水分脅迫下駿棗葉片中保護酶活性的變化

郭艷　侯艷霞　宋金龍　劉和

摘 要：以3年生盆栽駿棗為研究對象，研究了在不同程度的水分脅迫下，駿棗樹體中SOD、POD、CAT 3種抗氧化保護酶活性的變化，結(jié)果表明，3種酶在植物體內(nèi)是協(xié)同作用，隨著干旱天數(shù)不斷增加，SOD和POD活性的變化規(guī)律基本一致，總體表現(xiàn)為前期數(shù)值升高后期逐漸降低，而CAT活性變化有波動。說明駿棗體內(nèi)的這3種酶均能夠抵抗干旱，消除自由基對植物的傷害，對植物進行保護。

關鍵詞：保護酶；水分脅迫；駿棗

文章編號：1005-345X（2016）02-0001-03 中圖分類號：S665.1 文獻標識碼：A

駿棗是山西主栽的經(jīng)濟林作物之一，在晉中一帶被廣泛栽培，已成為當?shù)乩习傩赵鍪盏墓麡渲?。山西地處黃土高坡，常遭遇干旱，對駿棗的產(chǎn)量造成很大的影響，因此，研究在水分脅迫下，駿棗體內(nèi)SOD、POD、CAT 3種抗氧化保護酶活性的變化，探討駿棗對干旱的耐受力，可以為駿棗抗旱栽培技術(shù)提供一些理論依據(jù)，更好的服務于生產(chǎn)。

1 材料與方法

供試棗樹品種為大小一致健壯的駿棗嫁接苗，3年生。栽棗樹所用的瓦盆直徑40 cm，深50 cm。栽植之前稱量瓦盒的重量及盆中土壤的重量，瓦盆中土壤為沙壤士。

水分脅迫開始時間是2014年8月10日，在此之前，將花盆進行控水處理，分別為：對照（處理1，田間相對持水量的70%）、輕度缺水（處理2，田間相對持水量的55%）、中度缺水（處理3，田間相對持水量的40%）和重度缺水（處理4，田間相對持水量的30%）4個處理。方法是：每個處理不澆水，待土壤含水量自然消耗至設定標準后，每天稱重并補充消耗的水量，以控制含水量在設定范圍內(nèi)。處理15 d后采集葉片，以后每隔15 d采1次，進行SOD、POD和CAT的活性測定，采用李和生方法測定SOD活性[1]，采用朱廣廉的方法測定POD活性[2]，采用張立軍的方法測定CAT活性[3]。各項指標的測定均重復3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分脅迫下駿棗葉片內(nèi)的SOD活性的變化趨勢

試驗證明（圖1），無論在哪種水分脅迫條件下，隨著時間的延長，棗樹葉片內(nèi)SOD的活性均呈先升后降。干旱處理第1天時，對照、輕度水分脅迫、中度水分脅迫和重度水分脅迫的SOD的活性分別為280.23 u/g、280.31 u/g、360.54 u/g和233.28 u/g，其中以處理3的SOD活性最高，處理1和處理2的SOD活性值基本一致。水分脅迫第45天時，處理4的SOD值已達到最低，表明重度水分脅迫下SOD已經(jīng)無法起到清除自由基的作用，樹體嚴重受損。

2.2 水分脅迫下駿棗葉片內(nèi)的POD活性的變化趨勢

片內(nèi)POD活性先升后降。各處理在水分脅迫下表現(xiàn)的數(shù)據(jù)曲線與SOD數(shù)據(jù)曲線基本相同，總體趨勢都是先升然后下降，但POD的活性在干旱處理后第15天先到達高峰，而SOD活性在處理后第30天才到達高峰，說明SOD對干旱忍受能力更強。在干旱處理第30天時，各處理POD活性值差別不太大，對照、輕度、中度、重度水分脅迫下駿棗葉片中的POD值分別是400.2 u/g、340.12 u/g、330.48 u/g、379.89 u/g。

2.3 水分脅迫下駿棗葉片內(nèi)的CAT活性的變化趨勢

H2O2的清除是細胞徹底消除活性氧的關鍵，SOD等產(chǎn)生出來的H2O2可以被CAT轉(zhuǎn)化成H2O，SOD與CAT協(xié)同反應使植物體內(nèi)的活性氧維持在較低水平上。

圖3表明，隨著水分脅迫天數(shù)的增加，處理3和處理4的CAT活性總體變化趨勢為波動狀態(tài)，均為先上升后下降再上升。隨著干旱持續(xù)時間的延長，在水分脅迫處理第15天時，中度脅迫的CAT活性為35.3 μmol/g，重度水分脅迫的CAT為37.9 μmol/g，說明駿棗葉片中CAT活性被激活，能抵抗植物葉片的衰老。

3 討論

SOD、POD和CAT的作用是清除或猝滅已存在的活性氧。SOD將O-2歧化為H2O2和O2，POD與CAT等酶協(xié)同作用再將H2O2轉(zhuǎn)化為無害的H2O。

本試驗結(jié)果表明，在水分脅迫下駿棗葉片內(nèi)的SOD、POD和CAT的活性先升后降。SOD、POD和CAT 3種酶對水分脅迫的敏感程度不同，其中POD活性在輕度水分脅迫下達到最高值，在中度和重度水分脅迫下POD活性降低。而SOD和CAT的活性則在中度水分脅迫下達到最高值。水分脅迫前期3種酶活性的增加有力地證明駿棗在干旱下能維持較高的抗氧化能力。在深度水分脅迫下酶活性降低，說明樹體內(nèi)活性氧的含量/抗氧化系統(tǒng)的防御力是某一定值，大于這個值的時候，防御系統(tǒng)的清除能力低于活性氧的產(chǎn)生能力，活性氧大量累積，就會損害細胞內(nèi)包括保護酶在內(nèi)的生物大分子，從而導致酶活性降低。生物大分子受損后產(chǎn)生活性氧，這樣形成一個惡性循環(huán)，最終的結(jié)果是活性氧越來越多，樹體受損越來越重，這也是為什么持續(xù)的干旱會對植物造成不可恢復性損傷的原因。

參考文獻

[1]李合生主編.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]朱廣廉，鐘害文，張愛琴主編.植物生理學實驗[M].北京：北京大學出版社，1999.

[3]張立軍，樊金娟.植物生理學實驗教程[M].北京：北京農(nóng)業(yè)大學出版社，2007.

Abstract：Changes of protective enzymes SOD，POD，CAT were studied under different water stresses with 3 years old potted Junzao as experimental material. The result showed that protective enzymes SOD，POD，CAT were synergy in plant. The contents of SOD and POD were on the increase before and then decrease with the increase of drought days. The content of CAT also changed. Enzymes SOD，POD，CAT could resist drought and the damage of free radical for plant.

Keywords：protective enzyme； water stress； Junzao