盐胁迫对6个苜蓿品种脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的影响

第14卷第4期天津农学院学报V ol.14, No.4 2007年12月 Journal of Tianjin Agricultural University December, 2007 文章编号：1008-5394（2007）04-0018-04

盐胁迫对6个苜蓿品种脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的影响*

桂枝，高建明

（天津农学院农学系，天津 300384）

摘要：研究了在不同浓度的盐胁迫下6种紫花苜蓿的游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶（SOD）

活性的变化规律。结果表明：不同品种在不同盐浓度下的游离脯氨酸含量和SOD活性存在较大差

异；大部分品种的游离脯氨酸含量在0.20%～0.30%和0.50%～0.60%出现双峰；大多数苜蓿品种的

SOD活性在盐浓度为0.30%～0.40%时达到最大值，之后，随盐浓度的增加，酶活性开始下降。结

论为：苜蓿体内游离脯氨酸的产生并积累可能存在两种机制，以提高自身在不同盐浓度下对盐胁迫

的耐性；在一定盐浓度范围内，SOD能够降低活性氧对苜蓿的伤害；研究苜蓿耐盐性时应采用多

个指标进行综合评价。

关键词：苜蓿；耐盐性；游离脯氨酸含量；超氧化物歧化酶活性

中图分类号：S322.1 文献标识码：A

Influence of 6 Alfalfa Varieties on Free Proline Content and SOD

Activity in Salt Stress

GUI Zhi，GAO Jian-ming

(Department of Agronomy, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China)

Abstract：The salt tolerance of 6 alfalfa varieties was studied by measuring the free proline content and SOD activity under the treatments with the different salt stress. The results show that the free proline content and SOD activity of the varieties were significantly different in the different salt concentrations. For most varieties, the two peak values of the free proline content could be observed in a salt concentration of 0.20%～0.30% and a salt concentration of 0.50%～0.60% separately. In addition, the enzyme activities of SOD reached the peak under the concentration of 0.30%～0.40% and then decreased under serious stress. In conclusion, there are two kinds of mechanisms of free proline content to enhance the salt tolerance of alfalfa in the different salt concentrations，and SOD can effectively avoid the injury of the oxidative stress for alfalfa from the reactive oxygen in some salt concentrations. Furthermore, the salt tolerance of alfalfa varieties should be evaluated by measuring multi-indices.

Key words：alfalfa；salt tolerance；free proline content；SOD activity

天津市地处华北平原东北部，绝大部分地区处于海河流域下游，素有“九河下梢”之称，地势低洼，土壤盐渍化危害较为严重，是全国各省市盐碱地所占比例最大的一个地区[1]。如何开发利用这些盐碱荒地，使之发挥出巨大的潜力，是农业生产中的一个重要课题[2-3]。有的盐碱地种植农作物产量很低，有的甚至无法耕种。利用耐盐、抗盐植物是进行盐碱地改良的一种经济有效的措施。苜蓿是豆科植物中比较耐盐的饲料作物，具有叶片排盐机制[4]，能在中、轻度盐碱地上种植，是畜牧业生产中的重要饲草。培育耐盐苜蓿品种不仅能够提高盐碱地的利用率并改良盐碱地，而且可以提供优质蛋白质饲料，是合理开发、利用盐渍化土地资源的切实可行之路。近年来，人们普遍认为逆境导致的氧化胁迫是绿色植物中普遍存在的一种现象[5]，植物的抗氧化作用是植物自身适应性调节的一个重要方面[6]。由盐胁迫引起的氧化胁迫越来越引起人们的重视，并有相关的研究报道[7]。超氧化物歧化酶（SOD）是使细胞膜系统免

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收稿日期：2007-07-16

基金项目：天津农学院青年科技基金项目“中苜一号等紫花苜蓿在重盐碱地的耐盐性研究”（200300007）

作者简介：桂枝（1973-），女，山西太原人，讲师，硕士，主要从事牧草遗传育种的研究。联系电话：（022）23792019，E-mail：gao11799713@。

第4期桂枝，等：盐胁迫对6个苜蓿品种脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的影响·19·

受活性氧伤害的保护酶，但已有的研究工作主要集中在作物、蔬菜和一些草坪草等植物上[8-11]，对苜蓿在盐胁迫下SOD活性的研究仅见于卢静君[12]和金兰[13]的报道。盐渍条件下，许多植物的体内都积累了高水平的游离脯氨酸（Pro），但关于盐胁迫下植物积累脯氨酸的生理意义目前仍存在分歧：一种普遍的观点认为脯氨酸的积累是其组成性超表达的表现，可以增加植物对渗透胁迫的耐性[14-15]；但也有不少实验表明，脯氨酸积累似乎只是胁迫的结果，与耐盐性之间缺少相关性[16-17]。本试验以6个紫花苜蓿品种为试材，通过比较它们在不同盐胁迫下叶片内SOD活性和游离Pro含量的变化，研究各品种的耐盐程度及各指标的变化规律，以期为天津地区苜蓿盐渍环境下栽培技术的改进提供理论依据，对扩大苜蓿的种植范围、发展畜牧业具有积极的意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试紫花苜蓿品种共6个，包括甘农3号（Medicago sativa L. Cv. Gannong No. 3）、关中（Medicago sativa L. Cv. Guanzhong）、新疆大叶（Medicago sativa L. Cv. Xinjiang Daye）、爱乐高（Medicago sativa L. Cv. Arogn）、沧州（Medicago sativa L. Cv. Cangzhou）和中苜1号（Medicago sativa L.Cv. Zhongmu No. 1）。其中，前5个品种购自甘肃农业大学草业学院，中苜1号则购自中国农业科学院畜牧研究所。

1.2 试验方法

试验于2006年4—10月在天津农学院农学系植物细胞工程中心进行，为两因素完全随机区组设计，重复3次，两个因素分别为品种和NaCl浓度。所用基础土样取自天津市西青区华庄村，用残渣烘干法[17]测得所取土样的实际全盐量为0.13%。首先，将适量NaCl掺入基础土样中，配成全盐量分别为0.13%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%、0. 60%和0.70%的盐土，作为盐浓度因素的7个水平，并将各处理盐土装入直径为20 cm的塑料花盆中（底铺塑料布防渗）。为保证每盆的出苗数均匀一致，根据各品种的发芽率和种子净度计算种子用价（0.05～0.09 g/盆），于2006年5月31日播种。播种后铺防晒网，定时浇水，拔除杂草。7月20日从每个处理的3盆材料中选择长势基本一致的单株，取其顶端生长旺盛的同质叶片，按照张志安等的方法[18]测定游离脯氨酸含量；SOD活性测定参见刘祖祺和张石城[19]的方法，以抑制NBT 光化还原50%为一个酶活力单位（U），酶活性以103 U·g-1蛋白表示。

1.3 数据分析

运用SPSS11.0软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 游离脯氨酸含量

方差分析的结果显示（数据略），脯氨酸含量在品种间（F= 86.84，P＜0.01）、盐浓度间（F= 80.01，P＜0.01）及品种×盐浓度间（F= 26.90，P＜0.01）存在极显著差异，表明不同品种在不同盐浓度下的脯氨酸含量存在较大差异。按照6个品种中游离脯氨酸含量在7个盐浓度下的变化趋势（见图1），可将其分为两类。第一类包括中苜1号、新疆大叶、爱乐高和甘农3号。当盐浓度从0.13%上升到0.70%时，这4个品种的脯氨酸含量均表现出明显的“升—降—升—降”的变化趋势，即出现了双峰。出现第一个峰时的盐浓度为0.20%或0.30%，其中，中苜1号的峰值最大（7.277/0.20%），新疆大叶和爱乐高次之（6.390/0.20%和6.667/0.30%），甘农3号最低（6.013/0.30%）。第二个峰出现在盐浓度为0.50%或0.60%处，其中，中苜1号和爱乐高中的脯氨酸含量（6.469/0.50%和6.258/0.60%）明显高于新疆大叶和甘农3号的含量（6.113/0.50%和6.087/0.60%）。第二类包括关中和沧州两个品种。当盐浓度从0.13%上升到0.70%时，虽然这两个品种的脯氨酸含量也出现了双峰，但峰值极不明显，且两个峰值分别出现在盐浓度为0.40%和0.60%时。由表1可以看出，6个品种的平均脯氨酸含量也出现了这种双峰的变化趋势，并以盐浓度0.40%为双峰的交叉点，大于或小于盐浓度0.40%时脯氨酸含量都表现出“先升后降”的变化。