滲透脅迫下外源精胺對水稻幼苗多胺含量及抗旱性的影響

佘麗山，周小梅

（1.懷化市農業科學研究所，湖南 懷化 418000；2.湖南城市學院建筑與城市規劃學院，湖南 益陽 413000）

多胺（polyamine，PA）是一類廣泛存在于原核生物和真核生物中的生物活性物質，是一類低分子脂肪族含氮堿。高等植物中常見的多胺有腐胺（Put）、亞精胺（Spd）、精胺（Spm）等。越來越多的的研究表明，多胺與植物對外界環境脅迫反應的關系密切。有關滲透脅迫與多胺關系的報道甚多，雖然滲透脅迫下多胺的累積與水稻抗旱性關系的研究已有報道[1-2]，但對水稻幼苗期多胺的累積與抗旱性關系的研究鮮見報道。有研究發現，Spm對水稻抗性的影響大于Spd[3-5]。

研究以基因型有明顯差異的秈稻品種旱116、湘早秈32號為材料，用PEG6000模擬干旱，探討外源Spm對滲透脅迫下水稻幼苗多胺含量的變化與抗旱性的影響，以期為Spm在農業上的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

旱116、湘早秈32號在25℃左右的水中浸種24 h，35℃下催芽，選取露白一致的種子，播種于透明的塑料杯中（30粒/杯），木村B培養液培養，于室溫（30℃）下生長，當長至2葉一心期，用含以下二組試劑（1）不同濃度的PEG（0%、5%、10%，15%、20%、25%）；（2）不同濃度的 PEG（0%、5%、10%、15%、20%、25%）+Spm（1 mmol/L）的 1/2木村B培養液進行處理，處理（2）根際用不同濃度的PEG6000進行脅迫處理，同時葉面噴施1 mmol/L Spm，每天 8∶00 和 17∶00 各一次，每次 5 mL/杯，對照噴清水，7 d后取樣進行測定，各重復3次。

1.2 水稻幼苗根干重、根冠比的測定

脅迫處理后，每一杯隨機拔起幼苗20株，洗凈，放入恒溫干燥箱中，105℃殺青30 min，70℃烤干至恒重，分別測定地上部、根干重。根冠比=根重/地上部重。

1.3 多胺含量的測定

按Kiriakos等[6]測定方法并稍加改進。稱0.5 g鮮樣，加入4 mL預冷的5%（w/v）HClO4冰浴研磨，勻漿 4℃放置 1 h，于 14000×g離心 30 min（4℃）。取上清液1 mL，加入2 mol/LNaOH 2 mL和10 μL苯甲酰氯，渦旋混勻，37℃水浴反應25 min，加入2 mL飽和NaCl混勻，再加入2 mL乙醚萃取，于1500×g離心5 min，取1 mL乙醚相吹干，剩余物溶于 100 μL，濃度為 64%（v/v）的甲醇，取樣品 20 μL用島津LC-10AT型高壓液相色譜分析儀檢測。流動相為64%（v/v）的甲醇，流速為0.7 mL/min，柱溫為25℃。用島津SPD-10A型紫外檢測器在波長254 nm下檢測。多胺的含量用納摩爾/克鮮重（nmol/gFW）表示。

2 結果與分析

2.1 外源Spm對水稻幼苗根系干重的影響

從圖1可以看出，滲透脅迫有利于水稻幼苗根系干物重的增加，且隨著PEG6000濃度的增加，干物重呈上升趨勢，抗旱性強的旱116根系干物重上升趨勢明顯于抗旱性弱的湘早秈32號。滲透脅迫下，外源Spm處理明顯促進水稻幼苗根系干物重的增加，且對抗旱性強的旱116的促進作用明顯強于抗旱性弱的湘早秈32號。

圖1 外源Spm對水稻幼苗根系干重的影響

2.2 外源Spm對水稻幼苗根冠比的影響

圖2 外源Spm對水稻幼苗根冠比的影響

從圖2可以看出，滲透脅迫有利于水稻幼苗根冠比的增加，且隨著PEG6000濃度的增加，根冠比呈上升趨勢，抗旱性強的旱116根冠比上升趨勢明顯強于抗旱性弱的湘早秈32號。滲透脅迫下，外源Spm處理有利于光合產物在根部的分布，促進水稻幼苗根冠比的增加，對抗旱性強的旱116的促進作用明顯。

2.3 外源Spm對水稻幼苗葉片中Put、Spd和Spm含量的影響

從圖3可知，滲透脅迫使旱116和湘早秈32號幼苗葉片中Put、Spd和Spm含量增加，且抗旱性強的旱116上升幅度明顯大于抗旱性弱的湘早秈32號。滲透脅迫下，外源Spm處理促進水稻幼苗葉片中Put、Spd和Spm含量增加，對抗旱性強的旱116的促進作用明顯。

結合圖1、圖2可知，滲透脅迫下，外源Spm處理有利于增強旱116和湘早秈32號水稻幼苗抗旱性，減輕滲透脅迫對水稻幼苗的傷害。試驗結果還表明，各滲透脅迫處理下，抗旱性強的水稻品種旱116的表現均優于湘早秈32號。

圖3 外源Spm對水稻幼苗葉片中Put、Spd和Spm含量的影響

3 小結與討論

多胺在植物的逆境脅迫中有著不同程度量的變化。關于Put在植物抗旱中的作用，一直是大家爭議的焦點。有研究發現，在滲透脅迫下，植物體內Put含量增加可以緩解滲透脅迫對植物的傷害，提高植物的抗旱性[7-10]。然而也有觀點認為水分脅迫下Put的積累不利于提高植物的抗滲透脅迫能力[11]，甚至于認為Put含量的增加與植物滲透脅迫能力無關[12]。在本研究中，滲透脅迫有利于水稻幼苗葉片中Put、Spd和Spm含量的上升，且抗旱性強的旱116的上升幅度大于抗旱性弱的湘早秈32號，滲透脅迫下水稻幼苗根系干物質重和根冠比呈上升趨勢，且抗性強的旱116的根系干物質重和根冠比的上升幅度大于抗性弱的湘早秈32號，說明在滲透脅迫下，水稻幼苗葉片中Put、Spd和Spm含量的上升可以緩解滲透脅迫對水稻幼苗的傷害程度。植物的生長受抑是干旱脅迫誘導很重要的生理效應，根冠比是衡量植物抗旱性的可靠指標[13]，對水稻幼苗葉片中Put、Spd和Spm含量與根冠比進行相關性分析，得出相關系數R分別為：0.735**、0.811**和0.710**，均呈極顯著的正相關，進一步說明水稻幼苗葉片中Put、Spd和Spm含量的上升有利于提高水稻幼苗的抗滲透脅迫能力。此時它們可能通過穩定質膜和提高細胞內保護酶活性[14-15]，以及提高ABA含量或改變不同激素成分的含量[16-17]而增強其抗旱性。外源Spm顯著提高水稻幼苗根系干重、根冠比及葉片中Put、Spd和Spm含量，表明滲透脅迫下，外源Spm通過提高了水稻幼苗葉片中Put、Spd和Spm含量來增強水稻幼苗的抗滲透脅迫能力，這與張志新等[18]的試驗結果一致。

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