全 文 ：西北农业学报　2011 , 20(2):178-181
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
X射线慢性辐照对东方百合不定芽脂质
过氧化及酶活性的影响＊
黄海涛1 ,王　丹2 ,陈　楠3
(1.四川省绵阳市农业科学研究所 ,四川绵阳　621000;2.西南科技大学生命科学与工程学院 ,
四川绵阳　621010;3.中国工程物理研究院流体物理研究所 ,四川绵阳　621900)
摘　要:利用 X射线对东方百合组织培养形成的不定芽进行慢性照射 ,观察不同辐照剂量对不定芽脂质过氧
化及酶活性的影响。结果表明 ,辐照处理可引起东方百合不定芽相关生理生化指标发生显著变化。随着辐射
剂量的增高 ,MDA 含量 、细胞质膜透性和超氧阴离子含量都呈现先升高后略有下降的趋势。东方百合的
CAT 、POD、SOD活性多数高于对照 , 但 3 种酶活性变化趋势没有表现同步性。
关键词:X 射线;慢性辐射;东方百合;脂质过氧化;酶活性
中图分类号:S682.2+9;Q691.3　　　　文献标志码:A　　　　　文章编号:1004-1389(2011)02-0178-04
Effects of X-ray Irradiation on Lipid Peroxidation and Enzyme
Activities of Adventitious Bud of Oriental Lily
HUANG Haitao
1 ,WANG Dan2 and CH EN Nan3
(1.Miangyang Research In sti tu te of Agricul tu ral Science , Miany ang Sichuan　621000 ,C hina;2.College of Life Science and
Engineerin g , S outhw es t University of Science and Tech nology , Mianyang S ichu an　621010 , China;3.Inst itute of Fluid
Physics , C hina Academy of Engineering Physics , Miany ang Sichan 　621900 , China)
Abstract:X-ray chronic irradiation w as added to the advent itio us bud obtained from the tissue culture
of o riental li ly .Effects of lipid pero xida tion and enzyme activity of different do se of radiation on the
adventitious bud were observed .The results show ed that , the phy siolo gical and biochemical index of
oriental lily bud have been significant changed by irradiat ion.With the radiation do se increased , MDA
content , cell membrane permeability and supero xide anion concentrations are increased fi rst ly and then
a slight dow nw ard t rend .Activi ties o f CA T , POD , SOD of o riental li ly w ere higher than those of the
control , but the trend o f three enzymes did not show synchronization.
Key words:X-ray;Chronic ir radia tion ;Oriental li ly ;Lipid perox idation;Enzyme activi ty
　　辐射诱变可能产生自然界尚未出现的或者很
少出现的变异新类型 ,因此 ,对于花卉育种来说 ,
辐射诱变的应用非常广泛[ 1] 。在早期的花卉辐射
诱变育种中 X射线应用较多 , 20世纪 80年代以
来 ,氦 、氖激光 、离子束不断应用于花卉品种培育 ,
X射线在花卉育种中的应用逐渐减少[ 2] 。目前 ,
国内外关于百合辐照育种的研究甚少 ,且多数采
用的诱变源为60 Co-γ射线[ 3-5] 。
本试验利用 X 射线对东方百合离体不定芽
进行辐照处理 ,对辐照后的百合不定芽相关脂质
过氧化指标及酶活性进行统计分析 ,初步探索 X
射线慢性辐照对东方百合组培不定芽相关生理指
标的影响 ,为进一步利用 X射线慢性辐照结合组
织培养诱变育种研究提供科学依据 。
＊收稿日期:2010-04-17　　修回日期:2010-06-28
基金项目:中国工程物理研究院军民两用开发技术项目资助。
第一作者:黄海涛 ,男 ,硕士 ,研究方向为植物遗传育种。 E-mail:cet ch@163.com
1　材料与方法
1.1　诱导不定芽培养
将东方百合索邦(So rbonne)鳞茎鳞片作为外
植体诱导不定芽。用三角瓶培养 , 以 MS +6-
BA1.0 mg · L-1 +NAA0.1 mg · L-1为基本培
养基 ,蔗糖 30 g · L-1 ,琼脂 7 .5 g · L-1 , pH 为
5.8。培养温度(25±2)℃,光照时间 12 h ·d-1 ,
照度为 2 000 ～ 3 000 lx 。
1.2　X射线慢性辐照处理
辐照在中国工程物理研究院流体物理研究所
进行 。将接种在三角瓶中的不定芽于“神龙一号”
强流脉冲加速器下慢性辐照处理 ,辐照 3个月共
脉冲 136次。每处理设 3次重复 ,共 25瓶 ,每瓶
5个不定芽 , 3个月后将材料拿回并转接到新鲜培
养基上培养。各个处理离发射点的距离及总辐照
剂量见表 1。
1.3　脂质过氧化指标及酶活性的测定
超氧阴离子含量的测定方法参考罗广华等[ 6]
的羟胺氧化的方法 ,其他指标均以常规方法进行
测定[ 6] 。采用统计分析系统(Stat istical Analy sis
Sy stem ,SAS)对试验结果进行检验分析 ,数据以
平均值±标准差表示 ,各组均数采用单因素方差
分析(P <0.05为差异显著 ,P <0.01为差异极显
著)。
2　结果与分析
2.1　X射线慢性照射对百合不定芽生长的影响
X射线慢性照射百合不定芽 3个月 ,经观察
发现辐射后的不定芽生长受到了明显的抑制 ,对
照不定芽芽高变化量为 3 .90 cm ,辐照材料的芽
高变化量为 0.30 ～ 0.40 cm ,不定芽矮化明显 ,长
势弱 ,芽黄化严重 ,但芽增殖无显著变化 。
2.2　X射线慢性辐照对东方百合不定芽脂质过
氧化的影响
辐照后立即取材 ,测定不定芽脂质过氧化指
标 ,以考察 X 射线慢性辐照对不定芽的损伤情
况 ,结果见表 2。
　　由表 2可以看出 , X射线慢性辐照处理超氧
阴离子含量与对照组相比较 ,较低剂量的处理(≤
9.22 Gy)无统计学差异(P >0 .05)。随着辐射剂
量的增高 ,10.55 、13 .67 Gy 慢性辐照处理与对照
差异明显(P <0 .01),24 .63Gy慢性辐照处理超
氧阴离子含量高于对照(P <0.05)。东方百合不
表 1　X射线慢性辐照剂量及不定芽芽数
Table 1　The dose and adventitious bud numbers of X-ray chronic radiation
处理
Treatment
离发射点的距离/ cm
Distance f rom
fi ring point
单次辐照剂量/ Gy
Single
i rradiat ion d ose
辐照剂量/ Gy
Ir radiation
dose
瓶数
Bot t le num ber
不定芽芽数
Advent it ious
bu d num bers
CK 未辐照 0 0 25 125
1 169 0.037 5 25 125
2 141 0.068 9.22 25 125
3 127 0.078 10.55 25 125
4 113 0.101 13.67 25 125
5 99 0.181 24.63 25 125
表 2　不同剂量 X射线慢性辐照的东方百合不定芽脂质过氧化情况
Table 2　Lipid perxidation index of adventitious bud of oriental lily af ter X-ray chronic irradiation
辐照剂量 / Gy
Radiat ion
dose
超氧阴离子含量 /(nm ol ·min-1 ·mg -1)
Con tent of superoxide anion
丙二醛含量/(nm ol· g -1)
MDA con tent
相对电导率 / %
Relat ively elect ric
condu ctivi ty
0 0.983 4±0.035 0 1.49±0.18 13.89±0.34
5 1.066 8±0.062 7 2.41±0.16＊＊ 13.98±0.84
9.22 1.159 5±0.183 9 2.59±0.32＊＊ 22.78±1.34＊＊
10.55 1.548 7± 0.145 1＊＊ 2.94±0.08＊＊ 25.82±0.50＊＊
13.67 1.585 8± 0.148 6＊＊ 2.71 ±0.04＊＊ 25.78±3.68＊＊
24.63 1.266 1±0.135 0＊ 2.57±0.06＊＊ 17.69±1.87＊
注:n=3;＊P<0.05 , ＊＊P<0.01 vs对照。
Note:n=3;＊P <0.05 , ＊＊P<0.01 vs cont rol.
·179·2 期　　　　　　　　黄海涛等:X 射线慢性辐照对东方百合不定芽脂质过氧化及酶活性的影响
定芽的 MDA 含量与对照比较差异极显著(P <
0.01),各个辐照剂量之间的 MDA 含量呈先上升
后下降的趋势。10.55 Gy 处理丙二醛含量最大 ,
约为对照的 2倍 。X慢性辐照对东方百合的细胞
质膜透性产生显著的影响 。相对电导率随着辐射
剂量的增加有先增大后减小的趋势 。与对照组比
较 ,5 Gy 处理细胞质膜透性无统计学差异(P >
0.05);9.22 、10 .55 、13.67 Gy 辐照处理相对电导
率与对照差异明显(P <0.01);24.63 Gy 处理相
对电导率高于对照(P <0 .05)。从结果看 ,高于
10.55 Gy 的所有处理东方百合脂质过氧化指标
与对照比较都有显著性差异 ,说明 X射线慢性照
射破坏了东方百合不定芽体内自由基产生与清除
的动态平衡 ,超氧阴离子浓度增加 ,致使膜脂过氧
化作用加剧 ,最终导致膜脂过氧化产物 MDA 含
量增加 ,细胞质膜透性增大。
2.3　X射线慢性辐照对东方百合酶活性的影响
2.3.1　X 射线慢性辐照对 CAT 活性的影响　
从图 1看出 ,X射线慢性辐照引起 CAT 活性的改
变 ,5 .00 和 9.22 Gy 处理 CA T 活性差异不大 ,
10.55 、13 .67 、24.63 Gy 处理与对照相比较差异
较大 ,随着辐照剂量的增高 ,酶活性呈逐渐增加的
趋势 ,用 CAT 活性的数据进行直线回归分析得
方程 y =0.378 5x +13.326 ,式中 , y 为 CAT 活
性 , x 为辐照剂量 , r=0.9189＊＊ ,达 1%显著性水
平。由图 1以及方程知 ,在一定的剂量范围内(≤
24.63 Gy),辐照剂量越大 ,百合不定芽的 CA T
活性就越大。CAT 能有效地清除生物体内的过
氧化氢对生物分子的氧化作用 ,因此可以看出 ,为
保护不定芽免受 · OH 毒害 , 东方百合提高了
CA T 活性 。
2.3.2 　X 射线慢性辐照对 POD 活性的影响　
POD亦能清除植物体内的 H2O2 ,但其作用机制
有别于 CA T 。由图 2可知 ,X射线慢性辐照处理
对东方百合不定芽 POD同工酶活性产生了显著
的影响 ,与对照比较 ,所有剂量处理的 POD同工
酶都明显提高 ,且随着辐照剂量的提高 , POD酶
活的变化趋势呈现先增加后减少的趋势。10 .55
Gy 剂量处理达最大值 ,超过了其他所有辐照剂量
处理 。POD活性与 CA T 活性未表现同步性。
2.3.3　X射线慢性辐照对 SOD活性的影响　由
图 3可见 ,所有辐照处理的东方百合的 SOD活性
都明显高于对照 ,且随着辐照剂量的增加先升高 ,
后降低 , 13.67 Gy 的 SOD 活性最大 ,是对照的
3.03倍 。试验结果显示 , SOD活性变化趋势与超
氧阴离子含量(表 2)随辐照剂量的变化趋势具有
一定的同步性 。辐射造成了百合体内超氧阴离子
图 1　不同剂量 X射线慢性辐照的
东方百合不定芽 CAT酶活性
Fig.1　The effect of X-ray chronic irradiation on the CAT
activity in adventitious bud of oriental lily
图 2　不同剂量 X射线慢性辐照的东方
百合不定芽 POD活性
Fig.2　The effect of X-ray chronic irradiation on the
POD activity in adventitious bud of oriental lily
图 3　不同剂量 X射线慢性辐照的
东方百合不定芽 SOD活性
Fig.3　The effect of X-ray chronic irradiation on the
SOD activity in adventitious bud of oriental lily
·180· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　20 卷
含量增多 ,SOD是存在于植物细胞中最重要的清
除自由基的酶 ,它能催化生物体内分子氧活化的
第一个中间物超氧阴离子自由基 ,发生歧化反应 ,
生成 O 2 -·和 H 2O2 ,从而减轻超氧阴离子对植物
体的毒害作用 ,为减轻超氧阴离子对百合不定芽
的伤害 ,百合提高了 SOD活性 。
3　讨论
从本试验结果来看 ,百合受到 X射线慢性辐
照时 ,辐射能量穿过不定芽在生物体内被吸收或
传递 ,能量激发生物体组织产生了自由基 ,它主要
攻击细胞膜 ,使类脂过氧化 ,进一步改变细胞质膜
透性 ,膜脂过氧化作用的最终产物 MDA 含量明
显增高。为抵御辐照对细胞质膜的伤害 ,维持植
物生物体正常的代谢活动 ,CA T 、POD 、SOD 活性
都增强 ,但 3种酶活性变化趋势没有表现同步性 ,
CA T 活性随着辐射剂量的增高呈逐渐上升的趋
势 ,SOD和 POD同工酶活性呈先上升 ,后下降的
趋势 。分析原因随着辐射剂量的增大 ,到达一定
的剂量临界点时 , X射线慢性辐照可能会直接在
POD和 SOD上沉积能量 ,对此两种酶造成伤害 ,
POD和 SOD活性增强能力下降 ,而对 CA T 的伤
害效应尚不明显 。生理生化变化在百合不定芽的
形态学指标上得到了体现 ,辐照后的材料不定芽
矮化 ,长势弱 ,芽黄化 ,东方百合不定芽的生长受
到了严重抑制。
辐射对植物的作用很大一部分在生理上表现
为伤害作用 ,在遗传上表现为诱发变异作用[ 7-9] 。
综上所述 ,辐照处理可引起东方百合不定芽相关
生理生化指标发生显著变化 ,对不定芽的生长产
生显著的影响 。是否会产生新的遗传变异有待进
一步的研究。
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