大氣污染對植物過氧化氫酶影響初探

康櫻南

鐵嶺市環(huán)境監(jiān)控應(yīng)急響應(yīng)中心

大氣污染對植物過氧化氫酶影響初探

康櫻南

鐵嶺市環(huán)境監(jiān)控應(yīng)急響應(yīng)中心

過氧化氫酶（CAT）是植物細(xì)胞中重要的抗氧化酶之一，是細(xì)胞內(nèi)防御酶系統(tǒng)的重要成員，它在清除活性氧，維持植物體內(nèi)活性氧代謝平衡方面起著重要的作用。本文采用分光光度法，在2013 年5月11日到2013年9月12日，分別在延邊大學(xué)校區(qū)內(nèi)與延邊大學(xué)校區(qū)外，對蒲公英，皺葉酸膜，刺菜進(jìn)行采集，并對其葉片內(nèi)的過氧化氫酶活性進(jìn)行測定。

植物；過氧化氫酶；大氣污染；指示植物篩選

一、研究方法

1.1試驗材料及樣本采集

1.1.1試驗材料

材料：皺葉酸膜；蒲公英；刺菜。

1.1.2樣本采集

自2011年5月11日至2013年9月26日對試驗對象進(jìn)行定期定點采樣，封入自封袋，做好標(biāo)記，即刻放入冰盒，使其保持原有活性，帶回實驗室后放入-22℃冰箱保存，備用。

1.1.3試劑、備品及儀器

試劑：KH2PO4；K2HPO4·3H2O；30% H2O2

備品：泡沫盒+礦泉水瓶=冰盒2個；自封袋N個；研缽6個；容量瓶；移液槍；小燒杯；玻璃棒；濾紙；離心管；記錄本；棕色瓶8個；記號筆

儀器：TDL-4013低速大容量離心機；756MC紫外分光光度儀；HH-30恒溫水浴鍋；石英比色皿；電子天枰

1.2藥品配制

1.2.10.05mol/L磷酸緩沖液配制

a.1mol/L磷酸緩沖液（pH=7.8）裝在棕色瓶中4℃保存。KH2PO4=27.2g+水→200mL；K2HPO4·3H2O=45.644g+水→200mL。

b.0.05mol/L磷酸緩沖液（pH=7.8）裝在棕色瓶中4℃保存。0.425mL KH2PO4（1mol/L）+4.575 mL K2HPO4（1mol/L）+水→100mL。

1.2.20.1mol/L H2O2配制

0.1mol/L H2O2（用30% H2O2）=776.2 μLH2O2+ 0.05mol/L磷酸緩沖液→100mL（容量瓶）。

1.3酶液提取

稱取0.5g 鮮樣，放入研缽，加入適量石英砂研磨，加入2+2+2=6mL 0.05mol/L磷酸緩沖液，冰浴研磨至勻漿。4000r/min離心10min，取上清液為酶提液。

1.4過氧化氫酶活性測定

采用過氧化氫氧化法（Dhindsa，et al，1981），以每分鐘內(nèi)⊿OD240減少0.1的酶量為1個酶活性單位（U）。取50μL酶提液，加入2.5mL 0.05mol/L磷酸緩沖液和1mL蒸餾水，設(shè)置不加酶液為對照。反應(yīng)體系在30℃水浴中保溫10min后，逐管加入0.3mL 0.1mol/L 的H2O2，每加完一管立即計時，并迅速倒入比色杯中，于240nm下測定吸光度，每30s讀數(shù)一次，共測3次。

1.5酶活性計算和數(shù)據(jù)分析

CAT活性（U/g）=（△A240* VT）/（0.1 *VS*W*T）

式中，△A240反應(yīng)時間內(nèi)吸光值的變化值=最大值-其余兩個值的和的1/2；VT提取酶液總體積（mL）；VS測定時取用酶液體積（mL）；W鮮樣品質(zhì)量（g）；T反應(yīng)時間（min），得出各植物葉片內(nèi)的過氧化氫酶活性。并運用SPSS Statistics軟件對其進(jìn)行多重性比較和獨立樣本T檢驗。

二、 結(jié)果與分析

2.1不同大氣污染環(huán)境下植物葉片內(nèi)過氧化氫酶活性

2.1.1蒲公英

蒲公英葉片過氧化氫酶活性與季節(jié)變化有一定相關(guān)性，春末與初秋蒲公英葉片過氧化氫酶活性不呈現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05）；春末與盛夏蒲公英葉片過氧化氫酶活性呈現(xiàn)極顯著性差異（P＜0.01）；夏末秋初，蒲公英葉內(nèi)過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）。在整個葉片生長期過氧化氫酶活性隨時間變化表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢。不同溫度變化，不呈現(xiàn)一定

延邊大學(xué)校區(qū)外蒲公英葉片過氧化氫酶活性與季節(jié)變化有一定相關(guān)性。在整個葉片生長期，過氧化氫酶活性隨時間整體表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢。不同溫度下，酶活性不呈現(xiàn)明顯規(guī)律性，因此可以判定，校區(qū)外蒲公英葉內(nèi)過氧化氫酶活性同溫度無關(guān)。

2.1.2皺葉酸膜

延邊大學(xué)校區(qū)內(nèi)皺葉酸膜葉內(nèi)過氧化氫酶活性變化檢測值，春末與秋初皺葉酸膜葉片內(nèi)過氧化氫酶活性不存在極顯著差異（P＜0.01）；春末與夏末，皺葉酸膜葉內(nèi)過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）；夏末秋初，過氧化氫酶活性不存在顯著性差異（P ＜0.05）。由此得出皺葉酸膜葉片酶活性與季節(jié)變化具有一定相關(guān)性，而在不同溫度下，不呈現(xiàn)明顯的變化規(guī)律，因此可以得出皺葉酸膜葉片過氧化氫酶活性變化與溫度和天氣無關(guān)。在葉片整個生長期內(nèi)，酶活性整體呈現(xiàn)先上升，后下降的趨勢。

2.1.3刺菜

延邊大學(xué)校區(qū)外刺菜葉片在整個生長期來看，過氧化氫酶活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，其葉片內(nèi)酶活性變化與季節(jié)變化具有一定相關(guān)性，春末與初秋，葉片內(nèi)過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P ＜0.01）；春末夏初，刺菜葉片內(nèi)過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）；夏末與秋初，葉片內(nèi)過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）。不同溫度下不呈現(xiàn)規(guī)律性變化，因此判定刺菜葉片過氧化氫酶活性與溫度和天氣無關(guān)。

2.2不同大氣污染環(huán)境下過氧化氫酶活性比較

2.2.1蒲公英

校區(qū)外蒲公英葉片過氧化氫酶活性要高于校區(qū)內(nèi)過氧化氫酶活性，說明大氣污染對蒲公英葉內(nèi)過氧化氫酶具有誘導(dǎo)作用。5月11 日T檢驗顯著性概率為0.620，大于0.05，說明蒲公英葉內(nèi)過氧化氫酶活性在校內(nèi)與校外不存在顯著性差異。5月30日—9月12日，校內(nèi)與校外蒲公英葉內(nèi)過氧化氫酶活性存在顯著性差異（P＜0.05），其中6月19日—8月15日這段期間，校內(nèi)外過氧化氫酶活性存在極顯著差異（P＜0.01）。

2.2.2皺葉酸膜

校外皺葉酸膜葉內(nèi)過氧化氫酶活性高于校內(nèi)，說明大氣污染對皺葉酸膜葉內(nèi)過氧化氫酶起誘導(dǎo)作用。5月11日和7月28日，T檢驗顯著性概率為0.466和0.269，說明校內(nèi)外酶活性不存在顯著性差異，8月15日及8月30日校內(nèi)外酶活性存在極顯著差異（P＜0.01）。5月30日—7月17日以及9月12日，校內(nèi)外皺葉酸膜葉片內(nèi)過氧化氫酶活性存在顯著性差異（P＜0.05）。

2.2.3刺菜

校外刺菜葉內(nèi)過氧化氫酶活性顯著高于校內(nèi)，說明大氣污染對刺菜葉內(nèi)過氧化氫酶起到誘導(dǎo)作用，5月11日T檢驗顯著性概率均大于0.05，說明校內(nèi)外酶活性不存在顯著性差異。其他采樣時間內(nèi)T檢驗顯著性概率均小于0.05，即校內(nèi)外過氧化氫酶活性存在顯著性差異（P＜0.05），其中7月17日，7月28日以及8月15日—9月12日，校內(nèi)外過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）。

3結(jié)論

過氧化氫酶對大氣污染反應(yīng)靈敏，此酶可作為空氣污染對植物危害的監(jiān)測指標(biāo)之一。植物受環(huán)境因子脅迫后，體內(nèi)過氧化氫增加，引起過氧化氫酶的增加，當(dāng)環(huán)境脅迫到達(dá)一定程度后，即隨著污染時間延長，植物體內(nèi)污染物逐漸增多，當(dāng)污染物積累到一定程度時，過氧化氫酶無法清除植物體內(nèi)過氧化氫，因此其活性又逐漸降低。