鄧艷　常明山　朱英芝　李德偉　吳耀軍　蔣學(xué)建

摘要：【目的】測(cè)定不同油茶品種健康葉片中的3種保護(hù)酶活性，為油茶抗病性、抗逆性機(jī)理研究提供參考依據(jù)。【方法】采用紫外—可見分光光度計(jì)法，測(cè)定岑軟3號(hào)油茶、博白大果油茶、普通油茶、岑軟2號(hào)油茶、香花油茶和陸川油茶6個(gè)油茶品種葉片的過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性?！窘Y(jié)果】6個(gè)品種油茶葉片的POD活性排序?yàn)槠胀ㄓ筒?（博白大果油茶和岑軟3號(hào)油茶）>（岑軟2號(hào)油茶、香花油茶和陸川油茶），CAT活性排序?yàn)獒?號(hào)油茶>（普通油茶、博白大果油茶和岑軟2號(hào)油茶）>（香花油茶和陸川油茶），SOD活性排序?yàn)殛懘ㄓ筒?岑軟3號(hào)油茶>（博白大果油茶、普通油茶、岑軟2號(hào)油茶和香花油茶）?！窘Y(jié)論】以油茶健康葉片中POD、CAT和SOD活性高低可判斷油茶的抗病性或抗逆性強(qiáng)弱。

關(guān)鍵詞： 油茶；過氧化物酶（POD）；過氧化氫酶酶（CAT）；超氧化物歧化酶（SOD）；活性分析

中圖分類號(hào)： S794.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2016）05-0686-04

Abstract：【Objective】The activities of 3 protective enzymes in healthy leaves of Camellia oleifera were determined， in order to provide references for studying disease-resistant mechanism of C. oleifera. 【Method】With six Camellia oleifera cultivars as tested materials， the enzyme activity of peroxidase（POD）， catalase（CAT） and superoxide dismutase（SOD） were determined using UV-vis spectrophotography. 【Result】Different C. oleifera cultivars were ranked based on their POD activities as follows： common C. oleifera cultivar>（C. gigantocarpa and Cenruan 3）>（Cengruan 2， C. osmantha Ye CX and C. vietnamensis）； different C. oleifera cultivars were ranked based on their CAT activities， as follows： Cenruan 3>（common C. oleifera cultivar， C. gigantocarpa and Cengruan 2）>（C. osmantha Ye CX and C. vietnamensis）； different C. oleifera cultivars were ranked based on their SOD activities， as follows： C. vietnamensis>Cenruan 3>（C. gigantocarpa， C. oleifera， Cengruan 2 and C. osmantha Ye CX）. 【Conclusion】POD activity of C. oleifera and CAT activity of Cenruan 3 are higher， which play important role in resistance to disease. The SOD activity of C. vietnamensis is higher， and improved biotic tolerance of plants.

Key words： Camellia oleifera； peroxidase（POD）； catalase（CAT）； superoxide dismutase（SOD）； activity analysis

0 引言

【研究意義】油茶（Camellia oleifera Abel.）在我國(guó)湖南、廣西及江西均有大面積分布，是我國(guó)南方特有的重要木本油料樹種，其主產(chǎn)品茶油素具有理想的保健、醫(yī)藥及化妝等功效，有“東方橄欖油”的美譽(yù)。油茶根系發(fā)達(dá)，能保持水土，抗污染能力強(qiáng)，但近年來油茶炭疽病的發(fā)生已嚴(yán)重威脅油茶林的健康生長(zhǎng)。病原菌侵染導(dǎo)致植株體內(nèi)活性氧迸發(fā)（夏民旋等，2015），而活性氧的平衡與自由基的清除均需要植物過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）等保護(hù)酶來調(diào)控。因此，分析不同油茶品種葉片的POD、CAT和SOD活性，對(duì)油茶抗感炭疽病鑒定和抗性機(jī)制研究具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】CAT能催化細(xì)胞內(nèi)過氧化氫，與植物的抗逆性和氧化衰老等生理代謝過程有關(guān)（南芝潤(rùn)和范月仙，2008）。SOD是廣泛存在于植物、微生物等生物體內(nèi)的一類金屬酶，能專一清除植物體內(nèi)的超氧陰離子自由基，減輕細(xì)胞膜脂的損傷（董傳媛，2009）。前人對(duì)油茶保護(hù)酶活性的研究多集中于抗感病機(jī)制方面。朱建華和葉國(guó)藩（1990）通過開展油茶POD時(shí)相變化研究，結(jié)果表明，接種48 h前，酶活性與抗病性呈正相關(guān)，接種48 h后，酶活性與感病性呈正相關(guān)，且感病后POD活性均升高。邢會(huì)琴等（2007）研究認(rèn)為，POD具有增強(qiáng)植物抵抗病原菌的能力。束慶龍和張良富（2009）、董傳媛等（2013）測(cè)定分析不同抗感油茶植株酶活性和內(nèi)含物，結(jié)果表明，酶活性與發(fā)病率呈正相關(guān)。楊光道（2011）研究發(fā)現(xiàn)，油茶POD與抗炭疽病的相關(guān)性較弱?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，已有大量研究表明POD、CAT和SOD作為植物細(xì)胞保護(hù)酶相互協(xié)調(diào)可清除植物體內(nèi)過剩的自由基，維持植物體內(nèi)動(dòng)態(tài)平衡，其活性高低與植物防御代謝及抵抗能力均有一定關(guān)聯(lián)（梁艷榮等，2003），但對(duì)健康油茶葉片中該3種酶活性高低的研究鮮見報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】分析6個(gè)油茶品種健康葉片的POD、CAT和SOD活性，旨在為油茶抗病性機(jī)理研究提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)林概況

油茶葉片采樣于廣西林業(yè)科學(xué)研究院南寧市老虎嶺試驗(yàn)林區(qū)，油茶平均高度1.5～1.8 m，生長(zhǎng)健康。樣地位于東經(jīng)108°18′、北緯22°55′，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年均溫度21.6 ℃，相對(duì)濕度79.0%，年均降水量1304.2 mm。林區(qū)主要種植油茶、桉樹、松樹等，林下植被較少。6個(gè)油茶品種均為2011～2012年種植，各品系單獨(dú)、行狀種植。

1. 2 試驗(yàn)材料

供試油茶品種為岑軟3號(hào)油茶、博白大果油茶、普通油茶、岑軟2號(hào)油茶、香花油茶和陸川油茶。

1. 3 試驗(yàn)方法

1. 3. 1 取樣及樣品處理 選擇未受病蟲為害的油茶植株作樣株，6個(gè)品種油茶葉片同時(shí)取樣，自其嫩芽向下50 cm采集新鮮完整、大小基本一致的葉片，將相同品種葉片裝入同一自封袋中并標(biāo)記，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，-20 ℃保存，測(cè)前取出剪碎。

1. 3. 2 樣品測(cè)定 POD活性采用愈創(chuàng)木酚氧化分光光度法進(jìn)行測(cè)定（陳建勛和王曉峰，2006；劉萍和李明軍，2007；張以順等，2009），以每分鐘光密度變化值（△OD470/gFW·min）表示酶活力。CAT活性參照陳建勛和王曉峰（2006）、劉萍和李明軍（2007）、張以順等（2009）的方法進(jìn)行測(cè)定，略有改動(dòng)，以每分鐘光密度變化值（△OD240/gFW·min）表示酶活力。SOD活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）光化還原法進(jìn)行測(cè)定（陳建勛和王曉峰，2006；邵登魁等，2006；劉萍和李明軍，2007；張以順等，2009）。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并以單因素方差分析比較不同油茶品種酶活性差異。

2 結(jié)果與分析

2. 1 6個(gè)油茶品種葉片的POD活性

從圖1可以看出，普通油茶葉片的POD活性最高，為0.023 U/gFW·min，其次為岑軟3號(hào)油茶和博白大果油茶，分別為0.017和0.013 U/gFW·min，二者均顯著小于普通油茶（P<0.05，下同）；岑軟2號(hào)油茶、香花油茶和陸川油茶葉片的POD活性分別為0.008、0.008和0.007 U/gFW·min，三者均顯著小于普通油茶、岑軟3號(hào)油茶和博白大果油茶。由此可見，上述6個(gè)油茶品種催化過氧化物的能力排序?yàn)椋浩胀ㄓ筒?（博白大果油茶、岑軟3號(hào)油茶）>（岑軟2號(hào)油茶、香花油茶和陸川油茶）。由于POD活性越高的品種具有越強(qiáng)的抵抗病原菌能力，因此表明普通油茶、博白大果油茶和岑軟3號(hào)油茶抗病能力較其他油茶品種強(qiáng)。

2. 2 6個(gè)油茶品種葉片的CAT活性

從圖2可以看出，岑軟3號(hào)油茶葉片的CAT活性最高，為0.427 U/gFW·min；博白大果油茶、普通油茶和岑軟2號(hào)油茶的CAT活性分別為0.327、0.292和0.240 U/gFW·min，顯著低于岑軟3號(hào)油茶；香花油茶和陸川油茶葉片的CAT活性最低，分別為0.188和0.187 U/gFW·min，與岑軟3號(hào)油茶、博白大果油茶、普通油茶和岑軟2號(hào)油茶差異顯著。由此可見，6種油茶催化過氧化氫的能力排序?yàn)椋横?號(hào)油茶>（普通油茶、博白大果油茶和岑軟2號(hào)油茶）>（香花油茶和陸川油茶）。由于CAT活性高的品種可更好地避免細(xì)胞受損，因此表明岑軟3號(hào)油茶普通油茶、博白大果油茶和岑軟2號(hào)油茶的抗逆性較其他油茶品種強(qiáng)。

2. 3 6個(gè)油茶品種葉片的SOD活性

從圖3可以看出，陸川油茶葉片的SOD活性最高，為92.57 U/gFW，其次為岑軟3號(hào)油茶，為35.16 U/gFW，二者差異顯著；博白大果油茶、普通油茶、岑軟2號(hào)油茶和香花油茶葉片的SOD活性分別為8.00、21.00、9.33和14.13 U/gFW，均與陸川油茶及岑軟3號(hào)油茶存在顯著差異?？梢?，6種油茶清除自由基的能力排序?yàn)椋宏懘ㄓ筒?岑軟3號(hào)油茶>（博白大果油茶，普通油茶，岑軟2號(hào)油茶、香花油茶）。由于SOD活性高的品種可有效減輕細(xì)胞膜脂損傷，因此說明陸川油茶、岑軟3號(hào)油茶抵抗生物脅迫能力較其他油茶品種強(qiáng)。

3 討論

本研究分別分析了6個(gè)品種油茶葉片中的POD、CAT及SOD活性，并對(duì)比了3種酶活性高低與6個(gè)油茶品種抗病性及抗逆性強(qiáng)弱的關(guān)系。

POD是植物體內(nèi)重要的呼吸酶類，具有催化過氧化物的能力，其活性與酚類物質(zhì)代謝及抗性有關(guān)（朱建華和葉國(guó)藩，1990；郭文碩和黃宗安，2000；邵登魁等，2006；陳慧珍，2013）。朱建華和葉國(guó)藩（1990）研究發(fā)現(xiàn)，油茶POD酶活性與油茶抗、感病有關(guān)聯(lián)性，且存在時(shí)相變化規(guī)律。本研究發(fā)現(xiàn)普通油茶葉片的POD酶活性最高，且與其他供試品種差異顯著，說明普通油茶正常植株具有較強(qiáng)的抗病原菌侵染能力，而其他供試品種的抗病原菌侵染能力相對(duì)較弱。本研究未進(jìn)行酶活性的動(dòng)態(tài)變化測(cè)試，如果后期的研究對(duì)健康 油茶植株進(jìn)行病菌侵染、逆境等生物與非生物脅迫后跟蹤測(cè)試POD活性的時(shí)相變化，將能更準(zhǔn)確判斷不同油茶品種在不同生長(zhǎng)時(shí)期的抗病性和抗逆性強(qiáng)弱。

CAT是POD體系中重要的標(biāo)志性酶，由于本研究?jī)H測(cè)試了健康油茶植株葉片酶活性，尚未進(jìn)行酶活性動(dòng)態(tài)變化測(cè)定，因此，CAT、POD、SOD 3種酶活性間的相關(guān)性無法確定，下一步將重點(diǎn)進(jìn)行油茶品種間酶活性的相關(guān)分析。

SOD作為一種抗氧化酶，能有效清除生物體內(nèi)的自由基，修復(fù)受損細(xì)胞核，起保護(hù)細(xì)胞的作用（邵登魁等，2006；陳慧珍，2013）。本研究中發(fā)現(xiàn)SOD活性最高的為陸川油茶，說明陸川油茶清除自由基的能力較其他品種強(qiáng)，具有較強(qiáng)的修復(fù)細(xì)胞和抵抗逆境脅迫能力。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，以油茶健康葉片中3種酶活性的高低可判斷油茶抗病性或抗逆性的強(qiáng)弱，其中，普通油茶的POD和岑軟3號(hào)油茶CAT活性較高，抗病能力較強(qiáng)；陸川油茶的SOD活性較高，抵抗生物脅迫能力較強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

陳慧珍. 2013. 不同葉色、株型、粒型和抽穗期水稻突變體的生理特性研究[D]. 南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué).

Chen H Z. 2013. Studies on the physiological characteristics in rice mutants of different leaf coloration，plant type，grain shape and heading stage[D]. Nanchang：Jiangxi Agricultural University.

陳建勛，王曉峰. 2006. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社.

Chen J X，Wang X F. 2006. Experiment Instruction of Plant Phy-

siology[M]. Guangzhou： South China University of Technolo-

gy Press.

董傳媛. 2009. 油茶炭疽病的發(fā)生與植株內(nèi)含物和酶活性的關(guān)系研究[D]. 合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué).

Dong C Y. 2009. Relationship between the anthracnose development of oiltea camellia and its inclutions and enzymatic activity[D]. Hefei：Anhui Agricultural University.

董傳媛，曹志華，束慶龍，胡娟娟，劉洪劍. 2013. 油茶炭疽病與果皮中酶活性及糖類含量的關(guān)系[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究，31（4）：165-169.

Dong C Y，Cao Z H，Shu Q L，Hu J J，Liu H J. 2013. Relationship between anthracnose and enzyme activity & sugar content in Camellia oleifera[J]. Nonwood Forest Research，31（4）：165-169.

郭文碩，黃宗安. 2000. 錐栗對(duì)栗疫病抗性與過氧化物酶的關(guān)系[J]. 福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，20（1）：5-8.

Guo W S，Huang Z A. 2000. The relationship between the resistance of chestnut varieties to blight and peroxidase[J]. Journal of Fujian College of Forestry，20（1）：5-8.

梁艷榮，胡曉紅，張潁力，劉湘萍. 2003. 植物過氧化物酶生理功能研究進(jìn)展[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），24（2）：241-247.

Liang Y R，Hu X H，Zhang Y L，Liu X P. 2003. Progress on physiological function research of plant peroxidase[J]. Journal of Inner Mongolia Agricultural University（Natural Scien-

ce Edition），24（2）：241-247.

劉萍，李明軍. 2007. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]. 北京：科學(xué)出版社.

Liu P，Li M J. 2007. Experiment Technology of Plant Physiology[M]. Beijing：Science Press.

南芝潤(rùn)，范月仙. 2008. 植物過氧化氫酶的研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)， 14（5）：27-29.

Nan Z R，F(xiàn)an Y X. 2008. Advance of researches on Catalase in plants[J]. Anhui Agricultural Science Bull，14（5）：27-29.

邵登魁，裴建文，雷建明，龐進(jìn)平，孫萬(wàn)倉(cāng). 2006. 白菜型冬油菜白粉病病程中超氧化物岐化酶和過氧化物酶及多酚氧化酶的變化[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，15（5）：118-122.

Shao D K，Pei J W，Lei J M，Pang J P，Sun W C. 2006. Changes of SOD，POD and PPO of B. campestis L. infected by erysiphe in total growth period[J]. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，15（5）：118-122.

束慶龍，張良富. 2009. 中國(guó)油茶栽培與病蟲害防治[M]. 北京：中國(guó)林業(yè)出版社.

Shu Q L，Zhang L F. 2009. Camellia oleifera Cultivation and Pest Control in China[M]. Beijing：China Forestry Publi-

shing.

夏民旋，王維，袁瑞，鄧粉妮，沈法富. 2015. 超氧化物歧化酶與植物抗逆性[J]. 分子植物育種，13（11）：2633-2646.

Xia M X，Wang W，Yuan R，Deng F N，Shen F F. 2015. Supero-

xide dismutase and its research in plant stress-tolerance[J]. Molecular Plant Breeding，13（11）：2633-2646.

邢會(huì)琴，李敏權(quán)，徐秉良. 2007. 過氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶與苜蓿白粉病抗性的關(guān)系[J]. 草地學(xué)報(bào)，15（4）：376-380.

Xing H Q，Li M Q，Xu B L. 2007. Relationships between leaf POD and PAL and the resistance of Alfalfa cultivars against Powdery mildew[J]. Acta Agrestia Sinica，15（4）：376-380.

楊光道. 2011. 油茶品種對(duì)炭疽病酶活性的生理生化抗性研究[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，17（9）：19-22.

Yang G D. 2011. Resistance mechanism of oil tea tree cultivars to Colletotrichum gloeosporioides[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin，17（9）：19-22.

張以順，黃霞，陳云鳳. 2009. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程[M]. 北京：高等教育出版社.

Zhang Y S，Huang X，Chen Y F. 2009. Experiment Tutorial of Plant Physiology[M]. Beijing：Higher Education Press.

朱建華，葉國(guó)藩. 1990. 油茶物種過氧化物酶與炭疽病抗性[J]. 福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，10（4）：368-375.

Zhu J H，Ye G F. 1990. A study on the peroxidase in camellia species and their resistance to anthracnose causing fungus[J]. Journal of Fujian College of Forestry，10（4）：368-375.

（責(zé)任編輯 思利華）