全 文 ：NaCl胁迫下小黑麦幼苗抗氧化酶动态变化研究
时丽冉1 崔兴国1 李会芬1 游永亮2
(1 衡水学院生命科学系，053000，河北衡水;2 河北省农林科学院旱作农业研究所，053000，河北衡水)
摘 要 用不同浓度 NaCl(0、80、150、
250mmol /L)处理小黑麦三叶期幼苗，测定处理 1、
3、5、7d时的叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧
化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的动态变
化规律。结果显示:用 80mmol /L NaCl处理后，小黑
麦幼苗叶片中 3 种抗氧化酶活性均随着处理时间
的延长而升高，在 NaCl 浓度为 150mmol /L 和
250mmol /L时酶活性先上升，在 3d或 5d时达最大
值，之后酶活性下降，但仍高于对照。表明小黑麦
有较强的抗盐能力。
关键词 NaCl 胁迫;小黑麦;超氧化物歧化
酶;过氧化物酶;过氧化氢酶
小黑麦是由小麦和黑麦经过属间杂交，应用
染色体工程育种方法人工培育的新物种。小黑麦
不但结合了小麦的高产、优质和黑麦的抗病、抗
寒、抗逆、适应性广的优点，而且还具有杂种生长
优势明显、光合作用能力强和营养品质好等特点。
目前，小黑麦已经发展成为一个粮、饲、经等多种
用途的新作物［1］。尤其是小黑麦的耐盐碱性及其
生物改良盐碱地的作用日益受到关注。
盐胁迫能诱导植物体活性氧积累，引发氧化
胁迫。为了避免活性氧过量产生及减轻其产生的
伤害作用，植物在长期的进化过程中形成一套较
为精细的去除、中和及捕获活性氧的抗氧化防御
体系，主要包括抗氧化酶系统和非酶系统的抗氧
化剂类。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶
(CAT)和过氧化物酶(POD)是植物清除活性氧的
主要抗氧化酶类，在清除机体内多余的活性氧、解
除对植物的伤害中起着决定性作用［2］。
关于抗氧化酶在植物受到盐胁迫时活性的变
作者简介:时丽冉，教授，主要从事植物逆境生理和细胞生物学研究
游永亮为通信作者，助理研究员，主要从事饲用黑麦、小
黑麦育种与栽培技术研究工作
基金项目:河北省高等学校科学研究项目(Z2012048) ;衡水学院校
级课题(2013033)
收稿日期:2013 － 09 － 18;修回日期:2013 － 10 － 15
化在苎麻、甜高粱、小麦、蚕豆等［3 － 6］植物中有相
关研究，但未见有关小黑麦抗氧化酶变化规律的
研究报道。
研究了不同浓度 NaCl 胁迫下小黑麦幼苗中
SOD、POD、CAT 3 种抗氧化酶的动态变化规律以
及小黑麦遭受 NaCl 胁迫时如何发挥保护作用，对
揭示小黑麦的耐 NaCl机制具有一定的理论意义。
1 材料和方法
1. 1 试验材料
小黑麦品种中新 830，由河北省农林科学院旱
作农业研究所提供。
1. 2 试验设计
将小黑麦种子用 0. 1% 氯化汞浸泡消毒
10min，流水冲洗干净后，滤纸法进行萌发。7d 后
挑取生长一致的幼苗种植于纱网上，用 1 /2 浓度
的 Hoagland营养液培养。温室条件为:光周期为
自然日长，温度 20℃ ～ 25℃，相对湿度 80%，每 3d
更换 1 次培养液。待植株生长至三叶期时进行
NaCl处理。NaCl处理的浓度为 0(对照)、80、150、
250mmol /L(NaCl 溶液用 1 /2 Hoagland 营养液配
制) ，每个处理 3 次重复。为避免 NaCl 冲击效应，
NaCl 浓度每天递增 80mmol /L 左右，直至预定浓
度，达到预定浓度后，分别于处理的第 1、3、5、7 天
8∶ 00 取各处理的小黑麦叶片，取叶时应尽量取相
同部位的叶片以保证测量结果的准确。将叶片放
入塑料袋密封，在 － 70℃超低温冰箱中保存备用。
采用氮蓝四唑(NBT)法测定 SOD 活性，紫外吸收
法测定 CAT活性，愈创木酚法测定 POD活性［7］。
2 结果与分析
2. 1 NaCl 胁迫下小黑麦幼苗叶片 SOD 活性动
态变化规律
SOD是抗氧化系统中一种极为重要和在生物
体内普遍存在的金属酶。在酶促保护系统中，SOD
处于核心地位［2］。SOD 能催化超氧阴离子的歧化
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反应而产生 O2 和 H2O2，缓解超氧阴离子对生物膜
的氧化损害。SOD 含量及活性水平的高低，对植
物的抗逆能力有十分重要的意义。
由图 1 可以看出，与对照相比，NaCl 胁迫使小
黑麦叶片中 SOD活性均升高，但随着时间的延长，
不同浓度 NaCl 处理的变化 趋 势 略 有 不 同。
80mmol /L NaCl浓度下 SOD 活性随处理天数延长
呈上升趋势;150mmol /L NaCl 浓度下随着处理天
数延长 SOD活性上升，在 5d时酶活性达到最高值
101. 55U /g，之后下降;而 250mmol /L NaCl 处理在
3d时酶活性达到最高值 108. 36U /g，活性比对照
增加 46. 7%，之后 SOD 活性下降，但在 7d 时仍高
于对照。
图 1 NaCl处理对小黑麦幼苗叶片 SOD活性的影响
2. 2 NaCl胁迫下小黑麦幼苗叶片 CAT 活性动态
变化规律
CAT通过促使 H2O2 分解为 O2 和 H2O来使细
胞免于遭受 H2O2 的毒害，是生物防御体系的关键
酶之一。从图 2 可以得出，小黑麦叶片中 CAT 活
性随着时间延长的变化趋势与 SOD 活性基本相
似，在 80mmol /L NaCl 浓度处理下，CAT 活性呈现
上升趋势，第 7d 时达到最高值 175. 43U /(g·
min) ;150mmol /L NaCl 胁迫下的小黑麦幼苗 CAT
在 5d时达到高峰 178. 26U /(g·min) ，之后下降;
图 2 NaCl处理对小黑麦幼苗叶片 CAT活性的影响
而 250mmol /L NaCl 胁迫下的小黑麦幼苗 CAT 在
3d时即达到最高，之后开始下降，但仍高于对照。
2. 3 NaCl 胁迫下小黑麦幼苗叶片 POD 活性动
态变化规律
POD普遍存在于高等植物中，催化分解由
SOD清除氧自由基所产生的 H2O2 和过氧化物，在
植物的生长、发育过程中起重要作用，有利于缓解
因盐胁迫而造成的负氧离子和过氧化物对细胞膜
造成的伤害。
由图 3 可以看出，在不同浓度 NaCl 处理下
POD活力的变化趋势，在 7d 测试期中，对照的
POD活性变化为 6 487 ～ 6 723U /(g·min) ，随着
NaCl浓度的增加，POD 活性也提高，80mmol /L 和
150mmol /L NaCl 胁迫下 POD 活性一直呈上升的
趋势，当 NaCl 浓度为 250mmol /L 时，POD 活性上
升最为明显，5d 时达到最高峰 13 052U /(g·
min) ，为对照的 196. 2%，之后有所下降，但仍维持
高于对照处理 7d、250mmol /L NaCl处理 1d时 POD
活性的水平。
图 3 NaCl处理对小黑麦幼苗叶片 POD活性的影响
3 讨论
在许多逆境条件下，植物体内活性氧代谢系
统的平衡会受到影响，使活性氧如 O －2、·OH 增
加。因其含量增加，能启动膜脂过氧化或膜脂脱
脂作用，从而破坏膜结构。SOD 是自然界唯一的
以氧自由基(如 O －2、·OH)为底物的酶，在活性
氧代谢中处于重要地位，可猝灭超氧自由基(O －2)
的毒性，终止由 O －2启动的一系列自由基连锁反应
所造成的生物损伤，是生物体内最重要的清除活
性氧自由基酶类。SOD、POD 和 CAT 都可以清除
体内的活性氧和自由基，但原理不同。SOD 参与
植物机体内的歧化反应，使超氧阴离子转化为
H2O2 和 O2，H2O2 再通过 POD 和 CAT 可以分解成
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无毒的 H2O和 O2
［8］。
通过 7d跟踪试验表明，在 80、150、250mmol /L
3 种水平 NaCl 胁迫下，小黑麦叶片中 3 种抗氧化
酶活性均较对照有所升高。80mmol /L NaCl 胁迫
下，在 1 ～ 7d 时，SOD、CAT、POD 3 种酶活性一直
处于上升趋势;而当 NaCl浓度达到 150、250mmol /
L时，3 种酶的活性变化规律除 POD 在 150mmol /L
NaCl处理浓度一直上升外，均表现为先升高，在
3d或 5d时酶活性升到最大，之后酶活性下降，但
仍高于对照。表明在胁迫的 7d 内，小黑麦幼苗体
内的抗氧化酶体系发挥了清除活性氧的作用，保
护小黑麦尽量避免膜脂过氧化作用造成的伤害。
但 NaCl胁迫在 7d以上时，较高水平的抗氧化酶活
性能否继续维持还有待于进一步研究。
前人的研究表明，盐胁迫下植物抗氧化酶
SOD、CAT和 POD活性变化与植物的耐盐性有关，
但不同试验得出的结果存在分歧，结论不同甚至
相反。这可能与植物种类、胁迫浓度、胁迫时间及
组织特异性等因素有关。周建刚等研究表明，
NaCl可引起苎麻叶片中 SOD、POD 和 CAT 活性的
提高［3］。姜慧等研究了 4 种甜高粱经 NaCl 处理
7d的抗氧化酶活性，发现 50mmol /L NaCl 处理显
著增加了 SOD、POD 和 CAT 活性，而 100mmol /L
和 150mmol /L NaCl处理则抑制了 3 种抗氧化酶活
性［4］。张敏等［5］研究了盐胁迫下小麦萌发期幼苗
3 ～ 13d抗氧化酶活性的变化。随着盐胁迫浓度的
增大，德抗 961 幼苗的 SOD、POD 和抗坏血酸过氧
化物酶(APX)的活性增加，CAT 活性 7d 后也增
加，随着胁迫时间的延长，SOD和 APX活性各处理
都表现为随着盐胁迫时间的延长而降低，POD 上
升，CAT先升后降，和我们的研究结果相似。小黑
麦在高达 250mmol /L NaCl 处理 7d 后仍然保持较
高的抗氧化酶活性，表明其具有较强的抗盐能力。
根据 3 种抗氧化酶变化规律推测，SOD、POD、
CAT对植物的保护主要是在各自所能承受的最高
盐浓度以下时发挥作用，其活性随盐浓度升高而
增强，对植物的保护也随之加强，当盐浓度再增加
时，或胁迫时间过长，高盐环境已经开始破坏这些
保护酶的结构，使其活性下降，对植物的保护性作
用丧失，使活性氧含量增加，从而导致细胞的伤
害，植物将面临不可逆转的伤害甚至死亡。
参考文献
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Dynamic Changes of Antioxidant Enzymes Activity
in Triticale Seedling under NaCl-Stress
Shi Liran1，Cui Xingguo1，Li Huifen1，You Yongliang2
(1Department of Life Science，Hengshui University，Hengshui 053000，Hebei，China;2Dryland Farming Institute，
Hebei Academy of Agricultural and Forestry Science，Hengshui 053000，Hebei，China)
Abstract Using triticale seedlings treated with different NaCl concentrations (0，80，150，250mmol /L)as materi-
als，we studied the dynamic changes of superoxide dismutase (SOD) ，peroxidase (POD)and catalase (CAT)ac-
tivities in 7 days． The results showed that the activities of SOD，POD，and CAT increased with different NaCl con-
centrations． The antioxidant enzymes activity showed an increasing tendency at 80mmol /L NaCl concentrations，but
increased first，then decreased at 150mmol /L and 250mmol /L NaCl concentrations，being still higher than that of
the control． This suggested that triticale has good salt-resistant ability．
Key words NaCl stress;Triticale;Superoxide dismutase;Peroxidase;Catalase
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