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1、中国沙漠第30卷第3期2010年5月Vol.30No.3May2010JOURNALOFDESERTRESEARCH文章编号:10002694X(2010)0320552204干旱对大豆叶片葫芦巴碱含量和渗透调节的影响王蕊,孙广玉3(东北林业大学生命科学学院,黑龙江哈尔滨150040)摘要:以两个抗旱性不同的大豆品种绥农14号和黑农38号为研究材料,研究了土壤干旱胁迫下大豆叶片葫芦巴碱含量的变化和渗透调节能力。结果表明,土壤干旱下两个大豆品种叶片水势、渗透势和压力势降低,且绥农14号叶片的压力势在干旱胁迫下明显高于黑农38号。干旱胁迫下两个大
2、豆品种的渗透调节能力提高。在0～8d干旱期间,叶片的葫芦巴碱含量增加较快,脯氨酸含量增加较慢;在8～12d干旱期间,叶片中葫芦巴碱含量下降,而脯氨酸含量迅速增加。因此,葫芦巴碱在轻度干旱下可能起到渗透调节物质的作用,在严重干旱下该作用减弱。关键词:葫芦巴碱;渗透调节;干旱;大豆中图分类号:Q945.78文献标识码:A植物在干旱胁迫下,通过渗透调节作用,细胞会主动积累一些有活性的、无毒害作用的溶质,使渗透势降低,使得植物在低渗透势生境中吸收水分,保持一定膨压[1-3],维持一定的叶片生长率[4],因此,植物渗透调节是植物在低水势状态下适应干旱逆
3、境的一种重要方式。目前,干旱胁迫下,研究较多的有机小分子渗透调节物质主要集中在脯氨酸、游离氨基酸和甘氨酸甜菜碱等[5-6]。葫芦巴碱(trigonel2line)是一种嘧啶甜菜碱,为烟碱的代谢产物[7],位于植物细胞质中,符合渗透调节物质的条件[8]。研究表明,盐胁迫下植物叶片中葫芦巴碱含量增加两倍以上,同脯氨酸和苷氨酸甜菜碱一样被认为是渗透调节物质[9]。但是,在干旱胁迫下,葫芦巴碱作为渗透调节物质的研究报道较少。为此,以抗旱性不同的两个大豆品种为试验材料,在模拟土壤自然干旱的情况下,检测大豆叶片中的葫芦巴碱含量的变化,探讨葫芦巴碱与植物渗
4、透调节之间的关系,为葫芦巴碱在植物抗旱生理学中的作用提供数据。播种五粒大豆种子。盆栽土壤为草甸黑土。营养盆放置在本校光合培养室中,培养大豆的光照强度220～250μmol·m-2·s-1,白天照光12h,昼夜温度25℃/20℃。出苗后第三周时每盆保留健壮幼苗两株。干旱处理:当大豆幼苗的第5片三出复叶(V5期)完全展开时,停止向营养盆中浇水,使土壤持续干旱16d。以水分充足的没有停止浇水的大豆为对照(CK)。每天08:00—10:00取样测定各项指标。1.2测定方法1.2.1渗透调节能力的测定取叶片置蒸馏水中8h吸水饱和,取出吸干表面水分,放入
5、塑料袋中密封,在液氮中冷冻,测定前将样品取出融冰,剪碎,榨取汁液。利用美国WES2COR公司生产的5520型蒸汽压渗透压计测定细胞汁液的iC,按下式计算饱和渗透势(Ψ100[10])sΨ100=-0.1013RTiCs式中:R为气体常数,取0.08314;T为凯氏温度;T=273+t;t为测定时的摄氏室温;iC为仪器显示的渗摩尔浓度(Osm·kg-1)。按下式计算渗透调节能力1材料与方法(OA):OA=Ψ100-Ψ100处理,取3个重复的平均值。s对照s1.1供试材料和处理方法1.2.2叶片水势(Ψw)、叶片压力势(Ψp)和土壤含水量的测定利
6、用PSYPRO型水势仪(WESCOR,USA)测定大豆最上部完全展开叶的叶片水势(Ψw),测定干旱叶片时平衡时间在原来30min的基础上延长到1h左右,使测定室中的水分达到稳定平衡。利用试验于2007年在东北林业大学生命科学学院进行。试验材料选用抗旱较强的大豆品种绥农14号和抗旱较弱的大豆品种黑农38号,两个品种均由黑龙江省农业科学院大豆研究所提供。大豆种子于2007年3月播种于营养盆中,盆规格直径25cm,高30cm,每盆收稿日期:2009207206;改回日期:2009208218基金项目:国家自然科学基金项目(30771746)和黑龙江
7、省重大项目(GB07B306,GA06B30225)共同资助作者简介:王蕊(1982—),女(汉族),内蒙古赤峰人,主要从事植物生理学研究。3通讯作者:孙广玉(Email:sungy@vip.sina.com)5520型蒸汽压渗透压计(WESCOR,USA)测定大豆最上部完全展开叶的渗透势(Ψs)。通过水势和渗透势计算压力势(Ψp):Ψp=Ψw-Ψs。在测定各项指标的当天,利用称重法测定土壤含水量。1.2.3叶片脯氨酸含量的测定脯氨酸测定采用酸性茚三酮比色法[11]。1.2.4叶片葫芦巴碱的测定称取叶片鲜样约0.5g保存在暗中低温(4℃)下待
8、测,以80∶20(V/V)的乙腈和水为流动相,在高效液相色谱仪(Waters,USA)上按照孙广玉等[12]方法进行测定。葫芦巴碱的纯化样品由中国药品生物制品检定所
