鹽脅迫對(duì)玉簪幼苗抗氧化酶活性的影響

摘要""為探究鹽脅迫對(duì)玉簪幼苗抗氧化酶活性的影響，以玉簪幼苗作為試驗(yàn)材料，盆栽培養(yǎng)14"d后，以清水處理為對(duì)照，采用不同濃度的NaCl溶液（0.25%、0.50%和0.75%）進(jìn)行鹽脅迫處理，測(cè)定其過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性。結(jié)果表明，隨著鹽脅迫濃度的升高，玉簪幼苗CAT、SOD和POD活性呈上升趨勢(shì)；APX活性則呈下降趨勢(shì)。綜上，玉簪幼苗主要通過提高CAT、SOD和POD活性，降低APX活性來清除體內(nèi)多余有害物質(zhì)，以抵御鹽脅迫。

關(guān)鍵詞""玉簪幼苗；鹽脅迫；過氧化氫酶；抗壞血酸過氧化物酶

中圖分類號(hào)""S184 """"""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼""A """"""文章編號(hào)""1007-7731（2025）07-0100-04

DOI號(hào)""10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.07.024

Effects of salt stress on antioxidant oxidase activity of Hosta plantaginea"seedlings

BAO Jiaxin¹""""WU Yingkai¹""""GAN Yaodan¹""""NIE Chunyu^1，2

（¹Daqing Normal University， Daqing 163712， China；

²Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Oilfield Applied Chemistry and Technology， Daqing 163000， China）

Abstract "To explore the effect of salt stress on antioxidant oxidase activity of Hosta plantaginea"seedlings， Hosta plantaginea"seedlings were taken as experimental materials. After 14 days of pot culture， water treatment was used as the control， the seedlings were treated with salt stress with different concentrations of NaCl solution （0.25%，0.50% and 0.75%）， and their activity of CAT， SOD， POD and APX. The results showed that the activities of CAT， SOD and POD of Hosta plantaginea"seedlings increased with the increase of salt stress concentration; the activity of APX decreased. To sum up， the seedlings of Hosta plantaginea"mainly eliminated excess harmful substances in the body by increasing the activities of CAT， SOD and POD， decreased APX activity so as to resist salt stress.

Keywords "Hosta plantaginea"seedlings; salt stress; catalase; ascorbate peroxidase

鹽脅迫是影響植物生長(zhǎng)的重要逆境因素之一，高滲透壓會(huì)使植物細(xì)胞失水、氣孔關(guān)閉、呼吸速率下降，影響生命活動(dòng)。蒸騰作用導(dǎo)致細(xì)胞失水，無機(jī)鹽離子積累導(dǎo)致細(xì)胞滲透壓失衡，對(duì)植物生長(zhǎng)有毒害和抑制作用^[1-2]。土地鹽堿化是土壤含鹽水分蒸發(fā)后溶質(zhì)積累的過程，所引起的鹽脅迫易導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降^[3]。

植物抗氧化酶系統(tǒng)是抵御活性氧毒性、維持穩(wěn)態(tài)和參與環(huán)境脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的保護(hù)系統(tǒng)，抗氧化酶包括超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（Peroxidase，POD）、抗壞血酸過氧化物酶（Ascorbate peroxidase，APX）和過氧化氫酶（Catalase，CAT）等^[4]。在植物遭受鹽脅迫時(shí)，SOD可清理細(xì)胞質(zhì)和相關(guān)細(xì)胞器中的超氧陰離子^[5]；CAT、POD與SOD協(xié)作分解產(chǎn)物；APX存在于葉綠體，能清除H₂O₂。多種酶共同組成系統(tǒng)，可通過觀察抗氧化酶含量分析植物抗逆性^[6]。

玉簪（Hosta plantaginea）主要分布于四川、湖北、湖南、江蘇、安徽、浙江、福建和廣東等溫暖潮濕地區(qū)，其根有藥效。該植物多應(yīng)用于喬木、灌木植物下層，用作裝飾；其對(duì)營(yíng)養(yǎng)和光照需求低，也可種在巖石園、背陰面或修飾林地、河邊等貧瘠處。其姿態(tài)優(yōu)美、觀賞價(jià)值較高，是庭院常用植物之一。該植物葉片顏色多樣，可用于園藝設(shè)計(jì)，能點(diǎn)綴林地。眾多優(yōu)良的玉簪品種正被引種至寒冷地區(qū)，為高寒地區(qū)引種栽培奠定了基礎(chǔ)^[7]。謝樹章等^[8]研究發(fā)現(xiàn)，‘金標(biāo)’玉簪生根最佳培養(yǎng)基為1/2 MS+0.50"mg/L IBA，生根率較高；張琳等^[9]研究發(fā)現(xiàn)，‘夏香’‘皇家標(biāo)準(zhǔn)’和‘如此甜’等9個(gè)品種表現(xiàn)良好，觀賞價(jià)值較高，適宜在陜西寶雞地區(qū)進(jìn)行園林推廣應(yīng)用。近年來，土壤鹽堿化造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失，提高鹽堿地區(qū)的土地利用率對(duì)減少損失具有重要作用。本試驗(yàn)以玉簪幼苗為對(duì)象，設(shè)置不同濃度的鹽脅迫，測(cè)定其CAT 、SOD 、POD和APX 4種過氧化物酶的活性，為提高玉簪在鹽堿地的利用率提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

試驗(yàn)材料為玉簪幼苗；試驗(yàn)試劑包括氯化鈉、愈創(chuàng)木酚、過氧化氫、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、甲硫氨酸、氮藍(lán)四唑、核黃素溶液、聚乙烯聚吡咯烷酮和EDTA-Na₂溶液等，均為化學(xué)純；試驗(yàn)儀器包括紫外分光光度計(jì)、超速離心機(jī)、恒溫培養(yǎng)箱、離心管、電子天平和冰箱等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在大慶師范學(xué)院玉簪種植區(qū)挖取株高基本一致的玉簪幼苗，將其移植到裝有濕潤(rùn)土壤的花盆中進(jìn)行培養(yǎng)，在距土表20"cm 處挖掘以防傷根^[10]。玉簪喜潮濕環(huán)境，宜在實(shí)驗(yàn)室水房角落生長(zhǎng)，每3"d澆1次水以保持潮濕。移植后連續(xù)測(cè)量5"d的芽長(zhǎng)，有生長(zhǎng)趨勢(shì)則移植成功，9"d后用4種不同濃度鹽水澆灌4個(gè)盆栽，鹽水濃度梯度參考曹仕龍等^[11]方法設(shè)置為蒸餾水（CK）、0.25%、0.50%和0.75% NaCl。澆灌7"d后的幼苗用于測(cè)定抗氧化酶活性。

1.3 "測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 CAT活性 使用紫外分光光度法^[12]測(cè)定CAT活性。取0.2"g玉簪葉片，液氮速凍，用研缽充分研磨后加4"℃預(yù)冷的2"mL PBS（pH 7.8）。液體轉(zhuǎn)移至離心管，搖勻后4"℃、10 000 r/min離心10"min。取100 μL上清液煮沸10"min，吸取3"mL CAT反應(yīng)液加入比色皿，在其中加入80 μL上清液混勻，再加80 μL PBS調(diào)零，立刻計(jì)時(shí)，每隔30"s記錄240"nm處的吸光度值5～6次。計(jì)算如式（1）～（2）。

煮沸后酶液的吸光度值=（30"s時(shí)所測(cè)的吸光值+3"min時(shí)所測(cè)的吸光值）/2 （1）

CAT活性=煮沸后酶液的吸光度值/（0.1×測(cè)定時(shí)提取液的用量×反應(yīng)時(shí)間×植物鮮重） （2）

1.3.2 SOD活性 參考程艷等^[13]的方法測(cè)定SOD活性。分別稱取各處理組玉簪去脈葉片0.5"g，在預(yù)冷研缽中加入2"mL磷酸緩沖液研磨成勻漿，轉(zhuǎn)移至10"mL容量瓶。取5"mL提取液4"℃、10 000 r/min離心15"min，取上清液（酶粗提液）。取7支離心管置于冰上，1～3號(hào)管為測(cè)定管，加入1.5"mL 50"mmol/L磷酸緩沖液，再加0.3"mL 130"mmol/L 甲硫氨酸溶液、0.1"mL粗酶液和0.5"mL蒸餾水；4～7號(hào)管為樣品管，加入1.5"mL 50"mmol/L磷酸緩沖液和0.6"mL蒸餾水。7號(hào)管加試劑后遮光處理，其余6管在常溫?zé)艄庀嘛@色15～20"min。顯色結(jié)束，7支試管均避光處理。使用分光光度計(jì)在560nbsp;nm處測(cè)定吸光度值，計(jì)算如式（3）。

SOD活性=（對(duì)照管吸光度值－樣品管吸光度值）×樣品提取液總體積×60/對(duì)照管吸光度值×0.5×樣品鮮重×測(cè)定時(shí)粗酶液量× （3）

1.3.3 POD活性 采用愈創(chuàng)木酚比色法^[12]測(cè)定POD活性。冷卻19 μL 30% H₂O₂，混合后低溫保存，配置POD反應(yīng)液。取0.1"mL磷酸緩沖液（pH 6.8）50"mL、愈創(chuàng)木酚28 μL，80"℃加熱10"min攪拌至愈創(chuàng)木酚溶解，避光冷卻，加入19 μL H₂O₂，混勻后4"℃避光保存。取0.1"g玉簪葉片，液氮速凍研磨后加4"℃預(yù)冷的2"mL 20"mmol/L磷酸二氫鉀溶液，轉(zhuǎn)移至離心管，搖勻后4"℃、10 000 r/min離心10"min，吸取3"mL POD反應(yīng)液和160 μL上清液，混勻加進(jìn)比色皿。用PBS（pH 6.0）代替上清液與POD反應(yīng)液混勻，用于分光光度計(jì)調(diào)零，在470"nm處測(cè)吸光度值，每隔30"s測(cè)定1次，共5次，總計(jì)時(shí)短于210"s，計(jì)算如式（4）。

POD活性=（末次吸光度值－首次吸光度值）×樣品提取液總體積/0.01×植物鮮重×測(cè)定時(shí)提取液用量×反應(yīng)時(shí)間 （4）

1.3.4 APX活性 參考杜佳庚等^[14]測(cè)定APX活性的方法。將0.5"g幼苗葉片剪碎，在研缽加石英砂等磨料和適量液氮速凍，置于冰上充分研磨，加入7.5"mL提取液與粉末混勻，液體轉(zhuǎn)至離心管，4"℃、10 000 r/min離心10"min，吸取20 μL上清液和3"mL反應(yīng)液混勻后分別加入3支離心管，1號(hào)管加等體積水作空白對(duì)照，2號(hào)管加AsA，3號(hào)管加0.1"mmol/L H₂O₂，充分混勻后轉(zhuǎn)至比色皿，置于預(yù)熱分光光度計(jì)測(cè)定290"nm處的吸光度值，反應(yīng)啟動(dòng)后每10"s測(cè)定1次，計(jì)算如式（5）。

APX活性=吸光度值×7.5×1 000×60×1 000/植物鮮重×2.8×20×10 （5）

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)玉簪幼苗CAT活性的影響

由圖1可知，隨著NaCl溶液濃度的提高，CAT活性呈上升趨勢(shì)，其中0.25% NaCl脅迫處理下玉簪幼苗的CAT活性較CK提高了5.03%，說明CAT活性升高有助于清除植物體內(nèi)多余的H₂O₂，避免H₂O₂積累對(duì)細(xì)胞造成破壞；0.50% NaCl處理下幼苗的CAT活性較CK提高了204.58%，較0.25% NaCl處理提高190.00%；0.75% NaCl溶液處理下幼苗的CAT活性較CK提高了770.22%，較0.50%NaCl處理提高了185.71%。說明在0.75% NaCl脅迫下的玉簪幼苗CAT活性較強(qiáng)。

2.2 對(duì)玉簪幼苗SOD活性的影響

由圖2可知，隨著NaCl溶液濃度的提高，玉簪幼苗的SOD活性呈上升趨勢(shì)。其中0.25% NaCl處理下幼苗的SOD活性較CK提高117.46%；0.50% NaCl處理下幼苗的SOD活性較CK提高了208.32%，較0.25% NaCl處理提高了41.78%；0.75% NaCl處理下幼苗的POD活性較CK提高了238.06%，較0.50% NaCl處理提高了9.65%。表明SOD在玉簪抵御鹽脅迫過程中發(fā)揮重要作用，其對(duì)0.75%NaCl脅迫的響應(yīng)較強(qiáng)。

2.3 對(duì)玉簪幼苗POD活性的影響

由圖3可知，0.25% NaCl處理下葉片的POD活性較CK提升1.32%。這表明POD可能與SOD、CAT共同參與清除玉簪幼苗體內(nèi)過剩的自由基。0.50% NaCl處理下葉片的POD活性較CK提升1.24%，較0.25% NaCl處理下降0.08%；0.75% NaCl處理下葉片的POD活性較CK上升0.72%，較0.50% NaCl處理下葉片的POD活性下降0.51%，說明POD對(duì)0.50% NaCl脅迫響應(yīng)較強(qiáng)。

2.4 對(duì)玉簪幼苗APX活性的影響

隨著NaCl溶液濃度的提高，玉簪幼苗的APX活性呈下降趨勢(shì)。0.25% NaCl處理下葉片的APX活性較CK下降1.43%；0.50% NaCl處理下葉片的APX活性較CK下降1.97%，較0.25% NaCl處理下降0.55%；0.75% NaCl處理下降8.37%，較0.50% NaCl處理下降6.52%，說明玉簪幼苗可通過降低APX活性來清除體內(nèi)多余有害物質(zhì)，以抵御鹽脅迫（圖4）。

3 結(jié)論與討論

當(dāng)玉簪幼苗處于鹽脅迫環(huán)境時(shí)，葉片會(huì)產(chǎn)生一系列生理應(yīng)答機(jī)制，具體表現(xiàn)為通過提高葉片中的相關(guān)酶活性，增強(qiáng)植株對(duì)葉片中異常積累的強(qiáng)氧化性自由基以及活性氧基團(tuán)的清除能力，從而減輕細(xì)胞受到的傷害。里程輝等^[15]研究發(fā)現(xiàn)，在植物淹水過程中，各砧穗組合葉片和根系中SOD、POD、CAT和APX活性大體呈先上升后下降趨勢(shì)，可減輕對(duì)植物細(xì)胞的損傷。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著NaCl溶液濃度的提高，玉簪葉片CAT、SOD和POD活性大體呈上升趨勢(shì)，其中SOD活性出現(xiàn)上升速率逐漸緩慢的趨勢(shì)，與孫方行等^[16]研究結(jié)果相似，可能是玉簪通過提高SOD活性清除細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的活性氧自由基的能力有限，當(dāng)外界NaCl濃度過高、超出其承受閾值時(shí)，細(xì)胞自由基的清除量小于產(chǎn)生量，易對(duì)細(xì)胞造成傷害。當(dāng)鹽濃度由0.25%提升至0.50%時(shí)，玉簪POD活性呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)。隨著NaCl溶液濃度的提高，玉簪葉片APX活性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，與王立鳳等^[17]研究結(jié)果不同，可能是北五味子屬耐鹽植物，承受鹽濃度閾值比玉簪高。

綜上，本研究表明，當(dāng)鹽脅迫濃度達(dá)0.25%時(shí)，CAT、POD和APX活性與對(duì)照相比變化較小，說明低濃度鹽脅迫下，玉簪幼苗CAT、POD和APX響應(yīng)鹽脅迫的程度較小。當(dāng)鹽脅迫濃度達(dá)0.50%時(shí)，CAT、SOD和POD活性較對(duì)照組升高；鹽濃度達(dá)0.75%時(shí)，CAT、SOD和POD活性繼續(xù)緩慢提升，APX活性則持續(xù)下降。隨著鹽濃度的提高，玉簪幼苗CAT、SOD和POD 3種抗氧化酶活性大體呈上升趨勢(shì)，APX則呈下降趨勢(shì)。說明玉簪幼苗主要通過提高CAT、SOD和POD活性、降低APX活性提高調(diào)節(jié)抗氧化系統(tǒng)，以抵御鹽脅迫。

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（責(zé)任編輯：吳思文）

基金項(xiàng)目"國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目“5種豆科植物OPT基因家族的全基因組分析”（202310235A002）。

作者簡(jiǎn)介"包佳欣（2003—），女，內(nèi)蒙古莫力達(dá)瓦自治旗人，從事微生物工程研究。

通信作者"聶春雨（1978—），女，內(nèi)蒙古涼城縣人，碩士，副教授，從事微生物工程研究。