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甜菜碱(glycinebetaine,简称betaine)是广泛存在于生物体内的一种非常有效的渗透保护物质.在高等植物中,催化甜菜碱合成途径最后一步反应的酶是甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH,E C 1.2.1.8)前人在一年生植物中的大量研究证明,许多一年生植物在环境胁迫下积累的甜菜碱与其耐胁迫性紧密相关.该文首次以多年生木本植物果树为材料,调查了水分胁迫下梨、枣、葡萄3种果树叶片中的甜菜碱积累,并进一步研究了外源甜菜碱对梨树耐旱性的影响,明确了甜菜碱与梨树耐旱性之间的密切关系.在此基础上,研究了脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)对水分胁迫下梨树叶片中甜菜碱积累的影响,以探索诱导水分胁迫下梨树体内甜菜碱生物合成的可能的上游信号分子.测定盆栽梨、枣、葡萄苗叶片中甜菜碱水平的试验结果表明,3种果树具有不同的甜菜碱积累特点.在水分供应充足的条件下,3种果树叶片中均含有甜菜碱,但甜菜碱浓度存在较大的种间差异,其中以枣树最高,梨树次之,葡萄最低,葡萄叶片中的甜菜碱浓度不到枣树叶片中的1/30.当施加水分胁迫时,3种果树对胁迫的响应也有大的差异.枣树和葡萄叶片中的甜菜碱水平对水分胁迫基本没有响应,而梨树成龄叶中的甜菜碱水平在水分胁迫下则显著增加近1倍.分析离体叶在自然失水过程中甜菜碱水平的变化,得到了与盆栽苗基本一致的结果.轻度水分胁迫便可诱导梨树叶片中甜菜碱合成显著增加.但是,随着水分胁迫的加深,甜菜碱积累并不持续增加,而是基本稳定地维持在一个高的水平上.胁迫解除后2周内,甜菜碱含量仍然维持在初始积累的水平上,2周后,开始降低,直到一个月后才降到胁迫前的正常水平.叶面喷施甜菜碱的试验表明,外源甜菜碱可以促进水分胁迫下梨树新梢的生长,减轻水分胁迫下叶片的萎蔫程度,并可促进水分胁迫解除后叶片恢复到正常生理状态.这些结果说明水分胁迫诱导积累的甜菜碱与梨树的耐旱性密切相关.