干旱脅迫對(duì)玉米幼苗生理生化指標(biāo)的影響

1、干旱脅迫對(duì)玉米幼苗生理生化指標(biāo)的影響XXX，云南 昆明 呈貢 650500摘要 對(duì)植物產(chǎn)生傷害的環(huán)境稱為逆境，又稱脅迫。常見的逆境有寒冷、干旱、高溫、鹽漬等。逆境會(huì)傷害植物，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致植物死亡。逆境對(duì)植物的傷害主要表現(xiàn)在細(xì)胞脫水、膜系統(tǒng)受破壞，酶活性受影響，從而導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂。植物在長(zhǎng)期的適應(yīng)過程中形成了各種各樣抵抗或適應(yīng)逆境的本領(lǐng)，稱為抗性。在生理上，以形成脅迫蛋白、增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（如脯氨酸含量）、提高保護(hù)酶活性等方式提高細(xì)胞對(duì)各種逆境的抵抗能力。干旱、鹽堿和低溫是強(qiáng)烈限制作物產(chǎn)量的三大非生物因素,其中干旱造成 的損失最大, 其損失超過其他逆境造成損失的總和。本實(shí)驗(yàn)以玉米幼苗為材料，設(shè)

2、置對(duì)照組（未經(jīng)過干旱處理），探究了干旱脅迫下脯氨酸（pro）、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、H2O2的含量變化以及抗氧化酶(POD、PPO)活性的變化。實(shí)驗(yàn)通過分光光度計(jì)分別在不同的波長(zhǎng)中測(cè)出吸光率，間接計(jì)算出其含量及酶活性，進(jìn)而通過對(duì)正常條件下的和逆境脅迫下一定量玉米苗體內(nèi)以上各種物質(zhì)含量的對(duì)比，從而了解玉米體內(nèi)生理生化指標(biāo)發(fā)生的變化。結(jié)果表明：在干旱脅迫下，脯氨酸（pro）、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、H2O2的含量相對(duì)于對(duì)照組均有較明顯的上升趨勢(shì)，POD和PPO活性也表現(xiàn)出較大水平的提高。也說明了玉米苗在干旱條件下既有對(duì)植物抗旱不利的物質(zhì)增加，也有增強(qiáng)抗旱性和保水性的物

3、質(zhì)的含量增加以維持植物的生命力。關(guān)鍵詞 玉米苗，干旱脅迫，抗逆性，紫外分光光度計(jì)吸光率，抗氧化酶引言 干旱是自然界常見的逆境脅迫因素，干旱也是植物最容易受到的脅迫之一。干旱不僅制約植物的生長(zhǎng)生理與產(chǎn)量的高低，也會(huì)引起植被結(jié)構(gòu)與功能的空間變化。因此，植物對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)及機(jī)制一直是植物逆境適應(yīng)策略研究的一個(gè)熱點(diǎn)。植物對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)過程和受傷害程度與干旱脅迫的強(qiáng)度以及植物自身的抗性聯(lián)系緊密，并從生理代謝、生理功能、形態(tài)適應(yīng)、生長(zhǎng)發(fā)育以及生物生產(chǎn)力等多種形式表現(xiàn)出來(lái)。土壤有效水分狀況與植物之間的關(guān)系也是植物生理生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。大多數(shù)植物在短期或輕度土壤缺水情況下葉片水勢(shì)下降，氣孔關(guān)閉。限

4、制CO2 攝取和光合作用速率，長(zhǎng)期嚴(yán)重干旱條件下可限制植物生長(zhǎng),引起形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（如萎焉，枯黃、干癟等）。甚至導(dǎo)致植物死亡。研究表明，游離的脯氨酸在植物細(xì)胞抵抗非生物脅迫過程中扮演著越來(lái)越重要的角色，許多新的生理功能也逐漸被發(fā)現(xiàn)，近幾年來(lái)有關(guān)脯氨酸的研究倍受科學(xué)工作者的關(guān)注。脯氨酸作為水溶性最大的氮基酸，具有較強(qiáng)水合能力，是理想的滲透介質(zhì)。作物遇旱時(shí)它的大量積累有助于細(xì)胞或組織保水，防止脫水，維系生命，故可視為作物對(duì)干早環(huán)境的一種保護(hù)性適應(yīng)。已經(jīng)有科學(xué)家證明了在逆境條件下脯氨酸的積累用來(lái)抵抗植物對(duì)非生物脅迫的傷害，植物體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)也能將傷害細(xì)胞的活性氧控制在可適應(yīng)水平內(nèi)，通過各種過氧

5、化酶的協(xié)同作用，可以把細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的具有很強(qiáng)氧化活性的活性氧如氧負(fù)離子、H2O2等直接或間接地清除，防止了活性氧放大耦聯(lián)作用，保證了細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。丙二醛（MDA）和可溶性糖是由于植物器官衰老或在逆境條件下受傷害，其組織或器官膜脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)而產(chǎn)生的，對(duì)干旱也具有抵抗作用。GSH是體內(nèi)重要的抗氧化劑和自由基清除劑，在生物體抵抗各種脅迫(冷害、干旱、重金屬、真菌等)的過程中起著重要的作用，其含量水平的高低與植物對(duì)各種環(huán)境脅迫的忍耐程度密切相關(guān)。近些年來(lái)，它在高等植物代謝過程中的生理作用，尤其是在植物抵御活性氧傷害過程中的作用及其與植物抗逆性關(guān)系的研究進(jìn)展很快。在正常生長(zhǎng)情況下, 活性

6、氧的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)植物在逆境條件下( 如干旱脅迫) 生長(zhǎng)時(shí), 這種平衡被打破, 體內(nèi)負(fù)責(zé)清除活性氧的抗氧化系統(tǒng)能力下降, 從而造成活性氧的大量積累, 并引發(fā)或加劇膜脂過氧化作用, 導(dǎo)致生物膜系統(tǒng)受損。過氧化物酶( POD) 、多酚氧化酶（PPO）、過氧化物GSH(谷胱甘肽)等能夠有效地清除這些自由基, 也是酶促防御系統(tǒng)的重要組成成分。玉米在干旱脅迫下具有獨(dú)特的生存策略, 是一種公認(rèn)抗逆性較強(qiáng)的作物, 本次實(shí)驗(yàn)我們利用干旱脅迫處理玉米幼苗, 測(cè)定其丙二醛( MDA) 含量、可溶性糖含量、GSH含量、脯氨酸含量、H2O2含量及 PPO、POD 活性變化, 除此之外我們還測(cè)量了玉米及

7、小麥種子的生理活性。探討干旱脅迫對(duì)玉米幼苗生理生化指標(biāo)的影響, 為進(jìn)一步明確和了解玉米抗旱的生理機(jī)理提供一定實(shí)驗(yàn)依據(jù)。材料、方法和結(jié)果、材料、試劑和儀器1.1 玉米種子發(fā)芽率及生理生化指標(biāo)的測(cè)定的材料培養(yǎng)和處理品種為晴3或魯玉13的玉米種子（購(gòu)于西山種子公司） 用0.1% HgCl2消毒10 min后 用蒸餾水漂洗干凈 用蒸餾水于26下吸漲12 h 播于墊有6層濕潤(rùn)濾紙的帶蓋白磁盤（24cm×16cm）中 于26下暗萌發(fā)60 h 計(jì)算發(fā)芽率（注意與前面結(jié)果比較） 選取長(zhǎng)勢(shì)一致的玉米幼苗做干旱、高溫、鹽漬或低溫下處理（去除較矮或較高的玉米幼苗）。1.2 試劑和儀器 主要試劑：0.1%

8、HgCl2 ，TTC，3%磺基水楊酸（SSA），冰乙酸，茚三酮，PBS(pH=7.8) ，0.6%TBA（用0.6% TCA配制），PBS (pH=6.8，內(nèi)含1mMHA)，0.1%Ti(SO4)2用20%(v/v) H2SO4配制，PBS, （pH=5.8,內(nèi)含0.mmol/ LEDTA, 1%PVP）， POD反應(yīng)混合液（10 mmol/L愈創(chuàng)木酚，5 mmol/L H2O2,用PBS溶解），PPO反應(yīng)混合液（20 mmol/L鄰苯二酚，用PBS溶解）5%三氯乙酸，PBS (pH=7.7) ，4 mM DTNB (用0.1M pH=6.8PBS現(xiàn)配)。主要儀器：分光光度儀，離心機(jī)，試管，微

9、量加樣器，研缽等。2、方法 2.1 種子發(fā)芽率的測(cè)定：所采用的種子發(fā)芽率的測(cè)定方法是曙紅染色法和TTC染色法。凡是有生命活力的種子胚部，在呼吸作用過程中都有氧化還原反應(yīng)，而無(wú)生命活力的種子胚則無(wú)此反應(yīng)。當(dāng)TTC滲入種胚的活細(xì)胞內(nèi)，并作為氫受體被脫氫輔酶（NADH2或NADPH2）上的氫還原時(shí)，便由無(wú)色的TTC變?yōu)榧t色的TTF。用曙紅染色的，凡是全部著色或胚已著色的種子表示失去了生活力,播后不能發(fā)芽，生活力強(qiáng)的種子是不會(huì)著色的,因?yàn)榛罴?xì)胞具有半透性膜,可防止染料分子通過而不著色，死亡細(xì)胞,其壁膜失去半透性,染料分子易進(jìn)入,使原生質(zhì)著色。各取50粒吸脹的玉米種子或小麥種子沿胚的中心線切成兩半（嚴(yán)格

10、區(qū)分兩個(gè)半粒），進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：其中50個(gè)半粒進(jìn)行TTC染色（30水浴 20 min）另50個(gè)半粒進(jìn)行曙紅染色（室溫染色10 min）根據(jù)兩種方法的染色情況，分別計(jì)算發(fā)芽率。公式如下：種子發(fā)芽率=有生命的種子/測(cè)試種子數(shù)X100 2.2 脯氨酸含量的測(cè)定用茚三酮法測(cè)定脯氨酸含量，在酸性條件下，茚三酮與脯氨酸反應(yīng)生成紅色化合 物，在520nm下有最大吸收值。分別取0.1g實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的胚芽鞘加入 3mL3%磺基水楊酸（SSA）和少許石英砂充分研磨用2mL3%SSA洗研缽5000rpm離心10min上清液定容至5mL。上清液各2mL分別加入2mL冰乙酸和2mL茚三酮試劑煮沸15min冷卻后5000

11、rpm離心10min分別測(cè)定A520。Pro的提?。悍謩e取0.1 g實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的胚芽鞘加入3 mL 3%磺基水楊酸（SSA）和少許石英砂充分研磨用2 mL 3% SSA洗研缽5000 rpm離心10 min 上清液定容至5 mL。 測(cè)定：上清液各2 mL 分別加入2 mL冰乙酸和2 mL茚三酮試劑煮沸15 min冷卻后5000 rpm離心10 min 分別測(cè)定A520。計(jì)算公式如下：2.3 可溶性糖和MDA含量測(cè)定用硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛含量。分別取0.1g實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組加入3mL50mMPBS(pH=7.8)和少許石英砂充分研磨用2mLPBS洗研缽5000rpm離心10min上清液定容

12、至5mL。測(cè)定：分別取上清液各2mL加入0.6%TBA（用0.6%TCA配制）2mL煮沸12min冷卻后5000rpm離心10min 分別測(cè)定OD450和OD532. 計(jì)算公式：OD450=C1×85.4 OD532= C1×7.4+155000×C2求解方程得：C1/（mmol/L）=11.71OD450 C2/（mmol/L）=6.45OD5320.56OD450式中，C1為可溶性糖的濃度，C2為MDA的濃度。2. H2O2含量測(cè)定H2O2提?。悍謩e取0.1 g實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組加入3 mL 50 mM PBS (pH=6.

13、8，內(nèi)含1mM HA)和少許石英砂充分研磨用2 mL PBS洗研缽5000 rpm離心10 min 上清液定容至5 mL。測(cè)定：分別取上清液各3 mL 加入0.1%Ti(SO4)2 用20%(v/v) H2SO4配制 1 mL搖勻 5000 rpm離心10 min OD4102.5 抗氧化酶活性的測(cè)定用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定POD活性，用鄰苯二酚法測(cè)定PPO活性。在有過氧化氫存在的條件下過氧化物酶能使愈創(chuàng)木酚氧化，生成茶褐色物質(zhì)，可用分光光度計(jì)測(cè)量其含量，進(jìn)而計(jì)算POD的活性。多酚氧化酶能使鄰苯二酚氧化生成醌，用比色法測(cè)量其產(chǎn)物的形成，進(jìn)而計(jì)算出PPO的活性。計(jì)算公式如下：POD測(cè)定：取POD反應(yīng)混合

14、液（10mmol/L愈創(chuàng)木酚，5mmol/LH2O2,用PBS溶解）3.00ml，加入酶液100ml（空白調(diào)零用PBS取代），立即記時(shí)，搖勻，讀出反應(yīng)3 min時(shí)的A470。PPO測(cè)定：取PPO反應(yīng)混合液（20mmol/L鄰苯二酚，用PBS溶解）2.8ml，加入酶液0.2ml（空白調(diào)零用PBS取代），立即記時(shí)，搖勻，讀出反應(yīng)2min時(shí)的A410。以每分鐘A值變化0.01所需要的酶液的量為一個(gè)活力單位（U），則計(jì)算公式如下：2.6 GSH的含量測(cè)定GSH的提?。悍謩e取0.1 g實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的胚芽鞘加入3 mL 5%三氯乙酸（TCA）和少許石英砂充分研磨用2 mL 5% TCA洗研缽

15、5000 rpm離心10 min 上清液定容至5 mL。測(cè)定：上清液各1 mL 分別加入1 mL0.1M PBS (pH=7.7) 0.5 mL 4 mM DTNB (用0.1M pH6.8PBS現(xiàn)配，空白用此PBS代替) 25 5 min測(cè)定A412。計(jì)算公式如下： 、結(jié)果分析3.1 種子發(fā)芽率的測(cè)定：實(shí)驗(yàn)后的結(jié)果如下表：種子總數(shù)為玉米、小麥各50粒實(shí)驗(yàn)方法法薯紅法實(shí)驗(yàn)材料玉米小麥玉米小麥實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果記錄33174733416428：有活力的種子：無(wú)活力的種子根據(jù)公式：種子發(fā)芽率=有生命的種子/測(cè)試種子數(shù)X100計(jì)算種子發(fā)芽率法：玉米：發(fā)芽率有生命的種子/測(cè)試種子數(shù)X100=33/50X10

16、0=66%小麥：發(fā)芽率有生命的種子/測(cè)試種子數(shù)X100=47/50X100=94%薯紅法：玉米：發(fā)芽率有生命的種子/測(cè)試種子數(shù)X100=34/50X100=68%小麥：發(fā)芽率有生命的種子/測(cè)試種子數(shù)X100=42/50X100=84%根據(jù)結(jié)果得到下圖：分析：根據(jù)上圖數(shù)據(jù)顯示，通過TTC法和薯紅法得到的結(jié)果是：玉米的發(fā)芽率比較接近，且種子的活性高；小麥的發(fā)芽率差別較大，造成這種情況的原因主要是種子切好之后，沒有把種子攪拌均勻的緣故。3.2 脯氨酸含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)后測(cè)得520nm下的紫外分光值如下：實(shí)驗(yàn)組為結(jié)果干旱處理的玉米苗；對(duì)照組為未結(jié)果干旱處理的玉米苗（下同）項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組5200.6310

17、.163根據(jù)公式計(jì)算結(jié)果：=3.24mmol-1.cm-1 L=1cm W=0.1g V顯=6mL V總=5mL V用=2mL實(shí)驗(yàn)組：脯氨酸含量=29.21mmol.g-1FW對(duì)照組：脯氨酸含量=7.54mmol.g-1FW根據(jù)結(jié)果得下圖表：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組脯氨酸含量29.21 mmol.g-1FW7.54 mmol.g-1FW分析：根據(jù)上圖顯示，干旱玉米苗內(nèi)的脯氨酸含量明顯高于正常的玉米苗，并且是正常苗的4倍還多。其原因主要是： 脯氨酸是水溶性較大的氨基酸，具有很強(qiáng)的水合能力，其水溶液具有很高的水勢(shì)。脯氨酸的疏水端可與蛋白質(zhì)結(jié)合，親水端可與水分子結(jié)合，蛋白質(zhì)可借助脯氨酸束縛更多的水，從而防止

18、滲透脅迫條件下蛋白質(zhì)的脫水變性。因此脯氨酸在植物的滲透調(diào)節(jié)中起重要作用，而且即使在含水量很低的細(xì)胞內(nèi)，脯氨酸溶液仍能提供足夠的自由水，以維持正常的生命活動(dòng)。正常情況下，植物體內(nèi)脯氨酸含量并不高，但遭受干旱等脅迫時(shí)體內(nèi)的脯氨酸含量明顯增加，它在一定程度上反映植物受環(huán)境干旱脅迫的情況，以及植物對(duì)水分和鹽分脅迫的忍耐及抵抗能力。3.3 可溶性糖和MDA含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)后測(cè)得450nm、532nm下的紫外分光值如下：項(xiàng)目A450A532實(shí)驗(yàn)組0.2180.178對(duì)照組0.0320.030根據(jù)公式：C1/（mmol/L）=11.71OD450 C2/（mmol/L）=6.45OD5320.56OD450 C

19、1為可溶性糖的濃度，C2為MDA的濃度。求解得：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組可溶性糖的濃度C1/（mmol/L）2.550.37MDA的濃度C2/（mmol/L）1.030.18根據(jù)結(jié)果得到以下圖表：分析：根據(jù)上圖的數(shù)據(jù)可以看出：在干旱的玉米苗內(nèi)部，可溶性糖和MDA的含量明顯高于正常的玉米苗，并且比正常苗的10倍還多。在干旱的條件下，植物往往發(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的最終分解產(chǎn)物，從膜上產(chǎn)生的位置釋放出后，與蛋白質(zhì)、核酸起反應(yīng)修飾其特征；使纖維素分子間的橋鍵松馳，或抑制蛋白質(zhì)的合成。MDA的積累可能對(duì)膜和細(xì)胞造成一定的傷害，它在一定程度上也反映了植物受環(huán)境干旱脅迫的情況。在干旱條件

20、脅迫下，玉米苗內(nèi)的可溶性糖的含量會(huì)增加，由于細(xì)胞內(nèi)的糖的含量增加，致使細(xì)胞的滲透勢(shì)降低，增強(qiáng)了植物的吸水和保水的能力，為植物抵抗干旱的脅迫奠定了基礎(chǔ)。3.4 H2O2含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)后測(cè)得410nm下的紫外分光值如下：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組4100.6010.494根據(jù)公式：=0.28mol-1.cm-1 L=1cm W=0.1g V顯=4mL V總=6mL V用=3mL計(jì)算得：實(shí)驗(yàn)組：H2O2含量=171.7mmol.g-1FW對(duì)照組：H2O2含量=141.14mmol.g-1FW根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到下圖;分析：經(jīng)過干旱脅迫之后，玉米苗細(xì)胞內(nèi)的H2O2含量明顯增加，比正常苗細(xì)胞內(nèi)的含量高出1.5倍左右。

21、過氧化氫是植物代謝中產(chǎn)生的一種產(chǎn)物，其積累對(duì)細(xì)胞具有氧化破壞作用，過氧化氫的含量增高可以使植物細(xì)胞組織的破壞加速。在實(shí)驗(yàn)中，可根據(jù)其值的變化，來(lái)了解組織的破壞程度。因此，過氧化氫的含量也是植物逆境的一項(xiàng)指標(biāo)。3.5抗氧化酶活性的測(cè)定經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后得到以下結(jié)果：POD活性測(cè)定（過氧化物酶）：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組時(shí)間0.5min1.5min0.5min1.5minA4700.5851.6320.0930.329PPO活性測(cè)定（多酚氧化酶）：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組時(shí)間0.5min1.5min0.5min1.5minA4700.2590.3540.1410.191根據(jù)公式：=26.6mmol-1.cm-1 L=1c

22、m W=0.1g V顯=3mL V總=5mL V用(POD)=0.1ml V用(PPO)=0.2mL計(jì)算得到：項(xiàng)目POD(mmol.g-1FWmin-1)PPO(U.g-1FW)實(shí)驗(yàn)組59.042375對(duì)照組13.311250根據(jù)結(jié)果得到下圖：分析：根據(jù)上圖數(shù)據(jù)可以得出，在干旱脅迫下，會(huì)造成PPO和POD的活性增強(qiáng)?？寡趸傅闹饕饔檬窍齊OS對(duì)植物的傷害，使抗氧化酶與ROS處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。在干旱脅迫下，抗氧化酶總體增加，說明，動(dòng)態(tài)平衡體系被打破，使植物不能消除ROS對(duì)自身的傷害，因而，干旱逆境下的植物生長(zhǎng)不好，會(huì)出現(xiàn)萎焉現(xiàn)象。3.6 GSH的含量測(cè)定經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后得到以下結(jié)果：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對(duì)照

23、組4121.450.825根據(jù)公式： =13.6mmol-1.cm-1 L=1cm W=0.1g V顯=2.5mL V總=5mL V用=1mL通過計(jì)算得：實(shí)驗(yàn)組：GSH含量=13.33mmol.g-1FW對(duì)照組：GSH含量=7.58mmol.g-1FW根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到下圖：分析：在干旱逆境中，干旱玉米苗的GSH含量也明顯增加，是正常苗的兩倍左右。在干旱脅迫下也一定程度上造成了GSH的積累。GSH是體內(nèi)重要的抗氧化劑和自由基清除劑，如與自由基、重金屬等結(jié)合，從而把機(jī)體內(nèi)有害的毒物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)。GSH含量的增加，在一定程度上，反應(yīng)了玉米苗在干旱逆境中，也能合成一些產(chǎn)物，增加其抗旱性，以便植物能

24、在干旱逆境中生長(zhǎng)。3.7 實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)通過測(cè)量了玉米種子和小麥種子的活性、測(cè)定了玉米干旱苗和正常苗的脯氨酸含量、過氧化氫的含量、PPO和POD的含量、GSH的含量及細(xì)胞內(nèi)的可溶性糖和MDA的含量。通過干旱脅迫下的苗和正常苗的各種物質(zhì)含量的對(duì)比和分析，說明玉米苗在干旱的條件下，細(xì)胞內(nèi)的POD和PPO的活性增強(qiáng)和H2O2的含量明顯增加，致使玉米苗細(xì)胞內(nèi)的ROS動(dòng)態(tài)平衡破壞，使其不能消除ROS對(duì)自身的傷害；H2O2的含量增加，細(xì)胞的組織會(huì)受到破壞，所以玉米苗會(huì)表現(xiàn)出萎焉，枯卷，干黃等現(xiàn)象。但是在玉米細(xì)胞受到傷害的同時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的脯氨酸、GSH、可溶性糖和MDA的含量也會(huì)增加，它們的含量增加能增強(qiáng)細(xì)

25、胞的保水能力，維持植物的生命，增強(qiáng)植物的抗旱性，便于植物在干旱條件下生長(zhǎng)。在自然界中，不僅僅是玉米在干旱條件下會(huì)發(fā)生這一系列的變化，其他的植物也會(huì)在干旱條件下發(fā)生POD、PPO、GSH和MDA等物質(zhì)的含量增加，增強(qiáng)保水性和抗旱性。除此之外，植物在其他的逆境中細(xì)胞內(nèi)的相應(yīng)物質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化，以便于其在逆境中維持生命，增加抗性。討論通過本次對(duì)干旱逆境脅迫對(duì)玉米幼苗生理生化指標(biāo)的影響的實(shí)驗(yàn)，從結(jié)果中可以看出，一方面，玉米為了適應(yīng)干旱脅迫的逆境，機(jī)體內(nèi)發(fā)生了一些列的生理生化反應(yīng)，試驗(yàn)中脯氨酸(Pro)的積累說明植物正常的生理機(jī)能已經(jīng)被干旱脅迫所破壞。脯氨酸在植物的滲透調(diào)節(jié)中起重要作用，而且即使在含水量很

26、低的細(xì)胞內(nèi)，脯氨酸溶液仍能提供足夠的自由水，以維持正常的生命活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中可溶性糖和MDA的含量明顯高于正常的玉米苗，干旱條件下，植物往往發(fā)生膜脂過氧化作用，積累大量的丙二醛（MDA）使纖維素分子間的橋鍵松馳，或抑制蛋白質(zhì)的合成，對(duì)膜和細(xì)胞造成一定的傷害。干旱脅迫下，玉米苗內(nèi)的可溶性糖的含量增加，細(xì)胞內(nèi)的糖的含量增加，細(xì)胞的滲透勢(shì)降低，植物的吸水和保水的能力增強(qiáng)，增強(qiáng)了植物的抗旱性。在干旱逆境中，玉米苗的GSH含量也明顯增加，是正常苗的兩倍左右。GSH是體內(nèi)重要的抗氧化劑和自由基清除劑，如與自由基、重金屬等結(jié)合，從而把機(jī)體內(nèi)有害的毒物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)維系玉米苗的生命。另一方面，干旱脅迫之下，玉米

27、苗細(xì)胞內(nèi)的H2O2含量明顯增加， 過氧化氫是植物代謝中產(chǎn)生的一種產(chǎn)物，其積累對(duì)細(xì)胞具有氧化破壞作用，過氧化氫的含量增高可以使植物細(xì)胞組織的破壞加速。干旱脅迫下， PPO和POD的活性也是明顯增強(qiáng)?？寡趸傅闹饕饔檬窍齊OS對(duì)植物的傷害，使抗氧化酶與ROS處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。干旱脅迫下，抗氧化酶總體增加，說明，動(dòng)態(tài)平衡體系被打破，使植物不能消除ROS對(duì)自身的傷害，因而，干旱逆境下的植物生長(zhǎng)不好，會(huì)出現(xiàn)萎焉現(xiàn)象。在干旱逆境脅迫下，玉米苗的脯氨酸含量、可溶性糖、MDA含量和GSH含量的增加增強(qiáng)了玉米苗的抗旱性，增強(qiáng)了吸水能力和維系了植物生命。但是玉米苗的H2O2含量增加和POD和PPO的活性增強(qiáng)。致使細(xì)胞膜和組織受到破壞，使細(xì)胞不消除ROS造成的傷害。從而使植物萎焉，枯卷、變黃甚至死亡。總的來(lái)說，干旱脅迫下植物的生理生化指標(biāo)變化不僅