楊穎麗，李翠祥，滕玉瑾，馬 婷，許富強(qiáng)

(西北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

?

NaCl脅迫下兩種春小麥新品種滲透性調(diào)節(jié)反應(yīng)的比較

楊穎麗，李翠祥，滕玉瑾，馬 婷，許富強(qiáng)

(西北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

以春小麥新品種隴春30和隴春27為材料，研究了不同濃度NaCl(25,100和200 mmol·L-1)處理對(duì)其滲透性調(diào)節(jié)物含量及脯氨酸代謝相關(guān)酶活性的影響．結(jié)果顯示,鹽脅迫誘導(dǎo)兩種小麥葉片中可溶性糖含量及葉、根中脯氨酸含量升高，可溶性蛋白含量只在200 mmol·L-1NaCl處理的隴春27根中增加為對(duì)照的156%．與對(duì)照相比，25和100 mmol·L-1NaCl處理導(dǎo)致隴春30葉片中鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨酶(OAT)活性顯著升高，而隴春27葉片中的該酶活性在100和200 mmol·L-1鹽處理下降低．不同的是，200 mmol·L-1NaCl處理的隴春30根中OAT活性升高，25和200 mmol·L-1NaCl處理的隴春27根中該酶活性也升高．此外，鹽脅迫下兩種小麥幼苗葉和根中谷氨酸激酶(GK)和脯氨酸脫氫酶(PDH)活性均減弱．結(jié)果表明,鹽脅迫誘導(dǎo)兩種小麥隴春30和隴春27幼苗葉、根中滲透性調(diào)節(jié)物含量發(fā)生了不同程度的變化，特別是脯氨酸的積累顯著，且隴春30葉和隴春27根中脯氨酸的積累主要與烏氨酸(Orn)合成途徑及PDH活性減弱有關(guān)，而可能與谷氨酸(Glu)合成途徑無(wú)關(guān)．

NaCl 脅迫；滲透性調(diào)節(jié)物；脯氨酸代謝；小麥

滲透調(diào)節(jié)是植物適應(yīng)逆境脅迫的重要生理機(jī)制之一．逆境脅迫下，植物通過(guò)積累滲透性調(diào)節(jié)物可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸等，從而降低細(xì)胞的滲透勢(shì)，增強(qiáng)適應(yīng)環(huán)境的能力[1].可溶性糖在植物抵抗鹽脅迫過(guò)程中作為一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，同時(shí)有穩(wěn)定細(xì)胞膜、提供碳架和能量以及保護(hù)酶類(lèi)的作用[2].有研究表明，逆境脅迫下植物積累的可溶性糖越多，其抗逆性就越強(qiáng)[3].可溶性蛋白不僅參與其他有機(jī)物的合成，還在維持細(xì)胞內(nèi)滲透勢(shì)的過(guò)程中起重要作用．例如，鹽脅迫誘導(dǎo)濱梅可溶性糖和可溶性蛋白增加，幫助其維持較低的滲透勢(shì)，降低鹽分的傷害[4].脯氨酸的積累是植物對(duì)脅迫環(huán)境的一種適應(yīng)，對(duì)提高植物的抗逆性有重要作用．這是因?yàn)楦彼岵粌H可以作為滲透調(diào)節(jié)物和防脫水劑維持細(xì)胞的膨壓和含水量，還可以增強(qiáng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[5].此外，脯氨酸也可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的pH值，減輕活性氧危害[6].Schwache 等指出，植物可以通過(guò)從頭合成、減少降解和特異性轉(zhuǎn)運(yùn)等途徑實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)脯氨酸的積累[7].文獻(xiàn)報(bào)道，植物利用鳥(niǎo)氨酸(Orn)途徑或谷氨酸(Glu)途徑從頭合成脯氨酸，其中鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨酶(OAT)和谷氨酸激酶(GK)分別是這兩條途徑的關(guān)鍵酶[8-9].另外，脯氨酸脫氫酶(PDH)作為脯氨酸降解過(guò)程的關(guān)鍵酶，對(duì)植物體內(nèi)脯氨酸的積累有重要作用[9].

小麥?zhǔn)侨蛑饕募Z食作物．全世界鹽堿地面積約占世界耕地面積的20%[10]，是影響作物生存和產(chǎn)量的主要因素之一．因此，研究小麥的耐鹽機(jī)制并尋找適應(yīng)于鹽堿地的品種，對(duì)于合理開(kāi)發(fā)利用鹽堿地和改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義．本實(shí)驗(yàn)用不同濃度NaCl處理春小麥新品種隴春30和隴春27幼苗，通過(guò)比較可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量及OAT、GK、PDH活性的變化，探討鹽脅迫下兩種小麥的滲透調(diào)節(jié)及脯氨酸代謝的機(jī)制．

1 材料與方法

1.1 植物材料的培養(yǎng)

小麥選用甘肅省農(nóng)科院提供的春小麥新品種隴春30和隴春27．種子用0.1%氯化汞表面消毒15 min，流水多次沖洗后，暗中萌發(fā)24 h．挑選萌發(fā)一致的種子置于(24±2)℃,12 h/12 h(光照/黑暗)和300 μmol·m-2·s-1的光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，分別用含有25,100和200 mmol·L-1NaCl的1/4 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液處理小麥幼苗，以1/4 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)．待幼苗生長(zhǎng)6 d后，測(cè)定相關(guān)生理指標(biāo)．

1.2 生理指標(biāo)的測(cè)定

1.2.1 可溶性糖含量的檢測(cè) 根據(jù)朱廣廉[11]的方法測(cè)定可溶性糖含量．稱(chēng)取0.5 g小麥材料，加入80%乙醇冰浴研磨，75 ℃水浴10 min，7 700 r·min-1離心10 min，取適量上清加入80%苯酚和濃硫酸混勻，在490 nm處測(cè)定吸光值．

1.2.2 可溶性蛋白含量的檢測(cè) 稱(chēng)取0.5 g小麥材料，加入1.5 mL預(yù)冷的磷酸緩沖液(PBS，pH7.8，內(nèi)含0.1% 聚乙烯吡咯烷酮、0.1 mmol·L-1乙二胺四乙酸(EDTA)和1 mmol·L-1抗壞血酸)冰浴研磨，13 000 r·min-1離心15 min，取上清液備用．蛋白含量的測(cè)定參照Bradford[12]的方法．

1.2.3 脯氨酸含量的檢測(cè) 脯氨酸含量的測(cè)定參照Bates等[13]的方法．稱(chēng)取0.5 g小麥材料，加入3%水楊酸冰浴研磨后，沸水浴10 min，待試管冷卻后13 000 r·min-1離心15 min．取適量上清液，加入3%磺基水楊酸、冰乙酸和2.5%茚三酮，95 ℃水浴1 h后，加入甲苯萃取，在520 nm處測(cè)定吸光值．1.2.4 脯氨酸代謝酶活性的檢測(cè) OAT活性的檢測(cè)參照Kim等[14]的方法．0.5 g小麥材料中加入100 mmol·L-1PBS(pH7.9，含15%甘油、1 mmol·L-1EDTA和10 mmol·L-1β-巰基乙醇)冰浴研磨，13 000 r·min-1離心15 min．取適量上清液加入50 mmol·L-1Tris-HCl(pH 8.0，含有5 mmol·L-1α-酮戊二酸、10 mmol·L-1L-鳥(niǎo)氨酸和0.05 mmol·L-1磷酸吡哆醛)，37 ℃水浴20 min，加入2%茚三酮和高氯酸，沸水浴5 min，11 000 r·min-1離心30 min，取沉淀加入無(wú)水乙醇使其溶解，測(cè)定510 nm處的吸光值．OAT活性用U·mg-1蛋白(protein)表示．

GK活性的測(cè)定參照Smith等[15]的方法．稱(chēng)取1 g小麥材料加入TD緩沖液(50 mmol·L-1Tris，pH 7.5，1 mmol·L-1二硫蘇糖醇和10%甘油)冰浴研磨后，13 000 r·min-1離心20 min，取上清液加入適量(NH4)2SO4進(jìn)行鹽析，13 000 r· min-1離心20 min，再用適量(NH4)2SO4鹽析，12 000 r·min-1離心15 min，最終將沉淀完全溶解在1 mL TD緩沖液中，4 ℃透析24 h即可獲得GK酶液．取適量酶液加入反應(yīng)液(100 mmol·L-1三磷酸腺苷，500 mmol·L-1谷氨酸，100 mmol·L-1鹽酸羥胺，200 mmol·L-1MgCl2，500 mmol·L-1Tris，pH 7.0)使總體積為1 mL，37 ℃水浴30 min，加入反應(yīng)終止液(2% HClO4,5.5% FeCl3和2 mmol·L-1HCl)終止反應(yīng)，測(cè)定535 nm處的吸光值．GK活性用U·mg-1protein表示．

PDH活性的檢測(cè)參照Rena和Splittstoessr[16]的方法．取0.5 g小麥材料加入2 mL 100 mmol·L-1PBS(pH 8.0，含有0.1 mmol·L-1EDTA和1 mmol·L-1半胱氨酸)冰浴研磨，12 000 r·min-1離心10 min，取適量上清加入反應(yīng)液(100 mmol·L-1Na2CO3-NaHCO3，pH 10.3，內(nèi)含20 mmol·L-1L-脯氨酸和10 mmol·L-1煙酰胺腺嘌呤二核苷酸)，32 ℃ 保溫5 min，在340 nm處以30 s為時(shí)間間隔做4 min時(shí)間掃描．以1 min內(nèi)OD340值變化的0.001為1個(gè)酶活力單位(U)，PDH活性用U·mg-1protein表示．

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 17.0進(jìn)行分析比較，采用Excel和Coreldraw軟件完成制圖，P<0.05表示有顯著性差異．

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 NaCl處理對(duì)可溶性糖含量的影響

與對(duì)照相比，25 mmol·L-1NaCl處理對(duì)兩種小麥葉可溶性糖含量無(wú)明顯影響，100和200 mmol·L-1NaCl處理誘導(dǎo)隴春30葉中可溶性糖含量分別升高約57%和126%，而隴春27葉中分別升高約50%和122%(表1)．不同的是，25和200 mmol·L-1NaCl處理使兩種小麥根可溶性糖含量減少，但與對(duì)照相比差異均未達(dá)到顯著水平，而100 mmol·L-1NaCl處理導(dǎo)致隴春30根中可溶性糖含量降為對(duì)照的79%，而隴春27根中下降為對(duì)照的75%．另外，隴春27葉中可溶性糖含量低于隴春30，而根中其含量高于隴春30．

2.2 NaCl處理對(duì)可溶性蛋白含量的影響

如表1所示，隴春30葉、根中可溶性蛋白含量高于隴春27，鹽脅迫對(duì)兩種小麥葉可溶性蛋白含量均無(wú)顯著影響．此外，所有濃度的NaCl處理對(duì)隴春30根可溶性蛋白含量無(wú)顯著影響，25和100 mmol·L-1NaCl處理也不影響隴春27根可溶性蛋白含量，但200 mmol·L-1NaCl處理誘導(dǎo)根可溶性蛋白含量增加為對(duì)照的156%．

2.3 NaCl處理對(duì)脯氨酸含量的影響

從表1可以看出，25,100和200 mmol·L-1NaCl處理下隴春30葉脯氨酸含量分別增加為對(duì)照組的1.13,1.24和3.62倍；不同的是，25 mmol·L-1NaCl處理不影響隴春27葉脯氨酸含量，但100和200 mmol·L-1NaCl處理后其含量分別是對(duì)照的1.18和3.11倍．另外，鹽處理誘導(dǎo)兩種小麥根中脯氨酸的大量積累．與對(duì)照相比，25,100和200 mmol·L-1NaCl處理誘導(dǎo)隴春30根脯氨酸含量分別增加約38%,64% 和82%，而隴春27根中分別增加約113%,322%和679%．

表1 不同濃度NaCl處理對(duì)兩種小麥幼苗可溶性糖(mg·L-1)、可溶性蛋白(mg·L-1 )和脯氨酸(μg·g-1 FW)含量的影響Tab 1 Effects of NaCl on soluble sugar content(mg·L-1),soluble protein content(mg·L-1) and proline content(μg·g-1 FW) in two wheat seedlings

注：數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)注誤，每行中不同的小寫(xiě)字母表示0.05水平差異顯著．

2.4 NaCl處理對(duì)脯氨酸代謝酶的影響

2.4.1 OAT活性的變化 由圖1可知，25和100 mmol·L-1NaCl處理下，隴春30葉OAT活性與對(duì)照比分別升高約24%和40%，但200 mmol·L-1NaCl處理對(duì)其活性無(wú)顯著影響；不同的是，25 mmol·L-1NaCl處理不影響隴春27葉OAT活性，但100和200 mmol·L-1NaCl處理使其活性分別下降為對(duì)照的86%和61%．另外，25 mmol·L-1NaCl處理誘導(dǎo)隴春30根OAT活性略微降低，而100 mmol·L-1NaCl顯著抑制該酶活性，但200 mmol·L-1NaCl處理使其活性較對(duì)照組顯著增加約22%；與隴春30根的反應(yīng)有所不同，25和200 mmol·L-1NaCl處理誘導(dǎo)隴春27根中OAT活性分別增加為對(duì)照的29%和41%,但100 mmol·L-1NaCl處理卻不影響該酶活性．

2.4.2 GK活性的變化 與對(duì)照相比較，25 mmol·L-1NaCl處理后隴春30葉GK活性略微升高，而100和200 mmol·L-1NaCl處理后其活性分別下降約24%和34%；鹽脅迫顯著抑制隴春27葉GK活性，即25,100和200 mmol·L-1NaCl處理下，隴春27葉中GK活性與對(duì)照比分別下降約24%、34%和33%．與葉GK活性變化相似，低濃度鹽處理不顯著提高隴春30根GK活性，而高濃度鹽處理抑制其活性，即100和200 mmol·L-1NaCl處理下隴春30根GK活性分別下降為對(duì)照的49%和68%；25 mmol·L-1NaCl處理不影響隴春27根GK活性，但100和200 mmol·L-1NaCl處理使其活性分別降低約35%和50%．

圖中不同的小寫(xiě)字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)；A：葉，B：根(下同)

Different small letters indicate significant difference at 0.05 levels; A:Leaf,B:Root(The same as below)

圖1 不同濃度NaCl處理對(duì)兩種小麥幼苗鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨酶(OAT)活性的影響

Fig 1Effects of NaCl on ornithine aminotransferase(OAT) activity in two wheat seedlings

圖2 不同濃度NaCl處理對(duì)兩種小麥幼苗谷氨酸激酶(GK)活性的影響Fig 2Effects of NaCl on glutamate kinase(GK) activity in two wheat seedlings

2.4.3 PDH活性的變化 由圖3可以看出，25 mmol·L-1NaCl對(duì)隴春30葉PDH活性無(wú)顯著影響，100和200 mmol·L-1NaCl處理使其活性與對(duì)照相比分別降低約16%和33%；鹽處理抑制隴春27葉PDH活性，在25,100和200 mmol·L-1NaCl處理后酶活性較對(duì)照組分別下降約19%,24%和21%．不同的是，25和200 mmol·L-1NaCl處理對(duì)隴春30根PDH活性無(wú)顯著影響，而100 mmol·L-1NaCl處理后其活性顯著下降為對(duì)照的81%；此外，25,100和200 mmol·L-1NaCl處理誘導(dǎo)隴春27根中PDH活性與對(duì)照組相比，分別下降約39%,48% 和50%．

圖3 不同濃度NaCl處理對(duì)兩種小麥幼苗脯氨酸脫氫酶(PDH)活性的影響Fig 3Effects of NaCl on proline dehydrogenase(PDH) activity in two wheat seedlings

3 討論

可溶性糖作為重要的滲透性調(diào)節(jié)物之一，其含量的變化在一定程度上可以反映植物所受脅迫傷害的程度．文獻(xiàn)報(bào)道，鉻脅迫下秋茄幼苗葉片可溶性糖含量呈先升高后下降的變化趨勢(shì)[17]，但鹽脅迫誘導(dǎo)互花米草中可溶性糖含量增加[2]，甜菜葉可溶性糖含量升高而根中下降[18].由此可見(jiàn)，逆境脅迫下可溶性糖含量的變化因植物物種、組織和脅迫環(huán)境的不同而不同．本實(shí)驗(yàn)中，鹽脅迫誘導(dǎo)兩種小麥葉中可溶性糖含量不同程度的增加，而根可溶性糖含量對(duì)鹽脅迫不敏感．這些結(jié)果表明，兩種小麥葉中可溶性糖可能在減緩NaCl造成的滲透脅迫傷害時(shí)起到一定的作用，還可能為脯氨酸等物質(zhì)的合成提供碳源．因?yàn)樘菂⑴c植物體內(nèi)脯氨酸的積累，為脯氨酸的合成提供碳骨架[2].Munns[3]認(rèn)為植物抗逆性的強(qiáng)弱與可溶性糖含量高低有關(guān)．據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[19]，鹽脅迫下鹽敏感水稻葉片比耐鹽品種積累更多的可溶性糖，說(shuō)明植物耐鹽性不同可引起品種間滲透性調(diào)節(jié)物積累量的差異．與這些結(jié)果不同，我們?cè)诒緦?shí)驗(yàn)中觀察到，兩種小麥幼苗葉、根中可溶性糖變化趨勢(shì)相似．蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是構(gòu)成細(xì)胞的基本有機(jī)物，其中的可溶性蛋白能增強(qiáng)細(xì)胞的持水力，從而增加束縛水的含量[20].更有甚者，植物可溶性蛋白含量的變化可以反映細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性、降解及合成等信息．逆境脅迫抑制植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，甚至引起蛋白的加速分解，最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量降低[21].有研究者指出，植物受到逆境脅迫時(shí)會(huì)啟動(dòng)一些適應(yīng)性基因，合成功能蛋白從而減輕逆境造成的傷害，同時(shí)提高植物對(duì)逆境的抵抗能力[22].然而，植物逆境脅迫下可溶性蛋白含量的變化，因植物物種不同而不同．例如，逆境脅迫誘導(dǎo)濱梅中的可溶性蛋白含量增加[4]，而菹草中的含量減少[23].本實(shí)驗(yàn)中觀察到，鹽脅迫對(duì)隴春30葉、根和隴春27葉可溶性蛋白含量均無(wú)顯著影響，而隴春27根可溶性蛋白含量在200 mmol·L-1NaCl處理后顯著升高．此外，兩種小麥葉片和根中可溶性蛋白含量差異比較明顯，說(shuō)明植物不同器官蛋白合成的差異很大．與本研究不同的是，El-Samad等[24]在大豆的研究中發(fā)現(xiàn)，耐鹽品種中可溶性蛋白含量較高，而鹽敏感品種較低．脯氨酸作為蛋白質(zhì)的組分之一，以游離狀態(tài)廣泛存在于植物中．脯氨酸積累是植物在逆境下細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能遭受傷害時(shí)機(jī)體做出的防護(hù)效應(yīng)[23].鹽脅迫誘導(dǎo)脯氨酸的積累可以增大細(xì)胞質(zhì)濃度，提高保水力，是植物對(duì)鹽漬逆境的一種適應(yīng)，對(duì)提高植物抗鹽性起著重要作用[5].本實(shí)驗(yàn)中，鹽處理誘導(dǎo)兩種小麥葉、根中脯氨酸含量均不同程度地升高，且在200 mmol·L-1NaCl脅迫時(shí)其積累量達(dá)到頂峰，說(shuō)明在高濃度的鹽處理下小麥幼苗可能通過(guò)積累更多的脯氨酸來(lái)提高其耐鹽性．文獻(xiàn)報(bào)道，游離脯氨酸多集中在光合器官和生殖器官[25].Verbruggen等[26]的研究表明，植物體脯氨酸水平由高到低依次是花、果實(shí)、葉片和根．本實(shí)驗(yàn)支持這些研究，因?yàn)槲刺幚砗望}處理的兩種小麥幼苗葉片中脯氨酸的積累均高于根中的含量．

Glu途徑和Orn途徑在植物體內(nèi)脯氨酸積累中的作用隨物種、生境因素的不同而不同[27].鹽脅迫下，菊苣植物中Glu途徑和Orn途徑均對(duì)脯氨酸的積累有貢獻(xiàn)，低濃度時(shí)Glu途徑占主導(dǎo)地位而高濃度時(shí)Orn途徑占主導(dǎo)地位[28].煙草處于干旱脅迫時(shí)，體內(nèi)的兩種脯氨酸合成酶吡咯啉-5羧酸合成酶和OAT活性升高，對(duì)脯氨酸的積累有重要作用[27].我們之前的研究表明，Zn，F(xiàn)e，Cu和Zn+Fe處理下小麥GK和OAT活性都升高，但OAT活性增加更顯著[29].本實(shí)驗(yàn)中，25和100 mmol·L-1NaCl處理導(dǎo)致隴春30葉片中OAT活性顯著升高，而隴春27葉片中的OAT活性在100和200 mmol·L-1鹽處理下減弱．與葉的反應(yīng)不同，只有200 mmol·L-1NaCl處理的隴春30根中OAT活性升高，而25和200 mmol·L-1NaCl處理的隴春27根中該酶活性均升高．這些結(jié)果表明，鹽誘導(dǎo)隴春30葉和隴春27根中脯氨酸的積累可能與Orn合成途徑有關(guān)．此外，鹽脅迫下兩種小麥幼苗葉和根中GK活性均減弱，表明以GK為關(guān)鍵酶的Glu途徑可能與鹽誘導(dǎo)的小麥幼苗脯氨酸的積累無(wú)關(guān)．脯氨酸的降解途徑也涉及植物體內(nèi)脯氨酸含量的變化．王康等[28]在以菊苣為材料的研究中發(fā)現(xiàn)，NaCl脅迫導(dǎo)致PDH活性下降，因此減少了對(duì)脯氨酸的降解作用，增強(qiáng)了植物的抗脅迫能力．另有報(bào)道，逆境脅迫誘導(dǎo)堿地風(fēng)毛菊等植物中脯氨酸的積累與OAT活性變化呈正相關(guān)性，而與PDH活性變化呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明脯氨酸的積累是合成和降解共同作用的結(jié)果[30].中、高濃度的鹽脅迫導(dǎo)致隴春30幼苗葉、根中PDH活性減弱，較之所有濃度的NaCl處理下隴春27葉、根中PDH活性顯著降低，且根中酶活性降幅更大．這些結(jié)果表明，鹽誘導(dǎo)的隴春27葉、根中脯氨酸的積累可能與PDH活性減弱有密切關(guān)系．不同的是，鉛脅迫下菹草中PDH活性無(wú)顯著變化[23].

總之，鹽脅迫誘導(dǎo)隴春30和隴春27葉、根中滲透性調(diào)節(jié)物含量發(fā)生不同程度的變化，其中脯氨酸積累顯著；隴春30葉和隴春27根中脯氨酸的積累主要與Orn合成途徑及PDH活性減弱有關(guān)，而兩種小麥葉、根中Glu合成途徑可能不參與鹽誘導(dǎo)的脯氨酸積累．

[1] 劉艷，陳桂林，蔡桂芳，等．干旱脅迫對(duì)甘草幼苗生長(zhǎng)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響[J].西北植物學(xué)報(bào),2013，31(11)：2259．

[2] 肖強(qiáng)，鄭海雷，陳瑤，等．鹽度對(duì)互花米草生長(zhǎng)及脯氨酸、可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2005，24(4)：373．

[3] MUNNS R A．Whole plant response to salinity[J].PlantPhysiology,1986,13(1)：143．

[4] 宰學(xué)明，邵志廣，欽佩．鹽脅迫對(duì)濱梅幼苗生長(zhǎng)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響[J].北方園藝，2012(19)：12．

[5] 張騰國(guó)，寇明剛，王圓圓，等．鹽脅迫對(duì)兩種油菜葉片生理指標(biāo)的影響[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，50(5)：85．

[6] MANUEL J,REIGOSA R．HandbookofPlantEcophysiologyTechniques[M].Dordrecht:Kluwer Academic Publishers,2001:365．

[7] SCHWACKE R,GRALLATH S,BRELTKEUZKE U E,et al.LeProT1,a transporter for proline glycine betaine and amino butyric acid in tomato pollen[J].PlantCell,1999,11(3)：377．

[8] DANIELA P,MILAN P,LUDMILA S,et al．Glutamate kinase as a potential biomarker of heavy metal stress in plants[J].EcotoxicologyandEnvironmentalSafety,2008,70(2)：223．

[9] SZYMON K,LKASE W,MURIEL Q,et al．Enhanced expression of the proline synthesis gene P5CSA in relation to seed osmopriming improvement of Brassica napus germination under salinity stress[J].PlantPhysiology,2015,183:1．

[10] 王秀玲，程序，謝光輝,等． NaCl脅迫對(duì)甜高粱發(fā)芽期生理生化特性的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2010，19(10)：2285．

[11] 朱廣廉．植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：北京大學(xué)出版社，1990：249．

[12] BRADFORD M M．A rapid and sensitive method for the auantitation of microgram quantities of protein unilizing the principle of protein-dye binging[J].AnalyticalBiochemistry,1976,72(1)：248.

[13] BATES L S,WALDREN R P,TEARE I D.Rapid determation of free proline for water-stress studies[J].PlantandSoil,1973,39(1)：205.

[14] KIM H R,RHO H W,PARK J W,et al.Assay of orinithine aminotransferase with ninhydrin[J].AnalyticalBiochemistry,1994,223(2)：205.

[15] SMITH C J,DEUTCH A H,RUSHLOW K E.Purification and characteristics of agamma glutamyl kinase involved in Escherichia coli proline biosynthesis[J].JournalofBacteriology,1984,157(2)：545.

[16] RENA A B,SPLITTSTOESSER W E.Proline dehydrogenase and pyrroline-5-carboxylate reductase from pumpkin cotyledons[J].Phytochemistry,1975,14(3)：657.

[17] 蕈光球，嚴(yán)重玲，韋莉莉．秋茄幼苗葉片單寧、可溶性糖和脯氨酸含量對(duì)Cd脅迫的響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26(10)：3366．

[18] 郭艷超，王文成，周漢良，等．鹽脅迫對(duì)甜菜葉、根主要生理指標(biāo)的影響[J].中國(guó)糖料，2011(3)：20．

[19] 徐晨，凌風(fēng)樓，徐克章，等．鹽脅迫對(duì)不同水稻品種光合特性和生理生化特性的影響[J].中國(guó)水稻科學(xué)，2013，27(3)：280．

[20] 江福英，李延，翁伯琦．植物低溫脅迫及其抗性生理[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2002，17(3)：190．

[21] 張振興，孫錦，郭世榮，等．增施鈣素對(duì)鹽脅迫下西瓜幼苗生長(zhǎng)和可溶性蛋白含量及組分的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，34(5)：20．

[22] 王仁雷，華春，羅慶云，等．鹽脅迫對(duì)植物的影響及植物鹽適應(yīng)性研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，20(12)：5447．

[23] 吳娟，施國(guó)新，夏海威，等．外源鈣對(duì)汞脅迫下菹草(PotamogetoncrispusL)葉片抗氧化系統(tǒng)及脯氨酸代謝的調(diào)節(jié)效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)雜志，2014，33(2)：380．

[24] El-SAMAD H M A,SHADDAD M A K.Salt tolerance of soybean cultivars[J].BiologiaPlantarum,1997,39(2)：263.

[25] 陳托兄，張金林，陸妮，等．不同類(lèi)型抗鹽植物整株水平游離脯氨酸的分配[J].草業(yè)學(xué)報(bào)，2006，15(1)：38．

[26] VERBRUGGEN N,VILLARROEL R,VAN M．Osmoregulation of a pyrroline-5-carboxylate reductase gene in Arabidopsis thaliana[J].PlantPhysiology,1993,103(3):771．

[27] KU H M,HU C C,CHANG H J,et al.Analysis by virus induced gene silencing of the expression of two proline biosynthetic pathway genes in Nicotiana benthamiana under stress conditions[J].PlantPhysiologyandBiochemistry,2011,49(10)：1147．

[28] 王康，劉艷香，董潔，等．鹽脅迫對(duì)菊苣幼苗脯氨酸積累及其代謝途徑的影響[J].草地學(xué)報(bào)，2011，19(1)：102．

[29] 楊穎麗，馬海珍，丁凡，等．Zn，F(xiàn)e，Cu單一或復(fù)合脅迫下小麥幼苗脯氨酸含量及其代謝酶活性的變化[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，49(6)：79．

[30] 夏方山，董秋麗，董寬虎．鹽脅迫對(duì)堿地風(fēng)毛菊苗期脯氨酸代謝的影響[J].草地學(xué)報(bào)，2010，18(5)：689．

(責(zé)任編輯 俞詩(shī)源)

Comparison osmotic adjustment in two new spring wheat varieties under NaCl stress

YANG Ying-li,LI Cui-xiang,TENG Yu-jin,MA Ting,XU Fu-qiang

(College of Life Science,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,Gansu,China)

New spring wheat(cv Longchun 30 and Longchun 27) seedlings are used to investigate changes of osmolyte content and proline metabolism enzyme activities in response to different NaCl concentrations(25,100 and 200 mmol·L-1).Soluble sugar content in leaves as well as proline levels in leaves and roots rise in two wheat seedlings under salinity tress.The amount of soluble protein increases to 156% of control value in 200 mmol·L-1NaCl-treated roots of Longchun 27 seedlings.Compared with the control,ornithine aminotransferase(OAT) activity rises in response to 25 and 100 mmol·L-1NaCl in Longchun 30 leaves and decreases about 14% and 39% to 100 and 200 mmol·L-1NaCl in Longchun 27 leaves,respectively.Differently,200 mmol·L-1NaCl-treated Longchun 30 roots exhibite increased OAT activity,and 25 and 200 mmol·L-1NaCl also stimulate this enzyme in Longchun 27 roots.In addition,the activities of glutamate kinase(GK) and proline dehydrogenase(PDH) lower in leaves and roots when two wheat seedlings are exposed to different NaCl concentrations.Taken together,salt stress induces different degrees of changes in osmolyte content in leaves and roots of two wheat seedlings,especially proline accumulation is significant.Here it is suggested that proline accumulation in the leaves of Longchun 30 and the roots of Longchun 27 may be associated with ornithine(Orn) synthesis pathway and the decrease of PDH activity,but not due to glutamic(Glu) synthesis pathway in the leaves and roots of two wheat seedlings under salinity stress.

NaCl stress;osmolyte;proline metabolism;wheat

10.16783/j.cnki.nwnuz.2016.01.020

2015-09-14;修改稿收到日期:2015-10-30

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31360094,31470464)

楊穎麗(1971—)，女，甘肅漳縣人，教授，博士，博士研究生導(dǎo)師．主要研究方向?yàn)橹参锷砼c分子生物學(xué)．E-mail:yangyingli2006@sohu.com

S 512.1+2

A

1001-988Ⅹ(2016)01-0093-07