鋅對菠菜葉綠素含量及保護酶活性的影響

摘 要：采用砂培試驗的方法，研究不同濃度硫酸鋅浸種（0、0.1、0.2、0.5、1mg/L）對菠菜葉綠素含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化物酶（POD）活性、過氧化氫酶（CAT）活及性丙二醛（MDA）含量的影響。結(jié)果表明：當硫酸鋅濃度在0～0.5mg/L范圍內(nèi)時，隨著硫酸鋅濃度增大，菠菜中葉綠素含量、SOD、POD、CAT活性升高，MDA減少；當硫酸鋅濃度大于0.5mg/L時，隨著硫酸鋅濃度的增大，葉綠素含量下降、SOD、POD、CAT活性降低，MDA含量升高。

關鍵詞：鋅；菠菜；葉綠素含量；保護酶活性

中圖分類號：S636.1 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032010

鋅是植物體必需的微量元素之一，是植物體內(nèi)多種酶的組成成分和活化劑，參與植物體內(nèi)生長素的合成，對葉綠素的合成和光合作用有很大影響，并與植物體蛋白質(zhì)的合成有密切聯(lián)系[1]。鋅作為植物生長不可缺少的重要營養(yǎng)元素，在植物生理代謝方面具有非常重要的作用，同時它還有加速創(chuàng)傷愈合，維持細胞完整性和生理反應的作用。鋅也是人體必需的微量元素，缺鋅會影響人的生長和智力發(fā)育，所以對植物微量元素鋅的研究有重要意義。

菠菜（Spinacia oleracea L.），屬于藜科菠菜屬，2年生草本植物，營養(yǎng)價值高，中國普遍栽培[2]。目前，有關鋅對蔬菜保護酶活性影響的研究主要集中在茄果類、瓜類蔬菜以及小白菜上[3-5]，鋅對菠菜保護酶活性影響的研究尚未見報道。本試驗研究不同濃度的鋅浸種對菠菜葉綠素含量及保護酶活性的影響，以期為科學施肥，進一步提高菠菜產(chǎn)量和品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗場地與材料

試驗山西師范大學現(xiàn)代文理學院植物生理實驗室進行，供試種子為日本大葉菠菜種子。

1.2 試驗設計

試驗設0、0.1、0.2、0.5、1mg/L 5個ZnSO4·7H2O濃度，分別用Zn0、Zn1、Zn2、Zn3 、Zn4表示。

1.3 試驗方法

1.3.1 幼苗培養(yǎng)

選擇大小一致、顆粒飽滿的菠菜種子，用不同濃度ZnSO4· 7H2O溶液浸種12h，在4℃左右冰箱中處理24h，放到溫度為20℃的恒溫箱中催芽，發(fā)芽后將種子播于盛有沙子的穴盤中，保持穴盤中沙子濕潤，出苗后開始施用Hoagland標準營養(yǎng)液，每周1次。幼苗長出4～5片真葉后開始測定指標。

1.3.2 測定方法

葉綠素含量的測定用乙醇丙酮混合液法[2]；丙二醛含量的測定用硫代巴比妥酸法（TBA）；超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定用氮藍四唑法，以抑制NBT光化學還原的50%為一個酶活性單位；過氧化物酶（POD）活性的測定用愈創(chuàng)木酚法，以每1g鮮重每1min在470nm處光吸收變化0.1為一個過氧化物酶活性單位；過氧化氫酶（CAT）活性測定用紫外吸收法，以每克鮮重每分鐘在240nm處光吸收變化0.1為一個過氧化氫酶活性單位[1]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鋅對菠菜葉綠素含量的影響

葉綠素含量是植物體重要的生理指標，在一定程度上可以反映光合作用的強弱和植物產(chǎn)量的高低 [2]。

從表1可以看出，不同濃度鋅處理的葉綠素a、葉綠素 b和葉綠素總量均顯著高于對照，當硫酸鋅濃度為0.5mg/L時，達到最大，顯著高于其它處理，分別比對照增加68.52%、61.54%、66.25% ；當硫酸鋅濃度為1mg/L時，葉綠素a、葉綠素 b和葉綠素總量與濃度0.5mg/L時相比顯著降低，分別下降24.18%、23.80%、24.06%。

2.2 鋅對菠菜保護酶活性及丙二醛（MDA）含量的影響

過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）是植物體內(nèi)酶促防御系統(tǒng)的重要保護酶[1，5]，可作為植物抗逆性的生理生化指標。

從表2可以看出，當硫酸鋅濃度低于0.5/Lmg/L時，菠菜中SOD活性隨著硫酸濃度的增大而顯著升高，大于0.5mg/L時，其活性隨著濃度的增大而減?。辉跐舛葹?.5mg/L時，SOD活性最大，比對照處理高140.82%；當濃度為1mg/L時，SOD活性比對照升高85.21%，比濃度為0.5mg/L時降低23.09%；與對照比較，所有鋅處理的POD活性顯著提高，隨著鋅濃度的增大，菠菜葉片中過氧化物酶活性分別增加15.76%、43.84%、169.95、108.37%，硫酸鋅濃度為0.5mg/L時最大，當硫酸鋅濃度為1mg/L時，菠菜過氧化物酶活性下降，較濃度為0.5mg/L時酶活性降低22.81%；鋅濃度在0～0.5mg/L范圍內(nèi)，隨著鋅濃度的增大， CAT活性持續(xù)升高，在0.5～1mg/L范圍內(nèi)，隨著鋅濃度的增大，CAT活性降低，處理組CAT活性均顯著高于對照組，分別比對照增加45.89%、127.26%、197.95%、119.86%；鋅濃度為1mg/L時的菠菜CAT活性比0.5mg/L時下降26.21%。

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的終產(chǎn)物之一，其含量的高低可作為植物體內(nèi)細胞受脅迫嚴重程度的指標之一，丙二醛（MDA）含量與植物衰老及逆境傷害有密切關系[6]。如表2所示，與對照組相比，處理組的MDA的含量顯著減少，隨著鋅濃度的增大，MDA含量分別下降32.1%、42.67%、71.33%、59.3%；鋅濃度為1mg/L時的丙二醛含量較鋅濃度為0.5mg/L時有所升高，增加41.86%。

3 結(jié)論

3.1 對葉綠素含量的影響

葉綠素含量的高低可以反映植物光合作用的強弱，在一定程度上還影響著植物的新陳代謝和產(chǎn)量高低[2]。從本試驗研究結(jié)果來看，隨著鋅濃度的增高，菠菜葉綠素含量先升高后下降，在一定范圍內(nèi)鋅可以有效提高菠菜中葉綠素的含量，但濃度過高會導致葉綠素含量的下降。

3.2 對保護酶活性及MDA含量的影響

丙二醛（MDA）含量作為檢驗植物抗性的重要生理指標之一，并且測定丙二醛含量可以用來考察植物體細胞受脅迫程度的嚴重性。本試驗研究結(jié)果表明，菠菜中MDA含量隨著鋅濃度的升高先下降后增高，當鋅濃度為0.2mg/L時，菠菜中的MDA含量最低，這時的菠菜體內(nèi)細胞受脅迫程度最小。

從試驗結(jié)果看，隨著鋅濃度的升高，菠菜中的SOD活性、POD活性、CAT活性都呈先升后降的趨勢，當鋅濃度為0.5mg/L時菠菜的SOD、POD、CAT活性最大，此時菠菜機體損傷程度最小。

綜合菠菜的生長生理指標，最適合菠菜生長的硫酸鋅濃度為0.5mg/L。

參考文獻

[1]杜新民，張永清.施鋅對石灰性褐土上小白菜光合作用及保護酶活性的影響[J].西北植物學報，2008，28（6）：1203-1207.

[2]張秀君，孫錢錢，江丕文，等.菠菜葉綠素提取方法的比較研究[J].作物雜志，2011（3）：57-60.

[3]孫涌棟，羅未蓉，陳碧華，等.Zn2+對黃瓜發(fā)芽期生理特性的影響[J].生態(tài)環(huán)境，2008，17（1）：307-311.

[4]孫天國，沙偉，接晶.鋅脅迫對甜瓜幼苗生理活性的影響[J].北方園藝，2010（16）：51-53.

[5]杜新民.鋅對黃瓜幼苗根系生長及保護酶活性的影響，農(nóng)學學報，2012，2（07）：55-58.

作者簡介：杜新民（1962-），男，碩士，副教授，主要從事蔬菜生理生態(tài)方面的研究工作。