王鑫+孔祥生
摘要:以流蘇樹(shù)愈傷組織為材料,測(cè)定其在不同濃度(0、50、100、150、200mmol/L)NaCl脅迫下的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量和過(guò)氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。結(jié)果顯示:可溶性糖和脯氨酸含量先下降后上升,其中50mmol/LNaCl處理組的流蘇樹(shù)愈傷組織中的可溶性糖和脯氨酸含量均低于對(duì)照組;可溶性蛋白含量整體上先升高再下降;MDA含量初期迅速升高,中后期緩慢下降,對(duì)照組持續(xù)下降;SOD活性表現(xiàn)為迅速增強(qiáng)后稍有減弱;POD活性初期明顯減弱,中后期明顯增強(qiáng),對(duì)照組變化較處理組不明顯。
關(guān)鍵詞:流蘇樹(shù);愈傷組織;鹽脅迫;生理生化特征
中圖分類號(hào):Q945.78文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1002-1302(2014)11-0054-04
流蘇樹(shù)(Chionanthusretusus)別稱蘿卜絲花、茶葉樹(shù)、四月雪等,是木犀科流蘇樹(shù)屬落葉喬木,為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物,主要分布于我國(guó)甘肅、陜西、山西、河北、河南以南至云南、四川、廣東、福建、臺(tái)灣等地。流蘇樹(shù)的嫩葉及花可代茶,并具有一定藥用價(jià)值;材質(zhì)較好,可制器具和供細(xì)木工用;枝葉繁茂,花大而美麗,是優(yōu)良造林和觀賞樹(shù)種;果實(shí)含油率高,是一種重要能源植物[1]。但是目前關(guān)于流蘇樹(shù)的研究很少,關(guān)于組織培養(yǎng)的抗性研究還從未報(bào)道。流蘇樹(shù)用途廣泛但卻未被開(kāi)發(fā)利用,與其傳統(tǒng)的繁殖方式不無(wú)關(guān)系。迄今為止,還沒(méi)有關(guān)于流蘇樹(shù)快速繁殖的研究,而且流蘇樹(shù)大部分分布于我國(guó)鹽堿地帶,所以選育耐鹽品種對(duì)其廣泛栽培和充分研究利用很有必要。植株和愈傷組織的耐鹽性相似,植株的耐鹽性可以在組織水平上表達(dá),應(yīng)用愈傷組織篩選耐鹽性是可行的[2]。滲透脅迫是指環(huán)境的低水勢(shì)對(duì)植物體產(chǎn)生的水分脅迫,包括干旱、鹽漬脅迫,可見(jiàn)鹽脅迫屬于滲透脅迫的一種。在滲透脅迫下,植物細(xì)胞失水,膨壓減小,生理活性減弱,嚴(yán)重時(shí)細(xì)胞完全喪失膨壓,最后導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在一定范圍內(nèi),某些植物細(xì)胞可通過(guò)自身滲透調(diào)節(jié)作用抵御外界滲透脅迫。滲透調(diào)節(jié)是植物適應(yīng)滲透脅迫的生理生化機(jī)制,它通過(guò)主動(dòng)增加細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)的作用降低滲透勢(shì)來(lái)促進(jìn)細(xì)胞吸水,從而維持細(xì)胞膨壓。滲透調(diào)節(jié)是在細(xì)胞水平上進(jìn)行的,即由細(xì)胞通過(guò)合成和吸收積累對(duì)細(xì)胞無(wú)害的溶質(zhì)來(lái)完成。參與細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)的物質(zhì)主要有2類:一類是由外界引入細(xì)胞中的無(wú)機(jī)離子,一類是在細(xì)胞內(nèi)合成的有機(jī)溶質(zhì),主要是可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、甜菜堿等[3-4]。鹽脅迫破壞植物體內(nèi)的氧化還原平衡,從而導(dǎo)致活性氧積累[5]、膜脂過(guò)氧化水平增高、丙二醛(MDA)含量增加[6]。MDA是膜質(zhì)過(guò)氧化的最終產(chǎn)物,它能與膜上的蛋白質(zhì)、酶等結(jié)合,引起蛋白質(zhì)分子內(nèi)和分子間的交聯(lián),使之失活,加劇膜質(zhì)過(guò)氧化作用,其積累是毒害作用的表現(xiàn),人們常以其作為判斷膜質(zhì)過(guò)氧化作用的一個(gè)指標(biāo)[7-8]。在NaCl脅迫下,細(xì)胞內(nèi)自由基代謝平衡失調(diào)而產(chǎn)生過(guò)剩的活性氧,會(huì)引起或加劇膜脂質(zhì)過(guò)氧化,造成細(xì)胞膜系統(tǒng)損傷,膜透性增強(qiáng)[9]??寡趸{迫是植物耐鹽的一種方式,保護(hù)酶系統(tǒng)[過(guò)氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)]是防御活性氧及其他自由基對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)傷害的重要酶[10]。本研究探討不同濃度(0、50、100、150、200mmol/L)NaCl脅迫下流蘇樹(shù)愈傷組織中可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸、MDA含量和POD、SOD活性的變化,分析流蘇樹(shù)在鹽脅迫下的生理生化特點(diǎn),旨在為關(guān)于流蘇樹(shù)的其他研究奠定一定基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1材料和鹽脅迫處理
1.1.1無(wú)菌體系的建立
把采于河南省欒川縣獅子廟鄉(xiāng)的流蘇樹(shù)種子帶回實(shí)驗(yàn)室,去除果皮和種皮,取出胚放于超凈工作臺(tái)上,用75%乙醇表面處理30s,無(wú)菌水沖洗3次,0.1%氯化汞溶液處理2min后取出,無(wú)菌水振蕩沖洗5次,無(wú)菌濾紙吸干表面水分,接種于添加了0.05mg/LNAA、1.0mg/LGA3、2.0mg/L6-BA、蔗糖30g/L、瓊脂6g/L的WPM培養(yǎng)基(pH值5.8)上暗培養(yǎng)4d,然后轉(zhuǎn)至光培養(yǎng),培養(yǎng)溫度為(25±2)℃,光照時(shí)間12h/d,光照強(qiáng)度1500~2000lx,獲得無(wú)菌苗。
1.1.2愈傷組織的獲得
將萌發(fā)的無(wú)菌苗在超凈工作臺(tái)內(nèi)取出,將萌發(fā)變綠的子葉取下,切成0.5cm左右的塊狀,接種于添加了0.5mg/LNAA、0.5mg/L2,4-D、0.5mg/L6-BA、蔗糖30g/L、瓊脂6g/L的WPM培養(yǎng)基(pH值5.8)上光照培養(yǎng),培養(yǎng)溫度(25±2)℃,光照時(shí)間12h/d,光照強(qiáng)度1500~2000lx,培養(yǎng)20d后生成較好的愈傷組織。
1.1.3鹽脅迫處理
以WPM+0.5mg/LNAA+0.5mg/L2,4-D+0.5mg/L6-BA+30g/L蔗糖+6g/L瓊脂為基本培養(yǎng)基,分別添加NaCl溶液,使其在培養(yǎng)基中的濃度分別達(dá)到50、100、150、200mmol/L,并以不添加NaCl溶液為對(duì)照(CK),把生長(zhǎng)狀態(tài)一致的愈傷組織分別接種于對(duì)照和含有不同濃度NaCl的培養(yǎng)基上培養(yǎng),在培養(yǎng)0、3、6、9、12、15d時(shí)測(cè)定各生理指標(biāo)。
1.2測(cè)定項(xiàng)目及方法
采用蒽酮法測(cè)定[11]可溶性糖含量;采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[11]測(cè)定可溶性蛋白含量;采用磺基水楊酸提取法[11]測(cè)定游離脯氨酸含量;采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法[11]測(cè)定MDA含量;采用愈創(chuàng)木酚法[11]測(cè)定POD活性;采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法[11]測(cè)定SOD活性。
2結(jié)果與分析
2.1不同濃度鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織形態(tài)的影響
由表1、圖1可知,50mmol/LNaCl濃度對(duì)愈傷組織的生長(zhǎng)影響很小,培養(yǎng)前9d,愈傷組織生長(zhǎng)稍慢于對(duì)照,12d后,愈傷組織生長(zhǎng)狀態(tài)與對(duì)照相同;100~200mmol/LNaCl的處理會(huì)阻礙愈傷組織的生長(zhǎng),鹽濃度越高和培養(yǎng)時(shí)間越長(zhǎng),愈傷組織的生長(zhǎng)狀態(tài)越差,培養(yǎng)15d時(shí),100mmol/LNaCl處理的愈傷組織生長(zhǎng)緩慢,有部分發(fā)生褐化;150mmol/LNaCl處理的愈傷組織生長(zhǎng)大部分發(fā)生褐化;200mmol/LNaCl會(huì)造成愈傷組織的嚴(yán)重褐化、死亡。
2.2不同濃度鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響
2.2.1不同濃度鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織可溶性糖含量的影響
從圖2可以看出,隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),愈傷組織中可溶性糖含量整體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。對(duì)照愈傷組織可溶性糖含量在脅迫后6d最低,為5.59mg/g;之后開(kāi)始上升,脅迫后15d最高,為38.47mg/g。200mmol/LNaCl處理的可溶性糖在脅迫后3d最低,為6.70mg/g,僅為對(duì)照的57.01%;之后開(kāi)始上升,到脅迫后15d最高,比對(duì)照高45.85%。50mmol/LNaCl處理在前6d均高于對(duì)照,脅迫后6d比對(duì)照高89.42%;脅迫后9~15d一直低于對(duì)照,脅迫后15d為對(duì)照的79.59%。2.2.2不同濃度鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織游離脯氨酸含量的影響
圖3顯示,脅迫后3、6、9d,CK愈傷組織的游離脯氨酸含量顯著高于接種當(dāng)天,脅迫后12~15d游離脯氨酸顯著低于接種當(dāng)天;50mmol/LNaCl處理的游離脯氨酸含量在培養(yǎng)期間均低于對(duì)照,脅迫后15d僅為對(duì)照的71.82%;在脅迫前期,100~200mmol/LNaCl處理組脯氨酸含量均低于對(duì)照,在脅迫后期高于對(duì)照,并且隨著NaCl濃度的提高,高于對(duì)照的時(shí)間提前(100、150、200mmol/LNaCl處理分別在脅迫后15、12、9d時(shí)高于對(duì)照),脅迫后15d,100、150、200mmol/LNaCl處理的游離脯氨酸含量分別比對(duì)照高62.56%、139.17%、177.22%。
2.2.3不同濃度鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織可溶性蛋白含量的影響
從圖4可以看出,整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,所有處理可溶性蛋白含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。對(duì)照在脅迫后3d達(dá)到最高,比接種當(dāng)天高18.89%;之后開(kāi)始下降,到脅迫后15d達(dá)到最低,為接種當(dāng)天的78.61%。50mmol/LNaCl處理的可溶性蛋白含量在脅迫前9d持續(xù)升高,在脅迫后9d達(dá)到最大,比對(duì)照高16.03%;之后開(kāi)始下降,脅迫后15d比對(duì)照高9.85%。100~200mmol/LNaCl處理可溶性蛋白含量均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì),且脅迫前6d均高于對(duì)照,150、200mmol/LNaCl處理在脅迫后9d低于對(duì)照,100mmol/LNaCl處理在脅迫后12d低于對(duì)照,脅迫后15d分別為對(duì)照的91.19%、66.22%、56.09%。
2.3不同濃度鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織MDA含量的影響
圖5顯示,脅迫后3d,CK的MDA含量稍微有所上升,比接種當(dāng)天高5.18%,之后開(kāi)始下降,脅迫后15d降到最低,僅為接種當(dāng)天的66.38%;50~200mmol/LNaCl處理的MDA含量均在脅迫后3d升至最高,分別比對(duì)照高30.45%、103.49%、158.11%、194.32%,之后開(kāi)始下降,脅迫后15d降到最低,但依然高于對(duì)照,分別比對(duì)照高13.68%、50.66%、228.13%、276.89%。
2.4不同濃度鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織保護(hù)酶活性的影響
2.4.1不同濃度鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織SOD活性的影響
從圖6可以看出,對(duì)照組愈傷組織中SOD活性在脅迫前9d持續(xù)上升,脅迫后9d達(dá)到最高,比接種當(dāng)天高128.48%,之后稍有下降,脅迫后15d比對(duì)照高78.80%;50mmol/LNaCl處理組脅迫后6d升至最高,比對(duì)照高76.81%,之后開(kāi)始下降,脅迫后15d比對(duì)照高26.56%;100~200mmol/LNaCl處理組均在脅迫后3d升到最高,分別比對(duì)照高191.07%、243.68%、259.39%,脅迫后6、9、12d持續(xù)下降,脅迫后15d稍有上升,這3個(gè)鹽脅迫處理分別比對(duì)照高175.84%、185.42%、205.32%。
2.4.2不同濃度鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織POD活性的影響
圖7顯示,對(duì)照組愈傷組織中POD活性在脅迫前6d有所下降,脅迫后6d降到最低,僅為對(duì)照的85.11%,之后開(kāi)始上升,脅迫后15d比接種當(dāng)天高21.28%。50、100、150、200mmol/LNaCl處理在脅迫后3d均降到最低,分別為對(duì)照的7.75%、9.30%、19.38%、27.13%;之后開(kāi)始上升,脅迫后6d比對(duì)照高;脅迫后15d均升到最高,比對(duì)照高158.95%、209.12%、215.79%、265.50%。
3結(jié)論與討論
3.1鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響
可溶性糖和脯氨酸都是植物重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),參與滲透脅迫下細(xì)胞水勢(shì)的調(diào)節(jié)[13-15],可溶性糖主要包括葡萄糖、海藻糖、蔗糖等。這些可溶性糖類參與滲透調(diào)節(jié),并可能在維持植物蛋白質(zhì)穩(wěn)定方面起重要作用[16]。關(guān)于脯氨酸在抗鹽脅迫中作用的研究近年來(lái)有許多報(bào)道,一般認(rèn)為脯氨酸在植物體內(nèi)是一種重要的滲透調(diào)節(jié)劑,在鹽脅迫下脯氨酸在植物細(xì)胞中大量積累,這對(duì)降低細(xì)胞的水勢(shì)有一定的作用;脯氨酸可以保護(hù)細(xì)胞中的生物大分子的結(jié)構(gòu),使之不被NaCl破壞,并能維持其完整的水合范圍;脯氨酸的高度溶解性以及其對(duì)各種酶活性的不抑制性可以擴(kuò)大細(xì)胞的溶解溶積,從而降低細(xì)胞質(zhì)液中鹽的濃度,減輕鹽的脅迫程度[17]。
在植物細(xì)胞中的可溶性蛋白有相當(dāng)一部分是具有特異性作用的調(diào)節(jié)代謝的酶,還有一些可能起脫水保護(hù)劑的作用,給細(xì)胞內(nèi)的束縛水提供一個(gè)結(jié)合襯質(zhì)以增加束縛水含量,從而使細(xì)胞結(jié)構(gòu)在脫水時(shí)不致遭受更大的破壞[18]。
圖2、圖3顯示,在鹽脅迫初期,流蘇樹(shù)愈傷組織體內(nèi)可溶性糖和游離脯氨酸含量都與本試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)持平甚至有所下降,而可溶性蛋白含量明顯上升,表明在一定程度的滲透脅迫下,細(xì)胞內(nèi)可合成新的蛋白[7],且這些蛋白在抗逆性上起主要作用。到鹽脅迫中后期,可溶性蛋白和游離脯氨酸開(kāi)始大量合成積累,其中可溶性糖含量最先上升,其次是游離脯氨酸含量。這說(shuō)明在鹽脅迫下可溶性糖在滲透調(diào)節(jié)中發(fā)揮了積極的作用[19],降低了細(xì)胞的滲透勢(shì),從而抵御了逆境。游離脯氨酸含量的增加和脅迫時(shí)間有關(guān),說(shuō)明游離脯氨酸作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),在后期開(kāi)始大量合成,補(bǔ)充可溶性糖的作用,協(xié)同抵御逆境。早在1964年Strogonov就提出,NaCl可以影響蛋白質(zhì)合成過(guò)程[7],本試驗(yàn)中可溶性蛋白含量在鹽脅迫中后期下降,可能就是NaCl影響的結(jié)果。
3.2鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織MDA的影響
圖5顯示,重度脅迫(100~200mmol/LNaCl)的處理組MDA含量在鹽脅迫初期就開(kāi)始大量增加,輕度脅迫(50mmol/LNaCl)處理組的變化較小,相應(yīng)的SOD活性(圖6)在脅迫初期也在下降,說(shuō)明在脅迫初期,逆境對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織的生長(zhǎng)有一定影響,由此可初步推測(cè)流蘇樹(shù)愈傷組織對(duì)于鹽脅迫的不良環(huán)境需要一定的適應(yīng)時(shí)間,在脅迫初期還沒(méi)有有效抵御逆境的變化,這與可溶性糖含量變化的推測(cè)結(jié)果符合,在未作出反應(yīng)應(yīng)答前,鹽脅迫對(duì)膜系統(tǒng)的傷害較大,導(dǎo)致丙二醛大量積累。到鹽脅迫中后期,由于SOD和POD活性已經(jīng)增強(qiáng)(圖6、圖7),有效清除了代謝過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧,從而防止了活性氧引起的膜脂過(guò)氧化作用,減少了MDA的產(chǎn)生[3]。
3.3鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織保護(hù)酶活性的影響
SOD是植物處于逆境中最主要的一種抗氧化酶,它能及時(shí)清除自由基和活性氧,提高植物組織的抗氧化能力[10,20-21]。圖6顯示,在脅迫初期,所有處理的SOD活性均有所升高,其中50mmol/LNaCl處理的SOD活性變化趨勢(shì)與對(duì)照相似,均呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱再趨于穩(wěn)定,這與姚琳的基于電阻抗圖譜法檢測(cè)流蘇抗鹽性研究的結(jié)果[10]相似。到鹽脅迫中后期,其他處理的SOD活性變化趨勢(shì)基本是先增強(qiáng)后稍減弱,然后基本恢復(fù)至最高水平,說(shuō)明中鹽和高鹽條件可誘導(dǎo)SOD活性增強(qiáng),這與楊帆等對(duì)SOD活性的研究結(jié)果[22]一致。
POD的主要作用是消除由SOD作用產(chǎn)生的過(guò)量H2O2,使H2O2維持在一個(gè)較低的水平[10]。POD通過(guò)催化其他底物與H2O2反應(yīng)以消耗H2O2[23-24]。在本試驗(yàn)中,各脅迫處理的POD活性在脅迫初期均有所減弱,說(shuō)明在鹽脅迫初期起主要保護(hù)作用的酶不是POD。到了脅迫中后期,POD活性的整體上持續(xù)增強(qiáng),說(shuō)明隨著鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),SOD作用產(chǎn)生的H2O2越來(lái)越多,急需POD來(lái)清除過(guò)多的H2O2,從而與SOD協(xié)同作用,共同抵御活性氧對(duì)膜系統(tǒng)的傷害。
另外,可能由于SOD和POD活性對(duì)鹽脅迫的應(yīng)答機(jī)理不同,導(dǎo)致它們各自的活性變化并不完全一致,并且流蘇體內(nèi)能夠分解H2O2的酶還有CAT(過(guò)氧化氫酶),該酶是否起到了重要作用,還需通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步確定。
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[21]鄭佳秋,顧閩峰,郭軍,等.澇漬脅迫下辣椒的生理特性[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,28(3):617-621.
[22]楊帆,丁菲,杜天真,等.構(gòu)樹(shù)抗氧化酶系統(tǒng)對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)[J].浙江林業(yè)科技,2008,28(1):1-4.
[23]王霞,吳霞,馬亮,等.棉花幼苗受鉛、鎘脅迫的抗氧化酶反應(yīng)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(12):105-107.
[24]王榮華,石雷,湯庚國(guó),等.滲透脅迫對(duì)蒙古冰草幼苗保護(hù)酶系統(tǒng)的影響[J].植物學(xué)通報(bào),2003,20(3):330-335.
3.2鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織MDA的影響
圖5顯示,重度脅迫(100~200mmol/LNaCl)的處理組MDA含量在鹽脅迫初期就開(kāi)始大量增加,輕度脅迫(50mmol/LNaCl)處理組的變化較小,相應(yīng)的SOD活性(圖6)在脅迫初期也在下降,說(shuō)明在脅迫初期,逆境對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織的生長(zhǎng)有一定影響,由此可初步推測(cè)流蘇樹(shù)愈傷組織對(duì)于鹽脅迫的不良環(huán)境需要一定的適應(yīng)時(shí)間,在脅迫初期還沒(méi)有有效抵御逆境的變化,這與可溶性糖含量變化的推測(cè)結(jié)果符合,在未作出反應(yīng)應(yīng)答前,鹽脅迫對(duì)膜系統(tǒng)的傷害較大,導(dǎo)致丙二醛大量積累。到鹽脅迫中后期,由于SOD和POD活性已經(jīng)增強(qiáng)(圖6、圖7),有效清除了代謝過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧,從而防止了活性氧引起的膜脂過(guò)氧化作用,減少了MDA的產(chǎn)生[3]。
3.3鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織保護(hù)酶活性的影響
SOD是植物處于逆境中最主要的一種抗氧化酶,它能及時(shí)清除自由基和活性氧,提高植物組織的抗氧化能力[10,20-21]。圖6顯示,在脅迫初期,所有處理的SOD活性均有所升高,其中50mmol/LNaCl處理的SOD活性變化趨勢(shì)與對(duì)照相似,均呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱再趨于穩(wěn)定,這與姚琳的基于電阻抗圖譜法檢測(cè)流蘇抗鹽性研究的結(jié)果[10]相似。到鹽脅迫中后期,其他處理的SOD活性變化趨勢(shì)基本是先增強(qiáng)后稍減弱,然后基本恢復(fù)至最高水平,說(shuō)明中鹽和高鹽條件可誘導(dǎo)SOD活性增強(qiáng),這與楊帆等對(duì)SOD活性的研究結(jié)果[22]一致。
POD的主要作用是消除由SOD作用產(chǎn)生的過(guò)量H2O2,使H2O2維持在一個(gè)較低的水平[10]。POD通過(guò)催化其他底物與H2O2反應(yīng)以消耗H2O2[23-24]。在本試驗(yàn)中,各脅迫處理的POD活性在脅迫初期均有所減弱,說(shuō)明在鹽脅迫初期起主要保護(hù)作用的酶不是POD。到了脅迫中后期,POD活性的整體上持續(xù)增強(qiáng),說(shuō)明隨著鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),SOD作用產(chǎn)生的H2O2越來(lái)越多,急需POD來(lái)清除過(guò)多的H2O2,從而與SOD協(xié)同作用,共同抵御活性氧對(duì)膜系統(tǒng)的傷害。
另外,可能由于SOD和POD活性對(duì)鹽脅迫的應(yīng)答機(jī)理不同,導(dǎo)致它們各自的活性變化并不完全一致,并且流蘇體內(nèi)能夠分解H2O2的酶還有CAT(過(guò)氧化氫酶),該酶是否起到了重要作用,還需通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步確定。
參考文獻(xiàn):
[1]時(shí)軍霞.不同濃度IBA和NAA處理流蘇樹(shù)莖段對(duì)扦插生根的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(9):55-56.
[2]翟鳳林.植物的耐鹽性及其改良[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1989:217-218.
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[5]HernándezJA,OlmosE,CorpasFJ,etal.Salt-inducedoxidativestressinchloroplastsofpeaplants[J].PlantScience,1995,105(2):151-167.
[6]武維華.植物生理學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2003:430.
[7]王蘭蘭,張立軍,陳貴,等.甘薯愈傷組織對(duì)干旱脅迫和鹽脅迫的生理反應(yīng)對(duì)比[J].生態(tài)學(xué)雜志,2006,25(12):1508-1514.
[8]朱國(guó)麗,王雪華,計(jì)巧靈,等.羅布紅麻胚性愈傷組織誘導(dǎo)及其對(duì)鹽脅迫的生理反應(yīng)[J].生物技術(shù),2008,18(1):59-63.
[9]石慶華,林嘉鵬,姚正培,等.NaCl脅迫對(duì)小麥生理生化特征的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,47(7):1479-1484.
[10]姚琳.基于電阻抗圖譜法檢測(cè)研究流蘇抗鹽性研究[D].保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.
[11]孔祥生,易現(xiàn)峰.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2008:257-261.
[12]劉祖祺,張石城.植物抗性生理學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1994:371-372.
[13]余叔文,湯章城.植物生理與分子生物學(xué)[M].2版.北京:科學(xué)出版社,2001:739.
[14]鈕福祥,華希新,郭小丁,等.甘薯品種抗旱性生理指標(biāo)及其綜合評(píng)價(jià)初探[J].作物學(xué)報(bào),1996,22(4):392-398.
[15]PalegLG,AspinallD.Thephysiologyandbiochemistryofdroughtresistanceinplants[M].Sydney:AcademicPress,1981:145-168.
[16]趙江濤,李曉峰,李航,等.可溶性糖在高等植物代謝調(diào)節(jié)中的生理作用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(24):6423-6425,6427.
[17]趙可夫,王韶唐.作物抗性生理[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1990:296.
[18]張明生,謝波,談鋒,等.甘薯可溶性蛋白、葉綠素及ATP含量變化與品種抗旱性關(guān)系的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,36(1):13-16.
[19]武季玲,??×x,李勝,等.鹽脅迫對(duì)麻黃愈傷組織生理生化指標(biāo)的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,42(2):63-66.
[20]王志穎,劉鵬.檸檬酸抑制劑對(duì)鋁脅迫下油菜抗氧化酶活性的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,29(5):957-966.
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[23]王霞,吳霞,馬亮,等.棉花幼苗受鉛、鎘脅迫的抗氧化酶反應(yīng)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(12):105-107.
[24]王榮華,石雷,湯庚國(guó),等.滲透脅迫對(duì)蒙古冰草幼苗保護(hù)酶系統(tǒng)的影響[J].植物學(xué)通報(bào),2003,20(3):330-335.
3.2鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織MDA的影響
圖5顯示,重度脅迫(100~200mmol/LNaCl)的處理組MDA含量在鹽脅迫初期就開(kāi)始大量增加,輕度脅迫(50mmol/LNaCl)處理組的變化較小,相應(yīng)的SOD活性(圖6)在脅迫初期也在下降,說(shuō)明在脅迫初期,逆境對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織的生長(zhǎng)有一定影響,由此可初步推測(cè)流蘇樹(shù)愈傷組織對(duì)于鹽脅迫的不良環(huán)境需要一定的適應(yīng)時(shí)間,在脅迫初期還沒(méi)有有效抵御逆境的變化,這與可溶性糖含量變化的推測(cè)結(jié)果符合,在未作出反應(yīng)應(yīng)答前,鹽脅迫對(duì)膜系統(tǒng)的傷害較大,導(dǎo)致丙二醛大量積累。到鹽脅迫中后期,由于SOD和POD活性已經(jīng)增強(qiáng)(圖6、圖7),有效清除了代謝過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧,從而防止了活性氧引起的膜脂過(guò)氧化作用,減少了MDA的產(chǎn)生[3]。
3.3鹽脅迫對(duì)流蘇樹(shù)愈傷組織保護(hù)酶活性的影響
SOD是植物處于逆境中最主要的一種抗氧化酶,它能及時(shí)清除自由基和活性氧,提高植物組織的抗氧化能力[10,20-21]。圖6顯示,在脅迫初期,所有處理的SOD活性均有所升高,其中50mmol/LNaCl處理的SOD活性變化趨勢(shì)與對(duì)照相似,均呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱再趨于穩(wěn)定,這與姚琳的基于電阻抗圖譜法檢測(cè)流蘇抗鹽性研究的結(jié)果[10]相似。到鹽脅迫中后期,其他處理的SOD活性變化趨勢(shì)基本是先增強(qiáng)后稍減弱,然后基本恢復(fù)至最高水平,說(shuō)明中鹽和高鹽條件可誘導(dǎo)SOD活性增強(qiáng),這與楊帆等對(duì)SOD活性的研究結(jié)果[22]一致。
POD的主要作用是消除由SOD作用產(chǎn)生的過(guò)量H2O2,使H2O2維持在一個(gè)較低的水平[10]。POD通過(guò)催化其他底物與H2O2反應(yīng)以消耗H2O2[23-24]。在本試驗(yàn)中,各脅迫處理的POD活性在脅迫初期均有所減弱,說(shuō)明在鹽脅迫初期起主要保護(hù)作用的酶不是POD。到了脅迫中后期,POD活性的整體上持續(xù)增強(qiáng),說(shuō)明隨著鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),SOD作用產(chǎn)生的H2O2越來(lái)越多,急需POD來(lái)清除過(guò)多的H2O2,從而與SOD協(xié)同作用,共同抵御活性氧對(duì)膜系統(tǒng)的傷害。
另外,可能由于SOD和POD活性對(duì)鹽脅迫的應(yīng)答機(jī)理不同,導(dǎo)致它們各自的活性變化并不完全一致,并且流蘇體內(nèi)能夠分解H2O2的酶還有CAT(過(guò)氧化氫酶),該酶是否起到了重要作用,還需通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步確定。
參考文獻(xiàn):
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[9]石慶華,林嘉鵬,姚正培,等.NaCl脅迫對(duì)小麥生理生化特征的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,47(7):1479-1484.
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[14]鈕福祥,華希新,郭小丁,等.甘薯品種抗旱性生理指標(biāo)及其綜合評(píng)價(jià)初探[J].作物學(xué)報(bào),1996,22(4):392-398.
[15]PalegLG,AspinallD.Thephysiologyandbiochemistryofdroughtresistanceinplants[M].Sydney:AcademicPress,1981:145-168.
[16]趙江濤,李曉峰,李航,等.可溶性糖在高等植物代謝調(diào)節(jié)中的生理作用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(24):6423-6425,6427.
[17]趙可夫,王韶唐.作物抗性生理[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1990:296.
[18]張明生,謝波,談鋒,等.甘薯可溶性蛋白、葉綠素及ATP含量變化與品種抗旱性關(guān)系的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,36(1):13-16.
[19]武季玲,牛俊義,李勝,等.鹽脅迫對(duì)麻黃愈傷組織生理生化指標(biāo)的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,42(2):63-66.
[20]王志穎,劉鵬.檸檬酸抑制劑對(duì)鋁脅迫下油菜抗氧化酶活性的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,29(5):957-966.
[21]鄭佳秋,顧閩峰,郭軍,等.澇漬脅迫下辣椒的生理特性[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,28(3):617-621.
[22]楊帆,丁菲,杜天真,等.構(gòu)樹(shù)抗氧化酶系統(tǒng)對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)[J].浙江林業(yè)科技,2008,28(1):1-4.
[23]王霞,吳霞,馬亮,等.棉花幼苗受鉛、鎘脅迫的抗氧化酶反應(yīng)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(12):105-107.
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