稻叶片中过氧化物酶活性急剧增加, 而此时另 外 2个品种的植株已经死亡。
2009-12-31
1. 3 测定项目与方法 可溶性糖含量测定, 采用苯酚 - 浓 硫酸比色定糖法 [ 5] 。游离脯氨酸含量测定, 采用茚三酮显色 法 [6] 。可溶性蛋白含量测定, 采用考马斯亮蓝法[ 7]。过氧化 物酶 ( POD ) 活力 测定, 采用 愈滴定法[ 6- 8] 。MDA 含量测 定, 采用硫代巴比妥酸法 [ 6]。 2 结果与分析 2. 1 不同生长时期可溶性糖、游离脯氨酸和可溶性蛋白含 量的变化 由图 1可以看出, 在 1叶 1心期, 3个品种的叶片 中东乡野生稻可溶性糖含量最高; 此后, 3个品种的叶片中该 物质含量都迅速降低, 农大 288降低的幅度最大; 由 3叶 1心 至分蘖期间, 三者的含量变化出现明显差异, 东乡野生稻中 该指标迅速降低; 由分蘖到抽穗期间东乡野生稻中可溶性糖 含量迅速增加至其他 2个品种的 2. 9倍; 由抽穗期到成熟期 间, 3个品种的叶片中可溶性糖含量均呈现增加的趋势, 至成 熟期东乡野生稻可溶性糖含量最高。入冬后, 东乡野生稻叶 片中可溶性糖的含量快速增加至近最高值, 进入隆冬后, 其 含量逐渐降低。
基金项目
作者简介 收稿日期
国家自然科学 基金项 目 ( 30660087); 江西省 自然科 学基金 项目 ( 0630034 ) ; 江西省科技厅 / 工业攻 关 0项目 ( 赣科发计 字 [ 2004 ] 211 号 ) ; 江 西 省 教 育 厅 科 技 项 目 ( 赣 教 技 字 [ 2006] 138 号 )。 徐梅珍 ( 1968- ), 女, 江西九江人, 实验师, 从 事生物化学与 分子生物学研究。* 通讯作者, 博士, 教授。
图 3 不同生长期 3种水稻叶片中蛋白质含量 F ig. 3 The content of so luble pro tein in three rice cultivars.
leaves in different grow ing periods
注: 定义农大 288中的脯氨酸含量为 100% 。 Note: The content of pro line in N ongda 288 was defined as 100%.
由图 3可以看到, 协青早 B和农大 288这 2个品种的叶 片中可溶性蛋白含量随生长时期的变化基本一致, 都是 1叶
38卷 10 期
徐梅珍等 东乡野生稻耐冷性生理研究 Ñ
5013
注: 1. 1叶 1 心期; 2. 3叶 1心期; 3. 分蘖期; 4. 抽穗期; 5. 成熟期; 6. 初冬期; 7. 隆冬期。下同。定义农大 288中可溶性糖含量为 100% 。
330045; 2. 江西农业大学理学院, 江西南昌 330045; 3. 江西省农业科学院水稻研究所, 江西南昌 330200 )
摘要 [目的 ]研究细胞内可溶性物质浓度、活性氧自由基清除能力对东乡野生稻耐寒性的生理影响。 [方法 ]以东乡野生稻为材料, 同 时以 2种普通栽培稻协青早 B和农大 288为对照, 对比检测它们在各个生长时期叶片中的可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白 含量、POD活性、CAT 活性、丙二醛 (MDA )含量。 [结果 ]在各个生长时期东乡野生稻叶片可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸含量均维 持在较高的浓度; 过氧化物酶也保持较高的活性; 叶片组织中丙二醛含量波动不大, 较对照水稻品种高。 [结论 ]该研究为进一步探讨东 乡野生稻耐寒生理的分子机理奠定了基础。 关键词 东乡野生稻; 耐冷性; POD; CAT 中图分类号 S511. 9 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2010) 10- 05012- 03
Physiological Analysis on M echanism s of Cold- tolerance of D ongxiangW ild R ice ( Ñ ) XU M e-i zhen et al ( Vocational Technology N orm a l Co llege, Jiangx iA griculturalU niversity, N anchang, Jiangx i 330045) A bstract [ Objective] The research ami ed to study the e ffects of so luble substance concentration in cell and the scaveng ing activ ity o f active oxygen radica ls on the co ld- to lerance physiology ofD ongx iang w ild rice. [M ethod]U sing Dongx iang w ild rice asm ateria ls, two species of comm on cultivated r ice X ieqing zao B and N ongda 288 were used as control to detect and com pare the content of so luble sugar, free pro line and so-l uble protein, POD activity, CAT activity, M DA content in the leaves in d ifferent grow th periods. [ R esult] The contents o f so luble protein, so-l uble sugar, free pro line in the leaves of Dongx iang w ild rice were higher in the whole grow th periods. POD activ ity m a inta ined at h igh leve.l The content ofMDA in the leaf tissues in Dongxiang w ild rice was had no g reat fluctuation and itwas relative higher than that in control r ice varieties. [ Conc lusion] Th is study laid the foundation for further insight into the physio logica lm echan ism o f the cold-tolerance of Dongx iang w ild rice. K ey w ords Dongxiang w ild rice; Co ld to lerance; POD; CAT
由图 2可以看到, 协青早 B和农大 288这 2个品种的叶 片中游离脯氨酸含量随生长时期而变化的趋势是一致的, 都 是先增后减。由 1叶 1心期开始增加, 至 3叶 1 心期时达到 最高, 此后, 持续降低, 至成熟期时降至最低。农大 288的该 项指标在各个时期都略高于协青早 B, 可能是由农大 288 是 耐高温品种这一特殊性所决定的。然而, 东乡野生稻中该指 标随生长时期而变化趋势相反, 呈先减后增的变化, 其含量 由 1叶 1心期开始逐渐降低, 至分蘖期降至最低, 此后逐渐 增加, 增加的幅度越来越大, 到隆冬时达到最高。
水稻是我国重要的基础粮食作物, 喜温, 对温度变动极 为敏感。早春寒潮引起的气温骤降会造成水稻幼苗严重的 冻害, 导致水稻的伤害和死亡, 从而引起明显的减产[ 1] 。东 乡野生稻是世界普通野生稻中迄今最北的野生稻, 其地下根 茎能忍受 - 12. 8 e 的低温, 可以越冬, 次年 2月下旬或 3月 初在原植株上萌发, 继续进行正常的生长发育, 研究其耐冷 机理具有重要的理论意义和应用价值 [2] 。目前, 对东乡野生 稻耐冷性所作的生理生化研究, 主要集中在苗期冷胁迫处理 条件下部分内源激素及抗氧化酶类的研究, 对其在整个生长 周期中与耐冷性相关的生化指标所进行的系统研究和分析 则相对较少 [ 3- 4]。笔者通过对比检测东乡野生稻和 2种普 通栽培稻 (协青早 B 和农大 288) 在各个生长时期叶片中可 溶性糖含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、POD 活性、 CAT活性、MDA (丙二醛 ) 含量, 研究细胞内可溶性物质浓 度、活性氧自由基清除能力对东乡野生稻耐寒的生理影响。 1 材料与方法 1. 1 材料 东乡野生稻、协青早 B (普通早稻 )、农大 288(耐 高温品种 ), 于水稻各生长时期采集植株最顶端完全展开的 叶片。 1. 2 试剂、仪器 常规试剂均为分析纯, T ris Base为 Prom ega公司产品, 考马斯亮蓝 G-250为生化试剂。 JA5003上 皿电子天平, GL-20G-II冷冻离心机, 722光栅分光光度计, pH S-3B 精密 pH 计, 电热恒温水浴锅。
Note: 1, one-leaf stage; 2, th ree-leaf stage; 3, th e tillering s tage; 4, the tassel period; 5, th e m atu ring stage; 6, the early w inter stage; 7, the m idw inter stage; The sam e as b elow. The con tent of solub le sugar in Nongda 288 w as d efined as 100% . 图 1 不同生长期 3种水稻叶片中可溶性糖含量
目前对东乡野生稻耐冷性所作的生理生化研究主要集中在苗期冷胁迫处理条件下部分内源激素及抗氧化酶类的研究对其在整个生长周期中与耐冷性相关的生化指标所进行的系统研究和分析则相对较少b和农大288在各个生长时期叶片中可溶性糖含量游离脯氨酸含量可溶性蛋白含量pod活性cat活性mda丙二醛含量研究细胞内可溶性物质浓度活性氧自由基清除能力对东乡野生稻耐寒的生理影响
安徽农业科学, Jou rn al ofAnhu iAgr.i Sc.i 2010, 38( 10): 5012 - 5014, 5100
责任编辑 张彩丽 责任校对 况玲玲
东乡野生稻耐冷性生理研究 Ñ ) ) ) 不同生育期相关生理指标变化规律
徐梅珍 1, 刘 晓 2, 余丽 琴 3, 刘 世 强 2, 曾黎 明 2, 陈 蓉 蓉 2, 王义 华 2* ( 1. 江西 农业 大学 职业师 范技 术学 院, 江 西南 昌
F ig. 1 The content of so luble sugar in the leaves of three rice species in different grow ing periods
注: 定义农大 288中蛋白质含量为 100% 。 Note: The con tent of protein in Nongda 288 w as defined as 100% .
in different growing periods
1心期最高, 此后持续降低, 至抽穗期时达到最低, 其中由 3 叶 1心至抽穗期间其含量降低的速度最快; 成熟期时含量有 所升高, 收获后即死亡。然而, 东乡野生稻中该指标随生长 时期而变化的趋势与前两者有很大的不同。它是先增加再 减少, 而后又增加再减少, 其 2次变化中含量的最高点是分 蘖期、初冬期, 最低点是 1叶 1心期、抽穗期。 2. 2 不同生长时期 POD 和 CAT活性的变化 由图 4 可以 看出, 协青早 B和农大 288这 2个品种的叶片中过氧化物酶 活性随生长时期而变化趋势一致, 两者只在 1叶 1心期 ( 4月 上旬 )有较大的差异。这种差异也许与农大 288的耐高温特 性有关。东乡野生稻与这两者相比较, 其差异主要出现在 1 叶 1心期、3叶 1心期、初冬期和隆冬期。在 1叶 1心期, 东 乡野生稻叶片中过氧化物酶活性明显低于其他 2个品种; 在 3叶 1心期, 东乡野生稻的该指标上升, 而协青早 B 和农大 288迅速下降至东乡野生稻的 60% ~ 65% ; 在初冬期和隆冬 期, 东乡野生稻叶片中过氧化物酶活性急剧增加, 而此时另 外 2个品种的植株已经死亡。
2009-12-31
1. 3 测定项目与方法 可溶性糖含量测定, 采用苯酚 - 浓 硫酸比色定糖法 [ 5] 。游离脯氨酸含量测定, 采用茚三酮显色 法 [6] 。可溶性蛋白含量测定, 采用考马斯亮蓝法[ 7]。过氧化 物酶 ( POD ) 活力 测定, 采用 愈滴定法[ 6- 8] 。MDA 含量测 定, 采用硫代巴比妥酸法 [ 6]。 2 结果与分析 2. 1 不同生长时期可溶性糖、游离脯氨酸和可溶性蛋白含 量的变化 由图 1可以看出, 在 1叶 1心期, 3个品种的叶片 中东乡野生稻可溶性糖含量最高; 此后, 3个品种的叶片中该 物质含量都迅速降低, 农大 288降低的幅度最大; 由 3叶 1心 至分蘖期间, 三者的含量变化出现明显差异, 东乡野生稻中 该指标迅速降低; 由分蘖到抽穗期间东乡野生稻中可溶性糖 含量迅速增加至其他 2个品种的 2. 9倍; 由抽穗期到成熟期 间, 3个品种的叶片中可溶性糖含量均呈现增加的趋势, 至成 熟期东乡野生稻可溶性糖含量最高。入冬后, 东乡野生稻叶 片中可溶性糖的含量快速增加至近最高值, 进入隆冬后, 其 含量逐渐降低。
基金项目
作者简介 收稿日期
国家自然科学 基金项 目 ( 30660087); 江西省 自然科 学基金 项目 ( 0630034 ) ; 江西省科技厅 / 工业攻 关 0项目 ( 赣科发计 字 [ 2004 ] 211 号 ) ; 江 西 省 教 育 厅 科 技 项 目 ( 赣 教 技 字 [ 2006] 138 号 )。 徐梅珍 ( 1968- ), 女, 江西九江人, 实验师, 从 事生物化学与 分子生物学研究。* 通讯作者, 博士, 教授。
图 3 不同生长期 3种水稻叶片中蛋白质含量 F ig. 3 The content of so luble pro tein in three rice cultivars.
leaves in different grow ing periods
注: 定义农大 288中的脯氨酸含量为 100% 。 Note: The content of pro line in N ongda 288 was defined as 100%.
由图 3可以看到, 协青早 B和农大 288这 2个品种的叶 片中可溶性蛋白含量随生长时期的变化基本一致, 都是 1叶
38卷 10 期
徐梅珍等 东乡野生稻耐冷性生理研究 Ñ
5013
注: 1. 1叶 1 心期; 2. 3叶 1心期; 3. 分蘖期; 4. 抽穗期; 5. 成熟期; 6. 初冬期; 7. 隆冬期。下同。定义农大 288中可溶性糖含量为 100% 。
330045; 2. 江西农业大学理学院, 江西南昌 330045; 3. 江西省农业科学院水稻研究所, 江西南昌 330200 )
摘要 [目的 ]研究细胞内可溶性物质浓度、活性氧自由基清除能力对东乡野生稻耐寒性的生理影响。 [方法 ]以东乡野生稻为材料, 同 时以 2种普通栽培稻协青早 B和农大 288为对照, 对比检测它们在各个生长时期叶片中的可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白 含量、POD活性、CAT 活性、丙二醛 (MDA )含量。 [结果 ]在各个生长时期东乡野生稻叶片可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸含量均维 持在较高的浓度; 过氧化物酶也保持较高的活性; 叶片组织中丙二醛含量波动不大, 较对照水稻品种高。 [结论 ]该研究为进一步探讨东 乡野生稻耐寒生理的分子机理奠定了基础。 关键词 东乡野生稻; 耐冷性; POD; CAT 中图分类号 S511. 9 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2010) 10- 05012- 03
Physiological Analysis on M echanism s of Cold- tolerance of D ongxiangW ild R ice ( Ñ ) XU M e-i zhen et al ( Vocational Technology N orm a l Co llege, Jiangx iA griculturalU niversity, N anchang, Jiangx i 330045) A bstract [ Objective] The research ami ed to study the e ffects of so luble substance concentration in cell and the scaveng ing activ ity o f active oxygen radica ls on the co ld- to lerance physiology ofD ongx iang w ild rice. [M ethod]U sing Dongx iang w ild rice asm ateria ls, two species of comm on cultivated r ice X ieqing zao B and N ongda 288 were used as control to detect and com pare the content of so luble sugar, free pro line and so-l uble protein, POD activity, CAT activity, M DA content in the leaves in d ifferent grow th periods. [ R esult] The contents o f so luble protein, so-l uble sugar, free pro line in the leaves of Dongx iang w ild rice were higher in the whole grow th periods. POD activ ity m a inta ined at h igh leve.l The content ofMDA in the leaf tissues in Dongxiang w ild rice was had no g reat fluctuation and itwas relative higher than that in control r ice varieties. [ Conc lusion] Th is study laid the foundation for further insight into the physio logica lm echan ism o f the cold-tolerance of Dongx iang w ild rice. K ey w ords Dongxiang w ild rice; Co ld to lerance; POD; CAT
由图 2可以看到, 协青早 B和农大 288这 2个品种的叶 片中游离脯氨酸含量随生长时期而变化的趋势是一致的, 都 是先增后减。由 1叶 1心期开始增加, 至 3叶 1 心期时达到 最高, 此后, 持续降低, 至成熟期时降至最低。农大 288的该 项指标在各个时期都略高于协青早 B, 可能是由农大 288 是 耐高温品种这一特殊性所决定的。然而, 东乡野生稻中该指 标随生长时期而变化趋势相反, 呈先减后增的变化, 其含量 由 1叶 1心期开始逐渐降低, 至分蘖期降至最低, 此后逐渐 增加, 增加的幅度越来越大, 到隆冬时达到最高。
水稻是我国重要的基础粮食作物, 喜温, 对温度变动极 为敏感。早春寒潮引起的气温骤降会造成水稻幼苗严重的 冻害, 导致水稻的伤害和死亡, 从而引起明显的减产[ 1] 。东 乡野生稻是世界普通野生稻中迄今最北的野生稻, 其地下根 茎能忍受 - 12. 8 e 的低温, 可以越冬, 次年 2月下旬或 3月 初在原植株上萌发, 继续进行正常的生长发育, 研究其耐冷 机理具有重要的理论意义和应用价值 [2] 。目前, 对东乡野生 稻耐冷性所作的生理生化研究, 主要集中在苗期冷胁迫处理 条件下部分内源激素及抗氧化酶类的研究, 对其在整个生长 周期中与耐冷性相关的生化指标所进行的系统研究和分析 则相对较少 [ 3- 4]。笔者通过对比检测东乡野生稻和 2种普 通栽培稻 (协青早 B 和农大 288) 在各个生长时期叶片中可 溶性糖含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、POD 活性、 CAT活性、MDA (丙二醛 ) 含量, 研究细胞内可溶性物质浓 度、活性氧自由基清除能力对东乡野生稻耐寒的生理影响。 1 材料与方法 1. 1 材料 东乡野生稻、协青早 B (普通早稻 )、农大 288(耐 高温品种 ), 于水稻各生长时期采集植株最顶端完全展开的 叶片。 1. 2 试剂、仪器 常规试剂均为分析纯, T ris Base为 Prom ega公司产品, 考马斯亮蓝 G-250为生化试剂。 JA5003上 皿电子天平, GL-20G-II冷冻离心机, 722光栅分光光度计, pH S-3B 精密 pH 计, 电热恒温水浴锅。
Note: 1, one-leaf stage; 2, th ree-leaf stage; 3, th e tillering s tage; 4, the tassel period; 5, th e m atu ring stage; 6, the early w inter stage; 7, the m idw inter stage; The sam e as b elow. The con tent of solub le sugar in Nongda 288 w as d efined as 100% . 图 1 不同生长期 3种水稻叶片中可溶性糖含量
目前对东乡野生稻耐冷性所作的生理生化研究主要集中在苗期冷胁迫处理条件下部分内源激素及抗氧化酶类的研究对其在整个生长周期中与耐冷性相关的生化指标所进行的系统研究和分析则相对较少b和农大288在各个生长时期叶片中可溶性糖含量游离脯氨酸含量可溶性蛋白含量pod活性cat活性mda丙二醛含量研究细胞内可溶性物质浓度活性氧自由基清除能力对东乡野生稻耐寒的生理影响
安徽农业科学, Jou rn al ofAnhu iAgr.i Sc.i 2010, 38( 10): 5012 - 5014, 5100
责任编辑 张彩丽 责任校对 况玲玲
东乡野生稻耐冷性生理研究 Ñ ) ) ) 不同生育期相关生理指标变化规律
徐梅珍 1, 刘 晓 2, 余丽 琴 3, 刘 世 强 2, 曾黎 明 2, 陈 蓉 蓉 2, 王义 华 2* ( 1. 江西 农业 大学 职业师 范技 术学 院, 江 西南 昌
F ig. 1 The content of so luble sugar in the leaves of three rice species in different grow ing periods
注: 定义农大 288中蛋白质含量为 100% 。 Note: The con tent of protein in Nongda 288 w as defined as 100% .