低温胁迫对唐古特莨菪脯氨酸、丙二醛含量的影响研究

李生军

以唐古特莨菪为研究对象，将唐古特莨菪植株置于4℃下培养，培养时间分别为24、48、72小时，研究低温胁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）活性的变化。结果表明，唐古特莨菪脯氨酸含量随着低温胁迫时间的增加而逐渐增加；丙二醛含量随着低温胁迫时间的增加而呈现先上升再下降再上升的趋势。

1 材料和方法

1.1 材料

材料取自通过无菌培育的唐古特莨菪（Anisodus Tanguticus）。

1.2 材料处理

将上述培养好的唐古特莨菪植株置于4℃条件下培养，培养时间分别为24 48 72小时。处理后的材料分别进行脯氨酸含量测定、丙二醛含量测定、超氧化物歧化酶活性测定测定，每个实验重复3次。同时进行对照处理，测出室温（25℃）下唐古特莨菪体内的脯氨酸含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性。

1.3 生理指标的测定

1.3.1 脯氨酸含量的测定

称取0.20g鲜叶，剪碎置于具塞试管中，加3%的磺基水杨酸溶液5mL，沸水浴中浸提10min，冷却至室温，取上清液2mL，加2mL冰乙酸和2.5%酸性茚三酮显色液3mL，沸水浴中显色40min，冷却，用5mL甲苯萃取，测定520nm波长下的的消光值。

根据回归方程计算出2mL测定液中脯氨酸含量（ug/mL），然后计算出样品中脯氨酸含量的百分数，计算公式：单位鲜重样品的脯氨酸含量=（x×2/5）/（样重×106）×100%。

1.3.2 丙二醛含量的测定

丙二醛的提取：称2g叶片，加入5mL磷酸缓冲液（50mmol，pH值为7.8）及少量石英砂，于冰浴中研磨提取，匀浆液以12000r离心力作用下（4度）离心10min，其上清液即为丙二醛提取液。

丙二醛的测定：取1mL丙二醛提取液，加3mL 27%三氯乙酸和1mL2%TBA。混和液在95度水浴中保温30min后，立即置于冰浴中冷却，然后离心10min，于波长532nm和600nm下测定OD值。

以测得的OD532减去OD600的非特异吸收值，按155mmoL-1cm-1消光系数计算丙二醛含量。分别计算衰老和对照组的值。丙二醛浓度（μmol/L）=6.45（D532-D600）-0.56D450

丙二醛含量（μmoL/g FW）

=

其中D450=0，D450、D532、D600分别代表450nm、532nm和600nm波长下的光密度值。

2 结果与分析

2.1 低温胁迫对唐古特莨菪游离脯氨酸含量的影响

唐古特莨菪中脯氨酸含量随低温处理变化：唐古特莨菪叶片脯氨酸的含量是随着低溫胁迫时间的增加而增加的。在低温胁迫下，游离脯氨酸含量逐渐积累，并随低温处理时间的延长，游离脯氨酸含量逐渐增加，与对照相比，其含量始终高于对照。从对照可以看出，唐古特莨菪脯氨酸含量在室温（25℃）变化不大，求的平均数为97.87ug/g。随着低温处理时间的延长，其脯氨酸含量在72小时时最大，24小时的脯氨酸含量为375ug/g，48小时的脯氨酸含量为1166.18 ug/g，增幅为210.98%，72小时的脯氨酸含量为1964.95ug/g，从48小时到72小时脯氨酸含量的增幅为68.49%。从以上的数据可以看出，24小时到48小时的脯氨酸含量显著增加，48小时到72小时的脯氨酸含量增加趋势变缓，说明唐古特莨菪对低温有一定的适应性。

2.2 低温胁迫对唐古特莨菪丙二醛含量的影响

为了了解唐古特莨菪叶片在不同温度处理下的细胞膜完整性，测定了不同时间处理阶段叶片丙二醛含量。结果表明：在低温胁迫下，丙二醛含量逐渐积累，并随低温处理时间的延长，丙二醛含量逐渐增加-减少-增加，与对照相比，其含量始终高于对照。从对照可以看出，唐古特莨菪丙二醛含量在室温（25℃）变化不大，根据求平均数知：0.0081mmol·g·FW-1。随着低温处理时间的延长，其丙二醛含量在24小时时最大，24小时的丙二醛含量为0.4193mmol·g·FW-1，48小时的丙二醛含量为0.0451mmol·g·FW-1，增幅为-89.24%，72小时的丙二醛含量为0.2903mmol·g·FW-1，从48小时到72小时丙二醛含量的增幅为543.68%。从以上的数据可以看出，24小时到48小时的丙二醛含量显著降低，48小时到72小时的丙二醛含量增加趋势变缓，说明唐古特莨菪在24小时到48小时对低温的适应性有所降低，在48小时到72小时对低温有一定的适应性。

3 讨论

3.1 低温胁迫与脯氨酸的关系

脯氨酸也被认为是植物在逆境胁迫下的产物。它是一种水合能力较强的氨基酸，其含量的增加有助于细胞持水和生物大分子结构的稳定。大量的测试结果表明，脯氨酸的积累与细胞的脱水有关，由于胁迫引起脱水，因此发生脯氨酸的积累。它的积累除可起到渗透调节外，更重要的是对膜脂和蛋白起到保护作用，防止活性氧对膜脂和蛋白的过氧化作用。植物的抗性与脯氨酸的含量存在相关性。由此可以认为低温胁迫下唐古特莨菪叶片内脯氨酸的升高也有助于提高它的抗性，因此可以认为叶片内脯氨酸含量的高低可作为衡量唐古特莨菪的抗性指标。本研究中，随着低温胁迫程度的加深，唐古特莨菪中脯氨酸含量随时间变化升高的变化趋势，在低温培养时间段内72小时时唐古特莨菪叶片内脯氨酸含量达到最大。

3.2 低温胁迫与丙二醛含量的关系

由于低温胁迫，细胞内活性氧代谢的平衡被破坏，从而导致活性氧的产生，活性氧的毒害之一是引发或加剧膜脂过氧化作用，造成细胞系统的损伤，因而作为膜脂过氧化产物；丙二醛含量的变化是质膜损伤程度的重要标志之一。电解质渗透率也是反映植物组织受胁迫后细胞原生质膜透性大小的重要指标。细胞质膜透性变化是鉴定植物抗寒性较常用的方法，已被广泛应用。叶片质膜透性的变化可以反映逆境对细胞膜的伤害程度，相对质膜透性与植物细胞膜受伤害的程度成正相关。本研究中，随着低温胁迫程度的加深，唐古特莨菪叶片中丙二醛含量逐渐升高，表明膜脂过氧化程度加剧，质膜受伤害程度不断加深。

（作者单位：810023青海省海北州草原工作站）