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Effects of exogenous α-naphthaleneacetic acid on the antioxidation system in soybean leaves subjected to long-term drought stress during flowering.

外源α-萘乙酸对花期长期干旱大豆叶片抗氧化系统的影响


以不同耐旱型品种‘南农99-6’和‘科丰1号’大豆为材料,2012年在南京农业大学牌楼试验站进行为期110 d的盆栽试验,研究大豆花期叶面喷施α-萘乙酸(NAA)对长期干旱条件下大豆植株抗氧化系统的影响.结果表明: 干旱胁迫显著降低了大豆地上部干物质量,叶片中丙二醛(MDA)含量及活性氧(ROS)水平显著升高,同时,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及AsA/DHA(双脱氢抗坏血酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值显著升高,其中‘科丰1号’大豆的抗氧化能力更高,从而维持较低的ROS水平和MDA含量.NAA可显著提高叶片中的APX、POD、CAT、MDHAR活性及AsA/DHA、GSH/GSSG比值,其中‘科丰1号’大豆叶片的脱氢抗坏血栓还原酶(DHAR)活性和AsA含量极显著增加.
 

Two different drought tolerance soybean (Glycine max) varieties (Nannong 99-6 and Kefeng 1) were used to study the effects of α-naphthaleneacetic acid (NAA) on the antioxidation system under longterm drought stress after flowering with pot experiment, which lasted for 110 days at Pailou Experiment Station, Nanjing Agricultural University, in 2012. The results showed that longterm stress decreased the shoot dry mass significantly, however, increased the level of reactive oxygen species (ROS) and malondialdehyde (MDA) content. It also obviously increased the activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), glutathione reductase (GR) and glutathione peroxidase (GPX). The contents of ascorbic acid (AsA) and glutathione (GSH), and the ratios of AsA/DHA (dehydroascorbic acid) and GSH/GSSG (L-glutathione oxidized) were obviously enhanced. Kefeng 1 showed a higher antioxidation ability than Nannong 99-6, and could consequently maintain lower ROS and MDA levels. NAA distinctly enhanced the activities of APX, POD, CAT, MDHAR, GPX, and ratios of AsA/DHA and GSH/GSSG, while decreased the levels of ROS and MDA. The AsA content and dehydroascorbate reductase (DHAR) activity were significantly increased in Kefeng 1.


全 文 :外源 α⁃萘乙酸对花期长期干旱大豆叶片
抗氧化系统的影响∗
江洪强1  邢兴华1  周  琴1  江海东∗∗
( 1南京农业大学农业部南方作物生理生态重点开放实验室, 南京 210095)
摘  要  以不同耐旱型品种‘南农 99⁃6’和‘科丰 1 号’大豆为材料,2012 年在南京农业大学
牌楼试验站进行为期 110 d的盆栽试验,研究大豆花期叶面喷施 α⁃萘乙酸(NAA)对长期干旱
条件下大豆植株抗氧化系统的影响.结果表明: 干旱胁迫显著降低了大豆地上部干物质量,叶
片中丙二醛(MDA)含量及活性氧(ROS)水平显著升高,同时,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化
物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶 (APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶
(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,还原型抗坏血酸
(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及 AsA / DHA(双脱氢抗坏血酸)和 GSH / GSSG(氧化型谷
胱甘肽)比值显著升高,其中‘科丰 1 号’大豆的抗氧化能力更高,从而维持较低的 ROS 水平
和 MDA含量.NAA 可显著提高叶片中的 APX、POD、CAT、MDHAR 活性及 AsA / DHA、GSH /
GSSG比值,其中‘科丰 1号’大豆叶片的脱氢抗坏血栓还原酶(DHAR)活性和 AsA 含量极显
著增加.
关键词  大豆; 干旱; α⁃萘乙酸; 抗氧化系统
文章编号  1001-9332(2015)06-1718-09  中图分类号  S565.1  文献标识码  A
Effects of exogenous α⁃naphthaleneacetic acid on the antioxidation system in soybean leaves
subjected to long⁃term drought stress during flowering. JIANG Hong⁃qiang1, XING Xing⁃hua1,
ZHOU Qin1, JIANG Hai⁃dong1 ( 1Ministry of Agriculture Key Laboratory of Southern Crop Physiolo⁃
gy and Ecology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China) . ⁃Chin. J. Appl. Ecol.,
2015, 26(6): 1718-1726.
Abstract: Two different drought tolerance soybean (Glycine max) varieties (Nannong 99⁃6 and
Kefeng 1) were used to study the effects of α⁃naphthaleneacetic acid (NAA) on the antioxidation
system under long⁃term drought stress after flowering with pot experiment, which lasted for 110 days
at Pailou Experiment Station, Nanjing Agricultural University, in 2012. The results showed that
long⁃term stress decreased the shoot dry mass significantly, however, increased the level of reactive
oxygen species (ROS) and malondialdehyde (MDA) content. It also obviously increased the activi⁃
ties of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase
(APX), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), glutathione reductase (GR) and glutathione
peroxidase (GPX). The contents of ascorbic acid (AsA) and glutathione (GSH), and the ratios of
AsA / DHA (dehydroascorbic acid) and GSH / GSSG (L⁃glutathione oxidized) were obviously en⁃
hanced. Kefeng 1 showed a higher antioxidation ability than Nannong 99⁃6, and could consequently
maintain lower ROS and MDA levels. NAA distinctly enhanced the activities of APX, POD, CAT,
MDHAR, GPX, and ratios of AsA / DHA and GSH / GSSG, while decreased the levels of ROS and
MDA. The AsA content and dehydroascorbate reductase (DHAR) activity were significantly in⁃
creased in Kefeng 1.
Key words: soybean; drought stress; NAA; antioxidant system.
∗“十一五”国家科技支撑计划重点项目 (2009BADA8B02)和江苏省重点科技支撑与自主创新示范工程项目(BE2008618)资助.
∗∗通讯作者. E⁃mail: hdjiang@ njau.edu.cn
2014⁃05⁃22收稿,2015⁃03⁃26接受.
应 用 生 态 学 报  2015年 6月  第 26卷  第 6期                                                           
Chinese Journal of Applied Ecology, Jun. 2015, 26(6): 1718-1726
    在作物生育期中,开花期对干旱最为敏感[1] .大
豆在农业生产中占有重要的地位,是人类优质蛋白
质的重要来源.花荚期是大豆生育期中需水量最大
的阶段,也是产量形成的关键时期,大豆花期干旱将
导致大量落花,导致产量减少 50%[2] .植物在遭受干
旱胁迫时活性氧类物质(ROS)含量显著升高,细胞
膜脂氧化损伤程度加剧[3] .为了维持植株的正常代
谢,植株组织通过增强细胞内超氧化物歧化酶
(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗
坏血酸过氧化物酶 ( APX)等酶活性清除过量的
ROS,以缓解干旱胁迫对植株正常代谢造成的影
响[4-5] .
研究发现,喷施外源生长素类 IAA、IBA 可以提
高植株叶片的 SOD、POD、CAT活性及还原型抗坏血
酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量,从而提高植
物的耐逆性[6-8] . α⁃萘乙酸(NAA)是生长素的人工
合成剂,性质稳定,价格低廉,现已取代 IAA 被广泛
应用于生产实践.在胁迫条件下,喷施 NAA 可以降
低植物组织中重金属和活性氧含量,减轻胁迫对膜
脂的氧化损伤程度和重金属的毒害作用[9],促进植
物形成适应胁迫的形态结构[10],提高与胁迫相关的
抗氧化酶类的活性[11],同时,NAA 还可防止植物落
花[12] .正常条件下,外源 NAA 可提高细胞中的
CAT、POD、SOD 活性及 AsA、GSH 含量[13] .近年来,
有关 NAA 缓解大豆花期干旱的作用研究尚未见报
道.本试验采用对干旱不同敏感程度的两个大豆品
种‘南农 99⁃6’和‘科丰 1号’为试验材料,通过叶面
喷施清水和 NAA 预处理,探究 NAA 在花后长期干
旱过程中对大豆抗氧化系统的影响.
1  材料与方法
1􀆰 1  试验材料
供试大豆品种由南京农业大学国家大豆改良中
心提供的耐旱型品种‘科丰 1 号’和干旱敏感型品
种‘南农 99⁃6’ [14-15] .
1􀆰 2  试验设计
试验于 2012 年 6—11 月在南京农业大学牌楼
试验站通过盆栽试验进行.试验用盆高 20 cm、内径
25.5 cm,每盆装土 8 kg,1 kg 土壤 N、P 2O5、K2O 施
用量分别为 0.125 g、0.25 g、0.143 g,有机肥 0.4 kg.
将盆置于防雨棚中.每盆播种 6 粒,三叶期定苗,每
盆 4 棵苗.试验共两个品种,每个品种 3 个处理,分
别为正常对照(喷施蒸馏水,CK)、干旱处理(喷施
蒸馏水,D)和干旱喷施 α⁃萘乙酸处理(喷施 α⁃萘乙
酸,NAA).每个处理 3 个重复.大豆始花期喷施 40
mg·L-1的 NAA 或蒸馏水,喷施在大豆叶片的正反
面待有液滴滴下为止.喷施完成后即开始控水,通过
称量法控制土壤相对含水量,对照土壤相对含水量
保持在 70%,水分胁迫处理平均每天土壤相对含水
量下降 2.5%,干旱至第 10 天时土壤相对含水量达
45%,并保持此土壤相对含水量.分别在干旱控水的
0、10、20和 30 d取样,测定相关指标.每个处理测定
3个重复.
1􀆰 3  测定项目及方法
1􀆰 3􀆰 1抗氧化酶活性的测定   1) SOD、POD 活性的
提取与测定参照 Tan等[16]的方法.
2)CAT活性的测定参照 Tan 等[16]的方法并加
以改进.CAT活性测定中反应液为 0.6 mL 粗酶液、
2􀆰 5 mL 1 mmol·L-1的 H2O2摇匀后在 30 ℃水浴 10
min,加入 2.5 mL 10% H2SO4终止反应.CAT 活性则
是通过 10 mmol·L-1的高锰酸钾溶液滴定酶促反应
后,剩余的 H2O2直至有粉色出现、且 30 s 不变色即
为滴定终点.
3)APX 粗酶液的提取参照 Nakano 等[17]的方
法,APX活性测定参照 Nakano 等[17]的方法并有所
改进,3 mL测定反应液含粗酶液、50 mmol·L-1Tris⁃
HCl(pH 7.0)、0.1 mmol·L-1 EDTA、0.5 mmol·L-1
抗坏血酸(AsA)和 0.1 mmol·L-1 H2O2 .在 290 nm
条件下,读取 3 min内 AsA被氧化后吸光度下降值,
消光系数为 2.8 L·mmol-1·cm-1 .
4)谷胱甘肽还原酶(GR)粗酶液的提取及测定
参照 Sgherri等[18]的方法并加以改进,30 ℃条件下
测定吸光值在 340 nm 的下降值,消光系数为 6􀆰 2
L·mmol-1·cm-1 .反应混合液中含 0.2 mol·L-1pH
7􀆰 5磷酸钾缓冲液、0. 2 mmol·L-1 Na2 EDTA、1􀆰 5
mmol·L-1 MgCl2、0.25 mmol·L
-1氧化型谷胱甘肽
(GSSG)、25 μmol·L-1的 NADPH 和 50 μL 的粗酶
液,由 NADPH启动反应.
5)单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗
坏血酸还原酶(DHAR)活性提取及测定参照 Kri⁃
vosheeva等[19]的方法.
1􀆰 3􀆰 2过氧化氢(H2O2)含量、超氧根离子(O2
-·)产
生速率和丙二醛(MDA)含量测定
1)H2O2含量测定参照 Moloi等[20]的方法.
2)O2
-·产生速率测定参照 Elstner 等[21]的方法
并有所改动.取 0. 5 mL 的粗酶液、 0. 5 mL 的 65
mmol·L-1磷酸缓冲液 ( pH 7. 8 )、 1 mL 的 10
91716期                    江洪强等: 外源 α⁃萘乙酸对花期长期干旱大豆叶片抗氧化系统的影响           
mmol·L-1磺胺和 1 mL 的 7 mmol·L-1α⁃萘胺,摇匀
后 25 ℃水浴 20 min.在 530 nm条件下测定其吸光值.
3) MDA提取:称取 0.15 g 叶片组织,3 mL 5%
的三氯乙酸研磨成匀浆,3000×g 离心 10 min,取上
清液测定.MDA含量参照 Hodges等[22]的方法测定.
1􀆰 3􀆰 3 AsA、双脱氢抗坏血酸(DHA)、GSH 和氧化型
谷胱甘肽(GSSG)含量的测定  AsA及 DHA含量参
照文献[23-24]的方法提取测定.GSH和 GSSG含量
参照 Paradiso等[25]的方法测定.
1􀆰 3􀆰 4地上部干质量的测定   从植株子叶节处取
样,称取质量后 105 ℃杀青 30 min,80 ℃烘干至恒
量后,称地上部干质量(g).
1􀆰 4  数据处理
采用 Excel 2007进行数据处理,采用 SPSS 16.0
软件 LSD方法进行差异显著性检验(α= 0.05).
2  结果与分析
2􀆰 1  外源 α⁃萘乙酸(NAA)处理对大豆地上部干质
量的影响
由图 1可以看出,随着生育期的延长,大豆植株
的地上部干质量呈上升趋势,且‘南农 99⁃6’的上升
幅度大于 ‘科丰 1 号’.同时,干旱胁迫显著 ( P
< 0􀆰 05)降低了大豆的地上部干质量.干旱胁迫30 d
图 1  长期干旱条件下外源 NAA 对大豆地上部干质量的
影响
Fig.1  Effect of exogenous NAA on shoot dry mass of soybean
during long⁃term drought stress (mean±SD, n= 3).
a) 南农 99⁃6 Nannong 99⁃6; b) 科丰 1号 Kefeng 1. CK: 对照 Control;
D: 干旱处理 Drought stress; NAA: 干旱喷施 α⁃萘乙酸处理 Spraying
α⁃naphthaleneacetic acid under drought stress. 下同 The same below.
时,‘南农 99⁃6’和‘科丰 1号’大豆干旱处理的地上
部干质量分别下降 40.2%和 29.0%;而喷施 NAA 处
理分别下降 30.9%和 17.9%.
2􀆰 2  外源 NAA对大豆叶片细胞膜脂过氧化程度的
影响
由图 2可以看出,随着胁迫时间的延长,大豆叶
片的 MDA含量呈上升趋势,各处理间表现为干旱
处理(D)>干旱喷施 NAA(NAA)>对照(CK),且‘南
农 99⁃6’叶片中 MDA含量的增幅较‘科丰 1 号’快,
30 d时较 CK 分别增加 48.9%和 14.9%;喷施 NAA
能够显著延缓叶片中 MDA 含量的增加趋势,30 d
时 MDA含量较 CK分别增加 34.0%和 8.3%.
2􀆰 3  外源 NAA对大豆叶片长期活性氧水平的影响
与 CK相比,大豆叶片中的 H2O2和 O2
-·水平先
升后降(图 3),其中‘南农 99⁃6’叶片的 H2O2含量和
O2
-·产生速率在 10、20 d时的增幅较‘科丰 1号’大,
但在 30 d 时二者均下降.在干旱处理 20 d 内,喷施
NAA能够显著降低叶片中活性氧的水平;30 d 时
NAA处理中‘南农 99⁃6’和‘科丰 1号’的 H2O2含量
和 O2
-·产生速率均比干旱处理分别降低 18. 1%、
15􀆰 0%和 17.8%、7.6%.
2􀆰 4  外源 NAA对大豆叶片 SOD、POD和 CAT活性
的影响
随着胁迫时间的延长,大豆叶片中的 SOD活性
图 2  长期干旱条件下外源 NAA 对大豆叶片 MDA 含量的
影响
Fig.2  Effect of exogenous NAA on MDA content in leaves of
soybean during long⁃term drought stress (mean±SD, n= 3).
0271                                       应  用  生  态  学  报                                      26卷
图 3  长期干旱条件下外源 NAA对大豆叶片 H2O2含量和 O2
-·产生速率的影响
Fig.3  Effect of exogenous NAA on levels of H2O2 and O2
-· in leaves of soybean under long⁃term drought stress (mean±SD, n= 3).
图 4  长期干旱条件下外源 NAA对大豆叶片 SOD、POD和 CAT活性的影响
Fig.4  Effect of exogenous NAA on activities of SOD, POD and CAT in leaves of soybean under long⁃term drought stress (mean±SD,
n= 3).
12716期                    江洪强等: 外源 α⁃萘乙酸对花期长期干旱大豆叶片抗氧化系统的影响           
呈现先升后降的趋势(图 4).与 CK 相比,干旱处理
20 d时,‘南农 99⁃6’和‘科丰 1 号’叶片的 SOD 活
性增幅分别为 10.7%和 28.4%,但在 30 d 则较 CK
下降.NAA处理后,叶片中 SOD活性较干旱处理高,
但差异不显著(P>0.05).
在干旱期间,‘南农 99⁃6’叶片的 POD活性较‘科
丰 1号’变化幅度大(图 4).在干旱 10 d时,‘南农 99⁃
6’和‘科丰 1号’的增幅分别为 47􀆰 7%和 15􀆰 8%;喷施
NAA处理 10 d后,‘南农 99⁃6’和‘科丰 1号’叶片的
POD活性较 CK分别增加 83.6%、36.8%.
不同耐旱型大豆中的 CAT活性变化趋势不同,
‘南农 99⁃6’叶片的 CAT活性在 10 d和 20 d平缓降
低,而‘科丰 1号’叶片 CAT活性出现先升后降的趋
势.‘南农 99⁃6’和‘科丰 1号’叶片 CAT活性在干旱
胁迫 10 d时,比 CK分别增加 4.4%、33􀆰 2%;干旱 10
d时,喷施 NAA 显著增强大豆叶片 CAT 活性,‘南
农 99⁃6’和‘科丰 1 号’叶片 CAT 活性比 CK 增加
16.0%、70.9%.
2􀆰 5  外源 NAA对大豆叶片中抗坏血酸及谷胱甘肽
含量的影响
干旱胁迫期间, 大豆叶片中还原型 AsA含量及
AsA / DHA比值呈先升后降的变化趋势(图 5).干旱
胁迫条件下,‘南农 99⁃6’叶片的 AsA 含量及 AsA /
DHA的峰值分别比 CK增加 169.0%和 200.3%,‘科
图 5  长期干旱条件下外源 NAA对大豆叶片 AsA、GSH含量及 AsA / DHA、GSH / GSSG的影响
Fig.5  Effect of exogenous NAA on contents of AsA, GSH and the ratios of AsA / DHA and GSH / GSSG in leaves of soybean under
long⁃term drought stress (mean±SD, n= 3).
2271                                       应  用  生  态  学  报                                      26卷
图 6  长期干旱条件下外源 NAA对大豆叶片 APX、MDHAR、DHAR活性的影响
Fig.6  Effect of exogenous NAA on activities of APX, MDHAR and DHAR in leaves of soybean under long⁃trem drought stress (mean
±SD, n= 3).
图 7  长期干旱条件下外源 NAA对大豆叶片 GR和 GPX酶活性的影响
Fig.7  Effect of exogenous NAA on activities of GPX and GR in leaves of soybean under long⁃trem drought stress (mean±SD, n= 3).
丰 1 号’分别增加 151. 1%和 269. 7%.干旱喷施 NAA,大豆叶片中 AsA / DHA比值显著高于 D 处理,
32716期                    江洪强等: 外源 α⁃萘乙酸对花期长期干旱大豆叶片抗氧化系统的影响           
而‘南农 99⁃6’叶片 AsA 含量显著低于 D 处理,但
‘科丰 1号’AsA含量显著高于 D处理.
干旱处理期间,大豆叶片的 GSH 含量呈先升后
降的趋势,GSH 含量达最大值.此时‘南农 99⁃6’大
豆叶片的 GSH 含量及 GSH / GSSG 升高 70. 9%和
40􀆰 6%,‘科丰 1号’叶片则升高 44.9%和 29.9%.干
旱 NAA喷施处理 20 d时,‘南农 99⁃6’和科丰 1号’
叶片 GSH含量及 GSH / GSSG 分别升高 49.0%、59%
和 28.8%、56.2%.
2􀆰 6  外源 NAA 对大豆叶片 AsA⁃GSH 循环中抗氧
化酶活性的影响
如图 6所示,长期干旱胁迫下,APX 和 MDHAR
活性呈现先升后降的趋势,在干旱 10 d 时达峰值,
且出现 NAA>D>CK 的变化趋势.喷施 NAA 可显著
提高 APX和 MDHAR活性,干旱 20 d 时,‘南农 99⁃
6’和‘科丰 1 号’大豆叶片的 APX 活性比 CK 分别
增长 56.2%、44.3%,MDHAR 活性分别增长 94.4%、
68.3%.‘南农 99⁃6’叶片 DHAR 活性呈现 CK>D>
NAA的趋势,在干旱 20 d时,D处理和 NAA处理的
DHAR活性较 CK分别降低 25.0%和 37.4%;而‘科
丰 1号’中呈现 NAA>D>CK的趋势,干旱 20 d时,D
处理和 NAA 处理的 DHAR 活性比 CK 分别升高
27􀆰 1%和 69.1%.
干旱处理期间, 大豆叶片的 GR和 GPX活性变
化趋势均呈单峰曲线(图 7).干旱 20 d时,‘南农 99⁃
6’和‘科丰 1号’大豆叶片的 GR活性增长率达到峰
值,分别为 47.7%和 15.1%;喷施 NAA使 GR活性在
干旱 10 d时达到峰值,分别为 70.8%和 28.3%.GPX
活性呈现 NAA>D>CK 的趋势,NAA 处理显著升高
了大豆叶片 GPX 活性,干旱 20 d 时,‘南农 99⁃6’
NAA 处理的 GPX 活性增长 76.6%;干旱 10 d 时,
‘科丰 1号’AA处理的 GPX活性增长 97.8%.
3  讨    论
研究发现,花期干旱可使大豆生物量和产量均
大幅度降低[26] .本试验结果也表明,大豆在花期遭
受干旱胁迫会使大豆地上部干质量显著降低,与 D
处理相比,喷施 NAA 处理显著提高地上部干质量.
说明大豆花期喷施 NAA 能够减轻干旱对大豆生长
的影响,提高大豆的生物量.
干旱胁迫下,植株的活性氧水平与 MDA 含量
变化呈极显著正相关[27],大豆叶片的 O2
-·产生速率
和 H2O2含量显著升高,产生大量膜脂过氧化产物
MDA,且随着胁迫程度加重而急剧升高[28] .喷施
NAA使 O2
-·产生速率、H2O2和 MDA 含量显著低于
干旱处理,说明喷施 NAA能够显著降低叶片活性氧
水平和细胞膜脂过氧化程度,延缓 MDA 增加趋势.
‘科丰 1号’叶片 MDA含量增幅明显低于‘南农 99⁃
6’,表明前者较强的抗旱性与 ROS 的积累密切
相关.
干旱胁迫使叶片中 SOD、POD、CAT、APX和 GR
活性显著升高[29],且 CAT活性与活性氧及 MDA 含
量呈显著负相关,与 POD、SOD、APX 活性呈显著正
相关[28] .本研究发现,在干旱条件下,叶片中抗氧化
酶活性均表现为先升后降的趋势,可能是由于干旱
处理后期叶片的氧化损伤程度严重,活性氧对酶的
氧化攻击导致酶蛋白降解失活,从而低于对照.喷施
NAA处理的 POD、CAT 活性均显著提高,说明外源
NAA通过提高 CAT、POD 活性,快速清除 H2O2,缓
解干旱胁迫对大豆叶片的氧化损伤.‘科丰 1 号’的
CAT活性比‘南农 99⁃6’高,说明前者在干旱条件下
能更快速地清除 H2O2,减少活性氧的积累,降低膜
脂过氧化程度,从而保持细胞膜的完整.
逆境条件下,AsA⁃GSH 循环中的酶活性显著升
高,通过清除大量的 ROS 维持细胞正常代谢[30] .高
浓度内源 AsA和 GSH 能够维持叶片中较高的抗氧
化能力,减轻 ROS 对叶片的氧化损伤程度,AsA /
DHA和 GSH / GSSG反映了植株遭受氧化损伤的程
度,AsA / DHA 和 GSH / GSSG 比值升高,能够上调抗
性基因表达,是植株响应干旱的一个关键信
号[31-32] .本试验结果还表明,长期干旱胁迫使得叶
片中 APX、GPX 活性显著升高,通过消耗 AsA 和
GSH,快速清除过量产生的 H2O2,降低叶片中活性
氧水平.同时,MDHAR和 GR活性显著升高,能够加
快 AsA 和 GSH 再生,使得 AsA、GSH 含量、 AsA /
DHA和 GSH / GSSG比值维持较高水平,提高叶片抗
氧化能力,降低活性氧水平.长期干旱胁迫使得‘南
农 99⁃6’叶片的 DHAR 活性显著降低,但显著提高
了‘科丰 1号’的 DHAR活性,更加有利于 AsA的再
生.NAA处理使大豆叶片中的 APX 和 GPX 活性显
著高于干旱处理,此时 AsA 和 GSH 由于用于清除
H2O2而大量消耗. NAA 处理显著提高了 MDHAR、
GR活性,使得 AsA / DHA和 GSH / GSSG比值维持较
高水平,进一步提高了叶片的抗氧化能力,显著降低
了活性氧水平.在干旱胁迫条件下,NAA 使‘南农
99⁃6’叶片的 DHAR 活性显著低于 D 处理,表明叶
片的 AsA再生能力差,同时,APX 清除 H2O2大量消
耗 AsA,导致 NAA 处理中的 AsA 含量显著低于 D
4271                                       应  用  生  态  学  报                                      26卷
处理.但 NAA 处理显著提高了‘科丰 1 号’叶片的
MDHAR、DHAR活性,AsA 再生能力强,使 NAA 处
理的 AsA含量显著高于 D处理.
本研究还发现,在干旱胁迫后期, D 处理与
NAA处理的 SOD、POD、CAT、APX 和 GR 活性均急
剧下降,且低于 CK,可能是由于随着干旱时间的延
长,大豆已经进入生理后期,植物衰老过程中叶片的
蛋白主要是蛋白水解酶类,抗氧化酶的合成速度小
于其降解速度;而此时大豆叶片中仍含有大量的活
性氧,加速了叶片的衰老和细胞死亡[33] .
综上所述,在遭受干旱胁迫时,干旱敏感型品种
大豆的抗氧化酶活性较低,抗氧化物质的含量较少,
迅速产生大量的活性氧导致膜损伤严重;而耐性品
种大豆的抗氧化酶活性和抗氧化物质含量较高,能
够迅速降低活性氧水平,显著减轻 ROS 对细胞代谢
的毒害作用.喷施 NAA 能够提高 POD、CAT、APX、
MDHAR等抗氧化酶活性,提高 AsA 和 GSH 循环再
生能力,维持细胞内较高的 AsA / DHA 和 GSH /
GSSG,降低 ROS 含量,减轻膜脂过氧化的损伤程
度,保持细胞膜较高的完整性,提高大豆抗旱性,从
而提高大豆生物量.
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作者简介  江洪强,男,1988 年生,硕士研究生.主要从事作
物逆境生理研究. E⁃mail: 2011101042@ njau.edu.cn
责任编辑  张凤丽
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