伯樂(lè)樹(shù)種子發(fā)芽過(guò)程中SOD、POD酶活性變化研究

王 娟，劉仁林

1.云南師范大學(xué)文理學(xué)院，云南 昆明 650202；2.贛南師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，江西 贛州 341000

伯樂(lè)樹(shù)種子發(fā)芽過(guò)程中SOD、POD酶活性變化研究

王 娟1，劉仁林2

1.云南師范大學(xué)文理學(xué)院，云南 昆明 650202；2.贛南師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，江西 贛州 341000

SOD和POD是植物適應(yīng)多種逆境脅迫的重要酶類(lèi)，在植物有效防御逆境脅迫方面發(fā)揮著重要作用。對(duì)伯樂(lè)樹(shù)種子發(fā)芽過(guò)程中的SOD、POD酶活性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，在伯樂(lè)樹(shù)種子發(fā)芽過(guò)程中，SOD、POD酶活性不斷升高，其活性變化規(guī)律基本一致，且在胚根、胚芽的活性大于胚軸。

伯樂(lè)樹(shù)；種子發(fā)芽；酶活性

伯樂(lè)樹(shù)（Bretschneidera sinensis Hemsl.）是我國(guó)特有的、古老的單種科和孑遺種，在研究被子植物的系統(tǒng)發(fā)育和古地理、古氣候等方面具有重要科學(xué)價(jià)值[1]。伯樂(lè)樹(shù)零星分布于四川、云南、貴州、廣西、廣東、湖南、湖北、江西、浙江、福建等省區(qū)低海拔至中海拔的山地林中[2]。因長(zhǎng)期以來(lái)破壞嚴(yán)重，現(xiàn)有母樹(shù)資源稀少，結(jié)實(shí)率低，天然更新困難，處珍稀瀕危境地，先后被列為國(guó)家一級(jí)珍貴樹(shù)種和國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物[3～5]。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)伯樂(lè)樹(shù)的研究較少，主要集中在人工育苗、系統(tǒng)分類(lèi)、化學(xué)成分及種子休眠特性上[6]。種子萌發(fā)過(guò)程中酶活性的變化是最為明顯的現(xiàn)象之一，由于伯樂(lè)樹(shù)種子具有深休眠、自然萌發(fā)困難、成苗率低等特性[7]，因此本研究旨在對(duì)伯樂(lè)樹(shù)種子發(fā)芽過(guò)程中的SOD、POD活性變化進(jìn)行測(cè)定，為揭示種子萌發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵影響因子、提高種子發(fā)芽率、恢復(fù)伯樂(lè)樹(shù)種群數(shù)量提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

第1階段種子：休眠的伯樂(lè)樹(shù)種子；第2階段種子：胚軸和胚根長(zhǎng)度達(dá)2～3 cm的伯樂(lè)樹(shù)種子；第3階段種子：胚芽剛長(zhǎng)出新葉之前，胚根和胚軸總長(zhǎng)度為4～7 cm、胚芽長(zhǎng)度為4～7 cm的伯樂(lè)樹(shù)種子，見(jiàn)圖1。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定超氧化物岐化酶SOD活性，愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶POD活性。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性的測(cè)定

第1階段將休眠狀態(tài)的新鮮種子直接進(jìn)行測(cè)定，發(fā)芽的第2、第3階段將種子的各個(gè)部分用解剖刀取下后分別進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定結(jié)果如表1、圖2所示。

SOD作為植物抗氧化酶系統(tǒng)的第一道防線，能清除細(xì)胞內(nèi)過(guò)量的超氧陰離子自由基，維持活性氧代謝的平衡[8]。由表1、圖2可知，SOD在伯樂(lè)樹(shù)種子發(fā)芽過(guò)程的3個(gè)階段，酶活性呈現(xiàn)逐漸增加的變化，說(shuō)明種子在發(fā)芽的過(guò)程中由于呼吸作用、一些積累在種子中的有害物質(zhì)的代謝活動(dòng)，及不利萌發(fā)環(huán)境的影響，導(dǎo)致活性氧的不斷產(chǎn)生積累，SOD清除超氧自由基具有顯著作用[8]。不論在哪個(gè)階段，胚根中酶的活性最高，其次是子葉，胚軸中酶的活性較低。胚根在種子萌發(fā)過(guò)程中最先突破種皮接觸外部環(huán)境，生長(zhǎng)發(fā)育較快，代謝旺盛，故SOD酶的活性也會(huì)相應(yīng)較高。胚軸位于胚芽和胚根之間，并與子葉相連，主要作用是把子葉中儲(chǔ)存的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)缴L(zhǎng)迅速的胚芽和胚根，所以SOD的活性較低。

2.2 過(guò)氧化物酶（POD）活性的測(cè)定

第1階段將休眠狀態(tài)的新鮮種子直接進(jìn)行測(cè)定，發(fā)芽的第2、第3階段將種子的各個(gè)部分用解剖刀取下后分別進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定結(jié)果如表2、圖3所示。

POD是活性較高的適應(yīng)性酶，能夠反映植物生長(zhǎng)發(fā)育的特性、體內(nèi)代謝狀況以及對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性[9]。由表2、圖3可知，POD在伯樂(lè)樹(shù)種子發(fā)芽過(guò)程中3個(gè)階段的活性呈現(xiàn)逐漸增加的變化；第2、3階段胚根中POD的活性最高，其次是子葉；在第3階段，隨著胚芽的生長(zhǎng)，胚芽中POD活性也較高。在發(fā)芽的第2階段，胚芽還未明顯發(fā)育，到了發(fā)芽的第3階段，胚芽得到了迅速的生長(zhǎng)，代謝活動(dòng)旺盛，POD不僅含量上升，活性也不斷增強(qiáng)。子葉作為種子儲(chǔ)存養(yǎng)料的地方，在種子萌發(fā)過(guò)程中也有較強(qiáng)的代謝活動(dòng)，分解并運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，POD的活性也維持在較高水平。

表1 SOD活性測(cè)定結(jié)果（單位：U）

表2 POD活性測(cè)定結(jié)果（單位：U）

圖1 伯樂(lè)樹(shù)種子不同階段形態(tài)圖

圖2 SOD活性變化規(guī)律

圖3 POD活性變化規(guī)律分析

3 結(jié)論與討論

SOD和POD二者統(tǒng)稱(chēng)為保護(hù)酶系統(tǒng)，并且協(xié)同一致，防御活性氧（如超氧自由基）或其他過(guò)氧化物自由基對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害，從而抵御不良環(huán)境的影響和細(xì)胞衰老。在伯樂(lè)樹(shù)種子發(fā)芽過(guò)程中，SOD、POD酶活性不斷升高，參與一系列復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，通過(guò)生成一些代謝物，逐步解除種子的休眠，并為萌發(fā)提供有利的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。從圖2、圖3可以看出，伯樂(lè)樹(shù)種子發(fā)芽的整個(gè)過(guò)程中，SOD和POD的活性變化規(guī)律基本一致，且胚根、胚芽作為萌發(fā)的主要部位，酶活性均較強(qiáng)；子葉作為貯藏物質(zhì)的部分，生命活動(dòng)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化旺盛，所以這些部位兩種保護(hù)酶的量相對(duì)胚軸多。

參考文獻(xiàn)：

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1005-2690（2016）05-0032-03

S792.99

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2016-04-20