摘 要：通过对植物在渗透胁迫下脯氨酸的大量积累情况的阐述,就脯氨酸在植物体中的合成与降解,脯氨酸积累的生物学意义以及与植物抗渗透胁迫的关系等进行综述。
关键词：渗透胁迫；植物；脯氨酸；积累
植物常受到逆境条件的危害,其中由干旱和盐渍引起的渗透胁迫对植物的生长和产量影响最大。但植物通过长期的进化已形成了许多机制抵抗外界的逆境条件。在渗透胁迫下,植物可通过积累一定量的溶质降低水势,维持植物体内的水分平衡,保证植物的正常生长。这类物质包括一系列的含氮化合物(如脯氨酸、多胺等),分布最广的是脯氨酸(ｐｒｏｌｉｎｅ,Ｐｒｏ)。脯氨酸主要以游离状态广泛存在于植物中,它是水溶性最大的氨基酸,具有较强的水合能力。在植物细胞生理干旱时,它的增加有助于细胞或组织持水,因此脯氨酸与植物抗渗透胁迫的关系越来越受到人们的重视。1 渗透胁迫下植物脯氨酸的积累及其差异一般来讲,植物中游离脯氨酸含量(干重)甚微(0 2～0 69ｍｇ/ｇ),约占游离氨基酸总量的百分之几,但受到干旱、盐渍等渗透胁迫时,脯氨酸会大量积累,其含量甚至高达百倍以上。Ｋｅｍｂｌｅ等(1954)首先在受旱的多年生黑麦草叶片中发现脯氨酸含量增加的现象,随后在许多作物中也陆续观察到类似情况。如正常情况下高粱幼苗中的游离Ｐｒｏ含量(干重)一般为100μｇ/ｇ,但当培养液渗透势低于-50ｋＰａ后,Ｐｒｏ含量急剧上升时可高达16 2ｍｇ/ｇ,占游离氨基酸总量的46 9%。大麦逆境下24～48ｈ内Ｐｒｏ迅速积累,复水后3～4ｈ含量下降,48ｈ内可恢复到正常水平。斯钦巴特尔等[1]报道,用ＰＥＧ-6000高渗溶液模拟干旱胁迫,在相同时间内干旱胁迫强度越大,胡麻累积游离Ｐｒｏ量越多;在胁迫强度相同条件下的一定范围内,随着处理时间的延长累积游离Ｐｒｏ量越来越多;最多累积量为对照的11 5倍。这一结果与前人在小麦、水稻、高粱等作物上所得结果一致。此外,侯建华[2]报道,抗旱性玉米品种游离Ｐｒｏ积累量明显大于不抗旱品种。干旱逆境下,植物体内Ｐｒｏ的积累决定于干旱程度、持续期、植物种类和叶片中Ｐｒｏ向其他组织运输所需的时间。所有的植物在盐渍条件下也会发生游离Ｐｒｏ的积累。如Ｂｒｏｗｎ等人以杆裂丝藻为材料,发现当培养基盐度从0提高到40%时,Ｐｒｏ以外的其余15种氨基酸总量从95ｍｍｏｌ/Ｌ上升到120ｍｍｏｌ/Ｌ,而Ｐｒｏ则由2ｍｍｏｌ/Ｌ增加到278ｍｍｏｌ/Ｌ。Ｃａｒａｌｉｅｒｉ和Ｈｕａｎｇ(1979)研究了38种主要沼泽地盐生植物积累Ｐｒｏ的情况,发现当盐浓度超过一定阈值时,其 第一作者简介:彭志红(1973～),女,1996年7月毕业于长沙水力电力师范学院生物教育专业,1999年9月在湖南农业大学攻读植物学硕士学位……
