晏洪鈴　羅琳　李雅貞　羅惠莉　毛石花

摘要：對(duì)Zn脅迫下五節(jié)芒葉部和根部?jī)?nèi)過氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）的含量以及多酚氧化酶（PPO）、超氧化物岐化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）活性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：葉部和根內(nèi)MDA活性伴隨著Zn脅迫強(qiáng)度的增大而升高，膜脂過氧化水平上升。作為植物抗氧化系統(tǒng)中的關(guān)鍵酶，隨著Zn濃度的增加，SOD活性呈現(xiàn)出先上升后下降的兩階段反應(yīng)，從而說(shuō)明了Zn的污染超出了植物所能承受的防護(hù)閾值，使得其防御能力相應(yīng)減弱，甚至死亡。PPO活性的下降說(shuō)明在重金屬的傷害下五節(jié)芒的抗逆性減弱。而POD活性高于對(duì)照說(shuō)明在重金屬脅迫下五節(jié)芒植株體內(nèi)的抗氧化能力增強(qiáng)。由此可見在Zn污染下導(dǎo)致植物被傷害的主要原因是細(xì)胞內(nèi)O2濃度的升高帶來(lái)的膜脂過氧化水平的增強(qiáng)，而植物體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng)SOD、POD和PPO活性的變化則可能是五節(jié)芒抗過氧化的機(jī)理之一。

關(guān)鍵詞：鋅；五節(jié)芒；酶；抗氧化能力

中圖分類號(hào)：S 688；X 173文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-005X（2015）01-0001-05

MDA Accumulation and Antioxidation Capacity of

Miscanthus Floridulus Under Zn Stress

Yan Hongling，Luo Lin*，Li Yazhen，Luo Huili，Mao Shihua

（College of Resources and Environment，Hunan Agricultural University，Changsha 410128）

Abstract：The content of peroxidation product malondialdehyde（MDA）and activity of polyphenol oxidase（PPO），superoxide dismutase（SOD）and peroxidase（POD）in the miscanthus leaves and roots under the Zn stress were studied in the paper.The results showed that under the Zn stress，O2 in leaf and root accumulated，and the activity of MDA increased with the increase of Zn stress and a defensive system was started inside the cell with the rising of membrane lipid peroxidation levels.As the key enzyme in the plant antioxidant system，the activity of SOD showed a two stage reaction which increased at first and then decreased as Zn stress increased，which indicated that the stress exceeded the threshold of the plant and its defense diminished correspondingly and even caused the death of the plant.The decrease of the activity of PPO indicated that miscanthus adverse resistance decreased under the pollution of heavy metal.The research showed that activity of POD was higher than the standard value，which means that the antioxidant capacity of miscanthus enhanced under the heavy metal stress.It is concluded that the main reason why the heavy metals are harmful to plants is that membrane lipid peroxidation enhanced due to the increase of O2concentration in the cell under the heavy metal pollution，while the increase of the activity of protective enzyme system SOD and POD is just one of the miscanthus antiperoxidation mechanisms.

Keywords： zinc（Zn）；miscanthus floridulus；enzyme；antioxidation capacity

引文格式：晏洪鈴，羅琳，李雅貞，等.鋅污染對(duì)五節(jié)芒的膜脂過氧化水平及抗氧化能力的影響[J].森林工程，2015，31（1）：1-5.隨著全球環(huán)境的不斷惡化，重金屬對(duì)土壤和水體的污染問題正得到越來(lái)越多的關(guān)注[1-2]。Cd，Cu，Zn等重金屬對(duì)土壤的污染嚴(yán)重破壞了我國(guó)的生態(tài)環(huán)境，阻礙了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展，同時(shí)還可能被作物吸收，通過食物鏈危及到人類健康[3-4]，因此，研究植株在面對(duì)重金屬污染下的防御機(jī)理，不僅為保持生物多樣性，保護(hù)生物圈提供了重要的理論基礎(chǔ)，也為保持農(nóng)業(yè)安全、優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)提供了科學(xué)的依據(jù)[5]。

Zn是植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，在正常生長(zhǎng)情況下，植物對(duì)Zn 的吸收主要表現(xiàn)在受代謝控制的主動(dòng)吸收過程。目前有關(guān)Zn脅迫對(duì)植物造成影響及危害的研究很多，但大都集中于研究Zn脅迫對(duì)植物新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育的影響，而對(duì)植物耐Zn脅迫的機(jī)理研究很少，且其研究對(duì)象主要是普通植物。本文中所研究是植物是五節(jié)芒，它是禾本科芒屬多年生草本植物，根系發(fā)達(dá)，因其侵襲，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，且具有很好的生長(zhǎng)繁殖及生態(tài)適應(yīng)能力，因此常常成為林緣、灘涂、丘陵和山地等草本群落的優(yōu)勢(shì)群體，對(duì)防止表土流失、山體滑坡、截流雨水及涵養(yǎng)水源等方面具有重要的作用，因此在生態(tài)水土保持方面具有重要意義[6]，而且對(duì)礦區(qū)環(huán)境具有很強(qiáng)的耐性，能在金屬礦區(qū)廢棄地形成優(yōu)勢(shì)種群[7-8]。研究表明，在重金屬礦業(yè)廢棄地，五節(jié)芒在對(duì)恢復(fù)生態(tài)實(shí)踐中具有較大的應(yīng)用潛力，它不僅能促進(jìn)尾礦砂重金屬朝著螯合態(tài)和沉淀態(tài)方面進(jìn)行轉(zhuǎn)化，還能對(duì)改善尾礦砂微生物群落的功能發(fā)揮作用。雖然五節(jié)芒不屬于重金屬超富集類植物，但是對(duì)污染土壤中的鋅具有較強(qiáng)的吸附能力，這一現(xiàn)象說(shuō)明五節(jié)芒對(duì)降低污染土壤中重金屬鋅的含量以及改善土壤環(huán)境具有很大的價(jià)值。本文主要對(duì)五節(jié)芒抗重金屬污染機(jī)理尤其是重金屬污染后五節(jié)芒體內(nèi)膜脂過氧化水平以及保護(hù)酶活性的變化特性進(jìn)行了研究和分析。

第1期晏洪鈴等：鋅污染對(duì)五節(jié)芒的膜脂過氧化水平及抗氧化能力的影響

森林工程第31卷

1材料及方法

1.1植物材料

供試植物為五節(jié)芒，禾本科碳四芒植物，生物量大，分布地域廣，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)；盆栽實(shí)驗(yàn)五節(jié)芒來(lái)自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院芒屬植物資源庫(kù)；品種為芒狄屬雜交五節(jié)芒。

1.2土壤培養(yǎng)

本實(shí)驗(yàn)采用在盆栽里模擬添加重金屬來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。重金屬污染的土壤，采自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院農(nóng)田土。各供試土壤的重金屬含量及理化性質(zhì)見表1，土壤中鋅的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.2.1原始土壤

取自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院農(nóng)田土，土壤基本性質(zhì)見表1。

表1供試土壤理化性狀

Tab.1 Physical and chemical properties of tested soil

土壤pH有效磷

/mg·kg-1OM-1）

/g·kg-1全Zn

/mg·kg-1有效Zn

/mg·kg-1模擬土4.8790.611.094206.741.42

1.2.2模擬制備的污染土壤

每千克土添加5 g 尿素溶于水后分別與Zn2+溶液一起噴灑在土壤中拌勻后裝盆。外源 Zn2+添加量為0、300、600、1000、1 500 mg/kg。以不添加Zn2+為對(duì)照。每處理重復(fù)3次。

1.3測(cè)定方法

1.3.1過氧化物酶活性測(cè)定（POD）（愈創(chuàng)木酚法）

采用愈創(chuàng)木酚法[9]：反應(yīng)體系為0.1 mL酶液，2.9 mL 0.05 mol/L磷酸緩沖液，1.0 mL 0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚以及1.0 mL 2%H2O2。將酶液加熱煮5 min作為對(duì)照組。加入酶液后，迅速放入34℃的水浴鍋內(nèi)保溫3 min，然后馬上進(jìn)行稀釋，稀釋比例為1∶2。在470 nm下進(jìn)行比色，記錄間隔為1 min，取每分鐘內(nèi)A470變化0.01為一個(gè)酶活性單位。

1.3.2植物細(xì)胞膜脂過氧化作用的測(cè)定（MDA）

取五節(jié)芒新鮮的根葉樣本，將樣本剪碎，稱取1 g作為試材，加入2 mL 10%的TCA，同時(shí)加入少量石英砂幫助研磨，將材料研磨至勻漿后接著加入8mL TCA進(jìn)一步進(jìn)行研磨。將研磨充分的勻漿放在離心機(jī)里在3000rmp條件下離心10min，取離心后的上清液作為樣本提取液。取4mL樣本提取液，加入4mL 0.6%的TBA（硫代巴比妥酸）混合均勻，然后在100℃的水浴上煮沸15 min，冷卻后再一次離心。分別測(cè)定上清液在450、532、600 nm處的吸光度值。所有指標(biāo)均需平行重復(fù)測(cè)定3次以上。

1.3.3超氧化物歧化酶活性的測(cè)定（SOD）

采用氮藍(lán)四唑（NBT）法[10]：取透明度好、質(zhì)地相同的試管3組，1組用于測(cè)定，2組用于對(duì)照，反應(yīng)體系含750μmol/L氮藍(lán)四唑（NBT）、130mmol/L甲硫氨酸（Met）、20μmol/L核黃素、100μmol/EDTA-Na2、各0.3mL、0.05mol/L的pH 7.8磷酸緩沖液1.5 mL、待測(cè)酶液0.5 mL（對(duì)照管以緩沖液代替酶液）、蒸餾水0.25 mL，共計(jì)3 mL，混合均勻，將1組對(duì)照試管放于暗處，其他各組同時(shí)置于4000Ix日光燈下反應(yīng)30 min。至反應(yīng)結(jié)束時(shí)，以未照光的對(duì)照組作為空白，分別在560 nm下測(cè)定各管的吸光度。取抑制光還原NBT50%為一個(gè)酶活性單位。

1.3.4多酚氧化酶活性的測(cè)定（PPO）

PPO是植物體內(nèi)的一種含酮氧化酶。制備酶液樣品：取五節(jié)芒新鮮根葉樣本各2 g，加入少量石英砂加水研磨成漿，水洗勻漿轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶，定容，搖勻后至于水浴鍋（25℃）中預(yù)熱備用。同時(shí)將試劑抗壞血酸、鄰苯二酚和磷酸緩沖液放入水浴中預(yù)熱。

測(cè)定：選取100 mL的三角瓶，先后吸取預(yù)熱試劑磷酸緩沖液1 mL，抗壞血酸5 mL，鄰苯二酚5 mL，再加入酶液5 mL，計(jì)時(shí)并均勻振蕩2 min，然后再加入偏磷酸5 mL以終止反應(yīng)，并加入0.5%淀粉液1 mL作指示劑，用0.01 mol/L碘酸鉀滴定至淺藍(lán)色不變，同時(shí)做空白對(duì)照。

2結(jié)果與分析

2.1鋅脅迫對(duì)超氧化物歧化酶活性（SOD）的影響

SOD是活性氧清除反應(yīng)過程中第一個(gè)發(fā)揮作用的抗氧化酶，能將O2-快速歧化為H2O2和分子氧；該酶的活性決定了O2-和H2O2的濃度，而兩者均為HaberWeiss反應(yīng)的底物，因此SOD是保護(hù)機(jī)制的中心，其作用是清除氧自由基，防止氧自由基破壞細(xì)胞的組成、結(jié)構(gòu)及功能，保護(hù)細(xì)胞免受損傷。SOD活性與植物抗逆性密切相關(guān)，它是防御活性氧或其他過氧化物自由基對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害。由圖1來(lái)看，在鋅污染的環(huán)境下，五節(jié)芒根部SOD活性整體上高于葉部；同時(shí)五節(jié)芒葉部和根部的SOD均隨著脅迫的增強(qiáng)呈先升高后下降的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)在根部中表現(xiàn)的較為平緩，在葉部中表現(xiàn)的相對(duì)更明顯；而當(dāng)鋅濃度到900mg/kg處理水平時(shí)達(dá)到最高，大于1 500 mg/kg時(shí)，SOD酶活性表現(xiàn)下降趨勢(shì)。

圖1不同濃度重金屬Zn脅迫下五節(jié)芒

SOD酶活性的比較

Fig.1 Effect of Zn concentration stress on SOD enzyme activity

SOD 被證明具有控制膜質(zhì)過氧化水平，保護(hù)膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的作用。SOD能催化超氧化物自由基陰離子（O2-）歧化作用，亦是活性氧清除體系中的關(guān)鍵酶，其主要作用是O2-轉(zhuǎn)化為H2O2 和水，五節(jié)芒在Zn的脅迫下，Zn離子進(jìn)入其細(xì)胞膜，致使脂質(zhì)易發(fā)生氧化作用，產(chǎn)生有害的自由基，而SOD能限制自由基對(duì)細(xì)胞的損害。實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過300mg/kg Zn處理后，五節(jié)芒葉片內(nèi)的SOD活性表現(xiàn)為先上升后下降的兩階段反應(yīng)，這正是植物應(yīng)對(duì)脅迫反應(yīng)的典型特征，也就是說(shuō)，當(dāng)植物遭到脅迫時(shí)，會(huì)采取各種措施以應(yīng)對(duì)環(huán)境的惡化，提高自身抗性以適應(yīng)不良的環(huán)境，但是如果這種脅迫持續(xù)的時(shí)間過長(zhǎng)或脅迫程度過大，超過了植物所能忍耐的極限，它們的防御措施就會(huì)相應(yīng)減弱，甚至死亡。

所以在中低離子濃度以下，Zn離子先對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生了傷害，五節(jié)芒隨之啟動(dòng)防衛(wèi)系統(tǒng)，SOD活性增高，開始清除自由基，保護(hù)細(xì)胞不受傷害。當(dāng)Zn離子濃度高于900 mg/kg 時(shí)，對(duì)細(xì)胞的傷害超過其自我保護(hù)范圍，保護(hù)失敗，SOD活性不再上升，隨著處理濃度的增加反倒呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，說(shuō)明在高濃度下隨培養(yǎng)時(shí)間增加，體內(nèi)重金屬離子累積，對(duì)植物造成傷害不可修復(fù)。

2.2鋅脅迫對(duì)過氧化物酶活性（POD）的影響

POD是一類活性較高的酶，與呼吸作用、光合作用等有密切關(guān)系，它可以反應(yīng)某一時(shí)期植物體內(nèi)代謝的變化。POD是廣泛存在于植物的各器官組織中的氧化還原酶類之一，其與許多生理代謝過程有關(guān)，與細(xì)胞的分化和生長(zhǎng)有著密切的關(guān)系，直接影響到植物的生長(zhǎng)和發(fā)育[11]。POD是植物體內(nèi)消除自由基傷害防護(hù)酶系成員之一，特別是在活性氧代謝過程中發(fā)揮了重要的作用。POD 可使生物活性氧維持在一個(gè)低水平上，防止活性氧的傷害，此酶活性與植物的代謝強(qiáng)度有著密切關(guān)系。許多研究表明，在重金屬脅迫下，植物葉片的POD 活性增強(qiáng)[12]。圖2表明在重金屬Zn的脅迫下，五節(jié)芒根部和葉部的SOD均隨著脅迫的增強(qiáng)呈升高的趨勢(shì)；在受到Zn脅迫后，根部POD活性顯著增加，各處理濃度組的POD活性分別為對(duì)照組的126.4%、207.6%、332.5%、430.5%，在葉部中各處理濃度組POD活性分別為對(duì)照組的114.6%、162.9%、227.0%、309.3%，五節(jié)芒根部的POD活性明顯高于葉部。

SOD 和POD都是細(xì)胞內(nèi)清除活性氧系統(tǒng)中的重要酶。SOD 能將O2-歧化為H2O2，抑制HaberWeiss 反應(yīng)，POD 能將H2O2進(jìn)一步分解成為H2O，從而將有毒的超氧陰離子轉(zhuǎn)變成為無(wú)毒的H2O，使細(xì)胞內(nèi)自由基維持在一個(gè)較低的水平，令其無(wú)法對(duì)細(xì)胞造成毒害。本研究表明，POD活性隨重金屬Zn污染濃度強(qiáng)度的增加而增加，這可能是五節(jié)芒對(duì)重金屬Zn脅迫的應(yīng)激反應(yīng)，是屬于植物的一種自我保護(hù)。在中低離子濃度以下，Zn離子先對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生了傷害，五節(jié)芒隨之啟動(dòng)防衛(wèi)系統(tǒng)，POD 活性增高，開始清除自由基，保護(hù)細(xì)胞不受傷害。

圖2添加重金屬對(duì)五節(jié)芒POD的影響

Fig.2 Effect of Zn addition concentration

on POD of miscanthus floridulus

圖3添加重金屬Zn對(duì)五節(jié)芒MDA的影響

Fig.3 Effect of Zn addition concentration

on MDA of miscanthus floridulus

2.3鋅脅迫對(duì)植物細(xì)胞膜脂過氧化作用（MDA）的

影響MDA膜脂過氧化作用是在植物在逆境遭受傷害時(shí)常常發(fā)生的，其中丙二醛是常用的膜脂過氧化作用的指標(biāo)，這一產(chǎn)物從膜上釋放出來(lái)后，可以與蛋白質(zhì)等大分子結(jié)構(gòu)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，也可使纖維素分子鍵松弛、抑制蛋白的合成等，研究MDA的含量變化可以揭示植物膜脂過氧化水平及污染對(duì)植物細(xì)胞膜的傷害程度。從圖3可知五節(jié)芒葉片的MDA水平明顯的高于根部的MDA水平，且均隨脅迫增強(qiáng)而增加。在受到Zn脅迫后，根部MDA活性變化表現(xiàn)的比較平緩，各處理濃度組的MDA活性分別為對(duì)照組的126.8%、127.6%、124.4%、131.7%，而在葉部中各處理濃度組MDA活性分別為對(duì)照組的212.5%、247.9%、315.1%、417.5%，這說(shuō)明在污染環(huán)境下，五節(jié)芒的葉部細(xì)胞膜都受到的傷害遠(yuǎn)大于根部；在鋅污染的土壤中，發(fā)現(xiàn)葉片中的MDA水平最高可達(dá)4.48 μmol/g，與對(duì)照相比MDA含量高出3.41 μmol/g，可知在Zn濃度為1 500 mg/kg的脅迫下，五節(jié)芒的細(xì)胞膜傷害程度。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在Zn的脅迫下，五節(jié)芒葉部和根部中伴隨著O2-積累，膜透性增大，MDA含量升高，說(shuō)明O2-破壞了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，這揭示了植株細(xì)胞膜系統(tǒng)在Zn脅迫下受到傷害的機(jī)制，證明了在Zn脅迫下，過多的自由基積累而引起的膜脂過氧化反應(yīng)是植物受到傷害的主要原因。

膜質(zhì)過氧化是膜上不飽和脂肪酸中所發(fā)生的一系列活性氧反應(yīng)，其最重要的產(chǎn)物丙二醛（MDA），是一種高活性的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，會(huì)引起核酸、蛋白質(zhì)、糖類和脂類等生命大分子的交聯(lián)聚合，并破壞膜的結(jié)構(gòu)，同時(shí)導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)膜受到損傷，電解質(zhì)嚴(yán)重滲漏。在正常的生長(zhǎng)環(huán)境下，植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與消除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，自由基濃度較低，不會(huì)對(duì)植物造成傷害。但是當(dāng)植物處于衰老或各種逆境脅迫條件下時(shí)，這種動(dòng)態(tài)平衡就會(huì)被打破，活性氧產(chǎn)生并積累.，當(dāng)其濃度超過一定閾值時(shí)，植物細(xì)胞內(nèi)的大分子物質(zhì)會(huì)發(fā)生過氧化反應(yīng)，膜脂中的不飽和脂肪酸受到自由基的攻擊，引起膜脂相分離，膜的完整性受到破壞，從而導(dǎo)致植物生長(zhǎng)異常[13]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在Zn的脅迫下，五節(jié)芒葉部和根部中伴隨著O2-積累，膜透性增大，MDA 含量升高，說(shuō)明O2-破壞了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，這揭示了植株細(xì)胞膜系統(tǒng)在Zn脅迫下受到傷害的機(jī)制，證明了在Zn毒害植物的過程中脅迫下，過多的自由基積累而引起的膜脂過氧化反應(yīng)充當(dāng)了重要的角色是植物受到傷害的主要原因。

2.4鋅脅迫對(duì)多酚氧化酶（PPO）的影響

多酚氧化酶（PPO）是植物體內(nèi)普遍存在的一種含銅的氧化酶，它的活性大小是根據(jù)醌類物質(zhì)的生成速度所氧化的抗壞血酸的數(shù)量推算出來(lái)的，PPO與呼吸作用有密切關(guān)系。由圖4可知，重金屬脅迫對(duì)葉片的傷害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于根部的影響，在Zn污染下，根部和葉部PPO活性均表現(xiàn)出下降，與污染強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)。

圖4重金屬脅迫下對(duì)五節(jié)芒PPO活性的影響

Fig.4 Effect of Zn addition concentration

on PPO of miscanthus floridulus

在以往重金屬對(duì)植物脅迫的研究中，PPO很少被提及，楊居榮等[14]發(fā)現(xiàn)大豆、黃瓜和玉米等作物的PPO 活性會(huì)因受Cd 的脅迫而下降。本研究表明五節(jié)芒植物體內(nèi)PPO活性隨Zn處理濃度的增加也表現(xiàn)下降的趨勢(shì)。在Zn濃度為1 500mg/kg的污染濃度下，葉部和根部PPO活性下降到6.588、4.957μmol/g·min，與對(duì)照相比下降了69.05%、67.92%，可見葉部對(duì)Zn的脅迫更加敏感。由于植物系統(tǒng)獲得抗性的產(chǎn)生與防御相關(guān)酶——PPO有著密切的正相關(guān)關(guān)系，這種酶活性的提高是產(chǎn)生抗性的生理生化基礎(chǔ)。在研究中，葉部和根部的活性隨脅迫的增加而下降，說(shuō)明植物體內(nèi)隨著外界危害不斷增加，自身的抗性在不斷減弱，當(dāng)傷害突破植物承受的極限時(shí)，植物很可能會(huì)因?yàn)閆n離子在體內(nèi)的累計(jì)，以及自由基離子不能及時(shí)清除而導(dǎo)致死亡。

3討論

植物體內(nèi)的活性氧（AOS）對(duì)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能、生物大分子、酶系統(tǒng)、DNA 均有一定的傷害作用[15]。當(dāng)體內(nèi)活性氧清除酶量不足或者活性太低時(shí)，就會(huì)有活性氧積累[16]。逆境誘導(dǎo)也會(huì)引起植物體內(nèi)活性氧增加，產(chǎn)生的氧化脅迫可導(dǎo)致植物的不可逆損傷。然而植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中，形成了一個(gè)完整的防衛(wèi)系統(tǒng)，使植物細(xì)胞體內(nèi)產(chǎn)生活性氧與清除活性氧維持動(dòng)態(tài)平衡[17]，當(dāng)動(dòng)態(tài)平衡被打破時(shí)，植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能就會(huì)受到損傷，甚至造成植物體死亡。

總體而言，當(dāng)Zn污染濃度小于某一臨界（900mg/kg）時(shí)，Zn脅迫強(qiáng)度的增加對(duì)SOD酶活性有一定的促進(jìn)作用，而當(dāng)Zn濃度大于900mg/kg時(shí)，SOD酶活性表現(xiàn)下降趨勢(shì)。達(dá)到極限后活性減弱，SOD限制自由基對(duì)細(xì)胞損害的能力下降。POD活性隨著Zn添加強(qiáng)度的增加而增高，在一定程度上可以緩解植物細(xì)胞內(nèi)膜脂過氧化水平的程度。盡管兩種保護(hù)酶活性在臨界范圍內(nèi)與脅迫強(qiáng)度呈正相關(guān)，但是隨著植物體內(nèi)O2-的積累、MDA 含量也隨脅迫強(qiáng)度的增加而升高，從而導(dǎo)致產(chǎn)生的自由基總產(chǎn)生量扣除清除的自由基總量后凈余量還是在不斷上升，這說(shuō)明SOD 和POD在一定限度內(nèi)對(duì)膜系統(tǒng)可以起到保護(hù)作用，但是當(dāng)保護(hù)酶活性的升高不足以彌補(bǔ)膜脂過氧化作用所帶來(lái)的傷害植物就會(huì)受到損傷?？梢?，在Zn污染下細(xì)胞內(nèi)O2-濃度升高帶來(lái)的膜脂過氧化增強(qiáng)可能是植物受到傷害的主要原因，PPO活性的下降說(shuō)明在Zn的傷害下五節(jié)芒的抗逆性在逐步減弱，而植物體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng)SOD和POD活性的變化則可能是五節(jié)芒抗過氧化的機(jī)理之一。

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