亞麻樅形期抗旱機理初步研究

宋鑫玲，高樹仁，曹洪勛，夏尊民（.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江大慶6339；.黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶6339）

亞麻樅形期抗旱機理初步研究

宋鑫玲1，2，高樹仁1，曹洪勛2，夏尊民2
（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江大慶163319；2.黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶163319）

試驗采用土壤干旱法，研究2份資源（抗旱資源雙亞15號，敏感資源日本5號）的SOD、POD、CAT活性，游離脯氨酸質(zhì)量分數(shù)，可溶性糖含量，MDA含量的變化規(guī)律，結(jié)果表明：干旱脅迫導(dǎo)致亞麻組織中SOD活性、POD活性、MDA含量、可溶性糖含量呈現(xiàn)增加趨勢，雙亞15號的變化幅度較日本5號的大，游離脯氨酸含量急劇升高，且雙亞15號上升幅度遠大于日本5號，得出，干旱條件下，亞麻主要通過SOD、POD活性的增加及可溶性糖、脯氨酸的大量積累，來保護亞麻組織免受干旱帶來的傷害。

亞麻；生理指標；抗旱機理

Abstract∶Using soil drought method，the SOD，POD，CAT activity，free proline content，soluble sugar content，MDA content，which are got from two copies of the resource（bis-15 drought resources，sensitive resources in Japan on the 5th），were researched.The result showed∶the SOD activity，POD activity，MDA content，soluble sugar content from linen tissue expressed an increasing trend under drought stress，Meanwhile the shuangya 15 was bis-change range than Japan 5.The free proline content increased sharply，and the shuangya15 raised much larger than Japan 5.The conclusion is the SOD，POD activity enhanced，and increase of the accumulation of soluble sugars，prolineFlaxtoprotect tissues fromdamage caused by drought conditions

Keywords∶Flaxphysiological indicators；drought mechanism

隨著全球干旱面積日益增加，作物抗旱育種、作物高水分利用效率、農(nóng)業(yè)節(jié)水與灌溉的研究已成為熱點。眾所周知，干旱會造成作物的大量減產(chǎn)，在干旱條件下提高產(chǎn)量、提高水分利用效率顯得尤為重要［1］。亞麻是一種比較耐旱的作物，當土壤含水量達到田間持水量的60%就能正常生長，但是亞麻樅形期是水分敏感期，極易發(fā)生掐脖旱，對亞麻造成減產(chǎn)［2］，因此育種工作者抗旱性的研究顯得十分重要。目前關(guān)于亞麻樅形期抗旱的機理研究報道較少，因此本試驗通過在亞麻樅形期設(shè)置干旱脅迫，研究亞麻組織生理指標的變化趨勢，闡述亞麻的抗旱機理，為抗旱育種提供理論基礎(chǔ)。

1　試驗材料及方法

1.1試驗材料

試驗采用抗旱及敏感資源各1份，抗旱資源為雙亞15號，敏感資源日本5號，試驗材料由黑龍江省科學(xué)院大慶分院提供。

1.2試驗設(shè)計

試驗采用盆栽法，二因素完全隨機設(shè)計，設(shè)正常供水和控制供水兩組，每組2份材料，每份材料3次重復(fù)，共12個處理組合。采用SMBD2801土壤濕度傳感器控制水分，正常供水組為對照，保持土壤相對含水量17%～19%，控制供水組為9%～11%。亞麻處于樅形初期控水組開始控水，當亞麻苗有70%出現(xiàn)萎蔫且清晨不恢復(fù)時取樣并置于-20℃冰箱保存。

1.3試驗生理指標的選擇及測定方法

試驗共需要測定生理指標為：

亞麻組織中SOD活性：采用王學(xué)奎［3］、李玲［4］的NBT光還原法。

亞麻組織中POD活性：采用張志良［5］等愈創(chuàng)木酚法。

亞麻組織中CAT活性：采用劉萍［6］的紫外吸收法。

亞麻組織中MDA含量及可溶性糖含量：采用趙世杰［7］分光光度計法。

亞麻組織中游離脯氨酸的質(zhì)量分數(shù)：采用王學(xué)奎［3］、李玲［4］分光光度計法。

2　試驗結(jié)果

2.1干旱脅迫下亞麻組織SOD、POD、CAT活性的變化

圖1　亞麻組織SOD活性/UFig.1　he SOD activity offlaxtissue/U

圖2　亞麻組織POD活性/UFig.2　The POD activity offlaxtissue/U

圖3　亞麻組織CAT活性/UFig.3　The CAT activity offlaxtissue/U

氧氣是植物生命活動所必不可少的物質(zhì)之一，然而干旱脅迫下，氧活化為超氧自由基（O2-），對細胞膜造成傷害。在長期的進化過程中，植物體內(nèi)形成了活性氧清除系統(tǒng)，得以保護植物免受干旱的脅迫［8］?？购敌詮姷闹参锿軌蛘T導(dǎo)更多的抗氧化酶來提高自身的抗逆性。通過研究亞麻組織SOD活性（見圖1）結(jié)果表明：非水分脅迫下，雙亞15號自身的SOD活性要高于日本5號；干旱脅迫下，雙亞15號和日本5號的SOD活性均呈上升趨勢，且雙亞15號上升幅度比日本5號要大。說明抗旱材料能產(chǎn)生更多的SOD酶，以抵御干旱帶來的傷害。

多酶體系中除了SOD外，POD和CAT是專門負責清除組織中的過氧化氫（H2O2），且SOD與CAT還存在協(xié)同作用共同抵抗脅迫［9］。通過研究亞麻組織POD活性（見圖2）結(jié)果表明：非水分脅迫下，雙亞15號的POD活性比日本5號略低，但相差不大；在干旱脅迫下，雙亞15號的POD活性明顯增加，其增加幅度遠遠大于日本5號，同時日本5號也略有增加。說明在干旱脅迫下抗旱材料POD活性大于敏感材料。通過研究CAT活性（見圖3）結(jié)果表明∶非干旱脅迫下，雙亞15號的活性遠遠大于日本5號，但是干旱脅迫下，日本5號變化不明顯，雙亞15號CAT活性呈下降趨勢，且活性要低于敏感材料。

2.2干旱脅迫下亞麻組織MDA與可溶性糖含量的變化

圖4　亞麻組織MDA含量/μmol·g-1Fig.4　The MDA content offlaxtissue/μmol·g-1

圖5　亞麻組織中可溶性糖含量/μmol·g-1Fig.5　The soluble sugar content offlaxtissue/μmol·g-1

MDA是細胞質(zhì)膜過氧化作用的產(chǎn)物之一，MDA含量的變化能夠反映出細胞膜受傷害的水平。通過MDA含量研究結(jié)果表明（見圖4）：非水分脅迫下，雙亞15號的MDA含量略高于日本5號，脅迫條件下MDA含量均呈增加趨勢，且雙亞15號增加的幅度要大于日本5號。干旱條件下植株組織滲透壓會增高，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)會出現(xiàn)大量積累，可溶性糖作為主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)能夠抵制外界的脅迫。通過研究可溶性糖含量（見圖5）結(jié)果表明：非脅迫條件下，雙亞15號的可溶性糖含量略高于日本5號，在脅迫條件下，參試材料的可溶性糖含量均呈上升趨勢，雙亞15號增加幅度明顯大于日本5號。

2.3干旱脅迫下亞麻組織中游離脯氨酸含量的變化

圖6　亞麻組織中游離脯氨酸質(zhì)量分數(shù)/%Fig.6　The free proline content ofFlaxtissue/%

游離脯氨酸存在于細胞質(zhì)中，作為細胞質(zhì)中主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，維持原生質(zhì)與環(huán)境的平衡，防止失水。通過研究游離脯氨酸含量（見圖6）結(jié)果表明，非水分脅迫下，參試材料的脯氨酸質(zhì)量分數(shù)不超過0.1%；水分脅迫

條件下，脯氨酸含量急劇上升，且雙亞15號上升的幅度要大于日本5號。說明，在干旱脅迫下，通過亞麻組織脯氨酸的升高來維持亞麻原生質(zhì)的滲透平衡。

3　討論

通過亞麻多酶體系的研究結(jié)果表明：干旱脅迫下，亞麻是通過SOD、POD的增加來抵御干旱給亞麻帶來的傷害。CAT酶的活性呈下降趨勢，原因還有待于進一步研究。亞麻組織中MDA含量在干旱脅迫下呈上升趨勢，且抗旱材料上升幅度大于敏感材料，但是李錦樹［10］等認為抗旱材料MDA增加的幅度小于敏感材料，這可能是由于干旱脅迫下，亞麻組織中脯氨酸和可溶性糖的大量積累對MDA測定造成的干擾，因此本試驗中MDA無法反應(yīng)亞麻的抗旱能力。在干旱脅迫下，可溶性糖和脯氨酸大量的積累，且抗旱性強的材料增加幅度大。因此，本試驗結(jié)論：亞麻在樅形期是通過SOD、POD活性增加以及可溶性物質(zhì)的大量積累共同抵御外界的脅迫，從而實現(xiàn)對自身的保護。

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［5］張志良，瞿偉菁.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)［M］.北京：高等教育出版社，2004：123-124.

［6］劉萍.植物生理學(xué)實驗技術(shù)［M］.北京：科學(xué)出版社，2007：128-130.

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The preliminary study of drought resistance mechanism atflaxfir-shaped stage

SONG Xin-ling1，2，GAO Shu-ren1，CAO Hong-xun2，XIA Zun-min2
（1.Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing163319，China；2.Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences，Daqing163319，China）

S563.2

A

1674-8646（2015）02-0012-03

2014-12-02

宋鑫玲（1985-），女，黑龍江哈爾濱人，助理研究員，碩士，從事亞麻抗旱遺傳研究。

高樹仁（1965-），男，黑龍江大慶人，教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師，從事玉米遺傳育種工作。