兩類新疆狗牙根抗旱基因型抗氧化酶保護系統(tǒng)及其基因表達差異分析

曾令霜，李培英，2*，孫宗玖，2*，孫曉梵

（1. 新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院，新疆 烏魯木齊 830052；2. 新疆草地資源與生態(tài)重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830052）

隨著全球氣候變化的加劇及水資源短缺的問題日益突出，干旱已成為制約生態(tài)環(huán)境建設(shè)、植物分布和生產(chǎn)力的世界性問題［1-3］，嚴重影響植物的生長和持久性［3］。但植物能通過在形態(tài)、生理生化和分子水平上整合各種反應(yīng)和適應(yīng)機制來響應(yīng)干旱脅迫，以維持正常的生長發(fā)育［4］。狗牙根（Cynodon dactylon）作為分布及應(yīng)用最為廣泛的草坪草之一，具有較強的避旱性或耐旱性，是抗旱節(jié)水的首選草種之一［5］，被認為是一種具有基因型變異的耐旱品種［6］。研究狗牙根對干旱脅迫的適應(yīng)及響應(yīng)機制將有助于為植物栽培及育種提供增強抗旱性的措施和依據(jù)。

抗氧化系統(tǒng)在植物響應(yīng)干旱脅迫中發(fā)揮著重要作用，干旱脅迫促進了植物體內(nèi)活性氧（reactive oxygen species，ROS）的積累，ROS 過量積累引起氧化應(yīng)激反應(yīng)［7］，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)變性、DNA 突變和各種細胞氧化損傷［8］。但植物自己也有清除ROS 的策略，為此形成了一套由抗氧化酶和非抗氧化酶組成的抗氧化體系［9］，其中調(diào)節(jié)抗氧化酶的活性或相關(guān)基因表達被認為是最有效的ROS 清除策略之一［10］。據(jù)報道，干旱脅迫下植物通過積累更多抗氧化劑或減少脂質(zhì)過氧化，以應(yīng)對干旱脅迫，從而減輕干旱脅迫的不利影響［11］。超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）是清除ROS 中第一個激活酶，能夠清除超氧陰離子自由基（O2·-）產(chǎn)生H2O2和O2，隨后過氧化氫酶（catalase，CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）、過氧化物酶（peroxidase，POD）清除H2O2［12］，但不同干旱程度、不同物種以及不同品種之間干旱脅迫過程中ROS 及抗氧化酶變化存在一定差異［13］，而關(guān)于不同干旱強度及復(fù)水后狗牙根的抗氧化酶活性變化及其與脂類過氧化反應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系的研究較少。且不同耐旱性的狗牙根基因型在抗氧化防御系統(tǒng)、脂質(zhì)過氧化的比較可能有助于更好地理解耐旱性。

干旱脅迫也會對植物的抗氧化酶基因在轉(zhuǎn)錄水平上造成影響，明確干旱脅迫下植物在轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后水平的抗氧化系統(tǒng)酶的變化差異對抗氧化防御策略至關(guān)重要［14-15］。最近的研究發(fā)現(xiàn)，一種新的CuZn SOD 酶由OsCSD3（LOC_Os03g11960）編碼，在干旱、氧化應(yīng)激和鹽脅迫中被上調(diào)［16］。SOD、APX以及DHAR基因的表達量高于不抗旱基因型C299［17］。而在新疆不同抗旱性狗牙根間是否存在相似或不同的適應(yīng)機制還有待進一步研討，且狗牙根在干旱脅迫前后的分子水平變化尚不清楚，取得的研究成果也相對有限。

新疆地處中國內(nèi)陸，氣候干燥炎熱，由于不同的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，新疆狗牙根具有發(fā)達的根狀莖和細長的匍匐莖，具有良好的抗旱性，在先前的研究中發(fā)現(xiàn)，新疆狗牙根在耐旱性方面表現(xiàn)出廣泛的遺傳變異性，43 份狗牙根種質(zhì)中C138 在耐旱性方面排名第2，C32 在耐旱性方面排名第42［18］。識別和理解抗氧化的功能防御機制對于發(fā)展及篩選耐旱的狗牙根植物具有重要意義。為此，本研究選取2 個抗旱性顯著不同的狗牙根基因型進行盆栽干旱試驗，通過研究干旱下不同抗旱基因型狗牙根的生長、ROS 及抗氧化系統(tǒng)的響應(yīng)差異，同時深入分析二者體內(nèi)與清除ROS 相關(guān)的抗氧化酶基因表達水平上的變化差異，旨在為初步揭示新疆狗牙根響應(yīng)干旱的機制及抗旱材料的選育提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 植物材料與培養(yǎng)

以抗旱基因型C138 及不抗旱基因型C32 為代表，于2019 年6-8 月在新疆農(nóng)業(yè)大學室外進行培養(yǎng)及處理，平均溫度為18.0~28.2 ℃，將直徑為15 cm，土層深度為5 cm 的草皮分至大小、體積基本一致，移栽至內(nèi)裝0.9 kg 混土（花土∶基質(zhì)土∶黃沙=2V∶2V∶1V）的塑料花盆中（直徑8 cm，深15 cm），每個盆下有一個塑料板，以收集額外的水。在建坪期間，植物每周被修剪到10 cm，每3 d 澆水一次，每周用半強度的Hoagland 溶液施肥，促進生長，待苗覆蓋度達到95%時（50 d），對其進行干旱脅迫。

1.2 干旱脅迫處理

50 d 后（2019 年8 月2 日），在室外條件下，對試驗材料實施2 種處理：1）水分充足的控制處理（CK）：植物每2 d 澆水一次，以保持土壤含水量（water content of soil，SWC）在30%左右；2）干旱脅迫處理（D）：在C138 和C32 干旱7 d 后，SWC 下降到4%；為了更快地確定每個盆的土壤含水量，減少試驗誤差，每2 d 使用土壤水分傳感器（MP-508B，中國）對每一盆直接測定土壤水分，在頂部20 cm 土壤剖面中垂直插入20 cm 長的波導(dǎo)探頭，記錄土壤體積含水量（soil volumetric moisture content，VWC），干旱0、7 及復(fù)水2 d 后隨機選擇10 盆使用鋁盒環(huán)刀取樣，迅速稱取鮮重（fresh weight，F(xiàn)W），后烘干（105 ℃，48 h）稱干重（dry weight，DW），計算土壤含水量，公式為SWC（%）=（FW-DW）/DW×100。通過SWC 與VWC 的線性回歸方程y=1.0333x+1.116（R2=0.989）計算干旱3 及5 d 時的土壤含水量。

每個材料的每種處理都有4 個重復(fù)（4 個盆栽），并被安排在一個完全隨機的設(shè)計中。在試驗處理之前，將每盆緩慢澆至水從底部排水孔中流出，干旱0、3、5、7 d 及復(fù)水第2 天的早上8：00 取樣測定草坪質(zhì)量、VWC、相對含水量（relative water content，RWC）、葉綠素含量（chlorophyll content，Chl）、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、O2·-和H2O2含量，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（peroxiredoxin，POD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）和抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活性及相對電導(dǎo)率（electrical conductivity，EL）。

1.3 生理參數(shù)測定

參照美國國家草坪草評價體系（national turfgrass evaluation program，NTEP）評價標準［19］測定草坪質(zhì)量，使用Hu 等［20］描述的方法測定狗牙根葉片相對電導(dǎo)率、葉片相對含水量。葉綠素含量參照Sartory 等［21］的方法，用95%的乙醇提取葉綠素。

用MDA 含量來表征脂質(zhì)過氧化，MDA 含量測定參照Wang 等［22］的方法，稱取0.1 g 葉片，用液氮磨成粉末，加10 mL 的三氯乙酸（5% TCA，w/v）研磨成勻漿，于10000 r·min-1在4 ℃下條件下離心15 min，吸取2 mL 上清液加入2 mL0.5%的硫代巴比妥酸溶液（對照用2 mL 蒸餾水），混勻，沸水加熱30 min，立即用冰浴冷卻，再次離心，取上清液在532、450 和600 nm 波長下讀取吸光度值。

酶液的提?。河? mL 50 mmol·L-1的磷酸鹽緩沖提取液（phosphate buffer saline，PBS）（PH 7.8），內(nèi)含5 mmol·L-1乙 二 胺 四 乙 酸 二鈉，2 mmol·L-1抗 壞 血 酸（ascorbic acid，AsA），2% 聚 乙 烯 吡 咯 烷酮（polyvinyl pyrrolidone，PVP），冰浴研磨0.5 g 葉片組織樣品，研磨至勻漿后于12000 r·min-1離心10 min，上清液即為測定液，用于SOD、POD、CAT、APX 活性測定。將上清液分為3 管備用，所有提取物均在0~4 ℃條件下制備，并在25 ℃處進行測量［23］。SOD 活性是根據(jù)Giannopolitis 等［24］的方法在560 nm 波長下測定吸光值，并稍加調(diào)整，調(diào)整為3 mL 的反應(yīng)體系，其中2.8 mL 反應(yīng)混合液為50 mmol·L-1PBS（pH=7.8），內(nèi)含0.1 mmol·L-1乙二胺四乙酸，13 mmol·L-1甲硫氨酸和75 μmol·L-1氯化硝基四氮唑藍（nitrotetrazolium blue chloride，NBT），0.1 mL 的60 μmol·L-1核黃素溶液和0.1 mL 的酶液，以用非酶溶液作為對照。在200 mmol·m-2·s-1輻照度下照射反應(yīng)混合物20 min。用分光光度計監(jiān)測560 nm 處的吸光度變化3 min。一個單位的SOD 活性定義為抑制NBT 降低50%所需的酶量。用愈創(chuàng)木酚顯色法［25］測定POD 活性，并稍加調(diào)整，調(diào)整為3 mL 的反應(yīng)體系，包括1 mL 的H2O2（0.3%）、0.95 mL 的愈創(chuàng)木酚（0.2%）和0.1 mL 酶液，于470 nm 下測定1 min 內(nèi)吸光度的變化值。用紫外吸收法測定CAT 活性［26］，并稍加調(diào)整，調(diào)整為3 mL 的反應(yīng)體系，包括2.8 mL 50 mmol·L-1PBS（內(nèi)含45 mmol·L-1H2O2，pH7.0），0.2 mL 酶液，于240 nm 波長下測定吸光值，持續(xù)3 min。一個單位的CAT 活性定義為0.01 單位·min-1的吸 光 度變 化。參考Nakano 等［27］的方 法 測定APX 活 性。3 mL 的 反 應(yīng) 體 系，包 含：50 mmol·L-1的PBS（pH 7.0）、0.1 mmol·L-1的EDTA，0.5 mmol·L-1的AsA、0.1 mmol·L-1H2O2和0.2 mL 酶液。在290 nm 下測定1 min 內(nèi)的變化值，測定反應(yīng)在290 nm 處的吸光度1 min，根據(jù)AsA 的下降速率計算APX 的活性。

H2O2及O2·-含量參照南京建成試劑盒（南京建城生物工程研究所，中國）說明書的方法進行測定。

1.4 抗氧化酶系統(tǒng)相關(guān)基因的表達

使用TransZolUp Plus RNA Kit（TransGenBiotech，北京，中國）試劑盒提取狗牙根總RNA，RNA 的純度、濃度采用Nanodrop 2000（Wilmington，DE，美國）檢測，同時用0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測完整性。使用ABM逆轉(zhuǎn)錄試劑盒（Applied Biosystems，Burlington，加拿大）將高質(zhì)量的樣品RNA 反轉(zhuǎn)錄為cDNA，詳細步驟參照說明書，反應(yīng)條件：37 ℃，120 min；85 ℃，5 min。反應(yīng)結(jié)束后，保存于-20 ℃。以肌動蛋白Actin 基因（Actin）為內(nèi)參，SOD、POD、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GPX）、脫氫抗壞血酸還原酶（dehydroascorbate reductase，DHAR）基因序列來自呂愛敏等［28］，CAT和APX基因序列來自Bian 等［29］。共8 條基因序列，應(yīng)用Primer 5.0 設(shè)計引物（表1），用1.5%瓊脂糖凝膠驗證引物的特異性及擴增產(chǎn)物的大小，用凝膠成像儀（UVP Biodoc-IT 220）照膠。使用ABM Eva Green 試劑進行qRT-PCR（Mastercycler ep realplex2熒光定量PCR 儀），反應(yīng)條件：94 ℃2 min ，94 ℃15 s，58 ℃15 s，68 ℃30 s，40 次循環(huán)。定量表達結(jié)果依據(jù)CT 數(shù)值，根據(jù)2-??Ct法［30］，分別計算目標基因在不同處理下的相對表達量。

表1 實時熒光定量引物信息Table 1 Real-time fluorescence quantitative primer information

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)在分析前必須滿足正態(tài)分布和方差齊性，以符合單因素方差分析（ANOVA）的要求，利用Microsoft Excel 2013 進行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS 19.0（SPSS Inc.，Chicago，IL，美國）進行相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，采用Fisher 最小顯著性差異法（LSD）檢驗不同處理間的差異（P<0.05）。利用SigmaPlot 10.0（Systat Software Inc.，Chicago，IL，美國）軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對草坪質(zhì)量的影響

本試驗過程中，土壤含水量維持在3.2%~30.0%（圖1B），干旱過程中2 個基因型的土壤含水量無顯著性差異，說明C138 和C32 的根系處于同一土壤水分虧缺水平，且干旱下2 個基因型的土壤含水量及草坪質(zhì)量（圖1C）隨著干旱時間的增長顯著降低。且C32 的草坪質(zhì)量比C138 下降更快，干旱至第7 天時，C32 的草坪質(zhì)量為2.9（低于C138），復(fù)水后C138 的草坪質(zhì)量較C32 恢復(fù)更好（圖1A，C）。這也表明，C138 與C32 相比具有較好的耐旱性和抗旱恢復(fù)潛力。

圖1 在干旱脅迫和非脅迫條件下，兩種不同的耐旱狗牙根基因型的表型（A）、土壤水分（B）和草坪質(zhì)量（C）的變化Fig. 1 Change in the phenotypes （A），soil water content （B） and turf quality （C） of two different drought tolerant bermudagrass genotypes under stressed and non-stressed conditions

2.2 干旱脅迫對狗牙根膜透性及氧化產(chǎn)物的影響

干旱脅迫降低了干旱組2 個基因型的葉片RWC 和Chl，增加了葉片EL。在干旱脅迫條件下，兩個基因型的葉片RWC、EL 和Chl 與對照相比在第5 和7 天均有顯著性差異，干旱處理第5 和7 天時，C32 葉片EL 急劇上升，RWC、Chl 均急劇下降，且C32 較C138 下降或上升更快。干旱至第7 天時，C138 的RWC 和Chl 下降至58.53%和1.42 mg·g-1（高于C32），EL 升高至61.88%（低于C32）。復(fù)水后，C138 和C32 的EL、RWC 和Chl 均有一定程度恢復(fù)，但C32 并未恢復(fù)到原來水平（圖2）。

對照組O2·-、H2O2和MDA 含量在處理前后無明顯變化，與對照組相比，干旱組2 個狗牙根基因型的O2·-、H2O2和MDA 隨干旱脅迫時間的增長而積累，復(fù)水后均降低（圖2）。干旱3 d 后，干旱組C32 的O2·-和H2O2含量的升幅高于C138，干旱第7 天時，C138 和C32 的O2·-分別較對照增加了33.2%和50.4%（圖2）。復(fù)水后，2 個基因型的O2·-及H2O2含量均與對照無明顯差異。干旱脅迫至第3 天時，干旱組C138 與C32 的MDA 含量無明顯變化，脅迫至第5 和7 天時，C32 的MDA 含量均顯著高于C138（P<0.05），且干旱脅迫至第7 天時，C138 與C32 的MDA含量均增至最高值，分別較對照組增加了39.2%和56.5%。復(fù)水后，C32 的MDA 含量明顯高于C138。

圖2 干旱脅迫下狗牙根膜透性及氧化產(chǎn)物的變化Fig.2 Changes of bermudagrass membrane permeability and oxidation products under drought stress

2.3 干旱脅迫對狗牙根抗氧化酶活性的影響

對照組2 種基因型狗牙根的SOD、POD、CAT 和APX 活性隨干旱時間增長變化不顯著，隨著脅迫時間的延長，干旱組2 個基因型的SOD、POD、CAT 的活性均先升高后降低，而C138 的APX 活性則持續(xù)升高（圖3）。2 個基因型的SOD、POD 和CAT 活性均在脅迫5 d 達到峰值，第7 天顯著下降。脅迫至第5 天時，干旱組基因型中C32 的APX 活性增加至峰值，達21.31 U·g-1FW，較對照組增加了38.23%，脅迫至第7 天時，C138 的APX 活性增加至峰值，且C138 的POD 及APX 活性較對照增加了48.82%和46.23%（高于C32），而C32 的CAT 活性顯著低于對照（P<0.05）。復(fù)水后，各處理及基因型間SOD、CAT 和APX 活性差異不顯著，干旱組狗牙根基因型的POD 活性均顯著高于對照組（P<0.05）。

圖3 干旱脅迫下狗牙根抗氧化酶活性的變化Fig.3 Changes of antioxidant enzyme activities of bermudagrass under drought stress

2.4 干旱脅迫對狗牙根抗氧化系統(tǒng)相關(guān)基因的影響

隨著干旱脅迫時間的延長，2 個狗牙根基因型葉片的SOD，CAT，APX，DHAR的表達水平隨干旱的加劇均先上升后下降（圖4），干旱脅迫至第5 天時，C138 的SOD，CAT及APX、DHAR基因表達水平達到峰值，達2.0、3.3、7.1 和2.4（高于C32），而C32 的CAT、APX及DHAR基因表達水平較第3 天均下降。干旱誘導(dǎo)了2 個狗牙根基因型POD和GPX基因的上調(diào)表達，并且隨著干旱的加劇，其表達水平均逐漸上升，但兩者的上調(diào)表達幅度不同，其中在干旱第3 及7 天時，C138 較C32 分別高出66.7%及95.6%（P<0.05），復(fù)水后，抗旱型C138 的POD和GPX基因表達水平顯著高于不抗旱型C32（P<0.05）。

圖4 干旱脅迫下狗牙根抗氧化酶基因的表達變化Fig.4 Changes of antioxidant enzyme gene expression in bermudagrass under drought stress

3 討論

與先前41 份狗牙根材料抗旱性鑒定結(jié)果一致［18］，本研究發(fā)現(xiàn)，隨著土壤含水量的下降，抗旱型C138 在干旱至第7 天時的草坪質(zhì)量、RWC 及葉綠素含量下降程度較不抗旱型C32 低，表明耐旱的植物能夠保持足夠的水分狀態(tài)和生理活性以適應(yīng)干旱。此外，干旱脅迫能造成ROS（H2O2、·OH-、O2·-和HO-）大量積累，引起植物細胞損傷及脂質(zhì)過氧化［31］。EL 是公認的鑒定植物細胞膜穩(wěn)定性或細胞損傷程度的指標［32］，MDA 含量可以反映脂質(zhì)過氧化程度［33］。本研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫顯著提高了干旱組狗牙根葉片EL、MDA 和ROS（H2O2和O2·-）含量，其中抗旱型C138 提高程度低于不抗旱型C32。這與在多年生黑麥草（Lolium perenne）［34］和禾本科作物水稻（Oryza sativa）［11］中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果一致，干旱脅迫增加了脂質(zhì)過氧化物的含量。抗旱型植物具有較為完整而穩(wěn)定的細胞膜，這可能與較少的MDA 和ROS（H2O2和O2·-）的積累及更強的抗氧化防御能力有關(guān)［35］。

Huang 等［13］報道了植物在干旱脅迫下有自己的清除ROS 策略，包括SOD、CAT 和APX 等［10］。在本研究中，短期干旱脅迫（第3 天）顯著誘導(dǎo)抗氧化酶的活性，包括SOD，POD，CAT 和APX，這表明抗氧化酶可能是保護狗牙 根 免 受 干 旱 脅 迫 的 部 分 原 因。Bi 等［36］在 高 羊 茅（Festucaspp.）及Fu 等［37］和Xu 等［14］在 草 地 早 熟 禾（Poa pratensis）中發(fā)現(xiàn)，當受到重度干旱脅迫時其抗氧化酶系統(tǒng)會受到損傷并導(dǎo)致SOD、POD 和CAT 活性急劇下降。本試驗中干旱后期（第5 天以后），SOD，POD，CAT 活性均下降，且對C32 影響更明顯，表明抗旱型C138 對ROS的清除能力強于不抗旱型C32。Fu 等［37］和Xu 等［14］也發(fā)現(xiàn)干旱脅迫下不抗旱草地早熟禾品種的抗氧化酶活性的降幅最大。APX 是清除葉綠體中AsA-GSH 循環(huán)所產(chǎn)生的H2O2和催化AsA 氧化的關(guān)鍵酶［38］。本研究中抗旱型C138 的APX 的活性顯著增加，不抗旱型C32 的APX 活性先增加至第5 天以后開始下降，兩個材料隨干旱脅迫的加劇其反應(yīng)并不一致，表明不同耐旱性植物在干旱脅迫條件下呈不同的同工酶模式［39-40］。同時也表明了APX 活性與植物的抗旱性正相關(guān)［14，41］。

對干旱及復(fù)水后的基因表達及抗氧化酶活性變化的研究可以為植物對干旱脅迫的分子適應(yīng)提供深入的了解［14］。Shi 等［42］發(fā)現(xiàn)ROS 清除相關(guān)基因（SOD、POD、CAT）的誘導(dǎo)表達和抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性的提高，可以清除滲透脅迫產(chǎn)生的過量ROS，增強了細胞的抗氧化能力，有利于植物適應(yīng)干旱脅迫。本研究表明，脅迫第3 天時，抗旱型C138 的SOD、POD、CAT、APX、DHAR和GPX的表達水平均顯著高于不抗旱型C32，且抗旱型C138 的SOD，POD 和APX 活性與C32 無顯著差異，但在干旱至第5 天時有顯著差異，表明干旱下抗氧化酶活性與其基因表達水平對干旱的響應(yīng)時間并不一致，且兩者存在差異，這些差異可能由于其他未知因素參與控制抗氧化基因的轉(zhuǎn)錄水平，也可能是干旱脅迫改變了轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中的如酶降解或失活等過程。同樣，干旱下草地早熟禾［14］和野生大麥（Hordeum vulgare）［43］的抗氧化酶活性與其基因表達水平之間存在差異。本研究中干旱下供試狗牙根的POD和GPX基因表達水平在脅迫0~7 d 時一直呈上升趨勢，復(fù)水后恢復(fù)，說明POD和GPX基因參與了植物抗旱信號傳導(dǎo)過程，減少干旱給狗牙根帶來的氧化損傷；結(jié)合抗氧化酶活性，復(fù)水后抗旱型C138 的POD 活性和POD基因表達水平顯著高于不抗旱型C32，這與Ji 等［44］的研究結(jié)果一致，說明POD 在復(fù)水過程中對提高抗氧化能力及持續(xù)清除ROS 起著至關(guān)重要的作用。

4 結(jié)論

干旱脅迫影響了狗牙根葉片水分含量及細胞膜透性，表現(xiàn)為葉片相對含水量顯著下降，相對電導(dǎo)率顯著升高。干旱脅迫下，在不抗旱型C32 中葉片相對含水量及葉綠素含量下降較快，兩個基因型狗牙根葉片的O2·-、H2O2及MDA 含量均顯著上升，且C32 升高更顯著；但抗氧化酶活性對干旱的響應(yīng)并不一致，SOD、POD 與CAT活性呈先升后降趨勢，而APX 活性持續(xù)增加，表明SOD、POD 與CAT 在干旱前期首先響應(yīng)，APX 在干旱脅迫后期響應(yīng)。在長期脅迫下，抗旱型C138 對比不抗旱材料表現(xiàn)為具有高的SOD、POD、CAT 及APX 活性以及高的SOD、POD、CAT、APX、DHAR和GPX基因表達水平，而不抗旱型C32 表現(xiàn)出高的脂質(zhì)過氧化和最低的抗氧化酶活性和基因表達；在復(fù)水過程中，POD 活性對于提高抗氧化能力及清除ROS 有著至關(guān)重要的作用?？傊?，干旱脅迫誘導(dǎo)抗氧化酶活性升高及其相關(guān)基因上調(diào)表達，增強了細胞內(nèi)的抗氧化防御能力，有助于狗牙根維持細胞膜穩(wěn)定性，延緩葉片的脫水，從而提高了狗牙根的抗旱能力。