玉米葉片衰老相關(guān)保護(hù)性酶特性研究

張偉瑋　魏鎮(zhèn)澤

摘要：以糧飼兼用玉米新品種富農(nóng)1號(hào)和中單2號(hào)為試驗(yàn)材料，研究了不同衰老類型玉米衰老過程中保護(hù)性酶SOD、CAT、POD活性等生理指標(biāo)的變化規(guī)律。富農(nóng)1號(hào)與中單2號(hào)相比，葉片衰老過程中SOD、CAT活性下降較慢，POD活性較低且升高幅度小。

關(guān)鍵詞：衰老；酶特性；研究

中圖分類號(hào)： S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.08.099

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

富農(nóng)1號(hào)、中單2號(hào)。

1.2 試驗(yàn)方法

取0.5克剪碎的樣品，置于預(yù)冷的研缽中，加入適量提取介質(zhì)和石英砂，研磨提?。ū。?，勻漿于4℃條件下，置入10000轉(zhuǎn)/分鐘離心5分鐘，上清液即為酶提取液。用此酶液測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）光下還原法，測(cè)定過氧化氫酶（CAT）活性使用紫外吸收法[1]，測(cè)定過氧化物酶（POD）活性使用愈創(chuàng)木酚法[2]。

2 結(jié)果與分析

超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）在植物對(duì)膜脂過氧化的酶促防御系統(tǒng)中都是重要的保護(hù)性酶[3]。在玉米葉片衰老過程中，3種酶的活性變化趨勢(shì)不盡相同。

2.1 不同衰老類型玉米葉片衰老過程中SOD活性的變化

研究表明，SOD活性高則抗膜脂過氧化及衰老能力強(qiáng)，其變化隨葉片衰老進(jìn)程產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)而增加，當(dāng)葉片衰老進(jìn)程達(dá)到一定程度，SOD活性則開始下降，衰老程度越高，SOD活性迅速下降。本試驗(yàn)測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）活性使用氮藍(lán)四唑光下還原法（NBT），結(jié)果顯示，玉米棒三葉中SOD活性在開花10天后呈下降趨勢(shì)。品種間比較，富農(nóng)1號(hào)葉片中的SOD活性顯著地高于同期的中單2號(hào)，且下降幅度較小。

2.2 不同衰老類型玉米葉片衰老過程中CAT活性的變化

CAT可以清除植物在衰老時(shí)由于體內(nèi)活性氧代謝加強(qiáng)而積累的H2O2，在衰老過程中，其活性變化趨勢(shì)與SOD相同，也表現(xiàn)為下降。本研究采用紫外吸收法測(cè)定過氧化氫酶（CAT）活性，結(jié)果表明，兩品種玉米棒三葉中CAT活性在開花或開花10天后均呈下降趨勢(shì)。品種間比較，富農(nóng)1號(hào)葉片的CAT活性顯著地高于同期的中單2號(hào)，且下降幅度較小，而中單2號(hào)CAT活性在開花后即呈下降趨勢(shì)，說明富農(nóng)1號(hào)具有較高的活性氧清除能力，利于維持光合值持續(xù)期，是獲得高產(chǎn)的生理基礎(chǔ)。

2.3 不同衰老類型玉米葉片衰老過程中POD活性的變化

普遍認(rèn)為，POD可以清除活性氧化物代謝中活性氧的積累，防御活性氧的傷害，葉片功能得到延長(zhǎng)和提高，在葉片生長(zhǎng)的一定階段內(nèi)葉片的抗衰老能力隨POD活性增高而加強(qiáng)；研究表明，POD活性在植物衰老時(shí)呈增強(qiáng)趨勢(shì)。本試驗(yàn)用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過氧化物酶（POD）活性，結(jié)果表明，玉米開花后，兩品種棒三葉中POD活性的變化趨勢(shì)基本一致，均表現(xiàn)為隨著葉片的衰老而緩慢增加。品種間比較，富農(nóng)1號(hào)葉片的POD活性顯著低于中單2號(hào)，說明衰老過程中的玉米葉片POD失去保護(hù)作用，或許有反向效果。

3 結(jié)論與討論

3.1 SOD活性的變化

玉米棒三葉中SOD活性在開花10天后呈下降趨勢(shì)。品種間比較，富農(nóng)1號(hào)葉片中的SOD活性顯著地高于同期的中單2號(hào)，且下降幅度較小。李柏林等關(guān)于燕麥連體與離體葉片衰老的研究表明，衰老葉片SOD活性下降，本研究結(jié)果與該結(jié)果一致。

3.2 CAT活性的變化

兩品種玉米棒三葉中CAT活性在衰老過程中均呈下降趨勢(shì)，其中，中單2號(hào)CAT活性在開花后即呈下降趨勢(shì)，富農(nóng)1號(hào)CAT活性則在開花10天后開始下降。品種間比較，富農(nóng)1號(hào)葉片的CAT活性顯著地高于同期的中單2號(hào)，且下降幅度較小。于振文、張煒等在1996年關(guān)于小麥光合作用和衰老的研究結(jié)果表明，在小麥衰老過程中，葉片CAT活性逐漸下降，本研究結(jié)果與此結(jié)果一致。

3.3 POD活性的變化

研究指出POD的作用具有雙重性，其一可以清除H2O2作為保護(hù)酶系統(tǒng)的成員之一；其二參與活性氧的產(chǎn)生、葉綠素降解并引發(fā)膜脂過氧化，從而產(chǎn)生傷害效應(yīng)。也有研究指出，因植物器官發(fā)育和衰老程度不同POD活性變化有差異。本研究表明，POD活性在玉米生育后期隨葉片的衰老呈上升趨勢(shì)；參試的兩品種相比較，富農(nóng)1號(hào)葉片的POD活性顯著低于同期的中單2號(hào)，且增加幅度很小，說明POD在葉片衰老過程中可能參與了活性氧的產(chǎn)生，但具體生理機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張偉瑋，碩士，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，研究方向：作物遺傳育種。

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2015-4-3 10：32：40

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