外源甜菜碱对离体烟草叶片保水能力的影响

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1、外源甜菜碱对离体烟草叶片保水能力的影响　　摘要：以离体烟草叶片为材料，研究了外源甜菜碱对其保水能力的影响。结果显示，外源甜菜碱可以有效提高植物的保水能力，减少由于脱水对叶片造成的伤害。　　关键词：烟草；叶片；甜菜碱；保水能力　　甜菜碱是植物体内最常见的渗透有机调节物质之一，在植物适应盐渍、干旱等造成的水分胁迫中具有重要作用。其作用主要表现在2个方面：一是渗透调节作用，降低细胞水势、提高细胞吸水能力；二是具有渗透保护作用，是逆境条件下酶和生物膜的稳定剂，如对光系统Ⅱ（PSⅡ）和光合放氧复合体具有稳定作用[1]，保护呼吸酶及能量

2、代谢过程[2]，还有实验发现它具有稳定生物膜的作用[3]。　　在植物适应水分胁迫过程中，有时植物的保水能力比吸水能力更重要，如在夏季高温强光条件下，即使根际水分供应充足，很多植物也会发生暂时萎蔫，其主要原因是由于失水大于吸水，细胞失去膨压造成的。因此，如何减少植物在干旱、高温、强光等胁迫下的水分散失，提高其保水能力具有重要的意义。本文以外源甜菜碱处理离体烟草叶片，研究了外源甜菜碱对自然脱水条件下离体烟草叶片的保水能力的影响，从保水的角度研究植物适应水分胁迫的方式，为进一步提高植物的抗逆性提供理论依据。　　1材料和方法　　1.

3、1材料7　　所用烟草品种为栽培品种K326（Nicotianatabacumcv.K326）。栽种于大田中，株高约80cm，取相同叶位（第3片叶）的叶片用打孔器打成直径0.9cm的小圆片，避开大叶脉。　　1.2材料的处理　　将打好的圆叶片分别放入装有0μΜ、0.05μΜ、0.5μΜ、5μΜ甜菜碱溶液的烧杯中，抽真空10分钟，置25℃温浴1小时。然后将圆叶片从甜菜碱溶液中取出，用吸水纸吸干表面水分，放入敞口的塑料盘（30cm×20cm×5cm）中，下垫一层吸水纸，环境温度为25℃，湿度60%，黑暗条件下让其自然脱水。　　1.3

4、生理指标的测定　　1.3.1叶片保水能力的测定。以自然脱水条件下叶片含水量的下降幅度表示叶片的保水能力。保水能力较大的叶片含水量下降幅度较小。称取圆叶片12份，每份1g，分别自然脱水0、2、4、6、8、10、12小时后，快速测量鲜重，记为W1；至105℃杀青10分钟，置80℃烘干至衡重W2。叶片的含水量=（W1-W2）/W1×100%，每个处理3次重复。　　1.3.2可溶性蛋白含量的测定。以牛血清白蛋白为标准蛋白。脱水前和脱水24小时后分别测定可溶性蛋白质含量，以脱水前可溶性蛋白质含量作为100%。每个处理3次重复[4]。　

5、　1.3.3质膜透性的测定。质膜透性用相对电导率表示，电导率的测定按照Yang等1996年的方法。每个处理3次重复。　　1.3.4叶绿素a荧光动力学的测定。Handy7PEA测定暗适应的烟草圆叶片的片荧光动力学指标。每个处理各10个重复。用Fv/Fm表示PSII最大或潜在光化学效率，Fv/Fo代表PSII潜在活性（其中Fo为最小荧光，Fv为可变荧光，Fm为最大荧光[6]）。　　2结果　　2.1外源甜菜碱对自然脱水条件下烟草叶片保水能力的影响　　通过测离体烟草叶片含水量可以看出（图1），外源甜菜碱可以提高离体烟草叶片的保水能力

6、，在自然脱水条件下，各处理烟草叶片的含水量都呈下降趋势，但用甜菜碱处理的烟草叶片比未用甜菜碱处理的下降幅度相对较小。充分说明甜菜碱可以降低离体烟草叶片水分的散失，提高其保水能力。　　2.2外源甜菜碱对自然脱水条件下烟草叶片可溶性蛋白含量的影响　　在脱水条件下，离体烟草叶片可溶性蛋白含量降低，由图2可以看出，脱水24小时后，未用甜菜碱处理的烟草叶片可溶性蛋白含量降幅较大，接近30%；而用0.05、0.5和5μΜ甜菜碱处理的烟草叶片可溶性蛋白含量分别下降15.5%、9.7%和3.7%，与未用甜菜碱处理的烟草叶片相比降幅相对较小。

7、说明甜菜碱可以稳定蛋白质的结构，减少自然脱水条件下离体烟草叶片可溶性蛋白的降解。　　2.3外源甜菜碱对自然脱水条件下烟草叶片质膜透性的影响　　植物材料的电导率是衡量细胞质膜透性的重要指标，测定自然脱水条件下离体烟草叶片的电导率发现，随着脱水时间的延长，各处理叶片的电导率都有所增加（图3），但用甜菜碱处理的烟草叶片的电导率与未用甜菜碱处理的烟草叶片相比增幅较小。表明甜菜碱对维持质膜的稳定性具有重要的作用，可有效降低自然脱水条件下离体烟草叶片质膜的受损伤程度。7　　2.4外源甜菜碱对自然脱水条件下烟草叶片叶绿素a荧光动力学参数的

8、影响　　由图4和图5可以看出，各处理的离体烟草叶片在自然条件下脱水0～8小时，叶片的Fv/Fm和Fv/Fo都没有显著变化；脱水超过8小时，随着脱水时间的延长，叶片的Fv/Fm和Fv/Fo都呈下降趋势。但未用甜菜碱处理的烟草叶片下降速率较快，如脱水12小时，用不同浓度甜菜碱处理的烟草叶片其F