全 文 ：60 Co-γ射线辐射对红星凤梨 M1 ·M2 代某些酶生理活性的影响
吴光升 (丽水学院物理系，浙江丽水 323000)
摘要 ［目的］研究60Co-γ射线辐射对红星凤梨酶的影响。［方法］用不同剂量的60Co-γ射线辐射处理整株红星凤梨后，测定其 M1 和 M2
代叶片的酶活性。［结果］红星凤梨 M1 代经辐射后，其 SOD活性在 20 Gy处理时降低，而其他处理均比对照有所增加;CAT活性在 10、
40 Gy处理时略减少，而在 20、80 Gy处理时增加较大;POD含量除 20 Gy处理外，其他处理均比对照提高 8． 16% ～ 69． 79%;所有处理的
PPO含量与对照相比均有所提高，且随处理剂量的增加而增加，其中 80 Gy处理时上升的量最多。除 20 Gy处理外，经不同剂量辐射后
红星凤梨 M2 代几种酶的活性基本均增加。［结论］红星凤梨 M1 代的辐射差异效果更大，
60 Co-γ射线辐射剂量与 PPO活力呈极显著正
相关。
关键词 红星凤梨;辐射;酶;生理活性
中图分类号 S668． 3 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2013)11 －04745 －02
Effects of 60Co-γ Ｒay Ｒadiation on Enzymes’Activity in M1 and M2 Generations of Guzmania lingulata
WU Guang-sheng (Department of Physics，Lishui University，Lishui，Zhejiang 323000)
Abstract ［Objective］The aim was to study the effects of 60Co-γ ray radiation on some enzymes in Guzmania lingulata． ［Method］G． lingulata
was radiated by different dosages of 60Co-γ ray and the activity of some enzymes in leaves of M1 and M2 generations was determined． ［Ｒesults］
After the M1 generation of G． lingulata was radiated，the SOD activity of the 20 Gy treatment decreased，while the activities of other treatments
were higher than control;the activity of CAT decreased slightly in the 10 Gy，40 Gy treatments，while in the 20 Gy，80 Gy treatments increased
greatly;except of the 20 Gy treatment，the contents of POD in other treatments were all higher than that of control by 8． 16% －69． 79%;PPO
contents of all treatments were higher compared with the control，and increased with dosages，with the most content in 80 Gy treatment． Except
of the 20 Gy treatment，the enzyme activities in M2 generation of G． lingulata treated by different dosages of radiation were increased． ［Conclu-
sion］The effects of radiation in M1 generation of G． lingulata were larger than M2 generation． It was significantly positive correlation between
60Co-γ radiation dosages and the activity of PPO．
Key words Guzmania lingulata;Ｒadiation;Enzyme;Physiological activity
基金项目 浙江省丽水市科技局项目资助。
作者简介 吴光升(1957 － )，男，浙江遂昌人，高级实验师，从事生物物
理学研究，E-mail:Lswgs508@ sina． com。
收稿日期 2013-03-22
红星凤梨(Guzmania lingulata)属凤梨科铁兰属植物，原
产于美国南部至美洲热带地区的常绿附生草本，其生长对光
要求不严，喜高温、高湿的环境，冬季要求最低温度 13 ℃，花
期温度要求 24 ℃。其植株叶片光滑、带状、有光泽。在叶的
基部，叶重叠排列，中心形成储水的叶筒，任何时候都可开
花，花白色，花几乎藏在鲜红色的星形花苞内，十分诱人，是
一种花、叶两美的观赏植物［1］，具有较高的观赏价值。红星
凤梨的生产多以无性繁殖为主，而辐射在花卉育种方面的研
究较少［2 －3］。笔者用不同剂量60 Co-γ 射线辐射处理红星凤
梨，测定 M1、M2 代某些酶生理活性指标，分析不同剂量辐射
处理后，辐射剂量与红星凤梨酶活性指标变化之间的关系，
为花卉育种研究提供一定参考。
1 材料与方法
1． 1 供试品种 红星凤梨，由昆明缤纷园艺有限公司提供。
1． 2 方法 2011年 7月 10日在云南辐射应用中心利用60Co
源发出的 γ 射线辐射红星凤梨，剂量分别为 10、20、40、80
Gy，并设对照组(未辐射)，每组各种植 4盆。2011年 7月 12
日和 2012年 7月 12日开始测定其不同生理指标。
红星凤梨常以分株繁殖，也可用播种繁殖，5 ～6月播种，
播种后 15 ～ 20 d 发芽，播种苗 3 年开花。试验采用分株繁
殖，于 2011年 4月 6日进行分株，切下母株长出带根的子株，
直接盆栽，放半阴处养护。2012 年 4 月 8 日继续进行分株，
切下母株，长出带根的子株后盆栽。
多酚氧化酶(PPO)活力的测定采用比色法，超氧化物歧
化酶(SOD)活力的测定采用氮蓝四唑法，过氧化氢酶(CAT)
活力的测定采用紫外吸收法，过氧化物酶(POD)活力的测
定采用愈创木酚法［4］。试验数据统计分析采用 SPSS16． 0
进行。
2 结果与分析
2． 1 辐射对红星凤梨几种酶活力的影响 由表 1 可看出，
红星凤梨M1 代经过不同剂量辐射后，20 Gy处理下红星凤梨
SOD活性均比对照降低 0． 5%左右，其他处理均比对照增加。
CAT活性在 10、40 Gy 处理下减少，但幅度较小;而在 20、80
Gy处理下增加，且增加近 1 倍。POD 的含量除 20 Gy 处理
外，均比对照提高 8． 16% ～ 69． 79%。PPO 的含量所有处理
与对照相比均有所提高，且随处理剂量的增加而增加，其中
80 Gy处理下 PPO含量上升的最多。
表 1 辐射对红星凤梨M1 代几种酶活力的影响
剂量
Gy
SOD活力
UFW/
(g·min)
CAT活力
UFW/
(g·min)
POD活力
UFW/
(g·min)
PPO活力
UFW/
(g·min)
0(CK) 101． 48 68． 26 301． 28 23． 502
10 122． 13 51． 31 502． 34 23． 876
20 96． 55 121． 44 276． 68 24． 324
40 104． 31 61． 27 421． 54 25． 216
80 107． 75 118． 46 511． 54 26． 135
平均值 106． 44 84． 148 402． 68 22． 230
标准差 9． 680 43 33． 249 71 109． 882 07 0． 738 54
由表 2可看出，经过不同剂量辐射后，10 Gy 处理的红星
凤梨 M2 代 SOD、CAT和 PPO降低，而 POD则增加;20 Gy处
理的几种同工酶均有降低，但幅度不大;40、80 Gy 处理的几
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2013，41(11):4745 － 4746，4821 责任编辑 朱琼琼 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2013.11.146
种同工酶均有增加，幅度较小;80 Gy处理的比 40 Gy处理的
SOD、CAT和 POD增加较多，而 PPO则减少。整体变化幅度
不大。
以上数据说明，辐射处理对红星凤梨各种同工酶的作用
不同;辐射处理对不同代红星凤梨同工酶的作用也有差异。
表 2 辐射对红星凤梨M2 代几种酶活力的影响
剂量
Gy
SOD活力
UFW/
(g·min)
CAT活力
UFW/
(g·min)
POD活力
UFW/
(g·min)
PPO活力
UFW/
(g·min)
0(CK) 103． 32 72． 45 300． 58 23． 627
10 101． 02 63． 43 360． 22 23． 432
20 99． 88 89． 52 297． 45 22． 634
40 104． 83 72． 46 322． 79 24． 278
80 107． 32 83． 93 338． 66 23． 767
平均值 103． 27 76． 36 323． 94 23． 548
标准差 2． 974 61 10． 346 18 26． 370 67 0． 599 16
2． 2 辐射剂量与几种酶活力统计分析 由表 3 可知，在红
星凤梨 M1 代中，辐射剂量与 CAT活力、POD活力、PPO活力
之间存在正相关，其中辐射剂量与 PPO活力呈极显著正相关
(Ｒ =0． 997)，说明辐射对提高 PPO活力有明显效果;而 SOD
活力与辐射剂量之间为负相关。SOD活力与 POD活力、CAT
活力与 PPO 活力、POD 活力与 PPO 活力之间存在正相关;
SOD活力与 CAT活力和 PPO活力、CAT活力与 POD活力之
间为负相关。
表 3 红星凤梨M1 代辐射剂量与几种酶活力统计分析
SOD活力
UFW/
(g·min)
CAT活力
UFW/
(g·min)
POD活力
UFW/
(g·min)
PPO活力
UFW/
(g·min)
剂量
－0． 018
(0． 977)
0． 534
(0． 354)
0． 571
(0． 314)
0． 977＊＊
(0． 023)
SOD活力 －0． 553(0． 334)
0． 803
(0． 102)
－0． 201
(0． 799)
CAT活力 －0． 209(0． 736)
0． 059
(0． 941)
POD活力 0． 193(0． 807)
注:表中括号前数值为相关系数 Ｒ 值，括号内为 Sig 值;＊＊表示极
显著。
由表 4可知，在红星凤梨 M2 代中，辐射剂量与几种酶活
力之间均为正相关;SOD活力与其他 3 种酶活力、POD 活力
与 PPO活力之间存在正相关;CAT活力与 POD 活力及 PPO
活力之间存在负相关;但整体都不显著。
表 4 红星凤梨M2 代辐射剂量与几种酶活力统计分析
SOD活力
UFW/
(g·min)
CAT活力
UFW/
(g·min)
POD活力
UFW/
(g·min)
PPO活力
UFW/
(g·min)
剂量
0． 785
(0． 115)
0． 446
(0． 451)
0． 289
(0． 637)
0． 361
(0． 551)
SOD活力 0． 072(0． 908)
0． 207
(0． 739)
0． 756
(0． 139)
CAT活力 －0． 559(0． 327)
－0． 485
(0． 408)
POD活力 0． 325(0． 594)
注:括号前数值为相关系数 Ｒ值，括号内为 Sig值。
3 讨论
SOD是一种清除超氧离子自由基 O2
－的酶，是防御细胞
膜脂过氧化的主要酶，与植物的抗逆性、抗衰老密切相关，该
酶活力高，说明植物受伤害的程度轻，是对植物的保护反
应［5 －6］。该试验表明:经不同剂量辐射后，红星凤梨 M1 代的
SOD活力除 20 Gy处理中降低外，其他处理均比对照增加;
红星凤梨 M2 代的 SOD除 10、20 Gy处理中降低外，其他处理
中均增加;红星凤梨 M1、M2 辐射后的抗逆性在 40 ～ 80 Gy处
理后增加;较高剂量辐照处理红星凤梨可提高其抗逆性。
CAT 、POD也是植物体内的保护性酶。CAT 的主要作
用与 POD相同，即清除植物体内的 H2O2，但它清除双氧水的
原理与 POD不同，CAT通过使 H2O2 作用生成 2分子水和 1
分子氧气来降低 H2O2 的含量，从而降低其毒害作用。POD
是植物体内普遍存在、活性较高的一种酶，它与呼吸作用、光
合作用及生长素的氧化等都有很大的关系［5 －6］。经辐射后，
红星凤梨的 CAT 在 10、40 Gy 处理下减少，但辐度较小;而
20、80 Gy处理下增加，且增加辐度较大，近 1 倍。POD 的含
量除 20 Gy处理的其他处理均比对照提高，说明辐射处理
后，红星凤梨可降低 H2O2 的毒害，增强植株呼吸、光合作用
能力。
多酚氧化酶(PPO)是植物体内普遍存在的一种酚氧化
酶，主要分为 3 类:单酚单氧化酶［酪氨酸酶(Tyrosinase)，
EC． 1． 14． 18． 1］、双酚氧化酶［儿茶酚氧化酶(Catechnol oxi-
dase)，EC． 1． 10． 3． 2］、漆酶(Laccase，EC． 1． 10． 3． 1)。现在所
说的多酚氧化酶一般是儿茶酚氧化酶和漆酶的统称［7］。鉴
于 PPO有抗病虫害侵染的功能，在利用反义 ＲNA 修饰 PPO
基因，探索与培育抗褐变的转基因作物方面时，能在特定的
器官和组织中选择调节 PPO 表达，使 PPO 对植物体可消费
部分褐变的影响降至最低，同时使植物体其他部分 PPO基因
大量表达，以减少病虫害的侵袭［8］。该试验中辐射剂量与
PPO活力呈极显著正相关，说明通过辐射处理可增强红星凤
梨的抗病虫害侵染能力。
经较高剂量辐射处理后，红星凤梨 M1 代的辐射差异效
果更大;红星凤梨 M1、M2 辐射后其几种酶的活力大都上升，
故可考虑依靠辐射增强红星凤梨的生长发育，进而培育出具
有较好观赏价值、抗病虫害能力、较强呼吸和光合作用的品
种［9 －14］。
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(下转第 4821页)
6474 安徽农业科学 2013 年
表 1 不同木霉菌株对大豆幼苗形态指标的影响
处理
株高
cm
根长
cm
茎粗
cm
根瘤总数
个 /株
T78E 12． 5 a 26． 3 a 3． 0 a 3． 5
T61F 11． 7 b 24． 5 b 2． 8 a 0
T115D 10． 5 d 23． 9 cd 2． 8 ab 0． 4
T38D 10． 3 e 24． 1 c 2． 6 bc 0
T20G 11． 1 c 24． 1 c 2． 6 cd 0． 5
T20A 10． 6 d 23． 9 cd 2． 4 de 0． 4
CK 10． 0 f 23． 8 d 2． 3 e 0
注:同列数据后不同小写字母表示处理间在 0． 05水平差异显著。
知，各种木霉菌剂接种处理与空白对照相比，大豆幼苗根、
茎、叶的干重都明显增加，而且各菌株处理总干重与空白对
照相比均差异显著。其中用 T78E 菌剂处理的大豆幼苗，其
干物质量比对照显著增加，表现为大豆幼苗根、茎、叶的干重
最高，分别比对照增加 55． 7%、65． 1%和 91． 7%，且总干重也
是最高，比对照增重 74． 2%;其次表现较好的菌株为 T115D、
T38D、T20G、T61F。
2． 3 木霉菌株不同浓度对大豆根腐病的防效 由表 3可
表 2 木霉菌对大豆幼苗干物质的影响 g /株
处理 根 茎 叶 总干重
T78E 0． 14 0． 15 0． 27 0． 55 a
T115D 0． 13 0． 12 0． 21 0． 45 b
T38D 0． 12 0． 11 0． 22 0． 45 b
T20G 0． 14 0． 12 0． 19 0． 44 b
T61F 0． 12 0． 13 0． 19 0． 44 b
T20A 0． 12 0． 11 0． 16 0． 41 c
CK 0． 08 0． 09 0． 14 0． 31 d
注:同列数据后不同小写字母表示处理间在 0． 05水平差异显著。
知，利用各木霉菌株处理的大豆幼苗可明显减轻根腐病的病
情，且对根腐病的防效随着木霉孢子量的增加而增大(除
T38D)。菌株 T38D的菌剂在供试浓度范围内防效为65． 3%
～89． 1%，其中孢子量为 5 × 107 个 /g 时对大豆根腐病的防
治效果最好，其病情指数为 9． 1，相对防效高达 89． 1%;并且
在浓度为 5 ×105 ～ 5 ×107 个 /g时，T38D菌剂对大豆根腐病
的防效也高于相同浓度时其他木霉菌株菌剂处理。用浓度
为 5 × 108 个 /g的不同木霉菌株菌剂处理大豆幼苗，对大豆
根腐病的防效均在 70%以上。
表 3 木霉菌株不同浓度对大豆根腐病的防效
菌株
5 ×108∥个 / g
病情指数 相对防效∥%
5 ×107∥个 / g
病情指数 相对防效∥%
5 ×106∥个 / g
病情指数 相对防效∥%
5 ×105∥个 / g
病情指数 相对防效∥%
T61F 12． 9 84． 5 18． 7 77． 5 23． 9 71． 3 30． 4 63． 5
T78E 11． 1 86． 7 20． 1 75． 9 26． 6 68． 0 30． 0 64． 0
T38D 15． 7 81． 1 9． 1 89． 1 20． 1 75． 9 29． 0 65． 3
T20G 16． 3 80． 4 20． 1 75． 9 28． 6 65． 6 30． 0 64． 1
T20A 18． 0 78． 4 28． 7 65． 6 37． 1 55． 5 46． 2 44． 6
T115D 16． 3 80． 4 25． 4 69． 5 39． 7 52． 4 51． 7 38． 0
注:对照的病情指数为 83． 5。
3 结论与讨论
用木霉菌制剂处理土壤后，木霉菌可促进大豆植株生
长。株高、茎粗、根长、干物质积累均比对照增加，但不同菌
株对大豆植株的促生效果有差异。通过将病原菌(尖孢镰刀
菌和立枯丝核菌)和不同浓度的木霉制剂混合处理土壤后，
各木霉菌株制剂均可减轻根腐病的发生，对根腐病的防治效
果较好。木霉制剂随着木霉孢子浓度的增加，病情指数降
低，防效提高，在浓度为 5 × 108 个 /g 时，防效均在 78． 4%以
上。木霉菌株 T115D对大豆植物的促生效果较好，但对根腐
病的防治效果低于其他菌株。木霉不同菌株对大豆植物的
促生效果不同，可能原因有:一是不同菌株在土壤中的定殖
能力不同;二是不同菌株对病菌的抑制效果不同，导致植株
发病程度不同，因而影响植物的生长。
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