全 文 ：中国农学通报 2010,26(18):201-205
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目：国家科技支撑重大项目“主要果树高效标准生产技术”(2008BAD92B08)；北京市农委资助项目(20070624)；北京农学院基础科学基金资助
项目(062ZD2JW205)。
第一作者简介：戚亚平，男，1981年出生，在读硕士，主要从事果树种质资源研究。通信地址：102206北京市昌平区回龙观镇北农路7号北京农学院植
物科学技术学院，E-mail：qiyapingaaaaa@126.com。
通讯作者：姬谦龙，男，1957年出生，副教授，博士，主要从事果树种质资源研究。Tel：010-80794376，E-mail：jqlbs@163.com。
收稿日期：2010-03-29，修回日期：2010-04-29。
富铁苹果发酵液对缺铁胁迫下
平邑甜茶保护酶活性的影响
戚亚平 1，王荣娟 1，姚允聪 1，姬谦龙 1,2
（1北京农学院植物科学技术学院，北京 102206；2北京农学院生物技术学院，北京 102206）
摘 要：为探明不同浓度苹果果实发酵液加铁对缺铁平邑甜茶(M. hupehensis Rehd)保护酶活性的影响。
以缺铁平邑甜茶为试材，用加铁苹果果实发酵液进行根施恢复试验。结果表明：对一年生平邑甜茶幼
苗，T3（稀释300倍发酵液+FeSO4）处理的CAT、POD的活性和MDA、可溶性糖含量分别较T1（去离子水
对照）处理高了283.6%、58.2%、271.8%、50.3%，T3处理的4个指标均显著高于其他处理；可溶性糖含量
除外，T2（稀释100倍发酵液+FeSO4）处理比T4（稀释500倍发酵液+FeSO4）处理和T5（FeSO4溶液）处理
的作用显著；对于三年生平邑甜茶/长富 2号缺铁苹果树来说，A3（稀释 300倍发酵液+FeSO4）处理的
CAT、POD的活性和MDA、可溶性糖的含量分别比A1（浇去离子水对照）处理高了 400.0%、88.3%、
39.4%、48.4%，A3（稀释300倍发酵液+FeSO4）处理较A2（FeSO4溶液）处理作用显著。总体上，稀释300
倍苹果果实发酵液+FeSO4对保护酶活性影响显著高于其他处理，恢复效果最好。
关键词：苹果果实发酵液；平邑甜茶；缺铁胁迫；保护酶
中图分类号：S661.1 文献标志码：A 论文编号：2010-0954
Studies on the Effects of Iron-rich Apple Fermentation Broth on Protective Enzymes Activities of
Malus hupehensis under Iron-deficiency Stress
Qi Yaping1, Wang Rongjuan1, Yao Yuncong1, Ji Qianlong1,2
(1College of Plant Science and Technology in Beijing University of Agriculture, Beijing 102206;
2Department of Biotechnology in BUA, Beijing 102206)
Abstract: To study the effects of different fold diluted apple fermentation broth+FeSO4 on protective enzymes
activities of iron-deficiency Malus hupehensis. Iron-deficiency Malus hupehensis seedlings cultured in sand
were watered with the iron-rich apple fermentation broth to recover the iron-deficiency phenomenon. The
results showed that: For Malus hupehensis seedlings, compared with T1 (deionized water) treatment, the
activities of CAT, POD and contents of MDA, soluble sugar of T3 (diluted 300-fold fermentation broth +FeSO4)
treatment increased 283.6%, 58.2%, 271.8%, 50.3%, respectively. The four indexes of T3 treatment was also
higher than the other four treatments significantly. Except the soluble sugar, the effect of T2 (diluted 100-fold
fermentation broth +FeSO4) treatment was better than T4 (diluted 500-fold fermentation broth +FeSO4) and T5
(FeSO4) treatment significantly. For three-years iron-deficiency apples, compared with A1 (deionized water)
treatment, the activities of CAT, POD and contents of MDA, soluble sugar of A3(diluted 300-fold fermentation
broth + FeSO4) treatment increased 400.0% , 88.3% , 39.4% , 48.4% respectively. The effect of A3 (diluted
300-fold fermentation broth +FeSO4) was better than A2 (FeSO4) treatment significantly. As a whole, 300-fold
diluted fermentation broth +FeSO4 was the best treatment for both iron-deficiency seedings and three-years
iron-deficiency apples.
Key words: apple fruit fermentation broth; Malus hupehensis; iron deficiency; protective enzymes
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0 引言
目前，中国改善缺铁的微量元素肥料多为无机硫
酸盐和氯化物，这些肥料单独或与其他肥料混合施入
土壤后，常会发生养分的固定或退化为难溶性盐的情
况，导致微肥的利用率低甚至全部失效。即使是叶面
喷施一些微量元素如亚铁，也会很快被氧化为高价
铁，难以满足作物生长的需要，改善效果不好。如果
将微量元素的无机盐转化为有机螯合态，则可获得较
好的效果 [1]。据报道螯合态微肥的肥效是无机微肥
的 2~5倍[2]。近年来，国外多利用EDTA、HEDTA等作
为螯合剂生产螯合态微肥，虽然肥效明显改善，但因
其价格昂贵，主要用于花卉等高附加值的植物，农业
生产上难以大面积推广[3-4]。苹果园中疏下、落下的小
果以及秋天的烂果、次果，如不经处理，既为病菌提供
了藏身之地，又严重的污染了环境。同时，果实发酵
液中含有大量的腐殖酸、氨基酸、苹果酸和柠檬酸[5]，
对铁离子有很好的螯合能力，有利于苹果树的吸收、
运输和利用。
有许多报道指出，植物在逆境条件下其体内出现
的伤害以及植物对逆境的不同抵抗能力与体内CAT、
POD活性有关，其活性越高，植物对逆境的适应性越
强[6-8]。笔者研究了加铁苹果果实发酵液对缺铁平邑甜
茶(M. hupehensis Rehd)幼苗、缺铁 3年生平邑甜茶/长
富 2号苹果树CAT、POD酶活性以及MDA、可溶性糖
含量的影响，以期为更好改善苹果的缺铁问题提供理
论依据。
1 材料与方法
1.1 时间与地点
试验于2009年6月在北京农学院菜园进行。
1.2 材料
1.2.1 一年生缺铁平邑甜茶幼苗 将平邑甜茶 (M.
hupehensis Rehd)种子在 4℃的冰箱中以沙种比为 3:1
的比例沙藏 30天后，将种子催芽，选择均匀一致的种
子播于穴盘中，小苗长到 3片真叶后移栽到装有细沙
的盆中，浇霍格兰氏缺铁营养液和霍格兰氏完全营养
液，每周浇一次，期间浇一次蒸馏水[9]。
1.2.2 三年生平邑甜茶/长富2号缺铁黄化严重的苹果
树 苹果树为大田栽种，供试土壤状况如表1。
土层深度/cm
0~20
20~40
pH
7.36
7.33
碱解氮/(mg/L)
10.28
77.55
速效磷/(mg/L)
280.45
97.02
速效钾/(mg/L)
110
80
Fe/(mg/L)
2.62
2.20
Mn/(mg/L)
12.60
7.60
Cu/(mg/L)
6.88
5.34
Zn/(mg/L)
0.28
0.02
Ca/(mg/L)
2900
3800
表1 黄化苹果树的土壤状况
1.2.3 发酵液的制备 参照等人黄伟菁[5]的方法。
1.3 方法
1.3.1 一年生缺铁平邑甜茶幼苗矫治处理 将缺铁处理
的小苗分 5个处理，每个处理 6次重复，分别为T1(去
离子水对照)、T2（稀释100倍发酵液+FeSO4）、T3（稀释
300 倍发酵液 + FeSO4）、T4（稀释 500 倍发酵液 +
FeSO4）、T5（FeSO4），总铁离子浓度为 6 mg/L，pH 8。
每隔10天根施1次，共处理2次（期间浇2次蒸馏水），
最后一次浇施处理7天后，取第3片完全展开叶进行各
项指标测定。
1.3.2 三年生缺铁苹果的矫治处理 在苹果园中选取3
年生平邑甜茶/长富 2号缺铁黄化严重的苹果树共 12
株。试验共设3个处理，每个处理4次重复，分别是A1
(去离子水对照)、A2（FeSO4）、A3（稀释 300倍发酵液+
FeSO4），进行根施试验，浇施量为 4 L，处理液中铁离
子的浓度为 0.5 g/L，pH 8。浇施处理 9天后，取第 5片
完全展开叶进行各项指标测定。
1.3.3 过氧化氢酶(CAT)活性测定 过氧化氢酶活性按
文献[10]方法测定，以每分钟内A240变化0.01为1个过氧
化氢酶活性单位（U）表示。
1.3.4 叶内过氧化物酶活性(POD)测定 过氧化物酶活
性按文献[11]提供的方法测定，以每分钟内A470变化0.01
为1个过氧化物酶活性单位（U）表示。
1.3.5 MDA(丙二醛)和可溶性糖含量 TBA比色法进
行测定[12]。
1.4 数据分析
应用DPS7.05版对处理间的数据进行差异显著性
分析。
2 结果与分析
2.1 富铁苹果果实发酵液对缺铁平邑甜茶幼苗保护酶
活性的影响
在图 1中，从发酵液对CAT活性影响来看，T3处
理的平邑甜茶幼苗CAT酶活性最高，T1处理最低，T3
处理是T1处理的 3.8倍；T2处理的CAT活性高于T4
处理，即稀释100倍CAT活性比稀释500倍要高。3种
发酵液中，T3的CAT活性最大，T1次之，T4最小，这说
明缺铁平邑甜茶幼苗的CAT活性与苹果果实发酵液
的浓度有关，且稀释 300倍效果最好；T5处理比T4处
理稍高一些，但没有显著性差异，可能是由于苹果果实
发酵液稀释500倍后浓度太低的缘故。
·· 202
0500
10001500
20002500
30003500
4000
T1 T2 T3 T4 T5
处理
a
b
c c c
P
O
D
/(
U
/(
gF
W
·m
in
))
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
T1 T2 T3 T4 T5
处理
a
c b c c
与对CAT活性的影响相同，T3处理后 POD活性
最高，T2次之，其次为T5，T1最低。T3处理后，缺铁平
邑甜茶幼苗的POD活性为3100.0 U/(gFW·min)，为T1
处理的1.6倍，是T5处理的1.5倍；T2处理比T4处理高
了32.8%，T5处理比T4处理稍高一些，但差异不显著。
对MDA含量的影响，缺铁平邑甜茶幼苗中其含
量依次为：T3>T2>T5>T4>T1，T5处理比T4处理稍高
一些，但差异不显著。不同处理之间可溶性糖含量则
呈现 T3>T2>T4>T5>T1的趋势，T4处理比 T5处理稍
高一些，但差异不显著。
由图1可知，稀释300倍苹果果实发酵液加FeSO4
可有效提高平邑甜茶幼苗的保护酶活性及MDA、可溶
性糖含量，而CAT、POD活性与铁密切相关。因此，可
初步推测稀释 300倍苹果果实发酵液加FeSO4可以在
一定程度上减轻平邑甜茶幼苗的缺铁症状。
2.2 富铁苹果果实发酵液对3年生平邑甜茶/长富2号
缺铁苹果保护酶活性的影响
在图2中，从富铁苹果果实发酵液对CAT活性影响
来看，A3处理的CAT活性最高，为125.0 U/(gFW·min)，
是A1处理的5倍，A3处理是A2处理的3.8倍，各处理
间差异性显著。从对 POD活性影响看，A3处理的
POD活性最高，为 42135 U/(gFW·min)，是A1处理的
1.9倍，A3处理是A2处理的1.5倍，各处理间差异性显
著。从对MDA含量的影响看，A3处理的MDA的含
量最高，为2.62 μmol/L，是A1处理的1.4倍，A2处理比
A1处理仅高了 2.1%，A1与A2处理间的差异不显著。
从对可溶性糖含量看，A3处理的可溶性糖含量最高，
为13.65 mmol/L，是A1处理的1.5倍，A2处理是A1处
理的1.2倍，各处理间差异性显著。总体上，三年生缺
铁苹果经过3个处理后，CAT和POD酶活性均是A3最
高，A1最低，MDA及可溶性糖含量与前2种酶活性变
化相同。
3 讨论
过氧化氢酶(Catalase，CAT)是含有血红素铁的蛋
白质，作为保护植物的含铁酶，其生理作用是催化
H2O2转变为H2O与O2，在铁含量低的时候，因缺铁的
限制，其活性较低。过氧化物酶(peroxidase，POD)也是
一种含铁的酶，广泛存在于动物、植物、和微生物中，是
植物体内保护酶系统的三大保护酶之一，在植物体内
有较高的活性，其活性的变化受到铁供给状况的影
响。所以铁作为植物生长必需的营养元素，在植物体
内具有多种生理功能，是过氧化氢酶、过氧化物酶、细
C
A
T
/(
U
/(
gF
W
·m
in
))
0.001.00
2.003.00
4.005.00
6.007.00
8.009.00
T1 T2 T3 T4 T5
处理
可
溶
性
糖
含
量
/(mm
ol/L)
b b b b
a
图1 发酵液对缺铁平邑甜茶幼苗CAT、POD、MDA和可溶性糖的影响
戚亚平等：富铁苹果发酵液对缺铁胁迫下平邑甜茶保护酶活性的影响
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
T1 T2 T3 T4 T5
处理
MDA
/(땭o
l/L)
a
b
d
c c
M
D
A
/(
µ
m
ol
/L
)
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05000
1000015000
2000025000
3000035000
4000045000
50000
A1 A2 A3
处理
a
b
c
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
A1 A2 A3
处理
a
bc
C
A
T
活
性
/(
U
/(
g·m
in
F
W
))
胞色素氧化酶系统中的辅基。铁影响叶绿素与血红素
的生物合成及质体的发育，铁还参与蛋白质的合成[13]。
因缺铁失绿植物含铁的酶如过氧化氢酶、过氧化
物酶、细胞色素氧化酶和细胞色素还原酶活性下降，此
外辅酶Ⅰ、还原的辅酶Ⅰ、TPNH心肌黄酶、乌头酸酶、
琥珀酸氧化酶的活性也下降，磷酸烯醇式丙酮酸羧化
酶活性增强，脱羧过程不能正常进行[14]。Chen等[15]认
为，缺铁限制了卟啉化合物前体6-氨基酮戊酸的合成，
继而影响血红素及过氧化氢酶合成，导致酶活性降低，
增加铁的供量可以提高该酶的活性。
此外，酶分析具有高灵敏度和高专一性等优点，代
谢酶的活性已被认为是诊断作物微量营养元素是否平
衡的良好生物指示剂也已证实 [16-17]。Narinder等 [18]研
究发现，作物吸收的Fe2+优先用于叶绿素的合成，而后
才供应代谢酶的合成，因而作物的缺铁最先表现在代
谢酶活性的降低。那么在缺铁的矫治过程中，如果代
谢酶合成了，代谢酶的活性恢复了，那么作物的缺铁症
也就矫治了。
试验结果表明：对于缺铁平邑甜茶幼苗，稀释300
倍的苹果果实发酵液加铁均提高了 CAT、POD的活
性，相应也提高了MDA和可溶性糖的含量，效果最
好；同时稀释100倍比稀释500倍的效果好；而对于缺
铁三年生平邑甜茶/长富2号苹果树来说，富铁苹果果
实发酵液处理均提高了CAT、POD的活性，也提高了
MDA和可溶性糖的含量，效果最好。这可能是由于苹
果果实发酵液中含有大量的腐殖酸、氨基酸、苹果酸和
柠檬酸与铁螯合形成螯合铁有利于根系吸收、运输和
利用，同时也为树体提供了大量的营养物质，对矫治苹
果缺铁黄化症起到辅助的效果。
总体看来，富铁苹果果实发酵液对改善缺铁平邑
甜茶幼苗和缺铁三年生平邑甜茶/长富 2号苹果树的
保护酶系统的功能，提高叶片中MDA、可溶性糖含量
的作用效果显著，尤其以苹果果实发酵液稀释 300倍
处理效果最好。
参考文献
[1] 王德汉,彭俊杰,肖雄师,等.利用麦草造纸碱木素生产螯合锌肥及
其对玉米生长的影响[J].植物营养与肥料学报,2004,10(1):78-81.
[2] 张宝林,何大超,候翠红,等.一种新型氨基酸螯合微肥的研究[J].化
学工业与工程,1996,13(4):41-46.
[3] Trostle C L, Bloom P R, Allan D L. HEDTA nitrilotriacetic acid
chelator buffered nutrient solution for zinc deficiency evaluation in
rice[J]. Soil Sci.Soc.Am.J.,2001,65:385-390.
图2 发酵液对缺铁苹果幼树CAT、POD、MDA和可溶性糖的影响
P
O
D
活
性
/(
U
/(
g·m
in
F
W
))
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
A1 A2 A3
处理
MDA
含
量
/(땭o
l/L)
a
bb
0.002.00
4.006.00
8.0010.00
12.0014.00
16.00
A1 A2 A3
处理
可
溶
性
糖
含
量
/(mm
ol/L)
a
bc
M
D
A
含
量
/(
µ
m
ol
/L
)
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[4] Ana A F, Sonia G M, Juan J L. Evaluation of synthetic iron
( Ⅲ)-chelates(EDDHA/Fe3 + , EDDHMA/Fe3 + and the novel
EDDHSA/Fe3 + ) to correction chlorosis[J].European Journal of
Agronomy,2005,22:119-130.
[5] 黄伟菁,戚亚平,王荣娟,等.苹果果实匀浆发酵过程中营养组分的
动态变化分析[J].北京农学院学报,2009,24(1):1-4.
[6] Fridovich I. Superoxide dismutase[J].Ann RewBiochem,1975,44:
147-159.
[7] 翟衡,杜仲军,罗新书.苹果砧木耐盐性的鉴定[J].园艺学报,1992,19
(4):296-297.
[8] 沈振国,沈其荣,管红英,等.NaCl胁迫下氮素与大麦幼叶和离子平
衡的关系[J].南京农业大学学报,1994,17(1):22-26.
[9] 许良政,张福锁,李春俭.双子叶植物根系Fe3+还原酶活性的2,2-联
毗啶比色测定法[J].植物营养与肥料学报,1998,4(1):63-66.
[10] 邹琦主.植物生理生化实验指导[M].北京:农业出版社,1995:4-99.
[11] 华东师范大学生物系植物生理教研组.植物生理学实验指导[M].
北京:高等教育出社,1980:143-144.
[12] 王爱国,绍从本,罗广华.丙二醛作为植物脂质过氧化指标的探讨
[J].植物生理学通讯,1986,6(2):55-57.
[13] 安华明,樊卫国.缺铁胁迫对川梨的生理影响[J].中国农业科学,
2003,36(8):935-940.
[14] 唐建军,王永锐,傅家瑞.植物铁素营养的生理生态观[J].生态科学,
1995(1):40-47.
[15] Chen Y, Barak P. Iron nutrition of plants in calcareous soils[J].Adv.
Agron,1982,35:217-240.
[16] Yana Chen.Iron nutrition of plant in calcarcous soil.Advanced in
Agronomy,1982,35:217-238.
[17] 符建荣.用过氧化氢酶诊断大豆缺铁的探讨[J].浙江农业大学学
报,1990,16(2):149-155.
[18] Narinder P Kau, Takka P N, Nayyar V K. Catalase, peroxidase, and
chlorphyll relationships to yield and iron deficiency chlorosis in
Cicer genotypes[J]. Journal of Plant Nutrition,1984,7(8):1213-1220.
戚亚平等：富铁苹果发酵液对缺铁胁迫下平邑甜茶保护酶活性的影响 ·· 205