低溫脅迫對唐古特莨菪脯氨酸、丙二醛含量的影響研究

李生軍

以唐古特莨菪為研究對象，將唐古特莨菪植株置于4℃下培養，培養時間分別為24、48、72小時，研究低溫脅迫下唐古特莨菪脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性的變化。結果表明，唐古特莨菪脯氨酸含量隨著低溫脅迫時間的增加而逐漸增加；丙二醛含量隨著低溫脅迫時間的增加而呈現先上升再下降再上升的趨勢。

1 材料和方法

1.1 材料

材料取自通過無菌培育的唐古特莨菪（Anisodus Tanguticus）。

1.2 材料處理

將上述培養好的唐古特莨菪植株置于4℃條件下培養，培養時間分別為24 48 72小時。處理后的材料分別進行脯氨酸含量測定、丙二醛含量測定、超氧化物歧化酶活性測定測定，每個實驗重復3次。同時進行對照處理，測出室溫（25℃）下唐古特莨菪體內的脯氨酸含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性。

1.3 生理指標的測定

1.3.1 脯氨酸含量的測定

稱取0.20g鮮葉，剪碎置于具塞試管中，加3%的磺基水楊酸溶液5mL，沸水浴中浸提10min，冷卻至室溫，取上清液2mL，加2mL冰乙酸和2.5%酸性茚三酮顯色液3mL，沸水浴中顯色40min，冷卻，用5mL甲苯萃取，測定520nm波長下的的消光值。

根據回歸方程計算出2mL測定液中脯氨酸含量（ug/mL），然后計算出樣品中脯氨酸含量的百分數，計算公式：單位鮮重樣品的脯氨酸含量=（x×2/5）/（樣重×106）×100%。

1.3.2 丙二醛含量的測定

丙二醛的提取：稱2g葉片，加入5mL磷酸緩沖液（50mmol，pH值為7.8）及少量石英砂，于冰浴中研磨提取，勻漿液以12000r離心力作用下（4度）離心10min，其上清液即為丙二醛提取液。

丙二醛的測定：取1mL丙二醛提取液，加3mL 27%三氯乙酸和1mL2%TBA。混和液在95度水浴中保溫30min后，立即置于冰浴中冷卻，然后離心10min，于波長532nm和600nm下測定OD值。

以測得的OD532減去OD600的非特異吸收值，按155mmoL-1cm-1消光系數計算丙二醛含量。分別計算衰老和對照組的值。丙二醛濃度（μmol/L）=6.45（D532-D600）-0.56D450

丙二醛含量（μmoL/g FW）

=

其中D450=0，D450、D532、D600分別代表450nm、532nm和600nm波長下的光密度值。

2 結果與分析

2.1 低溫脅迫對唐古特莨菪游離脯氨酸含量的影響

唐古特莨菪中脯氨酸含量隨低溫處理變化：唐古特莨菪葉片脯氨酸的含量是隨著低溫脅迫時間的增加而增加的。在低溫脅迫下，游離脯氨酸含量逐漸積累，并隨低溫處理時間的延長，游離脯氨酸含量逐漸增加，與對照相比，其含量始終高于對照。從對照可以看出，唐古特莨菪脯氨酸含量在室溫（25℃）變化不大，求的平均數為97.87ug/g。隨著低溫處理時間的延長，其脯氨酸含量在72小時時最大，24小時的脯氨酸含量為375ug/g，48小時的脯氨酸含量為1166.18 ug/g，增幅為210.98%，72小時的脯氨酸含量為1964.95ug/g，從48小時到72小時脯氨酸含量的增幅為68.49%。從以上的數據可以看出，24小時到48小時的脯氨酸含量顯著增加，48小時到72小時的脯氨酸含量增加趨勢變緩，說明唐古特莨菪對低溫有一定的適應性。

2.2 低溫脅迫對唐古特莨菪丙二醛含量的影響

為了了解唐古特莨菪葉片在不同溫度處理下的細胞膜完整性，測定了不同時間處理階段葉片丙二醛含量。結果表明：在低溫脅迫下，丙二醛含量逐漸積累，并隨低溫處理時間的延長，丙二醛含量逐漸增加-減少-增加，與對照相比，其含量始終高于對照。從對照可以看出，唐古特莨菪丙二醛含量在室溫（25℃）變化不大，根據求平均數知：0.0081mmol·g·FW-1。隨著低溫處理時間的延長，其丙二醛含量在24小時時最大，24小時的丙二醛含量為0.4193mmol·g·FW-1，48小時的丙二醛含量為0.0451mmol·g·FW-1，增幅為-89.24%，72小時的丙二醛含量為0.2903mmol·g·FW-1，從48小時到72小時丙二醛含量的增幅為543.68%。從以上的數據可以看出，24小時到48小時的丙二醛含量顯著降低，48小時到72小時的丙二醛含量增加趨勢變緩，說明唐古特莨菪在24小時到48小時對低溫的適應性有所降低，在48小時到72小時對低溫有一定的適應性。

3 討論

3.1 低溫脅迫與脯氨酸的關系

脯氨酸也被認為是植物在逆境脅迫下的產物。它是一種水合能力較強的氨基酸，其含量的增加有助于細胞持水和生物大分子結構的穩定。大量的測試結果表明，脯氨酸的積累與細胞的脫水有關，由于脅迫引起脫水，因此發生脯氨酸的積累。它的積累除可起到滲透調節外，更重要的是對膜脂和蛋白起到保護作用，防止活性氧對膜脂和蛋白的過氧化作用。植物的抗性與脯氨酸的含量存在相關性。由此可以認為低溫脅迫下唐古特莨菪葉片內脯氨酸的升高也有助于提高它的抗性，因此可以認為葉片內脯氨酸含量的高低可作為衡量唐古特莨菪的抗性指標。本研究中，隨著低溫脅迫程度的加深，唐古特莨菪中脯氨酸含量隨時間變化升高的變化趨勢，在低溫培養時間段內72小時時唐古特莨菪葉片內脯氨酸含量達到最大。

3.2 低溫脅迫與丙二醛含量的關系

由于低溫脅迫，細胞內活性氧代謝的平衡被破壞，從而導致活性氧的產生，活性氧的毒害之一是引發或加劇膜脂過氧化作用，造成細胞系統的損傷，因而作為膜脂過氧化產物；丙二醛含量的變化是質膜損傷程度的重要標志之一。電解質滲透率也是反映植物組織受脅迫后細胞原生質膜透性大小的重要指標。細胞質膜透性變化是鑒定植物抗寒性較常用的方法，已被廣泛應用。葉片質膜透性的變化可以反映逆境對細胞膜的傷害程度，相對質膜透性與植物細胞膜受傷害的程度成正相關。本研究中，隨著低溫脅迫程度的加深，唐古特莨菪葉片中丙二醛含量逐漸升高，表明膜脂過氧化程度加劇，質膜受傷害程度不斷加深。

（作者單位：810023青海省海北州草原工作站）