CaCl2對N aCl脅迫下甘薯幼苗葉片SO D和PO D活性的影響

李百偉，孫存華*

（江蘇省如皋第一中等專業(yè)學(xué)校，江蘇南通226500）

1 引言

隨著地球環(huán)境的惡化加劇，人口增長，糧食供需矛盾加劇。耕地有限，且土壤沙漠化鹽堿化非常嚴(yán)重，已經(jīng)成為人類面臨的生態(tài)危機之一，制約了農(nóng)業(yè)發(fā)展，所以開發(fā)利用鹽堿地有著十分重要的現(xiàn)實意義。甘薯耐貧瘠，適應(yīng)性強，可以作為經(jīng)濟的糧食和飼料作物。提高甘薯抗鹽栽培具有遠大的前景。本試驗以徐薯18為材料，通過研究在NaCl環(huán)境下加入不同濃度CaCl2后它的SOD和POD活性的變化，探究鈣對甘薯受鹽害的緩解機制，為甘薯耐鹽育種及抗鹽栽培提供理論依據(jù)。

2 材料和方法

2.1 材料

取徐薯18四葉一心頂部莖蔓移栽到裝有石英砂的塑料盒中，先用Hoagland溶液，在露天條件下培養(yǎng)。

2.2 材料的處理

發(fā)根正常后分別用 0（CK1）、2%NaCl（CK2）、2%CaCl2(CK3)、T1(2%NaCl+0.6%CaCl2)、T2(2%NaCl+1.2%CaCl2)、T3(2%NaCl+1.8%CaCl2)的Hoagland溶液進行根部脅迫處理，分別處理 0、1、3、5、7 天，每個處理三次重復(fù)，每盒三株，從植株上部第3-5對功能葉片進行各項生理指標(biāo)的測定

2.3 SOD的測定

①粗酶液的提取[2]：稱取0.05g甘薯幼苗新鮮葉片，剪碎于預(yù)冷的研缽中，加入1ml預(yù)冷50mmol/L PH=7.0的磷酸緩沖液在冰浴上研磨成勻漿，加緩沖液定容到5ml，4000r/min 4℃離心15min，上清液即為SOD的粗酶提取液。②SOD的測定：南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的超氧化物歧化酶(SOD)測試盒。

2.4 POD活性的測定

采用愈創(chuàng)木酚法[3]。

2.5 數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel 2003作圖、應(yīng)用SPSS17.1進行數(shù)據(jù)分析。

3 討論

3.1 不同濃度CaCl2對NaCl脅迫下甘薯幼苗葉片的SOD的影響（圖1）

從圖1中可以看出T1、T2和T3組甘薯幼苗SOD活性始終都比CK2組活性大，且都呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，前3天，所有鹽脅迫下的外源鈣處理組SOD活性和對照組差異都不顯著（P＞0.05）。第5天時所有鹽脅迫下的外源鈣處理組與CK2差異顯著（P＜0.05），甘薯幼苗SOD活性分別是CK2組的1.77、2.01和1.88倍，第5天后SOD活性都有所下降，到第7天時，所有鹽脅迫下的外源鈣處理組與CK2組差異極顯著（P＜0.01），甘薯幼苗葉片內(nèi)SOD活性分別是CK2組的1.82、2.35和2.10倍，整個過程中這三組中同一時間T2組SOD活性始終最大，T1最小。CK3組SOD活性始終上升，第5天時和CK1差異顯著（P＜0.05），到第7天時對比CK1組差異極顯著（P＜0.01），SOD 活性是CK1組的2.29倍。

圖1 不同濃度CaCl2對NaCl脅迫下甘薯幼苗葉片的SOD的影響

3.2 不同濃度CaCl2對NaCl脅迫下甘薯幼苗葉片的POD的影響

圖2 不同濃度CaCl2對NaCl脅迫下甘薯幼苗葉片的POD的影響

圖中所示T1、T2和T3組甘薯幼苗POD活性始終都在CK2組活性之上，且趨勢都是先增加后降低，前3天，所有鹽脅迫下的外源鈣處理組相比CK2組差異并不顯著（P＞0.05）。到第5天時所有鹽脅迫下的外源鈣處理組對比CK2差異極顯著（P＜0.01），甘薯幼苗POD活性分別是CK2組的1.60、1.75和1.66倍，第5天之后POD活性開始降低，第7天時，和CK2組差異仍舊極顯著（P＜0.01），甘薯幼苗POD活性分別是CK2組的1.46、1.59和1.55倍，整個實驗過程中這三組中同一時間POD活性始終都是T2＞T3＞T1。CK3組POD活性始終上升，到第7天時和CK1差異顯著（P＜0.05），POD活性是CK1組的1.70倍。

4 討論

植物體內(nèi)自由基存在著生成和清除反應(yīng)，正常情況下兩種反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。當(dāng)植物受到環(huán)境脅迫時，這種平衡就會被打破，自由基積累，膜透性差別喪失，導(dǎo)致膜的孔隙變大、通透性增加、代謝紊亂，從而使得植物受到傷害[5、6]。植物細胞內(nèi)有兩大系統(tǒng)可以清除自由基，分別是酶促保護系統(tǒng)和非酶促的保護系統(tǒng)，SOD、CAT是酶促保護系統(tǒng)的重要組成部分[7、8]。在此系統(tǒng)中，SOD 能夠歧化 O2-為 O2和 H2O2(2O2-＋2H＋→H2O2＋O2)。高濃度H2O2主要通過CAT清除，使得H2O2被控制在較低水平。SOD和POD可以維持植物體內(nèi)活性氧自由基在較低水平，植物才能正常的生長和代謝?；钚匝跚宄芰Q定了細胞對脅迫的抗性，整個保護酶系防御能力的變化是這幾種酶彼此協(xié)調(diào)的綜合結(jié)果。

SOD和POD是植物體內(nèi)主要的保護酶。當(dāng)植物處在逆境中時，會產(chǎn)生大量的活性氧，活性氧造成的傷害可以通過提高植物自身保護酶系統(tǒng)的活性，并通過氧化還原反應(yīng)來緩解。本試驗中，在鹽脅迫下SOD和POD活性都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當(dāng)施加不同濃度的CaCl2后三種保護酶活性都變大，1.2%CaCl2比0.6%CaCl2處理效果更明顯而1.8%CaCl2處理和1.2%CaCl2組相比并沒用隨著濃度增加效果更顯著，可能是由于CaCl2雖能提供鈣，但是也增加了NaCl脅迫所形成的Cl-含量。因此，SOD和POD活性變化反映了不同鈣濃度下甘薯幼苗耐鹽性的強弱，外源鈣處理可以提高SOD、POD的活性，及時有效的消除鹽脅迫產(chǎn)生的活性氧，緩解其對甘薯幼苗造成的膜損傷。