低溫層積對(duì)3種椴樹屬植物種子活性氧含量和抗氧化酶活性的影響

許世達(dá)， 王 立， 吳 瑩， 徐湯俊， 耿興敏， 祝遵凌

(南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院， 江蘇 南京 210037)

椴樹屬(TiliaLinn.)植物具有較高的觀賞和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊。目前椴樹屬植物以種子繁殖為主，但受種皮[1]和萌發(fā)抑制物的影響[2,3]，其種子具有深休眠的特性。研究發(fā)現(xiàn)，在種子打破休眠過程中，活性氧和抗氧化酶均發(fā)揮著重要作用[4-7]。

鑒于此，作者以野生的紫椴(T.amurensisRupr.)、遼椴(T.mandshuricaRupr. et Maxim.)和美洲椴(T.americanaLinn.)的種子為研究材料，分析了低溫層積過程中3種植物種子活性氧含量和抗氧化酶活性的變化，以期為椴樹屬植物種子休眠機(jī)制研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

野生的紫椴和遼椴果實(shí)于2021年3月采集于吉林延邊朝鮮自治州安圖縣，野生的美洲椴果實(shí)同時(shí)期采集于江西九江市；將采集的果實(shí)置于陰涼干燥處保存、備用。

1.2 方法

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

采用EXCEL 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 種子活性氧含量的變化

結(jié)果(表1)顯示：低溫層積過程中，紫椴種子H2O2含量均低于對(duì)照，并隨層積時(shí)間延長(zhǎng)波動(dòng)變化；在層積30 d最低，較對(duì)照降低49.12%，隨后不同程度升高。遼椴種子H2O2含量總體上高于對(duì)照，并隨層積時(shí)間延長(zhǎng)波動(dòng)變化；在層積60 d最高，較對(duì)照升高96.63%。美洲椴種子H2O2含量均高于對(duì)照，并隨層積時(shí)間延長(zhǎng)先升高后降低；在層積90 d最高，較對(duì)照升高83.29%，其他層積時(shí)間與對(duì)照無顯著差異。

表1 低溫層積過程中3種椴樹屬植物種子活性氧含量的變化1)

2.2 種子抗氧化酶活性的變化

結(jié)果(表2)顯示：低溫層積過程中，紫椴種子SOD活性高于或低于對(duì)照(層積0 d)，并隨層積時(shí)間延長(zhǎng)波動(dòng)變化；在層積60 d最低，較對(duì)照降低58.51%；在層積120 d最高，較對(duì)照升高7.17%。遼椴種子SOD活性均高于對(duì)照，并隨層積時(shí)間延長(zhǎng)先升高后降低；在層積90 d最高，較對(duì)照升高86.86%。美洲椴種子SOD活性高于或低于對(duì)照，并隨層積時(shí)間延長(zhǎng)波動(dòng)變化。

結(jié)果(表2)顯示：低溫層積過程中，紫椴種子POD活性高于或低于對(duì)照，并隨層積時(shí)間延長(zhǎng)波動(dòng)變化；在層積30 d最低，較對(duì)照降低11.68%；在層積120 d最高，較對(duì)照升高176.59%。遼椴種子POD活性均高于對(duì)照，且隨層積時(shí)間延長(zhǎng)波動(dòng)升高；在層積120 d最高，較對(duì)照升高456.56%。美洲椴種子POD活性均高于對(duì)照，且隨層積時(shí)間延長(zhǎng)逐漸升高。

結(jié)果(表2)顯示：低溫層積過程中，3種植物CAT活性均隨層積時(shí)間延長(zhǎng)波動(dòng)變化。紫椴種子CAT活性在層積90 d最低，較對(duì)照降低18.49%；在層積120 d最高，較對(duì)照升高9.19%。遼椴種子CAT活性在層積90 d最高，較對(duì)照升高29.56%；在層積120 d最低，較對(duì)照降低27.42%。美洲椴種子CAT活性均低于對(duì)照，且在層積30 d最低，較對(duì)照降低48.97%。

表2 低溫層積過程中3種椴樹屬植物種子抗氧化酶活性的變化1)

3 討論和結(jié)論

低溫層積過程中，3種椴樹屬植物種子SOD活性的變化趨勢(shì)各異，在層積60和90 d，紫椴種子SOD活性明顯降低，而遼椴和美洲椴種子SOD活性則恰好相反。蔣金娟等[12]認(rèn)為，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)種子萌發(fā)率逐漸上升，而SOD活性逐漸下降；張桓溥等[13]發(fā)現(xiàn)，在低溫層積60 d，非洲狗尾草品種‘納羅克’(Setariasphacelata‘Narok’)種子SOD活性降至最低；但米槁(CinnamomummigaoH. W. Li)種子在低溫層積150 d內(nèi)SOD活性和萌發(fā)率逐漸上升[14]。可見，種子萌發(fā)過程中SOD活性的變化因植物種類和萌發(fā)條件不同而異。低溫層積過程中，3種椴樹屬植物種子POD活性多高于對(duì)照(層積0 d)，并在層積120 d達(dá)到最高，而其他種類植物種子的POD活性卻隨著層積時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)[15,16]。說明低溫層積可以增強(qiáng)植物種子POD活性，這可能與長(zhǎng)期低溫層積對(duì)種子造成一定的生理脅迫有關(guān)。3種椴樹屬植物種子CAT活性在低溫層積過程中無明顯變化，說明3種椴樹屬植物種子CAT活性對(duì)低溫層積的響應(yīng)不敏感。當(dāng)種子保存時(shí)間過長(zhǎng)或條件不適合，有可能生成過量的活性氧，對(duì)種子產(chǎn)生脅迫[17]。本研究中，低溫層積可能對(duì)3種椴樹屬植物種子產(chǎn)生了一定的脅迫作用，而在低溫層積中后期SOD和POD活性升高可能與種子抵抗氧化損害有關(guān)。

綜上所述，總體來看，低溫層積可增加3種椴樹屬植物種子中活性氧的積累，并導(dǎo)致遼椴種子SOD和POD活性及美洲椴種子POD活性升高，但3種植物種子的活性氧含量和抗氧化酶活性變化規(guī)律明顯不同，這可能與植物本身的遺傳差異和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性差異有關(guān)。