免费文献传递   相关文献

茶藨子扦插生根过程中多酚氧化酶的变化



全 文 :2015年11月 防 护 林 科 技 Nov.,2015
第11期(总146期) Protection Forest Science and Technology  No.11(Sum No.146)
文章编号:1005-5215(2015)11-0013-03
  收稿日期:2015-09-21
  基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201304812)
作者简介:李旭霞(1974-),女,青海门源人,大学,工程
师,从事林业科技推广,Email:1134815834qq.com
通讯作者:马明呈(1965-),男,教授,硕士生导师,从事
经济林培育研究,Email:mmch23jop@163.com
茶藨子扦插生根过程中多酚氧化酶的变化
李旭霞1,马明呈2,李学苹2
(1.青海省门源县林业技术推广中心,青海 海北810300,2.青海大学,青海 西宁810016)
摘 要 通过测定茶藨子扦插生根过程中多酚氧化酶(PPO)的活性,找出氧化酶活性变化与生根的联系。结果表
明,插条扦插生根与酶有密切的关系;不同处理的五裂茶藨子插条的PPO活性均呈极显著差异,五裂茶藨子插条
和狭果茶藨子插条的PPO活性均呈上升-下降-上升的趋势,且狭果茶藨子的PPO活性均高于五裂茶藨子。
关键词 茶藨子;扦插生根;多酚氧化酶
中图分类号:S615       文献标识码:A   doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2015.11.005
Changes of Polyphenol Oxidase during Rooting of Ribes meyeri Cuttings
Li Xuxia1,Ma Mingcheng2,Li Xueping2
(1.Forestry Technology Promotion Center of Menyuan County,Qinghai Prov.,Haibei 810300,China;
2.Qinghai University,Xining 810016,China)
Abstract Activity of polyphenol oxidase(PPO)in process of rooting of Ribes meyeri cuttings were determined to
find out the relationship of the changes of polyphenol oxidase and its rooting.Result shows that rooting of the cut-
tings have close relationship with the enzyme.PPO activity of Ribes meyeri cuttings with different treatments are
significantly different;PPO activity of Ribes meyeri cuttings and Ribes stenocarpumshow trend of rise-fal-rise;
PPO activity of Ribes stenocarpumare higher than that of Ribes meyeri.
Key words Ribes meyeri;rooting of cuttings;polyphenol oxidase(PPO)
  五裂茶藨子(Ribes meyeri Maxim.),又叫麦粒
醋栗,属虎耳草科茶藨子属,落叶灌木,高1~2m;
幼枝光滑带红色,老枝灰黑色;叶多掌状五裂,边缘
有单锯齿或重锯齿,基部心形,叶柄紫红色;总状花
序直立,后下垂,花两性,浆果球形,黑色,无毛,有光
泽。分布于青海、四川、甘肃、新疆等省区,青海产于
乐都、互助、大通、祁连、门源、兴海等地。狭果茶藨
子(Ribes stenocarpum Maxim.)又名长果醋栗,落
叶灌木,高1~2m;老枝灰色或灰褐色,小枝棕色,
幼时具柔毛;花两性,果实长圆形浅绿色有红晕或红
色。分布于甘肃、四川、陕西、青海等地,青海分布于
尖扎、同仁、湟源、循化、互助、门源等地[1]。
茶藨子属植物属浆果资源,被称为第三代新型
果树[2]。具有很高的营养和药用价值。茶藨子属植
物果实,富含维生素 A、B、C、D,可用来制造饮料及
酿酒[3]。果实也可入药,具有解表之功能,水煎服,
主治感冒,除此之外,它还有治疗月经不调,补血补
脑,活血,降血脂等作用,并且对治疗赤白痢疾,关节
炎,肾炎,维生素缺乏症效果较好[4]。茶藨子的芽、
花和嫩叶用沸水冲饮,可代茶用,具有清热、明目、润
肝、利尿、强心、抗菌之功能[5]。茶藨子的根、叶、果
实中含有的黄酮类活性成分具有软化血管、降血脂、
调血压的功能[6]。张桂兰[7]对茶藨子中的总黄酮量
进行了测定,结果显示,茶藨子中总黄酮含量最高达
74mg/100g,具有软化血管、降血脂、调血压作用。
另外,茶藨子中所富含的香豆素类化合物及黄酮类
化合物在农药领域可用作杀虫剂、杀菌剂、植物生长
调节剂等[8]。茶藨子种子所含的不饱和脂肪酸有降
低胆固醇、防止动脉硬化、增强免疫力、延缓衰老等
药理作用[9]。种子含油16%以上,还可榨油[10]。
同时茶藨子属植物冠形整齐,花朵小巧娇艳,叶色嫩
绿,叶形多样,果实晶莹剔透、颜色丰富,加之具有较
强的抗寒、抗病、抗虫能力,栽培成本低,因此具有很
好的观赏价值[11],也被用做园林绿化树种。可见茶
 藨属植物具有巨大的经济价值和显著的生态价值,
开发和应用茶藨子野生植物资源具有重要的意义。
酶在植物体的生长、发育以及组织器官分化中
起着重要的作用。Haissig[12]和Bouilenne等[13]的
研究结果都表明,PPO与植物根的形成也有着非常
密切的联系。黄卓烈[14]等对桉树等树的研究表明,
容易生根的植物体内吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性
较低,难生根的植物IAAO活性都较高。宋金耀[15]
等试验结果表明,POD、IAAO活性及酚类物质含量
与树种枝条生根有密切关系。曹帮华[16]等对桑树
硬枝扦插过程中的插穗基部的过氧化物酶、多酚氧
化酶、吲哚乙酸氧化酶的动态活性变化进行了研究,
发现这3种酶活性的动态变化与生根过程密切相
关。此外植物体内其他酶类如过氧化氢酶、超氧化
物歧化酶等与插穗的生根能力存在一定相关性。
1 材料与方法
1.1 试验材料
狭果茶藨子和五裂茶藨子的插条均来自青海互
助土族自治县北山林区。统一在生长健壮的8年生
母树上选取2年生硬枝插条,插条长度为10~15
cm左右。插条保留3~4个健壮芽,上切口距上芽
约1cm,下切口在芽下方0.5~1cm处,插条采集
时要完好无损。
1.2 试验设计
为了进一步的探究五裂茶藨子与茶藨子属其他
种生根方面的异同,生根机理研究分为同一树种不
同处理和不同树种同一处理的试验设计。同一树种
不同处理:选用五裂茶藨子插条,在60mg L-1的
GGR中浸泡基部8h,每个处理为30根,重复3次,
并设清水作对照(CK)。不同树种同一处理:统一选
用不作任何处理的五裂茶藨子和狭果茶藨子插条,
每个树种分3次重复,每个重复为30根。统一扦插
于园土(栗钙土)的苗床上。
1.3 扦插管理
苗床准备:首先对育苗地进行平整,深翻25~
36cm,施足底肥尿素150kghm-2,二铵187.5kg
hm-2,麻渣975kghm-2,然后用硫酸亚铁(300kg
hm-2)对土壤消毒,最后浅翻一遍,除去杂物、石块、
残根等,进行整地,做成长10m,宽7m的畦田,畦
田要细致平整,土壤松软度适宜。
插后管理:插完后应立即灌水或浇透水使插条
与土壤紧密接触,有利于插条的成活。当土壤干燥
时应及时浇水,每隔半月或1月进行中耕锄草。
1.4 指标测定及方法
扦插后,插条每隔14d取样1次,每种处理每
次随机选取10~12根,共取6次。取样时间为
8:00—10:00,每次取样后放入冰盒带回实验室。观
察后把插条清洗擦干,然后迅速刮取插条基部的韧
皮部和少量木质,剪碎放至超低温冰箱中保存备用。
由于大量的研究表明,PPO等酶的活性与插条生根
过程有关,所以依据实验仪器及实验条件,本研究测
定多酚氧化酶活性,同时进行相关形态观察。
采用邻苯二酚比色法测定:取植物材料0.2g,
加少量不溶性聚乙烯吡咯烷酮(事先用蒸馏水浸洗,
然后过滤以除去杂质),加入预冷的磷酸缓冲液
(pH6.5)10mL,在冰浴中研磨成匀浆,在4℃下离
心10min,收集上清液保存在冷处,并用磷酸缓冲
液定容,即为粗制酶液。
PPO活性测定:将1mL(0.1molL-1)邻苯二
酚加入4mL磷酸缓冲液(pH6.5)中,加入1mL酶
液,迅速摇匀,立即于波长420nm下测定吸光度的
变化,每隔30s记录1次,共记录3min。以不加酶
提取液的反应液做对照,以每分钟吸光度变化0.01
为1个PPO酶活性单位。(注意空白为:2.5mL磷
酸缓冲液和0.5mL 0.01molL-1邻苯二酚溶液)
酶活性(U g-1 min-1)=(ΔA420×VT)/(0.01
×W×VS×T)
ΔA420—反应时间内吸光度的变化;
VT—提取液总体积 (mL);
W—为样品鲜质量 (g);
VS—为测定时取用酶液体积 (mL);
T—反应时间 (min)。
1.5 数据处理方法
数据采用 Microsoft Excel和DPS统计软件分
析处理。Microsoft Excel对原始数据处理,并绘制
相关图表,用DPS对数据进行方差和显著性分析,
同时绘制有关图表。
2 结果与分析
五裂茶藨子不同处理后其扦插过程中插条
PPO活性变化情况见表1。
  不同树种同一处理扦插过程中插条PPO活性
变化见表2。
  对表1数据进行方差分析,结果见表3。
  由表3可以看出:五裂茶藨子插条在插后不同
时间PPO活性的方差分析表明:不同时间之间,
GGR处理和清水对照的五裂茶藨子插条的PPO活
性均呈极显著差异(P<0.01)
41 防 护 林 科 技              2015年 
 表1 五裂茶藨子扦插过程中插条PPO活性变化
处理 重复 0d 14d 28d 42d 56d 70d
CK
1  256.45  320  497.74  98.36  247.73  498.75
2  321.24  393.75  550.25  105.52  242.42  603.75
3  368.75  272.5  461.25  117.42  320.35  548.49
4  266.11  365  453.75  120.15  265.58  556.06
5  195  330  401.25  95.32  277.14  454.48
6  289.31  360  468.56  117.5  211.06  488.81
7  307.25  335  449.25  103.75  307.5  416.25
8  311.51  320  511.19  100  278.75  527.5
平均 289.45  337.03  474.16  107.25  268.82  511.76
GGR
1  285.42  446.75  476.03  107.5  210  636.25
2  232.75  573.75  594.32  113.75  270  587.5
3  253.61  461.25  575  140.15  268.75  612.31
4  274.65  501.25  456.25  128.79  232.5  627.39
5  208  550.75  510.55  126.87  299.2  549.24
6  337.61  607.5  474.62  126.87  331.66  625
7  330.62  560  507.58  126.25  232.5  555
8  297.79  581.25  515.15  133.75  221.25  607.5
平均 277.56  535.31  513.69  125.49  258.23  600.02
表2 五裂茶藨子和狭果茶藨子
扦插过程中插条PPO活性变化
U g-1 min-1
树种 重复 0d 14d 28d 42d 56d 70d
五裂
1  200.07  487.5  564.39  123.13  136.25  307.5
2  374.91  506.25  522.73  126.87  175  400
3  238.12  393.75  613.07  112.5  161.36  438.75
4  315.27  393.75  520.6  122.5  157.58  420
5  289.1  378.75  505.22  212.12  71.97  411.25
6  251.59  562.5  501.49  228.64  121.97  402.5
7  412.25  543.75  498.27  203.52  93.75  315.91
8  246.54  547.5  646.54  218.59  120  289.7
平均 290.98  476.72  546.54  168.48  129.74  373.2
狭果
1  272.62  453.75  548.51  127.5  211.06  568.18
2  406.89  592.5  574.63  105  265.58  606.06
3  289.76  337.5  483.75  120  147.73  529.85
4  371.12  411.25  570  146.25  253.79  563.43
5  340.66  525  623.13  139.15  244.98  405.3
6  359.64  416.25  578.36  135.68  207.29  556.82
7  323.75  500  499.5  133.18  208.75  626.25
8  320.94  566.25  616.08  147.73  138.75  588.75
平均 335.67  475.31  561.74  131.81  209.74  555.58
表3 五裂茶藨子插条插后不同时间
PPO活性的方差分析结果
变异来源 因变量 平方和 自由度 均 方 F值 P值
时间
PPO活性(CK) 870 874.41  5  174 174.88 95.20  0.000 1
PPO活性(GGR) 1 442 787.74  5  288 557.55 159.97  0.000 1
  由图1知,对照和处理的五裂茶藨子插条内的
PPO活性在生根过程中的变化趋势一致,都是升高
-降低-升高,且整个过程 GGR处理的PPO活性
要高于清水对照。0~28d对照与处理PPO活性显
著升高,表明PPO 活性升高能促进愈伤组织的发
育,不同的是处理PPO活性在14~28d期间略有
降低,而对照持续显著升高。28~42d,随着插条大
量组织的形成,PPO活性都开始下降且趋势一致,
这可能与插条的愈伤组织基本形成且根还处于突破
皮层的阶段有关。42~70d期间,插条内PPO活性
均不断升高。此外,插条生根过程中,处理插条的
PPO活性一直高于对照,说明GGR处理较早的激
活了插条PPO的活性,形成较多的“IAA-酚酸复
合物”,提高生根率。
图1 五裂茶藨子扦插后插条PPO活性变化
对表2的数据进行方差分析,结果见表4。
表4 五裂茶藨子和狭果茶藨子
插条插后不同时间PPO活性的方差分析结果
变异来源 因变量 平方和 自由度 均 方 F值 P值
时间
PPO活性(五裂) 1 103 939.70  5  220 787.94 61.32  0.000 1
PPO活性(狭果) 1 323 820.42  5  264 764.09 84.51  0.000 1
  表4可以看出,不同时间之间,不作任何处理的
五裂茶藨子和狭果茶藨子硬枝插条的PPO活性均
呈极显著差异(P<0.01)
图2 五裂茶藨子和狭果茶藨子扦插后插条PPO活性变化
由图2可知插后28d愈伤组织形成时,五裂茶
藨子和狭果茶藨子插条内的PPO活性呈显著性上
升,达到最大值。28~42d,二者均显著急速降低,
且狭果茶藨子又达到最小值,可见PPO活性不但参
与愈伤组织的形成,而且对不定根发生起重要作用。
第56d五裂茶藨子PPO活性与42d差异不显著,
但是达到插条生长过程的谷值,而狭果茶藨子与42
d相比显著升高,这也再次证明茶藨子在根突破表
皮时PPO活性是降低的,并且狭果茶藨子先于五裂
茶藨子生根,在42~70d期间,五裂茶藨子处于根
向外突出到伸长的过程,而狭果茶藨子已经开始根
的伸长,因此,五裂茶藨子先降低再显著升高,而狭
果茶藨子持续显著升高。
3 讨论与结论
(下转第19页)
51 第11期        李旭霞 等 茶藨子扦插生根过程中多酚氧化酶的变化
 小,当树木年龄为42年时,种子的发芽率达到最大
值(表4)。本研究结果表明,200mgL-1的GA3处
理42年树龄的大果青杄种子使其种子的发芽率达
到70%,此研究结果可应用于大果青杄的苗木培
育,提升其育苗技术水平,从而使这种具有重要生态
和经济价值的资源植物能被人类充分利用。然而,
在本研究中,尽管200mgL-1的GA3处理42年树
龄的大果青杄林木种子使其发芽率达到了70%,但
其余30%的种子仍处于休眠状态,这表明大果青杄
种子休眠属综合休眠,且种皮透性并不是导致大果
青杄种子休眠的主要原因,大果青杄种子的萌发和
休眠机理还需要进一步研究。
参考文献:
[1]中国树木志编辑委员会.中国林木志(第1卷)[M].北京:中国
林业出版社,1983:221
[2]中国科学院植物研究所.中国高等植树国鉴(第一册)[M].北
京:科学出版社,2001:209
[3]戴振伦,李洪喜,程传宏,等.独特的大果青杄群落吸引国际保
护组织关注[J].北京林业大学学报,2010,32(2):247-250
[4]国家环境保护局,中国科学院植物所研究所.中国珍稀濒危保护
植树名录(第一册)[M].北京:科学出版社,1987
[5]王明亮,张德顺,达良俊.濒危植物大果青扦的残存分布、群落
特性和种群动态研究[D].华东师范大学硕士学位论文,2010
[6]王明亮,张德顺,马其侠,等.濒危植物大果青扦地理分布和群落
特性研究[J].安徽农业科学,2010,38(22):12040-12043,
12075
[7]蔡靖,杨秀萍,姜在民.周至国家级自然保护区重点保护野生植
物的研究[J].西北林学院学报,2002,17(3):63-66
[8]胡盼,陈发菊,王军辉.大果青扦的谱系地理学研究[D].三峡
大学硕士学位论文,2012
[9]丁骞,付作霖.大果青播种育苗技术[J].甘肃林业科技,2006,
31(2):39-41
[10]曹福安,程文全.小陇山林区珍稀树种资源及其价值探讨[J].
甘肃科技,2008,24(17):163-166
[11]Zhang D S,Kim Y S,Mike M,et al.The conservation status
and conservation strategy of Picea neoveitchii[J].China Popu-
lation Resources and Environment,2006,4(3):58-64
[12]Bewley J D.Seed germination and dormancy[J].Plant Cel,
1997,9:1055-1066
[13]Norton C R.Seed technology aspects of woody ornamental seed
germination[J].Acta Horticulturae,1987,202:23-34
[14]鱼小军,王彦荣,曾彦军,等.温度和水分对无芒隐子草和条叶
车前种子萌发的影响[J].生态学报,2004,24(5):883-887
[15]Adkins S W,Belairs S M,Loch D S.Seed dormancy mecha-
nisms in warm season grass species[J].Euphytica,2002,126:
13-20
[16]Bewley J D,Black M.Seeds:Physiology of development and
germination[M].New York:Plenum Press,1994
[17]Finch-Savage W E,Leubner-Metzger G.Seed dormancy and
the control of germination[J].New Phytologist,2006,171
(3):501-523
(上接第15页)
PPO是一种呼吸酶,高的PPO活性可以增强
呼吸作用,并抑制插条的衰老死亡,使插条保持活跃
的生理状态,有利于不定根的形成。五裂茶藨子插
条的对照和处理PPO均为上升-下降-上升-下
降的双峰变化趋势。愈伤组织形成初期酶活性上升
利于愈伤组织的形成,42d后正值不定根形成期,
此时PPO活性又开始上升,可能与促进不定根的形
成有关。同时发现,经过GGR处理的插条PPO明
显高于对照,这可能与生长调节剂可以促进酶的活
性有关。而对没作任何处理的五裂茶藨子和狭果茶
藨子插条的研究发现PPO活性呈上升-下降-上
升的趋势,只有一个高峰,且五裂茶藨子PPO的活
性明显低于狭果茶藨子,这可能与五裂茶藨子本身
含有较低的PPO活性有关,也进一步说明狭果茶藨
子比五裂茶藨子易于生根的原因。
插条扦插生根与酶有密切的关系。扦插生根过
程中,五裂茶藨子对照与处理在愈伤组织和根的诱
导期都呈现升高趋势,而在愈伤组织大量形成和根
伸出时均呈下降。然而没作任何处理的五裂茶藨子
和狭果茶藨子只有在大量愈伤组织形成时出现下
降。同样,五裂茶藨子和狭果茶藨子插条的PPO活
性在扦插中期呈现下降趋势,在后期趋于明显上升。
在整个扦插期,狭果茶藨子酶的活性均大于五裂茶
藨子酶的活性。
参考文献:
[1]李耀阶.青海木本植物志[M].西宁:青海人民出版社,1987:223
-237
[2]修荆昌,赵伟光,张辉.长白山区茶藨子属资源及其开发利用
[J].吉林农业大学学报,2002,24(5):75-77
[3]田贺,张志东,李亚东.茶藨子属植物果实营养成分分析[J].吉
林农业大学学报,2009,31(5):621-623
[4]洪学知.东北野生可食植物[M].北京:中国林业出版社,1991:
253-254
[5]江德森,牛佳牧,肖艳.吉林省长白山林区天然绿色食品资源产
业化开发及模式研究[J].中国林副特产,2004(1):5-9
[6]袁凤莲.茶藨子茶的药理作用及加工[J].新疆林业,2011(2):42
[7]张桂兰.茶藨子中总黄酮的测定[J].食品科学,2007,21(18):
506-508
[8]花文廷.杂环化学[M].北京:北京大学出版社,1991:434-444
[9]石任兵,李祥.中药化学[M].北京:科学出版社,2005:240
[10]霍俊伟,李著花,秦栋.黑穗醋栗营养成分和保健功能及产业发
展前景[J].东北农业大学学报,2011,2(42):139-144
[11]刘玉梅,孙振国.东北茶藨子的分布调查[J].林业勘查设计,
2006(3):71-73
[12]Haissig B E.Influence of auxin and auxin synergists on adven-
titious root primordium in initiation and development [J].
NewZealand J For Sci,1974,4:311-323
[13]Bouillenne R,Bouilenne-Walrand M.Auxineset bouturages
[C].Proc 14Int Hort Cong,1955
[14]宋金耀,刘永军,宋刚.几个常见树种扦插生根过程中POD、
IAAO活性及酚含量的变化[J].江苏农业科学,2007(6):115
-118
[15]黄卓烈,林韶湘,谭绍满.桉树等植物吲哚乙酸氧化酶活性变化
与插条生根的比较研究[J].林业科学研究,1995,5(9):511-
516
[16]曹帮华,扈红军,张大鹏,等.桑树硬枝扦插生根能力及其生根
关联酶活性的研究[J].蚕业科学,2008,34(1):96-100
91 第11期      杨帆 等 濒危植物大果青杄种子形态及萌发特性研究