NaCl胁迫下玉米幼苗几项生理指标的变化

学年论文
题目：NaCl胁迫对玉米幼苗几项生理指标的影响
学院生命科学学院
专业生物科学
学号2013441263
姓名皮祖飞
指导教师张锋
2016年6月30日
NaCl胁迫下玉米幼苗几项生理指标的变化
摘要：本实验采用不同浓度的NaCl溶液对正在生长的玉米苗进行处理，研究了不同浓度
NaCl 胁迫处理下玉米幼苗可溶性糖含量、可溶性蛋白、叶绿素含量、游离脯氨酸含量植物生物量的变化规律。

结果发现，随着NaCl 处理浓度的增加，玉米幼苗中的可溶性糖含量、叶绿素含量减少，脯氨酸含量呈上升趋势；可溶性蛋白含量则随着盐浓度的升高逐渐增加后又慢慢降低。

而生物量、根鲜重与苗鲜重又有着不同的变化，随着NaCl 处理浓度的增加，根鲜重表现出先减小后增加，而苗鲜重则逐渐减小，根冠比则在NaCl 浓度为完全与浓度为0.1的无明显变化，0.2处理的根冠比比前两个处理的根冠比高。

因此可溶性糖含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量及生物量可以作为鉴定玉米耐盐性的生理指标。

关键词：NaCl胁迫；玉米幼苗；可溶性蛋白；可溶性糖；叶绿素
前言：盐胁迫作为影响植物生长发育和制约农业生产的一个重要环境因素，长期以来，受到科学家们的广泛关注。

土壤盐分过多对植物造成的危害称为盐害，全球约20%的耕地和近半数的灌溉土地在不同程度上都受到的盐害威胁。

NaCl为易溶解的盐类，对植物的伤害尤为严重，而世界上所有的粮食作物都是不抗盐的。

由于近年来人们的不合理或用含盐量较高的劣质水灌溉，使得部分土壤中的盐分不断积累，土壤含盐量不断提高，从而产生盐害影响了玉米产量的提高和品质的改善，严重阻碍了农业生产的发展［1.2］。

而玉米作为我国重要的粮食作物，对其抗盐性进行研究，探讨其抗盐机理，培育出耐盐的玉米品种，合理的开发利用盐渍性土壤，对缓解人口日益增长，而耕地不断减少的现状必有重大意义。

本研究以玉米幼苗为试材，通过比较在不同浓度盐胁迫下幼苗叶片内可溶性糖含量、可溶性蛋白和叶绿素含量、游离脯氨酸含量和植物生物量的含量等，从多方面探讨盐胁迫对玉米幼苗的影响。

1材料和方法
1.1供试材料及材料处理
玉米处理取培养盆加入2.5kg土，浇水，晃平并使其完全渗透。

选取十粒均匀大小的玉米粒，使其在培养盆内均匀分布。

覆上一小层干的浮土（约1cm）。

几天后按下表加入不同浓度的NaCl，以备实验之用。

1.2 测定方法
1.2.1叶片可溶性糖的含量测定采用蒽酮比色法
植物体内的可溶性糖主要是指能溶于水及乙醇的单糖和寡聚糖。

糖在浓硫酸作用下，可经脱水反应生成糠醛或羟甲基糠醛，生成的糠醛或羟甲基糠醛可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物，在一定范围内，颜色的深浅与糖的含量成正比，故可用于糖的定量。

糖类与蒽酮反应生成的有色物质在可见光区的吸收峰为630nm，故在此波长下进行比色。

1.2.2叶片可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝法
植物材料经Tris－HCl（三羟甲基氨基甲烷盐酸盐）缓液研磨、离心后，可溶性蛋白质溶于上清液中。

蛋白质提取液与考马斯亮蓝G－250反应呈蓝色。

在一定范围内，蛋白质的含量与反应液在595nm波长的吸光度呈正比，由此可求出蛋白质的含量。

1.2.3叶片的叶绿素含量采用黑暗处理法
秤取0.2g材料，剪碎于25ml具塞试管中，加入15ml浸提液，于室温黑暗条件下提取24h，至组织发白。

取5ml浸提液于另一支25ml具塞试管中，用浸提液定容，在645nm和663nm波长下测定吸光值。

1.2.4叶片脯氨酸含量的测定采用酸性茚三酮比色法
取不同处理的玉米叶片剪碎混匀秤取0.2g（干样根据水分含量酌减），分别置于大试管中，加入5ml 3%磺基水杨酸溶液，管口加盖玻璃球，于沸水浴中浸提10min。

取出试管待冷却至室温后，吸取上清液2ml，加2ml冰乙酸和3ml显色液，于沸水浴中加热40min，取出冷却后向各管加入5ml甲苯充分振荡，以萃取红色物质。

静置待分层后吸取甲苯层以“0”管为对照在波长520nm下比色。

以吸光值为纵坐标，脯氨酸含量为横坐标，绘制标准曲线，求线性回归方程
1.2.5叶片生物量的测定采用称量法生物量 = 试验结束时苗干重
收获各处理的盆中植物，每盆选取长势一致的3株，从植物茎基部用剪刀把植株剪断，分为地上部和地下部。

地下部用自来水冲洗干净，用滤纸吸去表面水分，分别称量地上部和地下部的鲜重（g/株FW)。

2结果与分析
2.1盐胁迫对玉米可溶性糖含量的影响
由图1可看出随着Nacl 溶液浓度的升高，玉米叶片中可溶性糖的含量逐渐降低；以往的实验研究表明，玉米幼苗在 NaCl 胁迫下叶中还原糖含量增加。

原因之一是逆境条件下合成
酶活性下降，水解酶活性增强[2] ，多糖水解产生还原糖。

而我们的实验与以往的研究结论相反，应该是实验过程中产生了巨大的误差，才使得我们的结果与研究的结果完全相反。

2.2盐胁迫对玉米可溶性蛋白含量的影响
从图2我们可以看出，在NaCl 浓度为0.1时可溶性蛋白的含量最高。

这可能是由于实验
中有误差而导致的结果。

而在以往的研究中，盐胁迫可能会降低蛋白质的合成速率，相对加速储藏蛋白质的水解。

在胁迫初期，由于活性氧浓度的增加，玉米为了适应盐胁迫，通过GR 火性的增加来清除活性氧，在胁迫后期，随着胁迫强度的增大，酶液中的可溶性蛋白的含量随着胁迫强度的加大而逐渐减少，使得酶液中GR 的含量减少，故酶活性降低[3]。

2.3盐胁迫对玉米叶绿素含量的影响
图3表明，随着NaCl 浓度的升高，无论是叶绿素
a ，还是叶绿素
b 的含量在不同程度上都显著下降。

但玉米植株中的叶绿素a 的含量始终高于叶绿素b 的含量。

这说明高盐逆境影响叶绿素合成。

这说明高盐逆境加速了叶绿素的分解使叶绿素得含量下降，导致叶片发黄。

2.4盐胁迫对玉米脯氨酸含量的影响
图1 NaCl 胁迫玉米可溶性糖含量影响
可溶性糖含量
1020304050
607080完全
0.1NaCl 0.2NaCl
处理
平均值
图 2 NaCl
胁迫玉米可溶性蛋白含量
5000
1000015000200002500030000
完全
0.1NaCl
0.2NaCl
处理
含量平均值m g /g
可溶性蛋白含量
叶绿素
0.005
0.010.0150.020.0250.030.035
0.04完全
0.1NaCl
0.2NaCl
叶绿素含量/(m g /g ）
图3 NaCl 胁迫玉米叶绿素
脯氨酸被认为是植物受环境胁迫所产生的指示性物质，多数植物在受胁迫的情况下会产生脯氨酸作为渗透调节剂，以缓解胁迫对植物体所
造成的伤害。

实验表明，如图4所示，随着Nacl 溶液浓度的升高，玉米叶片中脯氨酸的含量逐渐
升高，脯氨酸的积累一方面是由胁迫诱导吡咯-5-磷酸还原酶基因表达，促进脯氨酸生成，另一方
面脯氨酸氧化酶活性降低，脯氨酸不能氧化分解而积累。

在不断增大的盐浓度胁迫下，玉米叶片中脯氨酸含量呈现增大趋势因此，在盐胁迫下脯氨酸的积累可以作为玉米抗逆性的一个生理指标。

2.5盐胁迫对玉米生物量含量的影响
图5表明，随着NaCl 浓度的升高，根的鲜重先是降低后急剧上升，而苗鲜重则是逐渐
递减。

由于盐胁迫导致植物体内营养物质流动不均匀。

实验表明苗生长在盐胁迫下受到显著的抑制，而根却随着盐浓度升高生长生长较
好。

本应根和苗的生长都应该受抑制，实验与理论有所冲突。

由于盐胁迫导致植物体内营养
物质流动不均匀。

实验表明苗生长在盐胁迫下受到显著的抑制，而根却随着盐浓度升高生长生长较好。

本应根和苗的生长都应该受抑制，实验与理论有所冲突。

3讨论和结论
在盐胁迫下，玉米幼苗通过提高叶片和根系中的可溶性糖含量来降低渗透势，以适应渗透胁迫。

溶性糖的含量增加，对于维持液泡和原生质之间的渗透平衡以及在盐胁迫下维持细胞质中多种酶的活性是十分必要的。

光合作用是构成植物生产力的最主要因素,是一个极其复杂的生理生化过程。

光合作用容易受到外界环境的影响,尤其是不良环境的影响。

大多数植物,对盐碱胁迫是敏感的。

当植物生长在盐碱地时,由于受盐碱的胁迫作用,生长速度变缓,植株变矮,生物量降低,往往叶片变黄、死亡,而且叶片内部从事光能吸收、传递和转化的光合色素也会发生降解,严重影响光合
图4 NaCl
胁迫玉米脯氨酸含
1020304050
607080完全
0.1NaCl 0.2NaCl
处理
平均值
123
45
678根鲜重/g·株-1
苗鲜重/g·株-1
根冠比
处理
平均值
图5 盐胁迫对玉米生物量的影响
作用。

这主要是由于盐分离子的增加使叶绿素与叶绿体蛋白结合变松,更多的叶绿素遭到破坏，最终导致光合作用降低。

当植物遭受盐逆境常常出现生长缓慢, 叶色变淡、脱落甚至死亡等, 体内生理指标发生改变，如脯氨酸含量增加, 膜透性增大, 光合能力下降等[4]。

该试验表明低浓度盐胁迫（0％NaCl,0.1％NaCl, 0.2％NaCl）对玉米幼苗生长没有伤害, 表现为叶绿素含量、生物量和植株高度与对照间差异不显著。

高盐逆境影响叶绿素合成、植物生长及生物量的累积，且对根生长的抑制作用超过地上部分。

玉米在盐胁迫下随着Nacl溶液浓度的升高，玉米叶片中可溶性糖的含量逐渐升高。

以往的研究显示，经过不同浓度的氯化钠处理后, 各品种的蛋白质含量均受到不同程度的抑制, 且随着NaCl浓度的升高, 可溶性蛋白含量逐渐降低。

这说明盐胁迫可能降低了玉米幼苗体内蛋白质的合成速率, 也可能加速了储藏蛋白质的分解。

随着培养溶液盐浓度的升高,无论是叶绿素a，还是叶绿素b的含量在不同程度上都显著下降；氨基酸是蛋白质合成的原料，蛋白质水解产生氨基酸，而环境胁迫又导致合成酶活性降低水解酶活性增强，玉米幼苗在NaCl 胁迫下脯氨酸的积累是否与蛋白质含量的降低有关，结果表明盐渍下脯氨酸的积累和蛋白质合成的减少不存在必然的相关性，即脯氨酸含量的增加并不来自于蛋白质的降解。

玉米叶片中脯氨酸的含量逐渐升高，实验表明苗生长在盐胁迫下受到显著的抑制，而根却随着盐浓度升高生长生长较好。

这表明实验与理论有所冲突，可能是因为实验中操作的误差。

4参考文献
[1] 张弢.NaCl 胁迫对玉米幼苗几项生理指标的影响[J].吉林农业科学,2012,37(1):12-14
[2]张红雪,史振声等.玉米耐盐性研究进展[J].种子,2012
[3]郭丽红,陈善娜,龚明等.NaCl胁迫对玉米幼苗中谷胱肽还原酶活性及可溶性蛋白含量的影响[J].昆明师范高等专科学校学报,2002,24(4):27-30.
[4]常红军,陈元胜等.盐胁迫对鲁单981号玉米品种生长及生理特性的影响[J].安徽农业科学,2006: 34( 16):3950, 4178.。