12個芒果品種抗氧化酶活性差異分析

羅世杏+唐玉娟+黃國弟+趙英+莫永龍

摘 要：以12個芒果品種為試材，通過檢測不同芒果品種葉片超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）和多酚氧化酶（PPO）活性，采用Duncan比較對各抗氧化酶活性進(jìn)行差異分析。結(jié)果表明：桂熱芒10-2號的SOD活性最強(qiáng)，桂熱芒10號的SOD活性最弱；桂熱芒23號POD活性最強(qiáng)，桂熱芒282號POD活性最弱，桂熱芒780-17號的CAT活性最強(qiáng)，泰國芒14號的CAT 活性最低；桂熱芒282號的PPO活性最強(qiáng)，桂熱芒30號的PPO活性最低。通過初步檢測12個芒果品種的抗氧化酶活性，不同芒果品種的SOD活性在229.1467～463.8700 U/g·min；POD活性在0.5333～ 3.8667 U/g·min；CAT活性在16.4967～41.8100 U/g·min；PPO活性在0.0167～0.2067 U/g·min，為下一步探討芒果對抗逆脅迫響應(yīng)機(jī)理奠定理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：芒果 氧化酶 活性差異

在正常環(huán)境中生長的植物酶常以較低的速率產(chǎn)生活性氧，產(chǎn)生的活性氧通常被抗氧化系統(tǒng)所阻抑，但當(dāng)植物受到諸如干旱、溫度、空氣污染、病蟲害等環(huán)境脅迫時，體內(nèi)細(xì)胞可增加誘發(fā)細(xì)胞內(nèi)活性氧濃度，遠(yuǎn)超抗氧化系統(tǒng)清除能力的高活性氧量對植物易造成損傷。植物體內(nèi)的酶促防御系統(tǒng)包括超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、過氧化物酶（peroxidase， POD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase， PPO）等。不同品種的酶促防御系統(tǒng)對逆境具有不同的應(yīng)答機(jī)制[1]。不同芒果品種的抗性存在差異[2]，芒果體內(nèi)的抗氧化酶活性反映芒果對活性氧的清除能力，與其本身抗寒、抗旱和耐鹽等逆境適應(yīng)性密切相關(guān)。試驗(yàn)以12個芒果品種作為試驗(yàn)材料，比較4種抗氧化酶的表達(dá)差異，為進(jìn)一步研究不同芒果品種的抗逆性奠定前期基礎(chǔ)，為芒果抗逆性的研究和抗逆品種的選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地點(diǎn)在廣西亞熱帶作物研究所芒果種質(zhì)資源保護(hù)廣西創(chuàng)新基地。供試材料為桂熱芒10-2號、桂熱芒23號、桂熱芒30號、桂熱芒78-1號、桂熱芒264號、桂熱芒780-17號、桂熱芒10號、桂熱芒282號、泰國芒14號、紅花本地芒、斯里蘭卡芒811號、印度芒901號一年生夏梢。

1.2 試驗(yàn)方法

酶液制備：稱取1.0 g芒果葉片置于冰浴研缽中，加入3.0 g石英砂和0.25 g PVP，用預(yù)冷的0.1mol/L，pH7.0磷酸緩沖液（PBS）3.5 mL于冰浴中研磨至無纖維為止，定容至10 mL，然后在4 ℃，13000 g，離心20 min。上清液為酶的粗提液。

超氧化物歧化酶（SOD）測定[3]采用NBT光化還原法，SOD活性以每克鮮重酶單位表示，比活力單位為U/g；過氧化物酶（POD）活力測定采用愈創(chuàng)木酚法[3]，以每分鐘內(nèi)在470 nm波長下變化0.01為1個POD酶活性單位（U）；過氧化氫酶（CAT）[3]測定以每分鐘內(nèi)240 nm波長下變化0.0436為1個活力單位（U）。多酚氧化酶（PPO）活力測定[4]以每克樣品（鮮重）每分鐘在420 nm波長下吸光度變化增加1為1個活性單位（U）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2003和SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 芒果不同品種超氧化物歧化酶（SOD）活性

芒果不同品種SOD活性值見圖1。研究表明，不同芒果品種的SOD活性在229.1467～463.8700 U/g·min，其中桂熱芒10-2號的SOD活性最高，為463.8700 U/g·min，其次是泰國芒14號為461.9367 U/g·min，而桂熱芒10號的SOD活性最低為229.1467 U/g·min。

由SOD活性差異顯著性分析可知：泰國芒14號和紅花本地芒、桂熱芒10-2號、桂熱芒23號之間SOD活性差異不顯著，與其他品種差異顯著；斯里蘭卡芒811號、桂熱芒30號、桂熱芒78-1號、桂熱芒264號的SOD活性差異不顯著，與其他品種差異顯著；印度芒901號、桂熱芒780-17號、桂熱芒10號和桂熱芒282號之間差異不顯著，與其他品種的的SOD活性差異顯著。

2.2 芒果不同品種過氧化物酶（POD）活性

如圖2所示，不同芒果品種的POD活性在0.5333～ 3.8667 U/g·min，其中桂熱芒23號POD活性最高，為3.8667 U/g·min，其次是泰國芒14號為3.8000 U/g·min，而桂熱芒282號的POD活性最低為0.5333 U/g·min。

由POD活性的差異顯著性分析可知，在0.05顯著水平上，泰國芒14號、紅花本地芒、桂熱芒10-2號、桂熱芒23號之間POD活性差異不顯著，與其他品種差異顯著；斯里蘭卡芒811號、桂熱芒30號、桂熱芒78-1號和桂熱芒264號的POD活性差異不顯著，與其他品種差異顯著；印度芒901號、桂熱芒780-17號、桂熱芒10號、桂熱芒282號之間酶活差異不顯著，與其他品種的的POD活性差異顯著。

2.3 芒果不同品種過氧化氫酶（CAT）活性

從圖3可以看出，不同芒果品種的CAT活性在16.4967～41.8100 U/g·min，其中桂熱芒780-17號的CAT活性最高，為41.8100 U/g·min，其次桂熱芒282號的為39.0233 U/g·min，泰國芒14號的CAT活性最低為16.4967 U/g·min。由CAT活性的差異顯著性分析可知，印度芒901號、桂熱芒780-17號、桂熱芒10號和桂熱芒282號之間CAT活性差異不顯著，與其他品種差異顯著；斯里蘭卡芒811號、桂熱芒30號、桂熱芒78-1號、桂熱芒264號之間的CAT活性差異不顯著，與其他品種差異顯著；泰國芒14號和紅花本地芒、桂熱芒10-2號、桂熱芒23號之間酶活差異不顯著，與其他品種的的CAT活性差異顯著。

2.4 芒果不同品種多酚氧化酶（PPO）活性

研究表明（如圖4），不同芒果品種的PPO活性在0.0167～0.2067U/g·min，其中，桂熱芒282號的PPO活性最高，為 0.2067 U/g·min，其次是桂熱芒780-17為0.1800 U/g·min，桂熱芒30號的PPO活性最低為0.0167 U/g·min。

由PPO活性的差異顯著性分析可知，在0.05顯著水平上，桂熱芒282號與桂熱芒780-17號PPO活性差異不顯著，與其他品種酶活差異顯著；桂熱芒30號與印度芒901號差異不顯著，與其他品種PPO活性差異顯著。桂熱芒780-17號與泰國芒14號、桂熱芒282號PPO酶活性不顯著，與其他品種酶活差異顯著。

3 討論與結(jié)論

超氧化物岐化酶（SOD）是一種金屬防御性酶，在酶促反應(yīng)系統(tǒng)中可以把有害的超氧自由基轉(zhuǎn)化為過氧化氫和分子氧。研究證實(shí)SOD在抗逆過程中具有一定的應(yīng)答規(guī)律 [5]。王華等[6]研究表明，不同低溫脅迫處理后的杏樹品種，其細(xì)胞質(zhì)膜透性隨著處理溫度的降低而加劇，抗寒性強(qiáng)的品種受到低溫脅迫時其SOD活性上升幅度較大。苗則彥等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在外源病原菌侵染后，感白粉病品種的SOD酶幾乎沒有變化，而抗病品種通過提升SOD酶活性來降低其本身的感病性。

過氧化物酶（POD）是植物體內(nèi)普遍存在的一種氧化還原酶，其能在植株受到病菌侵染與機(jī)械損傷時，通過產(chǎn)生大量活性氧來形成一個有毒環(huán)境從而抑制和殺死入侵的病菌[8] [9]，并通過催化過氧化氫氧化酚類物質(zhì)產(chǎn)生醌類化合物，維持植物體內(nèi)自由基的動態(tài)水平，降低對膜的傷害，提高植物抗逆性。研究結(jié)果[10] [11]表明，抗病耐低溫品種的過氧化物酶在逆境情況下對自由基的清除能力增強(qiáng)幅度要小于抗病性品種。

過氧化氫酶（CAT），是以鐵卟啉為輔基的結(jié)合酶，主要分布在植物細(xì)胞的過氧化物酶體中。在逆境環(huán)境下，植物通過誘導(dǎo)一些列防御機(jī)制催化細(xì)胞內(nèi)過氧化氫的分解，維持活性氧代謝平衡，防止細(xì)胞過氧化，增強(qiáng)其本身抗逆境能力?？藷崮尽ひ亮Φ热薣12]通過對2個阿月渾子品種進(jìn)行NaCl和Na2SO4的耐受力處理表明，雖然葉片中CAT活性隨著鹽濃度的增大而增強(qiáng)，但不同的品種耐受力存在差異。同樣的結(jié)果在鹽脅迫處理的扁桃砧木葉片時也有所體現(xiàn) [13]。

多酚氧化酶（PPO）是植物體內(nèi)普遍存在的一類銅結(jié)合酶，普遍存在于植物、真菌的各種器官或組織中[14]。PPO的抗病機(jī)制主要是PPO參與植物的生理代謝，產(chǎn)生一些毒性物質(zhì)，此類毒性物質(zhì)能封閉感染的組織，防止病菌擴(kuò)散，同時使病原菌得不到營養(yǎng)而死亡。該酶在植物抗逆過程中具有特殊的變化規(guī)律，人工接種病原菌后，PPO酶活較大的葡萄品種POD酶活上升速度較快，并能長時間保護(hù)高活性值，抗性強(qiáng)[15]。同樣的結(jié)果在葡萄黑痘病抗病性上也有所體現(xiàn)，表現(xiàn)越是抗病的，PPO增加的幅度越大[16]。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳順，蕭浪濤.植物體內(nèi)活性氧代謝及其信號傳導(dǎo)[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，29（5）：450-456.

[2] 彭鏡波.果樹栽培學(xué)各論[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：230-241.

[3] 張蜀秋，李云，武維華.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)教程[M]. 北京：科學(xué)出版社，2011：191-196.

[4] 曹建康，姜微波，趙玉梅.果蔬采后生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2011，103-105.

[5] 易官美，邱迎君，趙祥奎.果樹超氧化物歧化酶活性的研究[J]. 北方園藝，2010（10）：68-70.

[6] 王華，王飛，陳登文，等.低溫脅迫對杏花SOD活性和膜脂過氧化的影響[J]. 果樹科學(xué)，2000，17（3）：197-201.

[7] 苗則彥，趙奎華，劉長遠(yuǎn)，等.葡萄抗感白腐病品種PAL酶、PPO酶和SOD酶活性比較[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，34（3）：177-180.

[8] Park S Y， Ryu S H， Kwon S Y， et al. Differential expression of six novel Peroidasec DNAs from cell cultures of sweet Potato in response to stress[J]. Moleeular Geneties and Genomies，2003.269（4）：542-552.

[9] 梁艷榮，胡曉紅，張穎力.植物過氧化酶生理功能研究進(jìn)展[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003， 24（2）：110-113.

[10] 李華琴.小麥抗感白粉病生理生化特性研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，1983（2）：40-45.

[11] 許建鋒，馬艷芝，劉玉祥，等.低溫脅迫對晚熟桃枝條電導(dǎo)率、SOD及POD活性的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（11）：20-202.

[12] 克熱木·伊力，袁琳，齊曼·尤努斯，等.鹽脅迫對阿月渾子SOD、CAT、POD活性的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，41（3）：129-134.

[13] 買合木提·卡熱，克熱木·伊力，吾甫爾·巴拉提.鹽脅迫對扁桃砧木葉片SOD、POD和CAT活性的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005， 14（6）：96-101.

[14] 王曼玲，胡中立，周明全，等.植物多酚氧化酶的研究進(jìn)展[J]. 植物學(xué)通報(bào)，2005，22（2）：215-222.

[15] 房玉林，宋士任，張艷芳，等.不同品種葡萄抗霜霉病特性與葉片POD、PPO活性關(guān)系的研究[J].西北植物學(xué)報(bào)，2007，27（2）：0392-0395.

[16] 石雪暉，王淑英，吳艷純，等.葡萄葉片中單寧、木質(zhì)素、PPO活性與抗黑痘病的關(guān)系[J].中外葡萄與葡萄酒，1997（4）：8-11.