蔡 燕 吳 順
(中南林業(yè)科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410004)
丹參(Salvia miltiorrhizaBge.),鼠尾草屬,曬干后的根莖作為中藥材,在臨床中有抗炎、抗氧化、抗帕金森、保護(hù)神經(jīng)組織和抗病毒等多種功效[1]。植物的抗氧化酶活力受許多因素的影響,包括植物本身的因素,也有環(huán)境的因素。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)丹參葉片生長(zhǎng)的不同時(shí)期,通過(guò)測(cè)定開(kāi)花前后的抗氧化酶活力,掌握其生長(zhǎng)動(dòng)態(tài),為控制其生長(zhǎng)發(fā)育提供依據(jù)。
本實(shí)驗(yàn)所有材料均來(lái)自中南林業(yè)科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)種植基地,丹參植株種植于2021 年10 月,在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中都采用相同的種植管理措施。自丹參幼苗期起始,采樣頻率為1 次/(7 d),均隨機(jī)采取健康葉片用于相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定??偛蓸哟螖?shù)為7次。
稱取紫花丹參葉片1 g 于預(yù)冷的研缽中,將4 mL 0.05 mol/L(pH=7.8)的磷酸緩沖劑用移液槍添加到研缽中,然后將試樣粉碎為均勻的漿液,并將漿液裝入離心管(10 mL)中,再用緩沖劑清洗研缽,并移至離心管,最后用磷酸緩沖液定容至10 mL。6 000 r/min 離心10 min,取上清液備用。分別測(cè)定其丙二醛含量、超氧化物歧化酶活力、過(guò)氧化氫酶活性、過(guò)氧化物酶活力和可溶性蛋白含量等。實(shí)驗(yàn)中,數(shù)據(jù)取3次重復(fù)的平均值進(jìn)行分析。利用SPSS 18.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
從圖1可以看出,MDA含量隨時(shí)間的推移呈現(xiàn)出先降后升、再降、再升的趨勢(shì)。在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段,丙二醛的含量明顯下降。但在丹參形成花蕾之前,丙二醛的含量在穩(wěn)步上升。到了開(kāi)花期,丙二醛的含量又出現(xiàn)了下降趨勢(shì),開(kāi)花初期丙二醛的含量達(dá)到了峰值,隨后又出現(xiàn)了下降的情況。由此可知,丹參在開(kāi)花過(guò)程中丙二醛的含量是呈現(xiàn)“M”型變化,但總體還是呈現(xiàn)上升趨勢(shì)的。
圖1 丙二醛含量變化
由圖2 可見(jiàn)丹參在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期的平均SOD 活性低于開(kāi)花期的SOD 活性,丹參葉片中的SOD 活性在形成花蕾的初期達(dá)到最低值,為3.099 U/g,于花蕾完全形成時(shí)達(dá)到峰值為36.55 U/g?;ɡ傩纬沙跗诤屯耆纬蓛蓚€(gè)時(shí)期之間的差異顯著(P=0.016<0.05)。出現(xiàn)SOD 活性大幅上升的原因可能是丹參在花蕾形成過(guò)程中,葉片內(nèi)的超氧自由基的產(chǎn)生量大幅增加,為消除葉片內(nèi)的超氧自由基,葉片隨之大量產(chǎn)生SOD 來(lái)防止膜脂過(guò)氧化對(duì)細(xì)胞造成損害。
圖2 超氧化物歧化酶活力變化
由圖3可見(jiàn)在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和開(kāi)花期,丹參葉片中的過(guò)氧化氫酶活力都隨時(shí)間的變化呈先上升后下降的趨勢(shì)。并且越接近開(kāi)花時(shí)期,過(guò)氧化氫酶活力越高。出現(xiàn)這種變化趨勢(shì)的原因可能是在丹參開(kāi)花的過(guò)程中由于SOD 活性的增加,植物體內(nèi)的H2O2也不斷累積,為消除H2O2以免對(duì)于植物造成不利影響,植物增加了對(duì)于CAT 的合成,導(dǎo)致葉片內(nèi)的CAT活性增加。
圖3 過(guò)氧化氫酶活力變化
由圖4可見(jiàn),在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期,丹參葉片內(nèi)的過(guò)氧化物酶活性差異不顯著(P>0.05)。而花蕾期開(kāi)始的開(kāi)花期,丹參葉片內(nèi)的過(guò)氧化物酶的活性呈下降趨勢(shì)。且營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期與開(kāi)花期之間的差異顯著(P=0.035<0.05)。由此可以看出,丹參葉片中的POD 活性在開(kāi)花的過(guò)程中不斷下降,而且營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和開(kāi)花期相比POD 活性差異較大。其原因可能是由于在開(kāi)花過(guò)程中SOD 活性在不斷增大,導(dǎo)致CAT 活性增大,細(xì)胞內(nèi)的H2O2已經(jīng)被CAT 大量清除,POD的活性隨之減小。
圖4 過(guò)氧化物酶活性變化
由圖5可知,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期間,可溶性蛋白質(zhì)的含量在不斷下降,且營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)初期與末期有顯著性差異(P=0.003<0.05),出現(xiàn)這種情況的原因可能是由于氣溫下降,導(dǎo)致丹參的御寒性能增強(qiáng),減少了體內(nèi)的代謝活動(dòng)。而在開(kāi)花以后,隨著氣溫的上升,丹參葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量也會(huì)逐漸增多,這說(shuō)明溫度越高,其氨基酸的含量就越高,所以適度的高溫和降雨對(duì)氨基酸的合成有利[2]。
圖5 可溶性蛋白質(zhì)含量變化
根據(jù)本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,開(kāi)花后MDA 和可溶性蛋白含量均較營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期高,SOD、POD 活性均有增加,開(kāi)花比營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期高;結(jié)果表明,在丹參的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,MDA 含量和可溶性蛋白質(zhì)含量之間存在正相關(guān)關(guān)系,與抗氧化酶之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。同時(shí),抗氧化酶的活性也會(huì)對(duì)植株的老化速率產(chǎn)生一定的影響,增加其對(duì)延緩衰老的作用。因此,可以適當(dāng)在開(kāi)花期對(duì)丹參進(jìn)行外源干擾,增強(qiáng)抗氧化酶活性,減緩植物衰老,有利于根部有效物質(zhì)的積累,提升丹參產(chǎn)量。