劉樂承，高候磊

(長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025)

“靚鼠”植物生理障礙修復劑對干旱脅迫菜瓜苗抗氧化酶活性的影響

劉樂承，高候磊

(長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025)

溫室穴盤栽培的菜瓜(CucumismeloL.var.flexuosusNaud.)幼苗經(jīng)0、2、4、6d干旱脅迫后，噴施稀釋250、500、750、1000倍的“靚鼠”植物生理障礙修復劑，以噴清水作對照，處理24h后測定葉片的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶的活性。結果顯示，“靚鼠”植物生理障礙修復劑處理能使菜瓜幼苗的SOD活性和POD活性上升，但使其CAT活性降低。由此并結合形態(tài)表現(xiàn)表明，“靚鼠”生理修復劑處理能提高菜瓜苗的抗旱性。

菜瓜(CucumismeloL.var.flexuosusNaud.)；幼苗；干旱脅迫；抗氧化酶；活性

菜瓜(CucumismeloL.var.flexuosusNaud.)別名蛇甜瓜，是葫蘆科甜瓜屬甜瓜種中適合于醬漬的變種，分布中近東、南亞及中國，我國各地多有栽培。菜瓜腌制品質(zhì)地脆嫩、風味獨特[1]，但是由于生食口感差，從20世紀80年代開始，菜瓜逐漸被甜瓜、西瓜淘汰。近年來，隨著人們消費習慣的改變，菜瓜越來越受人們歡迎。但是，菜瓜的研究還不夠系統(tǒng)深入。

當今全球有1/3以上的土地處于干旱和半干旱狀態(tài)，其他地區(qū)在作物生長季節(jié)也常發(fā)生不同程度的干旱[2]。干旱脅迫對作物生產(chǎn)的影響十分普遍，因而植物干旱脅迫的研究對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義?！办n鼠”植物生理障礙修復劑是以天然可再生的植物性原料經(jīng)生物降解而成，具有優(yōu)良的表面活性，適用于對遭受凍害、淹水、干旱等不良環(huán)境因素脅迫植物的修復。本研究以菜瓜苗為材料，干旱脅迫后采用“靚鼠”植物生理障礙修復劑處理，測定超氧化物歧化酶(SOD)、超氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶的活性，以測試“靚鼠”生理修復劑的效果，也為今后進一步發(fā)掘利用菜瓜資源做一點基礎性工作。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用菜瓜為湖北荊州地方品種；試驗用“靚鼠”植物生理障礙修復劑由廣東曼德隆園藝有限公司提供；試驗用32穴穴盤長5.5cm、寬5.5cm、高11cm，試驗用基質(zhì)中泥炭∶蛭石∶珍珠巖(體積比)=5∶2.5∶2.5。

1.2 方法

試驗于2011年5月中旬在長江大學園藝園林學院教學實習基地的溫室中進行。對穴盤栽培的菜瓜幼苗經(jīng)干旱脅迫0(無脅迫)、2、4、6d后，分別噴施稀釋250、500、750、1000倍的“靚鼠”生理修復劑，以清水處理作對照，共20個處理，單穴為1小區(qū)，每穴3株菜瓜實生苗，每個處理重復3次，共60盆，隨機排列。修復處理24h后，采集各個處理葉片用于測定。CAT采用紫外吸收法測定[3]，SOD采用氮藍四唑(NBT)法測定[4]，POD用愈創(chuàng)木酚比色法[5]。采用DPS V7.05進行方差分析，采用Duncan’s法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 “靚鼠”生理障礙修復劑處理對干旱脅迫菜瓜苗SOD活性的影響

由表1可以看出，無干旱脅迫時，所有“靚鼠”生理障礙修復劑處理的SOD活性顯著高于CK(清水)，但表現(xiàn)出處理濃度越低SOD活性越高的趨勢。干旱脅迫2d后，僅稀釋1000倍修復劑處理的SOD活性顯著高于CK，其他處理間差異不顯著；干旱脅迫4d后，僅稀釋500倍處理的SOD活性顯著高于CK，其他處理間差異不顯著；干旱脅迫6d后，除稀釋1000倍處理的SOD活性與CK差異不顯著外，其他處理均顯著高于CK。結果表明，使用“靚鼠”生理修復劑可以使菜瓜苗葉片中SOD的活性增加，但無干旱脅迫或脅迫時間短(2d)時表現(xiàn)出使用濃度越高SOD活性越低的趨勢，而在受到干旱脅迫時間長(4～6d)則表現(xiàn)出修復劑使用濃度越高SOD活性越高的趨勢。

表1 干旱脅迫菜瓜苗“靚鼠”處理后的SOD活性比較 U·g-1

注：同列不同小寫字母表示差異顯著，大寫字母表示差異極顯著，表2～4同。

2.2 “靚鼠”生理障礙修復劑處理對干旱脅迫菜瓜苗POD活性的影響

由表2可知，無干旱脅迫時，使用“靚鼠”生理障礙修復劑后，除稀釋500倍處理的POD活性與CK差異不顯著外，其他處理均顯著高于CK，而且表現(xiàn)出處理濃度越低POD活性越高的趨勢。干旱脅迫2d后，除稀750倍修復劑處理的POD活性與CK差異不顯著外，其他處理均顯著高于CK；干旱脅迫4d后，所有處理的POD活性均顯著高于CK；干旱脅迫6d后，除稀釋250倍處理的POD活性顯著低于CK外，其他處理均顯著高于CK，而且表現(xiàn)出處理濃度越高POD活性越低的趨勢。結果表明，使用“靚鼠”生理障礙修復劑可以使菜瓜苗葉片中POD活性增加，無干旱脅迫時表現(xiàn)出處理濃度越高酶活性越低的趨勢，且在受到干旱脅迫時也表現(xiàn)出脅迫時間越長修復劑使用濃度越高酶活性越低的趨勢。

表2 干旱脅迫菜瓜苗“靚鼠”處理后的POD活性比較 △D470·g-1·min-1

2.3 “靚鼠”生理障礙修復劑處理對干旱脅迫菜瓜苗CAT活性的影響

由表3可以看出，無干旱脅迫時，所有“靚鼠”生理障礙修復劑處理的CAT活性顯著低于CK的，而且處理濃度越低CAT活性越低。干旱脅迫2d后，除稀釋750倍修復劑處理的CAT活性與CK差異不顯著外，其他處理顯著高于CK；干旱脅迫4d后，除稀釋500倍處理的CAT活性顯著高于CK外，其他處理顯著低于CK；干旱脅迫6d后，除稀釋1000倍處理的CAT活性顯著高于CK外，其他處理顯著低于CK。結果表明，無干旱脅迫時“靚鼠”生理修復劑處理不僅不能使CAT的活性增加反而使其降低，但表現(xiàn)出處理濃度越高CAT活性越高的趨勢，而受到干旱脅迫時修復劑多數(shù)處理也降低CAT活性。

表3 旱脅迫下不同藥劑濃度處理菜瓜苗CAT活性的影響 U·g-1·min-1

3 討論

SOD、POD和CAT等是植物適應多種逆境脅迫的重要酶類，被稱為植物保護酶系統(tǒng)[6]。植物在水分脅迫時保護酶系統(tǒng)可以有效地防御和清除自由基，以維持植物體內(nèi)活性氧離子代謝的動態(tài)平衡，保護細胞免遭氧化傷害；酶活性越高，植物的抗逆性越強[7]。本研究中，“靚鼠”生理障礙修復劑能使干旱脅迫菜瓜苗葉片中SOD和POD的活性增加，可能是因為“靚鼠”生理障礙修復劑有助于SOD和POD的活性增加或發(fā)揮作用，因此可能有利于菜瓜苗抗旱性的增強。本研究還發(fā)現(xiàn)，無干旱脅迫時“靚鼠”生理修復劑處理不僅不能使CAT的活性增加反而使其降低，而且受到干旱脅迫時修復劑多數(shù)處理也降低CAT活性，可能由于“靚鼠”生理障礙修復劑抑制CAT發(fā)揮作用或維持活性。盡管“靚鼠”生理修復劑處理不僅不能使受干旱脅迫的菜瓜苗葉片中CAT的活性增加反而使其降低，但能使受干旱脅迫的菜瓜苗葉片中SOD和POD的活性增加，結合形態(tài)表現(xiàn)來看，“靚鼠”生理修復劑處理能提高受干旱脅迫菜瓜苗的抗旱性，因而可以通過進一步試驗后應用于農(nóng)業(yè)實踐。然而研究發(fā)現(xiàn)，雖然“靚鼠”生理障礙修復劑能使SOD和POD的活性增加，但無干旱脅迫時表現(xiàn)出修復劑使用濃度越高2種酶活性越低的趨勢，而隨著脅迫時間的延長，SOD活性表現(xiàn)出修復劑使用濃度越高酶活性越高的趨勢，POD活性則表現(xiàn)為修復劑使用濃度越低酶活性越高，其機制有待于進一步研究明確；同樣，“靚鼠”生理修復劑對CAT活性的影響機制以及對MDA的影響也有待于進一步研究。

[1]馬君嶺，李學玲，王春明．菜瓜定植后的田間管理[J]．種子科技，2010，(10)：39-40．

[2]陳珂，焦娟玉，尹春英．植物對水分脅迫的形態(tài)及生理響應[J]．湖北農(nóng)業(yè)科學，2009，48(4)，992-995．

[3]Cakmak I,Marschner H.Magnesium deficiency and high light intensity enhance activities of superoxide dismutase,ascorbate peroxidase,and glutathione reductase in bean leaves [J].Plant Physiology,1992,98: 1222-1227.

[4]Giannopolitis C N,Ries S K.Superoxide dismutases: I.Occurrence in higher plants [J].Plant Physiology,1977,59:309-314.

[5]蔣德安．植物生理學實驗指導[M]．成都：成都科技大學出版社，1999．

[6]Fridovich I.The biology of oxygen radical [J].Science.1978,201: 875-880.

[7]Bowler C,VAN M,Inzc D.Superoxide dismut ase and stress t olerance [J].Annu Rev Plant mol Bio1,1992,43: 83-116.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.07.004

Q946.5；Q945.78

A

1673-1409(2012)07-S013-03

2012-05-11

湖北省移民局資助項目(鄂移財峽[2209]117號)。

劉樂承(1964-)，男，湖北洪湖人，博士，教授，研究方向園藝植物遺傳育種。