水杨酸对玉米幼苗根系生长及细胞膜透性的影响

1、水杨酸对玉米幼苗根系生长及细胞膜透性的影响李才生, 秦燕, 宗盼(淮阴师范学院, 江苏淮安223300摘要：对不同浓度水杨酸处理的玉米幼苗根系形态指标（根长、根重）和生理指标（根系活力、SOD 、POD 、电解质相对外渗率、MDA ）的测定结果表明,1.5mg/L水杨酸溶液能促进玉米幼苗根系的生长发育，与不加水杨酸的处理相比，根长、根重分别增加22.76%和57.15%，根系活力以及SOD 、POD 活性分别增加88.89%、109.09%和40.15%;而水杨酸浓度为1.0mg/L时玉米幼苗根系的MDA 含量和电解质相对外渗率比不加水杨酸处理分别下降了44.17%和26.44%。关键词：水杨

2、酸；玉米；根系；细胞膜中图分类号：S513文献标识码：B文章编号:1004-874X(200910-0032-03Effect of salicylic acid on corn seedling growthand cell membraneLI Cai-sheng, QIN Yan, ZONG Pan (Huaiyin Teachers College, Huaian 223300, ChinaAbstract ：The corn seedlings were treated by different concentrations of salicylic acid in this exp

3、eriment. Some of merphyoloyical and physiological characters of roots were measured after treatment. The results showed that the growth and development of roots could be promoted after 1.5mg/Ltreatment. The root length and fresh weight increased by 22.76%and 57.15%respectively. Also, root vigor, act

4、ivities of SOD and POD increased by 88.89%, 109.09%and 40.15%respectively. Under 1.0mg/Lof concentrations of salicylic acid, the MDA and relative leakage rate decreased by 44.17%and 26.44%, respectively.Key words ：salicylic acid ；corn ；root ；cell membrane水杨酸(Salicylicacid, SA 是一种植物内源信号物质和新的植物激素，作为信号

5、分子, 其对植物某些重要代谢过程有调控作用, 如能增强植物抗盐性、抗旱性、抗冷性、抗热性等。同时, 有研究发现：水杨酸能改变某些植物的光周期诱导开花、增加抗氰呼吸、抑制乙烯合成，尤其是能诱导多种植物对病毒、真菌及细菌病害产生抗性，一些生物及非生物因子均能诱导植物体内水杨酸的积累1；而外施水杨酸可以降低植物的蒸腾作用，如能提高鲜切花的保鲜效果。可见，水杨酸在植物体内具有多种生理作用并影响植物体内的许多生理过程。本试验通过对玉米叶片外施水杨酸，研究了水杨酸对玉米根系发育和细胞膜透性的影响，以期为农业生产提供一定的参考, 现将试验结果报道如下。1材料与方法1.1试验材料供试玉米品种为郑单958，玉米

6、种子由淮安市农业科学院提供。供试的水杨酸为天津市大茂化学试剂厂产品，分析纯。试验使用的紫外分光光度计（UV1900PPC ）为上海亚研电子有限公司产品。1.2试验方法选择大小一致、籽粒饱满的玉米种子，用1.0%次氯酸钠消毒20min ，蒸馏水清洗3次，用清水浸种24h 后，放入25恒温培养箱内催芽3d ，然后选择发芽势一致的种子，播种到盛有细沙的塑料花盆（直径10cm ）中。播种后置于室温自然光照条件下培养，幼苗长至2叶1心时进行叶面喷施不同浓度（0、0.5、1.0、1.5、2.0mg/L）水杨酸，并以不加水杨酸的清水处理作对照，每个处理3次重复，每个重复1盆, 每盆播5粒。收稿日期：2009

7、-04-29作者简介：李才生（1969-），男，硕士，讲师，E-mail:halcs广东农业科学2009年第10期321.3测定项目和数据处理在喷施水杨酸3d 后，取样测定玉米幼苗根系的主要形态指标（包括根长和根鲜重），分析根系的生理指标（包括根系活力、酶活性、丙二醛MDA 含量、电解质外渗率等）。试验调查数据利用DPS 及Excel 统计软件进行统计分析并作图。米根0.1g ，放入0.4%TTC 和66mmol/L磷酸缓冲液中浸没3h ，取出擦干, 然后放入研钵中与乙酸乙酯和石英砂一起研磨，过滤后将提取液移入容量瓶，用722分光光度计测定波长485nm 处的吸光度变化值。理学实验指导进行提取

8、：将玉米根系剪碎，混匀，加入50mmol/L(pH7.8磷酸缓冲液，冰浴研磨，在4o C 下10000r/min冷冻离心20min ，离心后吸取上清液于10mL 容量瓶中，用蒸馏水定容后即为粗酶液。SOD 活性参照Stewart 等2报道的方法进行测定：吸取100L 粗酶液并转移到3mL 酶反应体系液(pH7.8中，然后放在2个15W 荧光灯下，15min 后终止反应，置于紫外分光光度计560nm 处测定OD 560值。POD 活性采用愈创木酚法2测定：在试管中加入酶液、愈创木酚和磷酸缓冲液(pH7.8,摇匀后加入0.08%过氧化氢, 置于紫外分光光度计波长470nm 处测定30MDA 含量M

9、DA 含量采用硫代巴比妥酸（TBA ）方法3进行测定：在预先提取的粗酶液中加入0.5%TBA(用20%三氯乙酸溶解 ，封口，100沸水浴30min ，然后快速冰浴冷却，用TDL-4离心机以4000r/min转速离心10min ，取上清液，置于紫外分光光度计波长450、532、600nm 处测定吸光度。电解质相对外渗率测定测定参照Dionisio 等4的方法并略加改进：称取玉米根0.1g ，剪成1cm 小段后放入烧杯中，加入50mL 蒸馏水，并将烧杯放入真空泵中抽气1h ，然后用电导率仪测定溶液的电导率（EC1）；将烧杯放入高压锅中15min ，待玉米根组织完全杀死并释放全部电解质后冷却至室温，

10、放入真空泵中抽气1h, 取出并测定溶液的电导率（EC2）。最后，依照2次测定结果计算电解质相对外渗率，电解质相对外渗（%）=EC2-EC1。2结果与分析2.1不同浓度水杨酸处理对玉米幼苗根长和根鲜重的影响玉米幼苗喷施不同浓度水杨酸后的根长、根鲜重测定结果见图1和图2。从图1、图2可以看出，玉米幼苗的根长和根鲜重随着水杨酸处理浓度的升高而增加，尤其以1.5mg/L浓度处理的效果最好，幼苗的根长和根鲜重分别比对照（清水处理）增加22.76%和57.15%。2.2不同浓度水杨酸处理对玉米幼苗根系活力的影响不同浓度水杨酸处理对玉米根系活力的影响调查结果见图3。从图3可以看出，玉米幼苗根系活力随着水杨酸

11、处理浓度的升高而增加，其中以1.5mg/L浓度处理的效果最好，幼苗根系活力比对照增加了88.89%。说明玉米幼苗经水杨酸处理后，根系活力有所提高，根系的各种生理生化代谢较为旺盛，吸水、吸肥能力提高，从而保证了玉米正常生长发育的营养物质需求。图1不同浓度水杨酸处理对玉米幼苗根长的影响图2 不同浓度水杨酸处理对玉米幼苗根鲜重的影响图3 不同浓度水杨酸处理对玉米根系活力的影响根系活力（m g /h g ）33 图7 不同浓度水杨酸对玉米根系电解质相对外渗率的影响图5不同浓度水杨酸处理对玉米根系POD 活性的影响2.3不同浓度水杨酸处理对玉米幼苗根系SOD 活性的影响SOD 是细胞膜系统的保护酶，能提

12、高植物对逆境的抗性。SOD 是需氧生物中普遍存在的一种含金属的酶，POD 可以与SOD 协同防御活性氧或其他过氧化物自由基对细胞膜系统的伤害5。不同浓度水杨酸处理对玉米根系SOD 活性的影响调查结果见图4。从图4可以看出，当水杨酸浓度达1.5mg/L时, 玉米根系的SOD 活性最高, 与对照相比增加了109.09%。这说明用水杨酸处理玉米幼苗，对玉米幼苗根系的SOD 活性有促进作用，从而提高玉米幼苗的抗性。2.4不同浓度水杨酸处理对玉米幼苗根系POD 活性的影响POD 是一种含铁的蛋白质，其如同氢的受体，在植物呼吸代谢中起着重要作用。不同浓度水杨酸处理对玉米根系POD 的影响结果见图5。从图5

13、可以看出，在本试验条件下水杨酸处理能提高玉米根系的POD 活性，当水杨酸处理浓度为1.5mg/L时, 玉米根系的POD 活性最高，与对照相比增加了40.15%。这说明用水杨酸处理玉米幼苗，对玉米幼苗根系的POD 活性有促进作用，从而提高玉米幼苗的抗性。2.5不同浓度水杨酸处理对玉米幼苗根系MDA 含量的影响MDA 是硫代巴比妥酸与膜脂过氧化作用后产生的化合物，其含量高低能反映出膜脂过氧化程度2。此外，MDA 含量和细胞膜透性与耐盐性的关系密切，盐胁迫导致叶片中MDA 积累和细胞膜透性增大。不同浓度水杨酸处理对玉米幼苗根系MDA 含量的影响结果见图6。从图6可以看出，随着水杨酸浓度的升高，MDA

14、 含量呈现先下降后升高的趋势，其中在水杨酸浓度为1.0mg/L时的作用最明显（比对照下降44.17%）, 而在水杨酸浓度为1.5mg/L时MDA 含量又有所升高，之后再次下降，这可能是试验误差所致。2.6不同浓度水杨酸处理对玉米幼苗根系电解质相对外渗率的影响盐胁迫可使植物细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。不同浓度水杨酸处理对玉米根系电解质相对外渗率的影响结果见图7。从图7可以看出，当水杨酸处理浓度为1.0mg/L时玉米根系电解质相对外渗率比对照下降了26.44%，而在水杨酸处理浓度为1.5mg/L时电解质相对外渗率又有所升高，之后再次下降，这

15、也可能是试验误差造成的。图6不同浓度水杨酸处理对玉米根系MDA 含量的影响M D A 含量（m o l /g ）图4不同浓度水杨酸处理对玉米根系SOD 活性的影响S O D 活性（U /g ）（下转第53页）343结语本研究结果表明, 用水杨酸喷施玉米幼苗叶片后，对玉米幼苗根系生长有促进作用，可以提高细胞的清氧能力，保护细胞膜的稳定性，提高抗逆性，保证细胞的正常生长发育。其中, 当水杨酸处理浓度为1.5mg/L时的效果最好，与喷施清水相比, 玉米幼苗幼苗的根长和根鲜重分别增加了22.76%和57.15%，根系活力、SOD 和POD 活性分别增加了88.89%、109.09%和40.14%；而M

16、DA 含量和电解质相对外渗率则以水杨酸处理浓度为1.0%时的效果最佳，分别比喷施清水处理下降了44.17%和26.44%。由于植物体内的水杨酸受体蛋白基因与POD 基因高度同源，当外源水杨酸进入植物体后能够激活SOD 酶，同时水杨酸也参与了植物体内茉莉酸代谢，后者能够提供水分胁迫下花生幼苗SOD 、POD 和CAT 的活性，而SOD 和POD 主要功能是通过消除盐胁迫诱导产生的细胞内活性氧自由基，抑制膜脂过氧化作用及其产物MDA 的积累6。本研究结果也证明了外施水杨酸能提高玉米幼苗根系SOD 和POD 的活性并降低膜脂过氧化，维持了细胞质膜的稳定性和完整性，从而提高玉米幼苗的抗性。参考文献：1

17、原永兵, 刘成连, 鞠志国. 水杨酸对苹果叶片中过氧化氢的调节及其机制J园艺学报,1997,24(3:220-224.2Stewart R C, Bewley J D. Lipid peroxidation associated with accelerated aging of soybean axes J.Plant Physiol, 1980,65(2:45-248.3李合生. 植物生理生化实验原理和技术M.北京:高等教育出版社,2000：165-167.4Dionisio Sese, Maribel L, Satoshi Tobita. Antioxidantresponse of r

18、ice seedlings to salinity stressJ.PlantScience, 1998,135:1-9.5段云青. 两种白菜POD 、PPO 和SOD 对Cd 胁迫的反应J.广西农业科学,2006,37(1:7-9.6Chen B C, Fang J W, Du H. Application of acetosalicylic on transplanting of late rice seedlings J.Acta Agric Zhejiangensis, 1994, 4(1:42-43.果率192.08%，百果重215g ，出仁率68.2%；田间表现高抗叶斑病、锈病，中

19、抗青枯病，全生育期126d ，丰产、稳产性能好，是一个超高产型品种。汕油188每667m 2产量达285.7kg ，比对照增产50.2kg ，增产率达21.3%。该品种的生物学特性、经济性状表现良好，植株矮壮、株型紧凑，生势强，叶色深绿，分枝多，开花早，但较迟熟；主茎高39.7cm ，分枝长44.98cm ，总分枝数8.2条，单株果数20.1个，饱果率95.53%，百果重212g ，出仁率68.4%；田间表现高抗叶斑病、锈病，抗青枯病。粤油13每667m 2产量达275.5kg ，比对照增产40kg ，增产率达17%，该品种全期生长稳健，叶色深绿，株型直立，分枝多，节位低，后期青叶数多，主茎高41.8cm ，分枝长43.9cm ，总分枝数8.4条；单株果数20.5个，饱果率95.61%，百果重200g ，出仁率70.3%；田间表现丰产、稳产性能好，高抗青枯病、叶斑病和锈病，抗倒性强。仲恺花1号每66