000000bd袁媛杨兆春中药资源.docx

1、000000bd袁媛杨兆春中药资源000000bd_袁媛-杨兆春-中药资源significant difference. Result: PEG treatments have different influence on the germination rate and the growth of the seedlings of Scutellaria baicalensis Georgi from different regions. Clustering results showed No.5 is drought-resistant, but No.1; the activity o

2、f CAT in No.1 was significant increase after stress. Conclusion: The characteristic drought-resistant between different regions could be different.Key words: Scutellaria baicalensis Georgi，seed，drought dress黄芩Scutellaria baicalensis Georgi为唇形科多年生草本植物。以根入药，为常用中药，需要量较大1。黄芩野生资源在我国各地都有分布，近年开始家种生产，河北、陕西、

3、山东等地栽培较多，且多在旱地种植。黄芩播种时由于缺水易发生出苗不齐的现象。PEG6000是一种常用模拟干旱条件的化学试剂，Gergeley2用PEG 诱导水份胁迫与对土壤控水的结果差不多，并认为110g 的PEG4000 培养液相当于土壤田间持水量为75下的水份状况。本研究组以PEG(6000)溶液模拟干旱胁迫条件，研究黄芩种子的萌发和幼苗生长对干旱胁迫的响应。结果表明，20%PEG处理8hr以上可作为黄芩种子干旱模拟条件3。本研究采用该模拟条件对不同来源黄芩种子的萌发状态、生长状况以及保护酶水平等指标进行测定，比较其抗旱特征，旨在为黄芩抗旱机理研究提供研究材料和研究数据，为抗旱黄芩品种的选育

4、研究打下基础。1 材料与方法1.1 材料 黄芩种子来源见表1，用0.1%HgCl2消毒5min后，清水冲洗三遍。用20%的PEG6000处理种子8hr后，进行标准萌发试验，每天浇蒸馏水2ml3。每个处理50粒种子，重复三次。放置于光照培养箱中，培养温度为25，24hr光照，生长10天后取萌发的幼苗备用。以未进行处理的种子作为对照，对萌发幼苗的形态进行观察，并测量其鲜重、各器官的长度等指标3。计算：相对初生根长度=PEG处理的初生根长度/对照相对鲜重= PEG处理的鲜重/对照根/子叶叶柄=初生根长度/子叶叶柄长度表1黄芩种子来源Table 1 Sources of S. baicalensis

5、seeds 来源编号产地1陕西渭南2陕西陇县3北京延庆县4河北承德市5甘肃陇西6山东济南市7山东莒县8山东蒙阴县1.2 种子萌发率、萌发指数的测定5,6每天记录种子的萌发状态。计算：萌发率（%）=萌发的种子数100/供试种子数萌发指数（GI）=（Gt/Dt） Gt为不同萌发时间的萌发率；Dt为不同的萌发试验天数。相对萌发率=PEG处理的萌发率/对照相对萌发指数=PEG处理的萌发率/对照1.3保护酶活性的测定1.3.1 蛋白质含量的测定随机挑选10个刚露芽的种子，重复三次。用1ml蛋白提取缓冲液（50mmol/L磷酸缓冲液，0.1mmol/L EDTA， 0.1 mmol/L Tris-HCl）

6、研磨后，过夜后12000g离心20min，取上清备用。以上步骤均在4条件下完成。利用紫外分光光度计测定提取物的OD260和OD280，按公式蛋白质含量（mg/ml）=1.55OD280-0.76 OD2606。1.2.2超氧化物歧化酶SOD活性的测定SOD活性测定用氮蓝四唑（NBT）光还原法7。测定反应体系含13mmol/l的Met、75mol/l的NBT、10mol/l的EDTA-Na2、2mol/l的核黄素和50mmol/l pH7.0的磷酸缓冲液，25，4000lx的光照20min后测定560nm处的吸光值（A）。用缓冲液代替酶液的处理作空白对照，以抑制NBT光化还原50%的酶液量为1个

7、酶活性单位。SOD活性=2（A560空白-A560处理）稀释倍数/A560空白。1.2.3过氧化氢酶CAT活性的测定CAT活性测定用分光光度法8进行。反应液中加入3ml 50mmol/l磷酸缓冲液，1ml 0.3%H2O2和0.1ml酶液，在240nm下测定其吸光度值。以每分钟吸光度值的降低表示活性。1.2.4过氧化物酶POD活性的测定POD活性测定用愈伤木酚法9。以愈伤木酚为反应底物，反应体系包括2.8ml pH6.8的磷酸缓冲液，1ml 0.1%邻甲氧基苯酚，0.01ml酶液和0.20ml 0.3%H2O2溶液（对照用无菌水处理），于60min时在470nm下测OD值。以每分钟OD470变

8、化0.01为1个酶活性单位。1.2.5抗坏血酸过氧化物酶ApX-POD活性的测定ApX-POD活性测定用分光光度法10进行。反应液中加入50mmol/l磷酸缓冲液， 0.3mmol/L AsA，0.06mmol/L H2O2和0.1ml酶液，在240nm下测定其吸光度值。以每分钟吸光度值的降低表示活性。2 结果与分析2.1 PEG干旱胁迫对不同来源黄芩种子萌发的影响 本研究收集的不同来源黄芩种子活力差异较大，其萌发率最高为70.67%，最低为4.67%；萌发指数最高为11.16，最低为1.98。PEG处理后的黄芩种子，其萌发率显著均高于对照，但只有2号材料的萌发指数显著高于对照，其它材料均无显

9、著变化。相对萌发率最高的为5号材料，其它材料差异不大（表1，2）。表2. PEG干旱胁迫对不同来源黄芩种子萌发率的影响Table 2. The effect of PEG drought stress on seed germination of different regions of S. baicalensis 萌发率（%）来源编号处理对照相对萌发率平均数SE平均数SE137.64*0.4423.332.911.61273.33*5.5240.670.671.80380.19*0.1947.6711.871.68489.49*3.8470.676.361.27520.67*2.334.6

10、72.674.43679.73*2.1648.677.061.64765.56*6.0541.336.571.59873.61*1.8042.006.111.75 注：*表示处理与对照之间的差异显著（p0.05,t-test）Note: * denote significant differences between different treatment (p0.05,t-test)表3. PEG干旱胁迫对不同来源黄芩种子萌发指数的影响萌发指数来源编号处理对照相对萌发指数平均数SE平均数SE14.630.113.520.631.3227.83*0.133.860.542.0339.070.4

11、38.762.271.04411.170.9811.161.791.0052.240.961.980.411.1369.720.6410.011.180.9777.830.438.721.150.9088.860.268.351.051.06注：*表示处理与对照之间的差异显著（p0.05,t-test）Note: * denote significant differences between different treatment (p0.05,t-test)2.2 PEG干旱胁迫对不同来源黄芩幼苗生长的影响除5号材料外，不同来源黄芩幼苗的初生根生长状况差异不大，且均无茎的生长。PEG处理的

12、种子所长成的幼苗，其初生根差异不大，但子叶叶柄和茎的生长存在差异，主要表现为1和5号材料的子叶叶柄显著长于其它材料，分别为11.72mm、11.01mm。且1、3、5号材料均观察有茎的生长，其长度分别为13.25mm、7.73mm、9.11mm（表3）。与对照相比，所有材料的子叶叶柄长度均高于对照，但只有材料1、5和6的初生根长度显著高于对照。5号材料的相对初生根长度最高，为2.42；相对鲜重较高的为1、3、5号材料，分别为2.03、2.39、2.45；而根/子叶叶柄较低的为1和5号，分别为2.03和2.40。表3. PEG干旱胁迫对不同来源黄芩幼苗生长的影响Table 3. The effe

13、ct of PEG drought stress on seedling growth of different regions of S. baicalensis 幼苗器官长 度/mm来源编号处理对照相对初生根长度相对鲜重根/子叶叶柄初生根子叶叶柄茎初生根子叶叶柄茎126.94a*11.72a*13.25a19.64a4.49a-1.372.032.30226.99a5.58b*-24.54a3.91b-1.101.474.84328.12a5.58b*7.73b24.53a3.33b-1.152.395.04426.12a4.91c*-23.00a4.16a-1.141.435.32526

14、.44a*11.01a*9.11b10.90b4.43a-2.422.452.40622.82b*5.41b*-27.08a4.05a-0.841.364.22725.03a5.27b*-26.71a4.43a-0.941.394.75827.51a5.49b*-25.66a4.53a-1.071.295.01注，不同字母表示不同来源之间的差异显著（p0.05,t-test），*表示不同处理之间的差异显著（p0.05,t-test）Note: Letters denote significant differences between different region (p0.05,t-tes

15、t)，* denote significant differences between different treatment (p0.05,t-test)2.3不同来源黄芩种子抗旱特征的综合评价本研究选择可代表各来源黄芩种子抗旱性强弱的指标进行分析，以其相对值作为被分析的变量，由此构成聚类分析的原始数据矩阵。利用SPSS13.0 for Windows 统计分析软件进行种子抗旱性的分级，聚类分析结果显示，其第2类的类中心有变化，第1、3类的类中心无变化（表4），且5号材料的抗旱性最强，而1号材料的抗旱性最弱（表5）。表4 K均数分类初始及最终类中心输出结果Table 4 K-means in

16、itial and final cluster centers输出结果指数初始类中心最终类中心123123相对初生根长度1.371.072.421.371.042.42相对鲜重2.031.292.452.031.562.45根/子叶叶柄2.305.012.402.304.862.40相对萌发率1.611.754.431.611.624.43相对萌发指数1.321.061.131.321.171.13表5 K均数分类时分类成员输出结果Table 5 K-means cluster membership来源编号分类Distance110.000220.888320.872420.621530.00

17、0620.729720.350820.3472.3 PEG干旱胁迫对不同来源黄芩种子保护酶水平的影响 不同来源黄芩种子保护酶水平差异较大，选择抗旱性差异较大的1和5号材料进行PEG处理，对其CAT、POD、AsA-POD和SOD活性进行分析，结果表明1号材料CAT活性显著提高，是对照的2.73倍（表4）。表4 PEG干旱胁迫对不同来源黄芩种子保护酶水平的影响Table 2 Effect of PEG on Activities of Protective Enzymes in S.baicalensis Seeds from different regions 保护酶水平来源编号蛋白质含量/m

18、gml-1CAT活性/Unitmg-1proteinmin-1POD活性/Unit mg-1proteinmin-1AsA-POD/Molmg-1proteinh-1SOD活性/Unitmg-1proteinmin-1处理11.476.68*0.8615.252.4051.577.330.5622.902.84对照11.802.451.4221.171.7751.929.591.9011.662.08处理/对照10.822.730.610.721.3650.820.760.291.961.37注， *表示处理与未处理间的差异显著（p0.05,t-test）。Note: * denote sig

19、nificant differences between treatments and control (p0.05,t-test).3 讨论由于大多数药用植物的种子多为自然采收，其萌发率很难保证一致性，而萌发率在种子抗旱指标中具有重要的地位，因此本实验采用复水法对黄芩种子进行处理，使评价结果较为全面。评价结果表明，在供试的材料中采集自陕西渭南（1号）的黄芩种子的抗旱性最强，而采集自甘肃陇西（5号）的黄芩种子抗旱性最弱。干旱是对植物组织的一种重要胁迫因子，它能干扰植物细胞中活性氧产生与清除之间的平衡，导致植物细胞受到氧化胁迫。正常情况下，植物细胞中产生的活性氧与其清除系统保持平衡，而当环境胁迫

20、长期作用于植株时，产生的活性氧超出了活性氧清除系统的能力时，就会引起活性氧累积产生氧化伤害11。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）是植物体内的重要保护酶，在清除自由基中起重要作用12，通过对PEG模拟干旱处理种子中的保护酶水平进行分析，结果表明抗旱性较弱黄芩种子中的CAT活性变化较大，说明这种酶可能对干旱胁迫比较敏感，在干旱条件下被迅速大量诱导表达，来消除干旱胁迫所产生的活性氧对植物细胞的伤害。而抗旱性教强的黄芩种子CAT活性变化较小，意味着干旱对植物细胞影响较小，这些材料能更好的适应同样的干旱条件，不需要大量合成CAT来清除植物细胞内的活性氧。参考文献1 X

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