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水分胁迫下草地早熟禾不同品种保护酶活性的变化



全 文 :!#!$# $%%## &’()*+,-(+./*+,四川草原
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陈雅君 !! 吴艳华 !! 夏忠强
!#东北农业大学园艺学院! 哈尔滨 !$%%&%# #大连原种场! 大连 !!’%%%$
摘 要% 以 个草地早熟禾引进品种 & 肯塔基’ 蓝月( 和 !个黑龙江省乡土草地早熟禾品种为供试材
料! 研究了水分胁迫过程中草地早熟禾不同品种膜保护酶活性的动态变化规律! 结果发现不同品种的超氧化
物歧化酶 & ()*(’ 过氧化物酶 & +)*(’ 过氧化氢酶 & ,-.( 活性的动态变化明显不同! 其中以肯塔基最
高! 乡土草地早熟禾次之! 蓝月最低)
关键词% 水分胁迫# 早熟禾# 保护酶活性
中图分类号% /01$#23 文献标识码% -4 文章编号% !%%’5 !0& %%$( %’6 %%%!6 %
收稿日期% !#$%$%
基金项目% 黑龙江省自然科学基金 &!’( 资助
作者简介% 陈雅君! 东北农业大学园艺学院! 教授! 硕士生导
师! 从事草业科学研究! 发表相关论文 !余篇! 著作 #部*
早在 ’%年代末! 789:;89<=等提出了生物自由基
伤害学说! 现已被广泛地用于需氧生物细胞毒害机理
的研究! 水分胁迫条件下! 植物内源保护酶系! 如过
氧化物酶 +)*(+ 过氧化氢酶 & ,-.$’ 超氧化物歧
化酶 & ()*$ 等的活性均会发生不同程度的增加! 从
而清除自由基并防止自由基毒害的作用! 抑制过氧
化! 减轻活性氧的伤害! 对生物细胞起到保护作用*
本试验于 %%&年 ’>0月! 选用早熟禾的 个引进品
种和 !个乡土品种进行 !’4:水分胁迫处理! 观察了
水分胁迫下保护酶反应的动态变化! 以期为草地早熟
禾抗旱栽培及抗旱品种的选育提供一定的理论依据*
! 材料和方法
!#! 试验材料
个草地早熟禾引进品种 & 肯塔基’ 蓝月$ 和 !
个黑龙江省乡土草地早熟禾品种! 其中抗旱性以肯塔
基 & -$ 最强! 乡土草地早熟禾 & -!$ 次之! 蓝月
& -&$ 最弱*
!# 试验设计
试验于 %%&>%%1年在东北农业大学园艺实验站
温室进行* 温室内将每个品种播种于 2%4!%4片叶时! 移栽到苗盆中! 每盆 !’株! 苗盆直径 %4高 !$4每个品种重复 &次! 随机排列* 正常管理缓苗后生长
!个月! 进行水分胁迫处理! 处理时间分别为 %4:’ 14:’
34:’ !4:’ !’4:! 然后对各处理进行保护酶活性的测定*
!#& 测定方法
!#&#! 过氧化氢酶活性的测定 参考高等农业院校的
试用教材 , 植物生理学实验技术-! 用紫外吸收法测定*
!#&# 过氧化物酶活性的测定 参考高等农业院校
的试用教材 , 植物生理学实验技术-! 用愈创木酚法
测定*
!#&#& 超氧化物歧化酶活性的测定 参考高等农业院
校的试用教材 , 植物生理学实验技术-! 用氮蓝四唑
& EF.( 光还原法测定*
结果与分析
!#$
水分胁迫下草地早熟禾不同品种
保护酶活性的变化
%
!#!$# $%%##&’()*+,-(+./*+, 四川草原!#$
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*
+
!# 草地早熟禾不同品种水分胁迫处理超氧化物歧化
酶活性的变化
土壤水分胁迫条件下! $个品种早熟禾 %&’活性
变化趋势见表 (! 从表 (中可以看出! 停止供水后!
$个品种的 %&’活性变化趋势基本相同! 均有一个先
增加后降低的趋势! 而且! 基础含量在品种间就有差
异! )$的 %&’活性低于其他 !个品种 在水分胁迫
处理的前 *+,! 各品种的 %&’ 活性都不同程度的增
加! 抗旱性强的 )(和 )!增加的幅度比较大! 抗旱
性弱的 )$增加的幅度比较小! $个品种均在水分胁
迫处理第 *天达到高峰! 然后缓慢下降 在整个动态
变化过程中! )(和 )!的 %&’活性明显高于 )$
!! 草地早熟禾不同品种干旱处理过氧化物酶活性的
变化
土壤水分胁迫条件下! $个品种早熟禾 -&’活性
变化趋势见表 !! 表 !表明水分胁迫处理过程中! $
个品种早熟禾 -&’活性变化趋势一致! 即先持续增
加而后降低 但 -&’活性的最高值及达到这一值的
处理时间品种间存在差异 )$+-&’活性在水分胁迫
第 .天上升至最高! 然后下降# )(和 )!的 -&’活
性在水分胁迫处理第 *天升至最高! 然后下降 此外
在水分胁迫处理的初期$ 中期! 各品种 -&’活性增
加的幅度也有所不同! 其中以细叶高型品种 )(增加
的幅度最大! 以宽叶矮型品种 )$增加的幅度最小!
说明水分胁迫下! 细叶高型品种过氧化物酶对干旱的
反应较宽叶中高品种过氧化物酶活力强
!/$ 草地早熟禾不同品种干旱处理过氧化氢酶活性的
变化 % 见表 $&
0)1与 %&’一样是植物体内的保护酶系! 在清
除生物自由基上具有重要功能 %&’在清除超氧化
物阴离子自由基的过程中形成 2!&!! 0)1能够清除
上述反应中的 2!&!! 它与 %&’协同作用! 可以更加
完善的保护膜系统免受自由基的伤害
从表 $可以看出! 正常供水时! 供试的 $个草地
早熟禾品种细胞内过氧化氢酶的活性不同! 以 )$最
多! )( 次之! )! 最少 在整个水分胁迫过程中!
0)1活性的总体变化趋势都在下降 在水分胁迫处理
的前 *+,! 各品种细胞内过氧化氢酶活性下降的较平
缓! 差异不显著! 随着水分胁迫强度的加大! 过氧化
氢酶活性下降的幅度除 )!仍然平缓外! 其他 !个品
种下降的幅度都较大 说明 )!在保护膜系统免受自
由基伤害上强于 )(和 )$
$ 讨论
近年来一些研究结果表明! 水分胁迫条件下保护
酶系活性上升和下降与植物或品种的抗旱性强弱有
关 抗旱性强的品种在水分胁迫条件下能使保护酶活
性维持在一个较高的水平! 有利于清除自由基! 降低
膜脂过氧化水平! 从而减轻膜伤害程度
本试验中! 供试草地早熟禾 $ 个品种的 %&’$
-&’活性变化趋势一致! 但品种间在变化的幅度和量
上存在差异 在土壤水分胁迫初$ 中期 % .3*+,&! 随
着水分胁迫的加重! 抗旱性强的品种能迅速适应环境
条件! 显著增加 %&’和 -&’活性! 使酶活力维持在
一个较高水平! 加速分解体内产生的超氧自由基! 减
缓膜脂过氧化速度! 而抗旱性弱的品种的 -&’活性
变化在水分胁迫第 .天时达到最大值! 然后迅速下
降! 表明其膜脂的过氧化速度快! 细胞抗氧化能力较
弱 从第 *天开始! 抗旱性强的品种 %&’和 -&’活
性下降速度慢! 还能使膜脂的过氧化维持在较低水
平! 对干旱条件有良好的缓冲能力! 表 (! 表 ! 显
示! 水分胁迫条件下! 供试的 $个草地早熟禾品种
%&’$ -&’活性变化有着一致的规律性即先上升而后
下降 这表明草地早熟禾保护酶维持膜系统稳定性的
能力是有限的! 随着干旱胁迫程度的加剧! 这种能力
会逐渐丧失
不同品种的草地早熟禾在水分胁迫初期! 细胞内过
氧化氢酶的活性变化几乎没有差异! 但在水分胁迫的第
*天! 差异开始显著! 尤其在第 (!天!
品种
水 分 胁 迫 时 间
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表 ( 草地早熟禾不同品种干旱处理 %&’活性的变化
品种
水 分 胁 迫 时 间
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表 ! 草地早熟禾不同品种水分胁迫处理 -&’活性的变化
品种
水 分 胁 迫 时 间
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表$ 草地早熟禾不同品种水分胁迫处理 0)1活性的变化
% 下转第 4页&!
!#!$# $%%## &’()*+,-(+./*+,四川草原
品种间差异达到极显著水平! 水分胁迫到第 !天! 蓝
月的过氧化氢酶的活力已经不存在! 而肯塔基的过氧
化氢酶仍然很高! 品种间过氧化氢酶在水分胁迫处理
期间的活力变化! 说明各品种草地早熟禾的过氧化氢
酶都能积极地协同超氧化物歧化酶清除自由基! 保护
膜系统减少伤害! 活力高的品种具有较强的抗旱性
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别是对阔叶牧草造成的伤害最大 综合分析认为#
R@@’+S.F3甲磺隆 T3@@’+S.F3阔叶净和 R@@’+S.F3甲磺
隆 TR@@’+S.F3阔叶净两种浓度的混配剂! 不仅对狼
毒防除效果较好而且对禾本科牧草产量和阔叶牧草
产量影响最小 ! 优于 !’!3U’FLS.F3’ 3! R, V 丁酯
% X3Y乳油& 对狼毒的防除效果 认为这两种浓度的
混配液在生产中有一定推广价值 但由于本实验仅
用了一年时间! 药剂的长期效果是否稳定! 还有待
进一步的观察测定
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