种子引发对盐胁迫下高梁幼苗抗氧化酶系统的影响

Ｊ．ＳＨＡＮＸＩ　ＡＧＲＩＣ．ＵＮＩＶ．Ｉ　Ｎｎｔ“ｒａｌ　Ｓｃｉ　ｆＰ　ＥｄｉｔｉＤ”）　回咖ｉ举报ｆ自然科学版）２ｏ１ｏ。３ｏ（１　００２６０７　种子引发对盐胁迫下高梁幼苗抗氧化酶系统的影响　马金虎　，杨文秀　，郭数进　，李新基　（１．山西农业大学农学院，山西太谷０３０８０１；２．云南热带职业技术学院，云南普洱６６５０００）　摘　要：为探讨盐胁迫下，种子引发处理对高粱幼苗抗氧化酶系统的影响，用１００　ｍｍｏｌ・Ｌ　ＮａＣＩ溶液，对高粱种子　进行引发处理，并对高粱幼苗进行模拟盐胁迫，分析盐胁迫下幼苗ＳＯＤ、ＰＯＤ活性、可溶性蛋白和ＭＤＡ含量变化。　结果表明：引发处理提高了盐胁迫下４个品种幼苗ＳＯＤ活性，而ＰＯＤ活性未见有规律性变化。在盐胁迫后期（３６　ｈ），引发处理还提高了４个品种幼苗可溶性蛋白含量，降低了ＭＤＡ含量；在盐胁迫初期，多数品种，无论引发还是未　引发处理，幼苗保护酶ＳＯＤ、ＰＯＤ活性、可溶性蛋白含量升高，ＭＤＡ含量维持在较低水平。随着盐胁迫的加剧，保护　酶活性、可溶性蛋白含量逐渐下降，ＭＤＡ含量明显升高。说明，引发处理通过调节幼苗体内一些抗氧化酶的活性来调　节幼苗对盐逆境的适应性，从而增强幼苗的耐盐性。　’　关键词：种子引发；高粱；ＮａＣ１胁迫；保护酶；ＭＤＡ　中图分类号：￥３３０．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—８１５１（２０１０）０１—００２９—０４　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｓｅｅｄ　Ｐｒｉｍｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｓｏｒｇｈｕｍ　Ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｕｎｄｅｒ　Ｓａｌｔ　Ｓｔｒｅｓｓ　ＭＡ　Ｊｉｎ．ｈｕ’，ＹＡＮＧ　Ｗｅｎ．ｘｉｕ　，ＧＵ０　Ｓｈｕ—ｊｉｎ　，ＬＩ　Ｘｉｎ—ｉｉ’　（１　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｔｕｒｅ。Ｓｈａｎｘｉ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｇｕ　Ｓｈａｎｘｉ　０３０８０１，Ｃｈｉｎａ；　Ｙｕｎｎａｎ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｌ—　ｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｔｒｏｐｉｃａｌ　Ｃｒｏｐｓ．Ｐ妇ｒ　Ｙｕｎｎａｎ　６６５０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ　ｉｓ　ｔＯ　ｄｉｓｃｕｓｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｐｒｉｍｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｓｅｅｄ—　ｌｉｎｇｓ　ｕｎｄｅｒ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，１００　ｍｍｏｌ・Ｌ一　ｏｆ　ＮａＣ１　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔＯ　ｐｒｉｍｅ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｓｅｅｄｓ　ａｎｄ　ｉｍｉｔａｔｅ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｔｏ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．Ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ＳＯＤ　ａｎｄ　ＰＯＤ，ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏ—　ｔｅｉｎｓ　ａｎｄ　ＭＤＡ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｐｒｉｍｉｎｇ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ＳＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｆｒｏｍ　ｆｏｕｒ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ＰＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｏｕｒ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｄｉｄ　ｎｏｔ　ｐｏｓｓｅｓｓ　ｒｅｇｕｌａｒ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｐｒｉｍｉｎｇ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｌａｔｅ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ（３６ｈ），ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｒｉｍｉｎｇ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｏｆ　ｆｏｕｒ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅｉｒ　ＭＤＡ　Ｃｏｎｔｅｎｔｓ．’Ｉｎ　ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ，　ｍｏｓｔ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ，ｗｈｅｔｈｅｒ　ｗｉｔｈ　ｐｒｉｍｉｎｇ　ｏｒ　ｎｏｔ，ｐｏｓｓｅｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ａｎ—　ｚｙｍｅｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ＳＯＤ，ＰＯＤ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ＭＤＡ．Ａｓ　ａｇｇｒａｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ，ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｅｎｚｙｍｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｄｅｃｌｉｎｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＭＤＡ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｒｅｖｅａｌｉｎｇ　ｔｈａｔ　ｐｒｉｍｉｎｇ　ａｄｊ　ｕｓｔｅｄ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｔＯ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｓａｌｔ　ｔｏｌｅｒ—　ａｎｅｅ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｂｙ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｓ　ｉｎ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｅｅｄ　ｐｒｉｍｉｎｇ－；Ｓｏｒｇｈｕｍ；ＮａＣ１　Ｓｔｒｅｓｓ；Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｅｎｚｙｍｅｓ；ＭＤＡ　盐胁迫可对植物产生氧化胁迫，造成活性氧伤　害，这可能是盐逆境伤害的一个重要原因［１］。而植　自由基，保护细胞免受活性氧的伤害，进而增强植　物的抗逆性。用引发剂处理多数植物的种子不仅　物体本身又可通过抗氧化酶和抗氧化物质来抵抗　其所遭受的氧化胁迫Ｌ２］。其中抗氧化酶在植物抵　能提高其出苗速率，使出苗率高而整齐，还能提高　植物的抗逆性，增强其耐盐性［３　］。为此，本文研　抗氧化胁迫中具有重要作用。植物体内抗氧化酶　主要包括Ｓ０Ｄ、ＰＯＤ、ＣＡＴ、ＡＰＸ、ＧＲ等。当植物　受到逆境胁迫时，这些抗氧化酶可有效清除活性氧　究了种子引发对盐胁迫下高梁幼苗抗氧化酶系统　的影响，旨在探讨引发处理对盐胁迫下高梁幼苗抗　氧化酶系统影响的机制。为种子引发技术在高粱　收稿日期：２００９一１０一１０　修回日期：２００９一Ｉ２－１４　作者简介：马金虎（１９６７一），男（汉），河南武陟人，副教授，硕士，主要从事种子抗逆生理方面的研究。　基金项目：山西农业大学育种基金（２００４０９３）　３Ｏ（１）　马金虎等：种子引发对盐胁迫下高梁幼苗抗氧化酶系统的影响　３１　２．２引发处理对ＮａＣ１胁迫下高梁幼苗ＰＯＤ活　性的影响　图２实验结果表明，在盐胁迫２４　ｈ前，无论引　迫过程中，不同品种幼苗的ＰＯＤ活性变化不同。　引发处理降低了Ｓｂ２和Ｓｂ３的ＰＯＤ活性，而提高　了Ｓｂｌ和Ｓｂ４　ＰＯＤ的活性。盐胁迫３６　ｈ时，Ｓｂｌ　发处理还是未引发处理，供试品种幼苗ＰＯＤ活性　均迅速升高，此后，随盐胁迫时间的延长，多数品种　和Ｓｂ４　引发处理ＰＯＤ活性分别比其对照高　４．０４　和４．６７　。这可能与品种的特性及品种适　ＰＯＤ活性开始下降（图２）；种子引发处理，在盐胁　宜引发处理条件不同有。　３Ｏ　Ｃ　垂　吕　嚣　金　ｌ２　２４　１２　２４　盐胁迫／ｈ　盐胁迫／ｈ　Ｓａｌｔ—ｓｔｒｅｓｓ／ｈ　Ｓａｌｔ—ｓｔｒｅｓｓ／ｈ　图２　引发处理对ＮａＣ１胁迫下高梁幼苗ＰＯＤ活性的影响　Ｆｉｇ．２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｐｒｉｍｉｎｇ　ｏｎ　ＰＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｕｎｄｅｒ　ＮａＣ１　ｓｔｒｅｓｓ　２．３引发处理对ＮａＣ１胁迫下高梁幼苗ＭＤＡ含　在较低的水平。当盐胁迫达３６　ｈ时，ＭＤＡ含量急　量的影响（表１）　剧增加。ＮａＣ１引发处理后，Ｓｂｌ、Ｓｂ４、Ｓｂ２和Ｓｂ３，　丙二醛（ＭＤＡ）含量的高低在一定程度上可以　ＭＤＡ含量均比其对照低，分别比其对照降低了　反映膜脂过氧化水平＿７］。逆境下丙二醛含量积累，　５２．２９％、２３．３５　、２１．ＯＯ　和１１．６８　。表１结果　反映了膜脂过氧化程度增大，导致膜的透性增加。　表明，引发处理，一定程度上降低了细胞膜脂过氧　如表ｌ所示，在盐胁迫初期（０～１２　ｈ）引发和未引　化程度。　发处理，幼苗叶片中ＭＤＡ含量变化不大，均维持　表１　引发处理对ＮａＣ１胁迫下高粱幼苗ＭＤＡ含量的影响　Ｔａｂｌｅ　１　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｐｒｉｍｉｎｇ　ｏｎ　ＭＤＡ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｕｎｄｅｒ　ＮａＣ１　ｓｔｒｅｓｓ　注：不同字母表示同一试验的不同处理问差异显著（Ｐ＜０．０５）。下同　Ｎｏｔｅ：Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ　ｃａｐｐｅｄ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｌｅｔｔｅｒｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ａｒｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ（Ｐ＜０．０５）．Ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ａｓ　ｂｅｌｏｗ　３２　山西农业大学学报（自然科学版）　２．４　引发处理对ＮａＣ１胁迫下高梁幼苗可溶性蛋　间的延长，可溶性蛋白含量迅速下降；用ＮａＣ１引　白含量的影响　发处理，Ｓｂｌ、Ｓｂ２在盐胁迫过程中，可溶性蛋白含　植物体内的可溶性蛋白大多是参与各种代谢　量始终比未引发处理高。当盐胁迫３６　ｈ时，Ｓｂ４、　的酶类。在一定逆境胁迫条件下，植物体内可溶性　Ｓｂｌ、Ｓｂ３和Ｓｂ２，引发处理，可溶性蛋白含量分别　蛋白含量的高低，可作为植物相对抗性的一种指　比未引发处理的升高３．７１　、１０．３０　、４２．９４　和　标＿８］。从表２可知，可溶性蛋白对盐胁迫反应比较　４４．８１　。推测对种子进行引发处理，在一定程度　敏感。盐胁迫１２　ｈ，４个品种无论引发和未引发处　上提高了盐胁迫下幼苗体内参与代谢的酶的活性　理，可溶性蛋白含量均迅速升高，此后，随盐胁迫时　水平。　表２　引发处理对ＮａＣ１胁迫下高粱幼苗可溶性蛋白含量的影响　Ｔａｂｌｅ　２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｐｒｉｍｉｎｇ　ｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ　ｏｆ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｕｎｄｅｒ　ＮａＣＩ　ｓｔｒｅｓｓ　３讨论与结论　能力　善　苗在　胁迫　当植物遭受高盐逆境胁迫时，植物体内ＳＯＤ、　下ＰＯＤ活性变化规律不同，这可能与不同品种的　ＰＯＤ活性会迅速升高。ＳＯＤ、ＰＯＤ有效清除活性　耐盐特性有关。在盐胁迫下，幼苗耐盐特性不同，　氧自由基，保护细胞免受活性氧的伤害　］。从本　幼苗遭受盐胁迫时产生的活性氧自由基（Ｏ　）含量　试验结果看，用ＮａＣＩ对种子进行引发处理，供试　不同，ＳＯＤ以Ｃｕ・Ｚｎ—ＳＯＤ形式将活性氧自由基　的４个品种幼苗ＳＯＤ活性均比未引发处理的高。　（Ｏ　）歧化为Ｈ　Ｏ　的量不同，ＨｚＯｚ刺激ＰＯＤ的　在盐胁迫后期（３６　ｈ），引发处理，幼苗可溶性蛋白　活性，导致ＰＯＤ活性变化在品种间存在差异。　含量均比未引发处理高，ＭＤＡ含量也都比未引发　种子引发处理，对高粱幼苗抗氧化酶系统有明　处理低。说明，引发处理，提高了盐胁迫下高粱幼　显的影响。通过调节幼苗体内一些抗氧化酶的活　苗ＳＯＤ活性和可溶性蛋白含量，为高粱苗期耐盐　性，来调节幼苗对盐逆境的适应性，从而增强幼苗　奠定了生理基础，从而提高幼苗在盐胁迫下的适应　的耐盐性。　参　考　文　献　Ｅ１］Ｇｏｓｓｅｔｔ　ＤＲ，Ｍｉｌｌｈｏｌｌｏｎ　ＥＰ，Ｌｕｅａｓ　ＭＣ．Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ　ｒｅｐｏｎｓｅ　ｔｏ　ＮａＣＩ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　ｓａｌｔ—ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｃｕｈｉｖａｒｓ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ［Ｊ］．Ｃｒｏｐ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＇１９９４，　３４：７０６—７１４．　［２］刘娥娥，宗会，郭振飞，等．盐胁迫下ＬａＣ１３和ＣＰＺ对稻苗抗氧化酶类活性的影响［Ｊ］．作物学报，２００２，２８（１）：４２—４６．　［３］贺长征，胡晋，朱志玉，等．混合盐引发对水稻种子在逆境条件下发芽及幼苗生理特性的影响ＥＪ］．浙江大学学报：农业与生命科学版，　２００２，２８（２）：１７５—１７８．　［４］马金虎，王宏富，王玉国，等．种子引发对高粱幼苗耐盐性的生理效应［Ｊ］．中国农业科学，２００９，４２（１０）：３７１３—３７１９．　［５］阮松林，薛庆中，王清华．种子引发对杂交水稻幼苗耐盐性的生理效应［Ｊ］．中国农业科学，２００３，３６（４）：４６３—４６８．　［６］高俊凤．植物生理实验指导［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００６：１４２—２３１．　［７］－ｒＳ．￣虎，王宏富，王玉国，等．高温老化对棉花种子发芽及生理特性影响的研究［Ｊ］．棉花学报，２００５，１７（１）：４２—４６．　［８］马剑敏，李今，张改娜，等．Ｈｇ２　与ＰＯＤ复合处理对小麦萌发及幼苗生长的影ｎｌ￣ＥＪ］．植物学通报，２００４，２１（５）：５３１—５３８．　［９］李明，王根轩．干旱胁迫对甘草幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响［Ｊ］．生态学报，２００２，２２（４）：５０３—５０７．　［１Ｏ］赵丽英，邓西平，山仑．活性氧清除系统对干旱胁迫的响应机制［Ｊ］．西北植物学报，２００５，２５（２）：４１３—４１８．　（编辑：武英耀）