外源SNP對(duì)干旱脅迫下不同馬鈴薯品種葉片抗氧化酶活性的影響

賈　慧，其力木格，李特日根，賀學(xué)勤，蒙美蓮

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，呼和浩特 010019)

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外源SNP對(duì)干旱脅迫下不同馬鈴薯品種葉片抗氧化酶活性的影響

賈慧，其力木格，李特日根，賀學(xué)勤*，蒙美蓮

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，呼和浩特 010019)

摘要：以正常水分狀態(tài)、輕度干旱脅迫、中度干旱脅迫和重度干旱脅迫下的馬鈴薯抗旱品種‘底西瑞’和干旱敏感品種‘大西洋’ 植株為材料，于現(xiàn)蕾期采用0(對(duì)照)和0.01 mmol·L(-1) SNP分別噴施各處理植株，對(duì)不同處理下2個(gè)品種的植株形態(tài)、葉片超氧陰離子和H2O2含量以及抗氧化酶活性進(jìn)行比較分析，探討外源SNP對(duì)干旱狀態(tài)下馬鈴薯的生理應(yīng)答機(jī)制，為馬鈴薯的抗旱栽培提供新的技術(shù)理論支持。結(jié)果顯示：(1)SNP噴施對(duì)重度水分脅迫下馬鈴薯植株的正常生長(zhǎng)具有一定的保護(hù)作用。(2)在干旱脅迫條件下，馬鈴薯葉片POD活性在品種‘底西瑞’中增加而在品種‘大西洋’中降低，超氧陰離子含量和H2O2含量以及CAT和APX活性在各品種中均增加，但超氧陰離子含量和H2O2含量增加程度與脅迫程度無(wú)關(guān)。(3)抗旱品種‘底西瑞’在干旱脅迫下的超氧陰離子含量低于干旱敏感品種‘大西洋’，而其POD、CAT和APX活性則高于‘大西洋’； 0.01 mmol·L(-1)SNP處理未改變馬鈴薯葉片中超氧陰離子和H2O2含量隨土壤水分的變化趨勢(shì)，但改變了‘大西洋’葉片中SOD、POD、CAT活性以及‘底西瑞’葉片中APX活性的變化趨勢(shì)。(4)外源噴施0.01 mmol·L(-1)SNP降低了‘底西瑞’在中度和重度脅迫下以及‘大西洋’在輕度和中度脅迫下超氧陰離子含量，提高了干旱脅迫下‘底西瑞’和‘大西洋’的POD和APX活性。研究表明，POD、CAT和APX可作為馬鈴薯水分脅迫下的應(yīng)答以及品種抗旱性的篩選指標(biāo)，外源SNP可通過(guò)誘導(dǎo)增強(qiáng)干旱脅迫下馬鈴薯的抗氧化酶活性來(lái)提高其抗旱性。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；干旱；硝普鈉；抗氧化酶；活性氧自由基

干旱可打破作物體內(nèi)活性氧的動(dòng)態(tài)平衡，破壞植物正常代謝[1]。超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過(guò)氧化酶(APX)等對(duì)活性氧有清除作用，可維持活性氧動(dòng)態(tài)平衡，保護(hù)正常細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，最終增強(qiáng)作物的抗逆性[2-4]。一氧化氮(NO)作為信號(hào)分子和抗氧化劑，參與了調(diào)節(jié)植物多種逆境脅迫下的生理過(guò)程[5-6]。硝普鈉(Sodium Nitroprusside，SNP) 是NO供體，干旱脅迫下適宜濃度的SNP通過(guò)改變或增強(qiáng)植物體內(nèi)的生理生化途徑有效提高植物的耐受能力。如研究發(fā)現(xiàn)SNP處理可通過(guò)顯著提高干旱脅迫下小麥葉片中SOD活性，降低超氧陰離子含量和POD活性，增強(qiáng)幼苗的抗氧化水平[7-8]；或通過(guò)恢復(fù)干旱脅迫下小麥的葉片蒸騰速率、氣孔開(kāi)展度以及離子滲漏水平，增加植株的耐受程度[9]；或通過(guò)誘導(dǎo)干旱脅迫下玉米亞細(xì)胞中的抗氧化防御系統(tǒng)，清除體內(nèi)積累的H2O2，從而增強(qiáng)作物的抗逆性[10]。

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)是全球四大糧食經(jīng)濟(jì)作物之一[11]。內(nèi)蒙古自治區(qū)是中國(guó)最大的馬鈴薯種植區(qū)，但由于該地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺，造成種植面積大但單產(chǎn)低的現(xiàn)狀[12]?！孜魅稹汀笪餮蟆鶠橹型硎斓鸟R鈴薯加工品種，其中‘底西瑞’為抗旱品種[13]。在對(duì)馬鈴薯干旱脅迫的研究中發(fā)現(xiàn)，采用SNP處理PEG模擬干旱脅迫下的‘底西瑞’幼苗根部，能提高植株的葉片含水量及抗氧化酶活性[14]。但噴施SNP對(duì)不同干旱脅迫程度下抗旱性不同的馬鈴薯品種抗氧化酶活性的影響目前尚不清楚。因此，本研究采用0和0.01 mmol·L-1的SNP溶液噴施‘底西瑞’和‘大西洋’馬鈴薯品種幼苗葉片，通過(guò)對(duì)不同土壤含水量下葉片中超氧陰離子和H2O2含量以及主要抗氧化酶活性的測(cè)定、分析，明確SNP噴施對(duì)馬鈴薯干旱脅迫應(yīng)答以及與品種抗旱相關(guān)指標(biāo)的影響，以期為馬鈴薯加工品種在干旱條件的栽培技術(shù)完善提供新的方法和技術(shù)理論支持。

1材料和方法

1.1材料及種植

‘底西瑞’和‘大西洋’種薯由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。試驗(yàn)在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)基地溫室內(nèi)進(jìn)行。在溫室中挖25 cm深的溝，將長(zhǎng)、寬、高為62 cm×37 cm×25 cm的泡沫箱埋于溝中，共6條溝，溝間距為1 m，每溝中放4箱，箱間距為20 cm(圖1)。每個(gè)泡沫箱內(nèi)填入0.05 m3的營(yíng)養(yǎng)土(園土∶基肥∶蛭石=3∶1∶1)，澆透水后，采用土壤烘干法測(cè)定該營(yíng)養(yǎng)土最大田間持水量為(25.16%±0.56%)。

馬鈴薯塊莖用酒精消過(guò)毒的刀切塊，每塊留2～3個(gè)芽眼，切好的塊莖用含硫磺的代森錳鋅拌種晾干，于2014年4月20日種植于泡沫箱內(nèi)。每品種3條溝共12個(gè)泡沫箱，每箱2列，每列2株。然后正常澆水管理直到現(xiàn)蕾期。

1.2SNP 預(yù)處理及干旱脅迫

植株現(xiàn)蕾后進(jìn)行控水，待植株頂葉出現(xiàn)中午萎蔫且傍晚恢復(fù)時(shí)，采用SNP進(jìn)行處理，SNP采用蒸餾水配制。每箱中2株噴施蒸餾水(對(duì)照)，2株噴施0.01 mmol·L-1SNP，每條溝中的4箱為1個(gè)重復(fù)，即每品種每個(gè)處理8株為1個(gè)重復(fù)，共3次重復(fù)。噴施SNP后澆透水，隨后采用不澆水自然干旱控水，并持續(xù)測(cè)定土壤含水量，各噴施處理植株在正常水分狀態(tài)(田間最大持水量的70%～80%，澆透水后的第2天)、輕度脅迫(田間最大持水量的60%～70%，澆透水后的第5天)、中度脅迫(田間最大持水量的50%～60%，澆透水后的第7天)、重度脅迫(田間最大持水量的30%～40%，澆透水后的第10天)時(shí)取頂葉向下數(shù)第4、5復(fù)葉，包于錫箔紙中，置冰盒內(nèi)立即拿回實(shí)驗(yàn)室液氮速凍，保存于-80 ℃冰箱內(nèi)備用。

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

取0.2 g樣品在液氮中研磨后加入預(yù)冷的50 mmol·L-1磷酸緩沖液(pH 7.8)， 6 500 g離心 10 min，取上清液，參照高俊鳳[15]的方法進(jìn)行超氧陰離子含量測(cè)定。再取0.2 g樣品中加入4℃預(yù)冷的丙酮，研磨成勻漿，3 000 g離心10 min，取上清液，參照劉俊等[16]的方法進(jìn)行過(guò)氧化氫含量測(cè)定。 最后取0.2 g樣品在液氮中研磨后，加入預(yù)冷的50 mmol·L-1磷酸鉀緩沖液(pH 7.8)，4 ℃ 12 000 g離心10 min，上清液即為粗酶液，參照高俊鳳的方法進(jìn)行SOD、POD、CAT和APX活性測(cè)定[15]。蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用Bradford方法[17]。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，采用SAS 9.0用Duncan法進(jìn)行差異顯著性分析。

左為‘底西瑞’，右為‘大西洋’

2結(jié)果與分析

2.1SNP處理對(duì)重度水分脅迫下馬鈴薯植株形態(tài)的影響

重度干旱脅迫下，即土壤水分在田間最大持水量的30%～40%的狀態(tài)下，馬鈴薯‘底西瑞’和‘大西洋’的對(duì)照植株均表現(xiàn)為上部大部分葉片卷曲，而噴施SNP后的植株則上部葉片大部分開(kāi)展，卷曲少(圖2)。表明噴施SNP對(duì)維持水分脅迫下馬鈴薯品種‘底西瑞’和‘大西洋’植株的正常生長(zhǎng)具有一定的作用。

2.2SNP處理對(duì)干旱脅迫下馬鈴薯葉片中超氧陰離子含量的影響

與正常土壤水分狀態(tài)下相比，‘底西瑞’對(duì)照和SNP處理下葉片中的超氧陰離子含量在中度干旱脅迫下升高，且對(duì)照的差異顯著，而在輕度和重度水分脅迫下未表現(xiàn)出明顯差異；‘大西洋’對(duì)照葉片中超氧陰離子含量在輕度和中度脅迫下升高，且在中度脅迫下差異顯著，其SNP處理下葉片中超氧陰離子含量在中度和重度水分脅迫下顯著升高(圖3)。在同一土壤水分狀態(tài)下，除正常水分狀態(tài)外，‘底西瑞’對(duì)照葉片中的超氧陰離子含量在各程度干旱脅迫下均低于‘大西洋’對(duì)照，且在輕度和中度脅迫下達(dá)差異顯著水平，分別降低40.44%和40.30%；SNP處理一定程度提高了正常水分狀態(tài)下‘底西瑞’和‘大西洋’葉片中的超氧陰離子含量，但差異不顯著；同時(shí)，SNP顯著降低了‘底西瑞’在中度脅迫下的超氧陰離子含量，以及‘大西洋’在輕度和中度脅迫下的超氧陰離子含量，分別降低56.01%和17.83%，但顯著提高了重度脅迫下‘大西洋‘的超氧陰離子含量(圖3)。上述結(jié)果表明，SNP處理未改變馬鈴薯葉片中超氧陰離子含量隨土壤水分變化的趨勢(shì)；土壤水分脅迫程度和馬鈴薯品種不同，SNP處理對(duì)超氧陰離子含量的影響不同；相同水分脅迫程度下，抗旱品種的超氧陰離子含量低于不抗旱的。

DCK和DSNP分別表示‘底西瑞’的對(duì)照和SNP處理，

2.3SNP處理對(duì)干旱脅迫下馬鈴薯葉片中H2O2含量的影響

‘底西瑞’對(duì)照和SNP處理葉片中H2O2含量在不同程度干旱脅迫下均比各自正常水分狀態(tài)下不同程度增加，對(duì)照在輕度脅迫下差異顯著，SNP處理在輕度和重度脅迫下差異顯著；與各自正常水分狀態(tài)下相比，‘大西洋’對(duì)照和SNP處理下H2O2含量均在重度脅迫下顯著增加，其余水分脅迫狀態(tài)下增加但不顯著(圖4)。在同一土壤水分狀態(tài)下，‘底西瑞’對(duì)照的H2O2含量在正常水分和輕度脅迫下高于‘大西洋’對(duì)照，在重度脅迫下則顯著低于‘大西洋’28%；SNP處理對(duì)各水分狀態(tài)下‘底西瑞’葉片中的H2O2含量均無(wú)顯著影響，也對(duì)正常水分下‘大西洋’的H2O2含量無(wú)顯著影響，但卻降低了輕度和重度脅迫下‘大西洋’葉片中的H2O2含量，且在輕度脅迫下達(dá)顯著水平(圖4)。上述結(jié)果表明水分脅迫導(dǎo)致馬鈴薯葉片中H2O2含量增加，但其含量變化與干旱脅迫程度無(wú)關(guān)；SNP處理未改變馬鈴薯葉片中H2O2含量隨土壤水分的變化趨勢(shì)，對(duì)干旱脅迫下H2O2含量的影響與脅迫程度及品種抗旱性有關(guān)。

圖4　SNP處理下不同馬鈴薯品種在不同水分狀態(tài)下

圖5　SNP處理下不同馬鈴薯品種在不同水分狀態(tài)下

2.4SNP對(duì)干旱脅迫下馬鈴薯葉片中SOD活性的影響

與各自正常水分狀態(tài)下相比，‘底西瑞’對(duì)照和SNP處理以及‘大西洋’對(duì)照葉片的SOD活性在不同土壤水分脅迫狀態(tài)下無(wú)顯著變化，SNP處理下‘大西洋’的SOD活性隨水分脅迫程度的增加而增加，且在重度脅迫下達(dá)顯著水平(圖5)。同一土壤水分狀態(tài)下，‘大西洋’對(duì)照葉片中的SOD活性均高于‘底西瑞’，分別高出24.31%、19.58%、29.64%和5.51%，且在中度干旱脅迫下達(dá)到顯著水平；除輕度干旱脅迫外，SNP處理降低了‘底西瑞’SOD活性，但差異不顯著，提高了干旱脅迫下‘大西洋’葉片的SOD活性，且在重度脅迫下達(dá)到顯著水平(圖5)。這表明馬鈴薯葉片SOD活性變化與干旱脅迫關(guān)系不顯著；SNP處理對(duì)‘大西洋’葉片中SOD活性隨土壤水分變化的趨勢(shì)有一定改變，對(duì)SOD活性的影響與干旱脅迫程度及品種有關(guān)；SOD活性表現(xiàn)與品種抗旱性無(wú)關(guān)。

2.5SNP處理對(duì)干旱脅迫下馬鈴薯葉片中與H2O2清除相關(guān)酶活性的影響

2.5.1POD活性在3種土壤水分脅迫狀態(tài)下，‘底西瑞’對(duì)照和SNP處理下葉片的POD活性均比各自正常水分狀態(tài)下增加，且均在輕度和重度脅迫下達(dá)顯著水平；‘大西洋’對(duì)照葉片的POD活性在各干旱脅迫下均顯著低于正常水分狀態(tài)，其SNP處理下的POD活性在輕度水分脅迫狀態(tài)下顯著低于正常水分狀態(tài)，其余均無(wú)顯著差異(圖6)。在同一水分狀態(tài)下，‘底西瑞’對(duì)照的POD活性均高于‘大西洋’的，且在輕度和重度脅迫下達(dá)顯著水平；與同一水分脅迫下各自對(duì)照相比，SNP處理均提高了‘底西瑞’和‘大西洋’葉片中的POD活性，‘底西瑞’在重度脅迫下達(dá)到顯著水平，‘大西洋’在中度脅迫下達(dá)到顯著水平(圖6)。以上結(jié)果表明馬鈴薯葉片中POD活性與水分應(yīng)答有關(guān)，但與脅迫程度無(wú)相關(guān)性；SNP處理對(duì)‘大西洋’葉片POD活性隨土壤水分變化的趨勢(shì)有一定改變，對(duì)干旱脅迫下馬鈴薯的POD活性有增強(qiáng)作用，但增強(qiáng)幅度與脅迫程度有關(guān)；POD活性在各處理的表現(xiàn)與品種抗旱性有關(guān)。

2.5.2CAT活性與各自正常水分狀態(tài)相比，干旱脅迫下‘底西瑞’對(duì)照葉片中的CAT活性均不同程度上升，并在重度干旱脅迫下達(dá)顯著水平，且有隨土壤干旱程度的增加而上升的趨勢(shì)，SNP處理下的CAT活性在干旱脅迫下也不同程度增加，但均未達(dá)到顯著水平；‘大西洋’對(duì)照的CAT活性在重度脅迫下比正常水分狀態(tài)顯著升高，在其余2種水分脅迫下變化平緩，其SNP處理的CAT活性與正常水分狀態(tài)相比均差異不顯著(圖7)。同一水分脅迫狀態(tài)下，‘底西瑞’對(duì)照的CAT活性均高于‘大西洋’，但差異不顯著；在相同水分狀態(tài)下，SNP處理的‘底西瑞’和‘大西洋’葉片CAT活性與相應(yīng)對(duì)照均無(wú)顯著差異(圖7)。以上結(jié)果表明馬鈴薯抗旱品種葉片中CAT 活性與水分脅迫程度有關(guān)；SNP處理對(duì)‘大西洋’葉片中CAT活性隨土壤水分變化的趨勢(shì)有一定改變，但對(duì)各水分脅迫狀態(tài)下CAT的活性無(wú)顯著影響；葉片CAT活性表現(xiàn)與品種抗旱性有關(guān)。

圖6　SNP處理下不同馬鈴薯品種在不同水分狀態(tài)下

圖7　SNP處理下不同馬鈴薯品種在不同水分狀態(tài)下

圖8　SNP處理下不同馬鈴薯品種在不同水分狀態(tài)下

2.5.3APX活性與各自正常水分狀態(tài)下相比，‘底西瑞’對(duì)照的APX活性均隨土壤干旱脅迫程度的增加而增強(qiáng)，且在重度脅迫下達(dá)顯著水平，其SNP處理APX活性?xún)H在中度水分脅迫下顯著增加，其余干旱處理下變化未達(dá)到顯著水平；‘大西洋’對(duì)照和SNP處理葉片的APX活性均隨土壤干旱脅迫程度的增加而增強(qiáng)，且在中度和重度水分脅迫下與正常水分狀態(tài)差異顯著(圖8)。同一水分狀態(tài)下，‘底西瑞’對(duì)照的APX活性均高于‘大西洋’，且在正常水分和輕度水分脅迫下差異顯著；SNP處理顯著提高了中度干旱脅迫下‘底西瑞’的APX活性，比對(duì)照提高了76.57%；SNP處理也提高了干旱脅迫下‘大西洋’的APX活性，分別比對(duì)照提高12.40%、10.79%和31.31%，但差異不顯著(圖8)。以上結(jié)果表明馬鈴薯葉片中APX活性與水分應(yīng)答有關(guān)，且與干旱脅迫程度相關(guān)； SNP處理對(duì)‘底西瑞’葉片APX活性隨土壤水分變化的趨勢(shì)有一定改變，且對(duì)干旱脅迫下馬鈴薯的APX活性有提高作用，但提高程度與脅迫程度和品種有關(guān)；抗旱性強(qiáng)的品種APX活性相對(duì)較高。

3討論

逆境脅迫導(dǎo)致作物體內(nèi)大量積累超氧陰離子和H2O2[18-19]。POD和CAT能夠清除植物體內(nèi)過(guò)量的H2O2，APX也可以特異性地催化H2O2反應(yīng)，最終達(dá)到清除H2O2的目的[20-21]。本研究中干旱脅迫下葉片超氧陰離子含量在馬鈴薯品種‘大西洋’中升高且在中度脅迫下達(dá)顯著水平，H2O2含量在品種‘底西瑞’和‘大西洋’中也均增加，表明馬鈴薯葉片中超氧陰離子含量與土壤水分脅迫的關(guān)系和品種有關(guān)，而H2O2含量與水分脅迫應(yīng)答有關(guān)，但二者均與脅迫程度無(wú)關(guān)。植物在受到適度的逆境脅迫時(shí)，其體內(nèi)SOD、POD、CAT和APX等抗氧化酶活性增強(qiáng)，提高了植物的抗逆性，且CAT和APX活性隨水分脅迫加深而增強(qiáng)[22]。本研究中馬鈴薯葉中SOD活性在干旱脅迫下未呈現(xiàn)規(guī)律性變化，POD活性在品種‘底西瑞’中增加而在品種‘大西洋’中降低，CAT和APX活性在‘底西瑞’和‘大西洋’中均增加，且APX隨干旱程度的增加而增加，這與范蘇魯?shù)鹊难芯拷Y(jié)果一致[22-23]。因此，H2O2含量以及POD、CAT和APX均可作為干旱脅迫下馬鈴薯水分脅迫的應(yīng)答指標(biāo)。同時(shí)，抗旱品種‘底西瑞’在干旱脅迫下的超氧陰離子含量低于干旱敏感品種‘大西洋’，而其POD、CAT和APX活性則高于‘大西洋’，表明這些指標(biāo)可作為馬鈴薯抗旱品種的篩選指標(biāo)；在干旱脅迫條件下，馬鈴薯抗旱品種抗氧化酶活性高，有利于逆境脅迫下維持活性氧動(dòng)態(tài)平衡、增強(qiáng)作物的抗逆性，這也是干旱脅迫下‘底西瑞’比‘大西洋’抗旱的原因之一。

外源NO可以在逆境脅迫下抑制超氧陰離子的產(chǎn)生和清除H2O2，也可提高逆境脅迫下黑麥草、黃瓜、小麥等的SOD、POD和CAT的活性[24-26]。本研究中NO供體SNP處理也可減輕重度土壤干旱脅迫下馬鈴薯品種‘底西瑞’和‘大西洋’植株上部葉片的卷曲程度，對(duì)維持水分脅迫下馬鈴薯品種‘底西瑞’和‘大西洋’植株的正常生長(zhǎng)有一定作用。通過(guò)研究SNP處理對(duì)馬鈴薯干旱應(yīng)答指標(biāo)和抗旱品種篩選指標(biāo)的影響發(fā)現(xiàn)， SNP處理降低了‘底西瑞’在中度和重度脅迫下以及‘大西洋’在輕度和中度脅迫下超氧陰離子含量，提高了干旱脅迫下‘底西瑞’和‘大西洋’的POD和APX活性，證明外源SNP能誘導(dǎo)增強(qiáng)干旱脅迫下馬鈴薯抗氧化酶活性。而逆境脅迫下植物體內(nèi)SOD、POD、CAT和APX等抗氧化酶活性的提高可以增加植物的抗逆性[22-23]。因此，噴施外源SNP可以提高干旱脅迫下馬鈴薯的抗旱性，這與前人結(jié)果一致[23-25]，但提高的程度與品種、脅迫程度有關(guān)。

綜上所述，H2O2含量及POD、CAT和APX活性均可作為馬鈴薯干旱脅迫下的應(yīng)答指標(biāo)，可將干旱脅迫下超氧陰離子含量低，而同時(shí)POD、CAT和APX活性高作為馬鈴薯抗旱品種的篩選指標(biāo)；外源SNP對(duì)干旱脅迫下馬鈴薯抗氧化酶活性有提高作用，因此可增強(qiáng)馬鈴薯對(duì)干旱脅迫的抗性，但增強(qiáng)的程度與品種抗性和脅迫程度有關(guān)。

參考文獻(xiàn):

[1]YIN C，DUAN B，WAND X，etal．Morphological and physiological responses of two contrasting Poplar species to drought stress and exogenous abscisic acid application[J]．PlantScience，2004，167(5):1 091-1 097．

[2]BABITHA M P，BHAT S G，PRAKASH H S，etal．Differential induction of superoxide dismutase in downy mildew resistant and susceptible genotypes of pearl millet[J]．PlantPathology，2002，51(4):480-486．

[3]ALONSO R，ELVIRA S，CASTILLO F J，etal． Interactive effects of ozone and drought stresson pigments and activities of antioxidative enzymes inPinushalepensis[J]．Plant，CellandEnvironment，2001，24(9):905-916．

[4]KUKAVICA B，JOVANOVIC S V．Senescence-related changes in the antioxidant status of ginkgo and birch leaves during autumn yellowing[J]．PhysiologiaPlantarum，2004，122(3):321-327．

[5]ARASIMOWICZ M，F(xiàn)LORYSZAK-WIECZOREK J．Nitric oxide as a bioactive signalling molecule in plant stress responses[J]．PlantScience，2007，172(5):876-887．

[6]DUBOLSKAYA L V，KOLESNEVA E V，KNYAZEV D M，etal．Protective role of nitric oxide during hydrogen peroxide-induced oxidative stress in tobacco plants[J]．RussianJournalofPlantPhysiology，2007，54(6):755-762．

[7]劉鵬程,王輝,等.NO對(duì)小麥葉片干旱誘導(dǎo)膜脂過(guò)氧化的調(diào)節(jié)效應(yīng)[J].西北植物學(xué)報(bào),2004,24(1):141-145.

LIU P C,WANG H，etal．Regulation of Nitric Oxide on drought-induced membrane lipid preoxidation in wheat leaves[J]．ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica,2004，24(1)：141-145．

[8]SANG J,JIANG M,FAN L,etal.Nitric oxide reduces hydrogen peroxide accumulation involved in water stress-induced subcellular anti-oxidant defense in maize plants[J]．JournalofIntegrativePlantBiology,2008,50(2):231-243.

[10]SANG J R,JIANG M Y,LIN F,etal.Nitric oxide reduces hydrogen peroxide accumulation involved in water stress-induced subcellular anti-oxidant defense in maize plants[J].JournalofIntegrativePlantBiology,2008,50(2):231-243.

[11]謝從華.馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2012,(1):1-4.

XIE C H.Potato industry：status and development[J]．JournalofHuazhongAgriculturalUniversity(Social Sciences Edition)，2012,(1)：1-4．

[12]隋啟君,李先平,楊萬(wàn)林.中國(guó)馬鈴薯生產(chǎn)情況分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,21(4):1 182-1 188.

SUI Q J，LI X P，YANG W L.Situation analysis of potatoes production in China[J]．SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences，2008，21(4)：1 182-1 188．

[13]AMBROSONE A,GIACOMO M D,LEONE A,etal.Identification of early induced genes upon water deficit in potato cell cultures by cDNA-AFLP[J]．JournalofPlantResearch,2013,126(1):169-178.

[14]HE X Q,MA D,MENG M L.Exogenous nitric oxide enhances root activity,decreases H2O2accumulation by increasing activities of CAT and GR in root of potato cv.Desiree under water-stress[J].AdvanceJournalofFoodScience&Technology,2013,5(2)：148-152.

[15]高俊風(fēng).植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]．北京：高等教育出版社，2006:211-217．

[16]劉俊,呂波,徐朗萊.植物葉片中過(guò)氧化氫含量測(cè)定方法的改進(jìn)[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2000,27(5):548-551.

LIU J,Lü B,XU L L．An improved method for the determination of hydrogen peroxide in leaves[J]．ProgressBiochemistryBiophysics,2000，27(5):548-551.

[17]BRADFORD M M．A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding[J]．AnalyticalBiochemistry，1976，72(72)：248-254．

[18]劉建新,胡浩斌,王鑫.硅對(duì)鹽脅迫下黑麥草幼苗活性氧代謝和光合參數(shù)的影響[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào),2008,30(5):25-31.

LIU J X，HU H B，WANG X．Effects of exogenous silicon on active oxygen metabolism and photosynthetic parameters ofLoliumperenneL.seedlings under salt stress[J]．ChineseJournalofGrassland(中國(guó)草地學(xué)報(bào))，2008，30(5)：25-31．

[19]丁海東,朱曉紅,等.Cr6+脅迫誘導(dǎo)玉米根尖細(xì)胞的氧化損傷[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版),2011,32(4):28-32.

DING H D，ZHU X H，etal．Hexavalent chromium(Cr6+) induced oxidative damage to maize (ZeamaysL．) root tip cells[J]．JournalofYangzhouUniversity(Agricultural and Life Science Edition),2011，32(4)：28-32．

[20]劉家忠,龔明.植物抗氧化系統(tǒng)研究進(jìn)展[J].云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1999,(6):1-11.

LIU J Z，GONG M．Advances in antioxidant systerms of plants[J]．JournalofYunnanNormalUniversity,1999,(6)：1-11．

[21]張義凱,崔秀敏,等.外源NO對(duì)鎘脅迫下番茄活性氧代謝及光合特性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(6):1 432-1 438.

ZHANG Y K，CUI X M，etal．Effects of exogenous nitric oxide on active oxygen metabolism and photosynthetic characteristics of tomato seedlings under cadmium stress[J]．ChineseJournalofAppliedEcology,2010，21(6)：1 432-1 438．

[22]范蘇魯,苑兆和,等.干旱脅迫對(duì)大麗花生理生化指標(biāo)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,22(3):651-657.

FAN S L，YUAN Z H，etal．Effects of drought stress on physiological and biochemical parameters ofDahliapinnata[J]．ChineseJournalofAppliedEcology,2011，22(3)：651-657．

[23]桑子陽(yáng),馬履一,陳發(fā)菊.干旱脅迫對(duì)紅花玉蘭幼苗生長(zhǎng)和生理特性的影響[J].西北植物學(xué)報(bào),2011,31(1):109-115.

SANG Z Y,MA L Y,CHEN F J.Growth and physiological characteristics ofMagnoliawufengensisseedlings under drought stress [J].ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica,2011,31(1):109-115.

[24]孫立榮,郝福順,等.外源一氧化氮對(duì)鹽脅迫下黑麥草幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(11):5 714-5 722.

SUN L R，HAO F S，etal．Effects of exogenous nitric oxide on growth and physiological characteristics of ryegrass seedlings under salt stress[J]．ActaEcologicaSinica,2008，28(11)：5 714-5 722．

[25]樊懷福,郭世榮,段九菊,等.外源NO對(duì)NaCl脅迫下黃瓜 (CucumissativusL.) 幼苗生長(zhǎng)和谷胱甘肽抗氧化酶系統(tǒng)的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(6):2 511-2 517.

FAN H F，GUO S R，DUAN J J，etal．Effects of nitric oxide on the growth and glutathione dependent antioxidative system in cucumber(CucumisSativusL．)seedlings under NaCl stress[J]．ActaEcologicaSinica,2008，28(6)：2 511-2 517．

[26]鄭春芳,姜東,等.外源一氧化氮供體硝普鈉浸種對(duì)鹽脅迫下小麥幼苗碳氮代謝及抗氧化系統(tǒng)的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30(5):1 174-1 183.

ZHANG C F,JIANG D，etal．Effects nitroprusside a nitric oxide donor on carbon and nitrogen metabolism and the activity of the antioxidation system in wheat seedings under salt stress[J]．ActaEcologicaSinica,2010，30(5)：1 174-1 183.

(編輯:裴阿衛(wèi))

Sodium Nitroprusside Role on Antioxidant Enzymes Activities in Leaves of Different Potato Cultivars under Drought Stress

JIA Hui，QILI Muge LITE Rigen,HE Xueqin*，MENG Meilian

(Agronomy Faculty,Inner Mongolia Agricultural University,Huhhot 010019,China)

Abstract:In order to elucidate effect of SNP on the parameters response to drought and relate to drought resistance of cultivars and to supply the new method and theory for drought resistant cultivation in processed potato,we firstly treated drought-resistant potato cv.‘Desiree’ and drought-sensitive potato cv.‘Atlantic’ with 0 (control) and 0.01 mmol·L(-1)SNP at bud,and then analyzed plant morphology,the contents of superoxide anion and H2O2,as well as activities of antioxidant enzymes under normal water,light water-stress,medium water-stress and heavy water-stress,respectively.The results showed that:(1) SNP treatment could maintain the normal growth of potato under heavy water-stress.(2)The contents of superoxide anion and H2O2,as well as activities of CAT and APX increased under water stress,but increases of superoxide anion content and H2O2 content were not related to the levels of stress.(3)The activity of POD rose in Desiree but lowered in Atlantic under drought stress.Compared with Atlantic drought resistant cultivar of Desiree possessed low content of superoxide anion and high activities of POD,CAT and APX under drought stress.Along with the levels of stress 0.01 mmol·L(-1) SNP treatment did not change the tendency of superoxide anion content and H2O2 content but changed the tendency of SOD,POD and CAT activities in Atlantic and of APX activity in Desiree.(4) The content of superoxide anion decreased in Desiree under normal water and heavy drought stress and in Atlantic under light drought stress and heavy drought stress by 0.01 mmol·L(-1) SNP.Additionally,SNP increased activities of POD and APX in both Desiree and Atlantic under drought stress.In conclusion,the parameters responsed to drought and drought resistance cultivars in potato were POD,CAT and APX activities.SNP could enhance the drought resistance of potato under drought stress.

Key words:potato;drought;SNP;antioxidant enzymes;reactive oxygen species

中圖分類(lèi)號(hào)：Q945.78;S513.01

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

作者簡(jiǎn)介：賈慧(1989-)，男，碩士，主要從事園藝植物逆境栽培生理研究。E-mail:Jiahui-1987@qq.com*通信作者：賀學(xué)勤，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事園藝植物逆境栽培生理研究。E-mail:xueqinhe2013@163.com

基金項(xiàng)目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金(CARS-10-P17)；內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)博士啟動(dòng)基金(BJ04-46)

收稿日期：2015-11-04；修改稿收到日期：2016-03-13

文章編號(hào):1000-4025(2016)03-0551-07

doi:10.7606/j.issn.1000-4025.2016.03.0551