外源過氧化氫對弱光下黃瓜幼苗抗氧化酶的影響

張曉龍，王閃閃，王乃喜 (安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,安徽 鳳陽233100)

外源過氧化氫對弱光下黃瓜幼苗抗氧化酶的影響

張曉龍，王閃閃，王乃喜 (安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,安徽 鳳陽233100)

弱光脅迫影響植物的生長和產(chǎn)量。為了探明外源過氧化氫(H2O2)緩解弱光的生理機(jī)制，以“津春4號”黃瓜(Cucumissativus.L)為材料，在幼苗長至兩葉一心時，用1.5mmol/LH2O2處理12h后，分別置于正常光照(500μmol/(m2·s))和弱光(100、60μmol/(m2·s))下生長6d，取第二片真葉測定丙二醛(MDA)含量、超氧陰離子(O·-2)產(chǎn)生速率、H2O2含量、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性。結(jié)果顯示，H2O2處理增強(qiáng)了弱光條件下黃瓜葉片抗氧化酶SOD、CAT、APX、GSH-Px的活性，同時顯著降低了MDA含量、O·-2生成速率以及H2O2含量，表明外源H2O2緩解了弱光下黃瓜葉片膜脂過氧化損傷。

黃瓜(Cucumissativus.L); 過氧化氫;光照；抗氧化酶

黃瓜(Cucumissativus.L)是葫蘆科黃瓜屬一年生草本植物，是世界上栽培面積最大的蔬菜作物之一。光照是黃瓜生長和發(fā)育的必要條件，但在秋冬季，尤其是陰雨冰雪天氣，光照較弱，大棚蔬菜光照不足是普遍存在的問題。當(dāng)植物吸收的光低于植物光合作用和呼吸代謝所需的程度就會引起植物代謝失調(diào)，從而對植物造成一定的傷害[1]。因此，研究植物抗弱光是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的重要課題。

過氧化氫(H2O2)是生物細(xì)胞在代謝過程中產(chǎn)生的一種活性氧，生物和非生物脅迫均可導(dǎo)致H2O2的產(chǎn)生和積累。大量研究表明，雖然高濃度的H2O2會對細(xì)胞造成氧化脅迫，但是低濃度的H2O2則是單能量轉(zhuǎn)化通道的第二信使，H2O2作為信號分子廣泛參與植物體內(nèi)的各種生理過程[2]。高濃度的H2O2能夠損傷植物細(xì)胞，但是低濃度的H2O2處理能增加植物的抗氧化物酶活性[3]，從而減輕活性氧對植物的傷害，增強(qiáng)植物的抗逆性。本研究探討了H2O2處理對緩解黃瓜弱光脅迫的影響，以期為外源H2O2在黃瓜弱光生產(chǎn)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

選用黃瓜品種為‘津春4號’，挑選籽粒飽滿、大小一致的種子浸種后進(jìn)行催芽，數(shù)天后將幼芽轉(zhuǎn)移至直徑10cm、裝滿沙子的營養(yǎng)缽中，澆灌Hoagland營養(yǎng)液培育至兩葉一心。取長勢一致的幼苗分為6個處理組，每組10顆。6個處理組分別為：①對照(500L)，用蒸餾水噴施植株地上部分，12h后置于人工氣候箱中；②為H2O2處理(500H)，用1.5mmol/L的H2O2噴施植株地上部分，暗處理12h后置于人工氣候箱中；③弱光處理1(100L)，用蒸餾水噴施植株地上部分，12h后置于人工氣候箱中；④H2O2緩解弱光脅迫1(100H)，用1.5 mmol/L的H2O2噴施植株地上部分，暗處理12h后置于人工氣候箱中;⑤弱光處理2(60L)，用蒸餾水噴施植株地上部分，12h后置于人工氣候箱中；⑥H2O2緩解弱光脅迫2(60H)，用1.5mmol/L的H2O2噴施植株地上部分，暗處理12h后置于人工氣候箱中。經(jīng)上述處理后，①、②組調(diào)整光量子通量密度(photon flux density，PFD)500μmol/(m2·s)，③、④組調(diào)整PFD 100μmol/(m2·s)，⑤、⑥組調(diào)整PFD 60μmol/(m2·s)，各組溫度25℃/18℃(白天∕黑夜)，相對濕度75%，光周期12h，6d后取第二片真葉備用。在處理期間每天更換1次Hoagland營養(yǎng)液。

1.2 測定項目與方法

2 結(jié)果與分析

2.1外源H2O2處理對弱光脅迫下黃瓜葉片MDA含量的影響

圖1 外源H2O2處理對弱光脅迫下黃瓜葉片MDA含量的影響

由圖1可以看出，與對照組(500L)相比，2個弱光處理組(100L、60L)MDA含量均有顯著增加，隨著光照度的減弱，MDA含量顯著增加；在外源H2O2處理后，正常光照組(500L、500H)MDA含量沒有顯著變化，但是2個未經(jīng)外源H2O2處理的弱光組(100L、60L)與外源H2O2處理組(100L、60H)相比，MDA含量均有顯著減少。

圖2 外源H2O2處理對弱光脅迫下黃瓜葉片和H2O2含量的影響

2.3 外源H2O2處理對弱光脅迫下黃瓜葉片SOD、CAT、APX、GSH-Px活性的影響

圖3表明，與正常光照組(500L)比，2個不同程度弱光處理(100L、60L)使SOD、APX、GSH-Px活性均顯著增強(qiáng)，但是CAT活性則顯著下降；外源H2O2處理的弱光組(100L、60H)的SOD 、APX、CAT、GSH-Px活性與未經(jīng)外源H2O2處理的弱光光對照組(100L、60L)相比較，酶活力均有顯著提高。

圖3 外源H2O2處理對弱光脅迫下黃瓜葉片SOD 、CAT 、APX、GSH-Px活性的影響

3 討論

[1]盛瑞艷，李鵬民，薛國希．氯化膽堿對低溫弱光下黃瓜幼苗葉片細(xì)胞膜和光合機(jī)構(gòu)的保護(hù)作用[J]．植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報，2006,37(1)：87-93．

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2013-03-24

安徽科技學(xué)院院青年基金(ZRC2011278)。

張曉龍(1979-)，男，碩士生，講師，主要研究方向植物逆境與基因工程。

S642.2

A

1673-1409(2013)17-0011-04