水分胁迫对3个枣品种脯氨酸含量的影响

马艳丽

摘要    设置4种不同的土壤水分胁迫处理，研究大平顶枣、金铃圆枣和三星大枣3个品种随胁迫时间的延长脯氨酸含量的变化情况。结果表明，随着水分胁迫强度的加大，与对照相比，3个枣品种叶片的脯氨酸含量均有不同程度的增加;三星大枣的脯氨酸含量在不同的水分胁迫处理条件下，始终高于大平顶枣和金铃圆枣，其原因可能是三星大枣在水分胁迫下，比其他2个枣品种激活脯氨酸合成酶基因表达的能力更强。

关键词    枣;水分胁迫;脯氨酸含量

脯氨酸是植物蛋白质的组分之一，其以游离状态广泛存在于植物体中。脯氨酸属于植物渗透调节过程中的有机溶质部分，其含量的积累就是为适应不利环境做出的响应，通过其积累达到渗透调节的作用。在持续水分亏缺下脯氨酸累积的机制，有研究认为是激活了脯氨酸合成酶基因表达，而抑制了脯氨酸降解基因的表达。本试验采用盆栽控水试验，研究水分胁迫对大平顶枣、金铃圆枣和三星大枣3个枣苗品种叶片脯氨酸含量的影响。

1    材料与方法

1.1    试验材料

试验于2014年4月在辽宁省旱地农林研究所（原辽宁省干旱地区造林研究所）院内展开，将3个枣品种的二年生嫁接苗栽植于花盆中，每盆栽植1株。盆内基质按园土∶腐殖土∶沙土为3∶1∶1的比例混匀，利用环刀测定土壤容重为1.12 g/cm3，盆土中土壤最大持水量测定值为46.03%。

1.2    试验设计

根据Hsiao T C提出的水分梯度划分理论，设置了4个水分胁迫土壤容积含水量范围，分别为28.35%～30.93%（CK）、20.62%～23.20%（轻度胁迫S1）、15.46%～18.04%（中度胁迫S2）、10.31%～12.89%（重度胁迫S3）。7月以后，按照不同的水分处理梯度开始进行控水试验，将盆栽枣苗放于遮雨棚中，每天15：00左右，利用土壤水分測定仪（HD2）测定花盆内土壤容积含水量，并及时补充当天丢失的水分。每隔10 d左右，分别测定1次叶片的脯氨酸含量指标，每个指标重复测定3次。

1.3    测定方法

脯氨酸含量的测定采用磺基水杨酸法，具体测定方法参照参考文献[1]。

2    结果与分析

由图1～4可以看出，3个枣苗品种经过水分胁迫处理（即处理S1、S2、S3）后，叶片内脯氨酸含量与CK相比均有所上升，且随着干旱胁迫强度的加大，脯氨酸含量增加的幅度也逐渐加大，处理S3脯氨酸含量增加的幅度值最大。叶片中脯氨酸含量的增加并不只是由于蛋白质分解的结果，还由于提高了重新合成的能力。处理S3随着胁迫时间的延长，3个枣品种的脯氨酸含量曲线变化比较明显，基本呈逐渐（下转第57页）

增加趋势，只有大平顶枣在胁迫到第10天时，脯氨酸含量有所下降。而在CK、S1和S2水分处理下，3个枣品种随着胁迫时间的延长，叶片中脯氨酸含量变化不太明显。三星大枣的脯氨酸含量在不同的水分胁迫处理条件下，始终高于大平顶枣和金铃圆枣，有可能是三星大枣在水分胁迫下，比其他2个枣品种激活脯氨酸合成酶基因表达的能力更强。

3    结论与讨论

植物的脯氨酸合成、积累及代谢是一个受非生物胁迫和细胞内脯氨酸浓度高度调控的生理生化过程。脯氨酸的积累也是植物对水分胁迫的一种生理反应。脯氨酸含量的增加，对植物抵抗干旱，进行渗透调节起重要的作用。然而，渗透调节作用也有其局限性，在水分胁迫严重时，也会使植物体内渗透调节能力降低或丧失[2-3]。本试验结果显示，随着水分胁迫强度的加大，与对照相比，3个枣品种叶片中脯氨酸含量均有不同程度的增加。脯氨酸含量的增加，可以保护细胞膜系统，维持胞内酶的结构，减少胞内蛋白质的降解。在4种不同的水分胁迫处理下，三星大枣的脯氨酸含量始终高于其他2个枣品种，说明三星大枣激活脯氨酸合成酶基因表达的能力比较强。有研究表明[4]，在正常供水情况下，脯氨酸很容易氧化成谷氧酸，但是在干旱胁迫下，脯氨酸的氨化分解活性下降，脯氨酸的氧化受到了抑制。也有学者认为，脯氨酸在逆境条件下累积，既可能是其适应性的表现，也可能是细胞结构和功能受损的体现[5]。

4    参考文献

[1] 张以顺，黄霞，陈云凤.植物生理实验教程[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2] 冯淑华，陈雅君.三叶草对干旱胁迫的反应及适应性研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2012.

[3] 张述义，邵嘉鸣，李新凤，等.水分胁迫对小麦芽和根中脯氨酸含量及电导率的影响[J].干旱地区农业研究，2013（3）：156-160.

[4] 徐建欣，杨洁，高玉尧，等.水分胁迫对3个不同地区橡胶草生理特性的影响[J].干旱地区农业研究，2016（3）：159-165.

[5] 单立山，李毅，石万里，等.土壤水分胁迫对红砂幼苗生长和渗透调节物质的影响[J].水土保持通报，2015（6）：116-119.