外源5－氨基乙酰丙酸和PEG處理下梔子幼苗光合及抗氧化特性變化

偶春，姚俠妹，，姚曉潔，紀(jì)敬，王魏根，郭健

（1.阜陽(yáng)師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽阜陽(yáng)236037；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100091；3.安徽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽合肥230022）

外源5－氨基乙酰丙酸和PEG處理下梔子幼苗光合及抗氧化特性變化

偶春1，姚俠妹1，2，姚曉潔3，紀(jì)敬2，王魏根1，郭健1

（1.阜陽(yáng)師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽阜陽(yáng)236037；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100091；3.安徽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽合肥230022）

采用溶液培養(yǎng)方式，研究不同濃度（0、25、50、100mg·L－1和200mg·L－1）5－氨基乙酰丙酸（ALA）對(duì)PEG脅迫條件下梔子幼苗有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量、光合生理及抗氧化系統(tǒng)等生理生化指標(biāo)。結(jié)果表明，梔子幼苗PEG脅迫14 d，地上和地下部分干重、苗高、根長(zhǎng)、相對(duì)含水量、光合色素含量、凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和水分利用率（WUE）下降；脯氨酸、丙二醛（MDA）、過(guò)氧化氫（H2O2）含量和相對(duì)電導(dǎo)率顯著上升，而抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性明顯下降，一定濃度ALA處理降低了PEG引起梔子幼苗生理上的壓力，50 mg·L－1的外源ALA處理可以顯著緩解PEG誘導(dǎo)生長(zhǎng)抑制，與單獨(dú)PEG脅迫處理相比，葉綠素a和葉綠素b含量、凈光合速率、SOD、POD、CAT活性、相對(duì)含水量和脯氨酸的積累分別提高了25.35%、31.85%、228.68%、41.92%、27.26%、41.50%、170.26%、31.01%，MDA含量、H2O2含量和相對(duì)電導(dǎo)率分別降低39.00%、31.18%、45.56%。相反，200 mg· L－1ALA處理則可能加劇干旱脅迫傷害。

梔子；PEG脅迫；5－氨基乙酰丙酸；光合；抗氧化特性

世界陸地面積中有三分之一以上處于干旱和半干旱地區(qū)。干旱是限制陸地植物的分布和生長(zhǎng)的主要環(huán)境因素之一。在眾多的非生物脅迫產(chǎn)生的危害中，干旱脅迫排名第一。此外，在其它地區(qū)，在植物生長(zhǎng)季節(jié)也發(fā)生不同程度的干旱。如何使植物適應(yīng)干旱環(huán)境，以及確保其產(chǎn)量和質(zhì)量，已經(jīng)成為一個(gè)長(zhǎng)期需要努力解決的問(wèn)題。添加外源物質(zhì)調(diào)節(jié)植物抗氧化成分可能是解決非生物脅迫對(duì)植物傷害的一個(gè)重要途徑［1］。

5－氨基乙酰丙酸（ALA）是一個(gè)小分子抗氧化劑，可溶于水，并發(fā)揮著至關(guān)重要的調(diào)節(jié)功能。越來(lái)越多報(bào)道顯示：外源ALA的施用能夠調(diào)節(jié)由脅迫引起的對(duì)植物生長(zhǎng)的不利影響［2］。ALA是植物代謝過(guò)程的中間產(chǎn)物，提供了合成其它重要物質(zhì)的原料。它是一種新型的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，提高脅迫環(huán)境下植物的抗性。許多研究表明ALA可以降低不同環(huán)境脅迫下植物H2O2含量，誘導(dǎo)相關(guān)抗氧化酶基因的表達(dá)。然而，提高植物抗氧化酶（SOD、POD和CAT）等）可以有效地降低活性氧（ROS）積累引起的傷害，ROS的積累誘使脅迫反應(yīng)相關(guān)的基因表達(dá)。同時(shí)，ALA還降低了膜脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)產(chǎn)物丙二醛（MDA）的積累和質(zhì)膜透性以及增加在植物中ATP含量，為植物各種物質(zhì)的正常代謝提供足夠的能量，以提高植物耐高鹽、低溫、重金屬以及其它環(huán)境脅迫。迄今為止，一些研究已經(jīng)報(bào)道了外源物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用，處理的效果取決于施用方法、時(shí)間、外源物濃度以及測(cè)試的植物種［3－4］。

梔子（Gardenia jasminoides）是優(yōu)質(zhì)茜草科灌木，其耐蔭和抗毒氣能力強(qiáng)，廣泛分布于我國(guó)各地區(qū)。另外，梔子屬衛(wèi)生部頒布的第一批藥食兩用資源樹(shù)種［5］，也是當(dāng)今世界流行的天然色素和食品添加劑，其果實(shí)為傳統(tǒng)中藥，且含有天然梔子黃色素［6］。目前對(duì)梔子研究多集中在藥理作用［7－8］、栽培生長(zhǎng)［9－10］和工藝價(jià)值［11］等方面，而梔子對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)機(jī)理相關(guān)研究尚鮮見(jiàn)報(bào)道?；谄浣?jīng)濟(jì)和觀賞價(jià)值，尋找梔子提高抗旱能力途徑和分析其生長(zhǎng)發(fā)育內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)制具有重要意義。此外，目前關(guān)于ALA緩解抗旱性研究主要集中在中藥，而緩解灌木干旱脅迫響應(yīng)很少涉及。聚乙二醇（PEG）模擬干旱脅迫已被廣泛用于研究植物的適應(yīng)機(jī)制［12］。本研究通過(guò)外施不同濃度ALA，測(cè)定干旱脅迫下梔子幼苗生長(zhǎng)和光合特性、有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及抗氧化等生理生化指標(biāo)，以探討外源ALA對(duì)梔子干旱脅迫的緩解作用，為干旱土壤地區(qū)梔子栽培提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

2014年3月下旬于安徽省阜陽(yáng)市苗圃（32°52′N，115°47′E）選取長(zhǎng)勢(shì)良好、生長(zhǎng)規(guī)格基本一致的一年半生梔子幼苗。經(jīng)0.5%高錳酸鉀消毒15min，蒸餾水沖洗，將規(guī)格一致的幼苗轉(zhuǎn)栽于塑料容器（500 ml，3株·盆－1），采用1／2 Hogland營(yíng)養(yǎng)液（pH 6.5）培養(yǎng)10 d。在智能光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)（光照強(qiáng)度為75 μmol·m－2·s－1，溫度為晝／夜：25／18℃，時(shí)間：12／12 h），待幼苗得到緩解，恢復(fù)正常生長(zhǎng)，施加15%PEG 6000開(kāi)始干旱脅迫試驗(yàn)。脅迫2 d后，對(duì)幼苗整體噴施ALA。將梔子幼苗隨機(jī)分為6組，每組設(shè)5個(gè)重復(fù)，具體如下：CK（1／2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）、PEG（中度脅迫，15%PEG6000＋1／2Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）、PEG＋ALA25（25 mg·L－1ALA＋15%PEG6000＋1／2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）、PEG＋ALA50（50 mg·L－1ALA＋15%PEG6000＋1／2Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）、PEG＋ALA100（100mg·L－1ALA＋15%PEG6000＋1／2Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）、PEG＋ALA 200（200 mg·L－1ALA＋15% PEG6000＋1／2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）。ALA處理7 d和14 d后測(cè)定相關(guān)生理生化指標(biāo)。每天傍晚以不同濃度ALA溶液噴施于干旱脅迫處理的梔子幼苗，處理時(shí)間為14 d。試驗(yàn)期間每天定時(shí)更換水培溶液，以保持實(shí)驗(yàn)中恒定處理濃度。針對(duì)生理和生化參數(shù)的測(cè)定，收集的新鮮葉樣品，通過(guò)液氮迅速冷凍，并儲(chǔ)存于－70℃。

1.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.2.1 生長(zhǎng)相關(guān)指標(biāo)測(cè)定不同處理幼苗14 d時(shí)將其葉和根分離，蒸餾水洗滌干凈，將其105℃下放置30 min，然后調(diào)至80℃，直至干重穩(wěn)定，稱重。此外，測(cè)定幼苗高度和根長(zhǎng)。

1.2.2 生理生化指標(biāo)測(cè)定參考王學(xué)奎［13］的方法，各指標(biāo)3次重復(fù)。

光合特性測(cè)定：采用便攜式光合系統(tǒng)測(cè)定儀（Li－6400，Li－Cor公司，美國(guó)），于晴朗天氣上午10∶00～11∶00，設(shè)置光合有效輻射為1 100μmol·m－2·s－1、環(huán)境溫度為25℃、CO2濃度為350μmol·mol－1。選取不同處理具有代表性完全開(kāi)展的梔子葉片中部測(cè)定光合參數(shù)。每處理測(cè)3株，每株1片葉，3次重復(fù)，取平均值為該處理的光合參數(shù)。待系統(tǒng)穩(wěn)定后讀取葉片瞬時(shí)凈光合速率（Pn），蒸騰速率（Tr）和氣孔導(dǎo)度（Gs），根據(jù)Pn與Tr計(jì)算水分利用效率（WUE）。

葉片相對(duì)含水量（RWC）采用烘干稱重法；光合色素含量測(cè)定采用分光光度計(jì)法；H2O2含量采用紫外吸收法測(cè)定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定；質(zhì)膜透性采用電導(dǎo)率法測(cè)定；超氧化物歧化酶（SOD）活性的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑法；過(guò)氧化氫酶（CAT）活性的測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚氧化法；游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮染色法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)中所獲數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，3次重復(fù)。所有統(tǒng)計(jì)分析均采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件，采用單向ANOVA比較。各處理之間的顯著性差異檢驗(yàn)水平為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 ALA對(duì)干旱脅迫下梔子幼苗生長(zhǎng)特性和葉片相對(duì)含水量的影響

表1所示，15%PEG處理?xiàng)d子地上干重、地下干重顯著下降至14.03、5.33 g·株－1，幼苗高度和根長(zhǎng)分別顯著下降至23.13 cm和10.53 cm。隨著ALA濃度的增加，梔子干物質(zhì)重量、苗高和根長(zhǎng)的趨勢(shì)為先升高后降低，50 mg·L－1處理下生物量較大。PEG脅迫下梔子幼苗葉片相對(duì)含水量降低至29.56%，適宜濃度ALA致使脅迫梔子葉片含水量明顯提高，施加50mg·L－1ALA提高葉片含水量至79.89%，是脅迫葉片含水量的2.7倍。

2.2 ALA對(duì)干旱脅迫下梔子葉片光合色素和光合特性的影響

不同處理下的梔子幼苗光合色素變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。光合色素（葉綠素a＋b、a、b和類胡蘿卜素）含量因不同處理而發(fā)生變化。PEG脅迫處理至14 d，光合色素含量相對(duì)于CK顯著降低，外源ALA濃度增加，脅迫梔子葉片光合色素含量先增后降，于50 mg ·L－1達(dá)到最高值，即50 mg·L－1ALA提高PEG脅迫葉片葉綠素a＋b、a、b和類胡蘿卜素分別為26.77%、25.35%、31.85%和36.21%，均高于第7天。

為了評(píng)估ALA對(duì)梔子幼苗的光合作用效果，測(cè)定其葉片凈光合速率Pn、蒸騰速率Tr、氣孔導(dǎo)度Gs和水分利用率WUE，結(jié)果見(jiàn)圖2。15%PEG脅迫處理第7天時(shí)，Pn，Tr，Gs和WUE相較于CK分別降低69.82%、60.95%、59.69%、22.67%，第14天時(shí)，分別降低73.94%、64.75%、70.54%、26.02%。外源施加ALA，脅迫梔子幼苗葉片Pn，Tr，Gs和WUE產(chǎn)生變化，處理14 d時(shí)，50 mg·L－1ALA處理分別較單獨(dú)PEG處理的Pn、Tr、Gs和WUE分別提高228.68%、159.80%、200.73%、26.37%，而施加200 mg·L－1ALA變化不顯著。

表1 ALA對(duì)PEG模擬干旱脅迫下梔子幼苗生長(zhǎng)特性和葉片相對(duì)含水量的影響Table 1 Effects of 5－aminolevulinic acid（ALA）on growth traits and relative water content of Gardenia jasminoides under PEG－simulated drought stress

圖1 ALA對(duì)PEG模擬干旱脅迫下梔子葉片光合色素含量的影響Fig.1 Effects of5-aminolevulinic acid（ALA）on photosynthetic pigments（total chlorophyll，chlorophyll a，b and carotenoids content）of Gardenia jasminoides under PEG-simulated drought stress

2.3 ALA對(duì)干旱脅迫下梔子葉片抗氧化酶活性和脯氨酸含量的影響

由圖3可知，14 d時(shí)15%PEG脅迫梔子幼苗葉片SOD、POD和CAT活性分別比對(duì)照CK降低27.85%、20.94%和25.24%。外源ALA的施用在一定程度上誘使這些抗氧化酶活性產(chǎn)生變化，隨其濃度的增加表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)。在ALA不同濃度與PEG的組合中，14 d時(shí)50 mg·L－1ALA分別提高PEG脅迫葉片SOD、POD和CAT活性41.92%、27.26%和41.50%，達(dá)到最大值，且處理14 d的抗氧化酶活性比7 d的高。

同樣，梔子葉片PEG脅迫處理7 d和14 d時(shí)，脯氨酸含量較CK顯著提高了13.64%和21.31%。施加50mg·L－1ALA，PEG脅迫梔子葉片于14 d脯氨酸含量提高了31.01%，差異顯著（P＜0.05），同時(shí)達(dá)到最大值（124.79μg·g－1）。

2.4 ALA對(duì)干旱脅迫下梔子葉片MDA、H2O2含量和相對(duì)電導(dǎo)率的影響

評(píng)估PEG脅迫引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)，MDA含量測(cè)定可作為脂質(zhì)過(guò)氧化作用的指標(biāo)。圖4所示，梔子幼苗響應(yīng)15%PEG脅迫，葉片MDA含量分別于7 d和14 d比CK顯著提高57.40%和78.06%，而ALA的施用對(duì)葉片MDA含量產(chǎn)生不同效應(yīng)（圖4）。25 mg·L－1和50 mg·L－1ALA于7 d分別降低脅迫梔子葉片MDA水平的10.14%和15.46%，這種趨勢(shì)持續(xù)到14 d，分別降低30.77%和39.00%。相反，200 mg·L－1ALA處理下MDA含量與PEG脅迫差異不顯著（P＞0.05）。

圖2 ALA對(duì)PEG模擬干旱脅迫下梔子葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用率的影響Fig.2 Effects of 5-aminolevulinic acid（ALA）on net photosynthetic rates（Pn），transpiration rate（Tr），stomatal conductance（Gs）and water use efficiency（WUE）of Gardenia jasminoides under PEG-simulated drought stress

梔子幼苗PEG脅迫14 d，葉片H2O2含量和相對(duì)電導(dǎo)率相較于CK提高了67.54%和264.11%（圖4）。同時(shí)25mg·L－1和50mg·L－1LALA外施幼苗14 d，顯著降低了H2O2含量，幅度為PEG脅迫的24.13%和31.18%。50mg·L－1ALA施加14 d，降低脅迫梔子葉片相對(duì)電導(dǎo)率45.56%（P＜0.05）（圖4）。相反，200 mg·L－1ALA處理的葉片相對(duì)電導(dǎo)率與PEG脅迫下差異不顯著（P＞0.05）。

3 討論

土壤含水量是影響植物生長(zhǎng)的主要限制因子，而干旱脅迫通常抑制植物的生長(zhǎng)發(fā)育。近年來(lái)的大量研究表明，干旱脅迫下植物蒸騰作用損耗的水分無(wú)法由根部吸水來(lái)補(bǔ)償，導(dǎo)致植物缺水，細(xì)胞膨壓降低，進(jìn)而抑制植物細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)。同時(shí)，引起植物形態(tài)和生理特性的變化，最終影響整個(gè)植物的生長(zhǎng)［14］。PEG（分子量在6000以上）是理想的模擬土壤干旱的水分調(diào)節(jié)物質(zhì)［15］，現(xiàn)已成為植物抗旱性研究的重要手段。外源性物質(zhì)（SA，ABA，多胺等）可以有效地緩解由干旱引起的植物損傷，如增加植物組織的含水量及水勢(shì)；降低MDA含量，防止電解液泄漏［16］等。本研究中，PEG模擬干旱脅迫對(duì)梔子幼苗產(chǎn)生一些不利影響，具體表現(xiàn)為株高和根長(zhǎng)長(zhǎng)度的減少，地上和地下部分干重的下降（表1）。Remy等［17］發(fā)現(xiàn)干旱脅迫誘導(dǎo)植株生物量減少。PEG對(duì)梔子植物生長(zhǎng)的抑制作用可能是自由基代謝過(guò)程的變化引起的。另外，梔子植物在PEG脅迫下，低濃度ALA的施加可以提高地上部分和地下部分的干重（表1）。外源ALA也可以緩解干旱脅迫對(duì)油菜的傷害［18］。

圖3 ALA對(duì)PEG模擬干旱脅迫下梔子葉片抗氧化酶活性和脯氨酸含量的影響Fig.3 Effects of 5-aminolevulinic acid（ALA）on superoxide（SOD），peroxidase（POD）and catalase（CAT）activity and proline content of Gardenia jasminoides under PEG-simulated drought stress

葉綠素含量作為植物抗旱性的一個(gè)重要指標(biāo)，與光合強(qiáng)度密切相關(guān)，很大程度上反映植物的生長(zhǎng)狀況和葉片的光合能力。應(yīng)對(duì)干旱脅迫時(shí)，植物細(xì)胞內(nèi)葉綠素含量降低，從而致使植物的整體增長(zhǎng)延遲。相較于單獨(dú)使用PEG處理，15%PEG＋50 mg· L－1ALA處理?xiàng)d子幼苗葉片光合色素含量顯著增加，這一結(jié)果在其它文獻(xiàn)中也得以證明［19］。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是外源性物質(zhì)ALA對(duì)梔子葉片光合作用器官的保護(hù)，在ALA存在情況下，抗氧化酶活性得以保持，ROS積累減少，進(jìn)而保護(hù)類囊體膜色素蛋白，最終緩解由環(huán)境脅迫引起的膜損傷。植物處在脅迫處理中引起水分虧缺狀態(tài)，膜脂過(guò)氧化會(huì)損害葉綠體膜系統(tǒng)，引起光合器官的損傷，進(jìn)而光合速率嚴(yán)重下降，水分利用效率降低，最終阻礙幼苗生長(zhǎng)。目前研究證明，由PEG模擬脅迫使梔子植物凈光合速率和氣孔導(dǎo)度降低（圖2）。一方面，氣孔導(dǎo)度的下降，導(dǎo)致蒸騰速率的降低，進(jìn)而梔子植株失水減少，但葉片對(duì)CO2的吸收也受到限制。這種趨勢(shì)是幾種因素共同作用的結(jié)果，其中包括光合色素含量下降，葉綠體中ROS含量上升等。另一方面，與對(duì)照相比PEG單獨(dú)處理時(shí)，梔子植物的氣孔導(dǎo)度、凈光合速率和水分利用效率降低。由此可以推測(cè)，這種反應(yīng)可能是造成PEG處理的梔子幼苗生物量低于對(duì)照的原因。另外，研究發(fā)現(xiàn)ALA對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量有促進(jìn)作用［19］，與本研究結(jié)果基本一致，25－50mg·L－1ALA可以緩解由PEG引發(fā)對(duì)光合、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度產(chǎn)生的不利影響（圖2），而這結(jié)果可能是由光合色素含量的增加引起。

圖4 ALA對(duì)PEG模擬干旱脅迫下梔子葉片MDA、H2O2和相對(duì)電導(dǎo)率含量的影響Fig.4 Effects of 5-aminolevulinic acid（ALA）on MDA，H2O2content and electrolyte leakage of Gardenia jasminoides under PEG-simulated drought stress

在正常的環(huán)境條件下，植物體內(nèi)的ROS水平在酶系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用下處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，然而在脅迫條件下，這種平衡會(huì)被打破，導(dǎo)致植物的氧化損傷。在干旱脅迫下，植物得以生存是因?yàn)闀?huì)觸發(fā)自身的抗氧化系統(tǒng)來(lái)抵御逆境。因此，植物抗逆性與其抗氧化系統(tǒng)密切相關(guān)［20］。在目前的研究中，PEG可以誘導(dǎo)SOD、POD和CAT活性明顯降低，這是植物保護(hù)酶系統(tǒng)對(duì)脅迫的應(yīng)激反應(yīng)，與其它研究結(jié)果相一致［20－21］。隨著干旱脅迫下植物的抗氧化酶活性降低，植物抵御氧化損傷的能力降低，ROS積累增加，誘使膜脂質(zhì)過(guò)氧化，破壞了膜系統(tǒng)，可知抗氧化酶系統(tǒng)的恢復(fù)與這些酶的活性增加密切相關(guān)。此外，梔子經(jīng)PEG處理后其葉片中H2O2含量增加（圖4），同樣的情況也出現(xiàn)在擬南芥葉片中［20］。MDA含量通常用來(lái)衡量膜脂質(zhì)過(guò)氧化程度和細(xì)胞膜損傷程度［22］。梔子幼苗受到干旱脅迫時(shí)，MDA含量顯著增加。然而，PEG處理的梔子幼苗外施50 mg·L－1的ALA可增加SOD、POD和CAT活性（圖3），同時(shí)MDA和H2O2含量降低（圖4）。適宜濃度ALA可誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，誘導(dǎo)抗氧化劑產(chǎn)生，降低MDA和 H2O2含量，從而使PEG脅迫下植物細(xì)胞膜系統(tǒng)保持內(nèi)穩(wěn)態(tài)。與此相反，施加100～200 mg·L－1ALA，會(huì)對(duì)抗氧化酶系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，使ROS清除延遲，進(jìn)而對(duì)植物造成嚴(yán)重?fù)p傷，施加高濃度的外源ALA不利于植物生長(zhǎng)，類似情況已在大豆［2］中得到證明。Shi等發(fā)現(xiàn)RWC反映植物葉片保水力。當(dāng)植物受到脅迫時(shí)，質(zhì)膜會(huì)發(fā)生不同程度的損害，導(dǎo)致質(zhì)膜透性增加，其膜損傷程度取決于植物類型和脅迫時(shí)間長(zhǎng)短［23］。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，PEG脅迫能顯著降低梔子葉片RWC水平，伴隨著相對(duì)電導(dǎo)率水平的升高，施加50 mg·L－1ALA處理可有效地緩解這些傷害。

脯氨酸作為細(xì)胞質(zhì)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其積累與植物抗性相關(guān)，可作為一個(gè)抗性指標(biāo)；而另一些研究者認(rèn)為，脅迫條件下脯氨酸水平的變化是對(duì)植物傷害的結(jié)果［24］。15%PEG脅迫可以誘導(dǎo)梔子幼苗葉片脯氨酸積累（圖3），可能與其細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)機(jī)制有關(guān)，與前人的研究結(jié)果一致［24］。隨后，施加25～50 mg·L－1外源ALA后，脯氨酸水平進(jìn)一步提高，在50 mg·L－1時(shí)達(dá)到最高。外源ALA緩解15% PEG6000脅迫傷害，可能是因?yàn)檫m宜濃度ALA可以提高脯氨酸生物合成中所涉及的酶的活性，促進(jìn)其合成，并降低其產(chǎn)物的降解，由此，梔子葉片脯氨酸的水平得以提高，其滲透調(diào)節(jié)能力得以增強(qiáng)。相反，PEG脅迫下梔子幼苗外施高濃度的ALA會(huì)加重植物損傷（圖3），這可能與脯氨酸降解有關(guān)。

綜上所述，干旱脅迫（15%PEG6000）下梔子幼苗的光合色素含量、相對(duì)含水量和光合作用指標(biāo)降低，其抗氧化酶活性、MDA含量、相對(duì)電導(dǎo)率、H2O2含量和脯氨酸含量增加。外源性25～50 mg·L－1ALA的施加可以通過(guò)增加葉片光合色素含量，提高其相對(duì)含水量和光合作用，增加生物量來(lái)彌補(bǔ)干旱脅迫對(duì)植株產(chǎn)生的不利影響。然而，外源ALA的濃度≥100mg·L－1時(shí)，對(duì)梔子幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生不同程度的影響。

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Changes of photosynthetic and antioxidant properties of Gardenia jasminoides seedlings treated with 5-aminolevulinic acid and PEG

OU Chun1，YAO Xia-mei1，2，YAO Xiao-jie3，JIJing2，WANG Wei-gen1，GUO Jian1
（1.School of Biotechnology and Food Engineering，F(xiàn)uyang Normal College，F(xiàn)uyang，Anhui 236037，China；2.State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding，Research Institute of Forestry，Chinese Academy of Forestry Sciences，Bejing 100091，China；3.Anhui Jianzhu University，Hefei，Anhui 230022，China）

The alleviative effects of exogenous 5-aminolevulinic acid（ALA）on plants against drought stress were assessed in Gardenia jasminoides seedlings treated with ALA at different concentrations.By water culuring，G.jasminoides seedlings were cultured with 15%PEG6000 and ALA with different concentrations（0，25，50，100mg·L－1and 200 mg·L－1），and water was used as control.Their physiological and biochemical indexes were studied，including organic osmolytes content，photosynthesis and antioxidant system.The results showed that seedlings exposed to 15%PEG for 14 d exhibited a decrease in aboveground and underground drymass，seedling height，root length，relative water content，photosynthetic pigment content，net photosynthetic rate（Pn），transpiration rate（Tr），stomatal conductance（Gs），and water use efficiency.In PEG-stressed plants，the levels of proline，malondialdehyde（MDA），hydrogen peroxide（H2O2），and electrolyte leakage were significantly increased，whereas antioxidative activity，including superoxide，peroxidase，and catalase activities，went declined in leaves.However，the presence of ALA provided an effective method of mitigating PEG－caused physiological stresses on G.jasminoides seedlings，which depended on ALA levels.PEG－treated plants exposed to ALA at 50 mg·L－1significantly eased PEG－induced growth inhibition.Application of ALA，especially at the concentration of 50 mg·L－1，considerably raised chlorophyll a content，chlorophyll b content，Pn，SOD，POD，CAT activity，relative water content and proline accumulation by 25.35%，31.85%，228.68%，41.92%，27.26%，41.50%，170.26%，and 31.01%，respectively，while decreased MDA content，H2O2content，and electrolyte leakage by39.00%，31.18%，and 45.56%，respectively.By contrast，the positive effects were not evident，or even more severe in the PEG＋200 mg·L－1ALA treatment.

Gardenia jasminoides；PEG stress；5-aminolevulinic acid；photosynthesis；antioxidant property

S718.43

A

1000-7601（2016）06-0235-08

10.7606／j.issn.1000-7601.2016.06.36

2015-11-24

安徽省高校質(zhì)量工程項(xiàng)目（2013zy049，2014jyxm231，2015jyxm729，2015jyxm221）；安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目（2015KJ004）；安徽省高校省級(jí)人文社科研究項(xiàng)目（SK2016A070，SK2015A723）；國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201610371024）；阜陽(yáng)師范學(xué)院質(zhì)量工程項(xiàng)目（2014SJJD01）；阜陽(yáng)師范學(xué)院自然科學(xué)研究項(xiàng)目（2016FSKJ10，2015FSKJ01ZD）

偶春（1983—），男，安徽合肥人，碩士，副教授，從事景觀規(guī)劃與園林植物應(yīng)用研究。E-mail：ouchun 2007＠163.com。

姚俠妹（1981—），女，安徽蚌埠人，講師，博士在讀，主要從事樹(shù)木地理與應(yīng)用研究。E-mail：yaoxiamei＠126.com。