全 文 ：PEG胁迫对尖叶胡枝子幼苗 SOD 和 POD同工酶的影响
马彦军1 ,2 ,曹致中1 ,李　毅2
(1.甘肃农业大学 草业学院 ,甘肃 兰州　730070;2.甘肃农业大学 林学院 ,甘肃 兰州　730070)
　　摘要:利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术研究不同浓度PEG 处理尖叶胡枝子幼苗叶片SOD和 POD同
工酶及酶活性的变化 。结果表明 ,不同浓度 PEG 处理 ,SOD和 POD同工酶谱带数目没有变化 ,无新酶
带的出现或酶带的减少 ,分别为 SOD1-4和 POD1-3。由迁移率可以看出 ,尖叶胡枝子幼苗叶片在不
同浓度 PEG处理下 ,共有 10种 SOD同工酶基因表达和 6种 POD同工酶基因表达。SOD和 POD酶活
性在低浓度(5 ～ 10%)PEG 处理下增加 ,高浓度(15%)的 PEG 处理下降低。
　　关键词:PEG胁迫;SOD;POD;同工酶
　　中图分类号:S 54 　　文献标识码:A　　文章编号:1009-5500(2010)01-0064-04
　　尖叶胡枝子(Lespedeza hedy saroides)为草本状
半灌木 ,具有防风固沙 ,抗寒 、耐旱 、耐贫瘠等特性 ,是
较好的水土保持植物 ,又因其适口性好[ 1-3] ,粗蛋白质
和粗脂肪含量高 ,返青早 、枯黄晚 、绿期长等优点[ 4] ,可
作为改良干旱 、半干旱退化草地和建植人工草地的优
良牧草 ,被广泛应用于我国草地生态建设和城乡绿化
美化中[ 5 , 6] 。水分胁迫是植物生长发育过程中最易遭
受到的生态胁迫因子[ 7] ,它对植物形态 、光合作用 、呼
吸作用 、物质运输与合成等均会产生深刻的影响[ 8] 。
同时 ,植物也会通过一些生理生化反应来适应水分胁
迫生境 ,如适度干旱胁迫时 ,植物体内有关代谢酶活性
升高 ,细胞膜系统的抗氧化能力增加 ,可以消除植物体
内的过氧化氢(H 2O 2)和超氧阴离子自由基(O2-)等活
性氧对细胞膜系统的损伤 ,从而提高植物的抗逆性[ 9] 。
目前 ,对胡枝子属植物的栽培及生态生
　　收稿日期:2009-12-25;修回日期:2010-01-11
　　基金项目:国家科技支撑计划子课题“奶牛优质饲草生产
技术研究及开发”(2006BAD04A-01);国家林业
局重点科研项目“甘肃省抗旱乡土树种种质利
用开发技术”(2006-35)和甘肃省科技攻关“甘
肃典型旱生灌木种质资源保护与利用研究”
(2GS064-A41-003-01)资助
　　作者简介:马彦军(1975-),男 , 回族 , 甘肃平凉人 , 讲师 , 博
士研究生 , 主要研究植物种质资源收集 、保存和
与开发利用。 E-mail:mazhje@126.com
曹致中为通讯作者。
物学的研究报道较多[ 10] , 而其抗旱性研究报道较
少[ 11-13] 。为此 ,以尖叶胡枝子幼苗为对象 ,研究 PEG
模拟干旱胁迫对其幼苗超氧化物歧化酶(SOD)和过氧
化物酶(POD)同工酶 、酶含量以及酶活性的影响 ,初步
揭示其抗旱机理 ,了尖叶胡枝子抗旱性研究 ,合理开发
利用及育种提供理论依据。
1　材料和方法
1.1　试验材料
　　供试材料为 2006 年在平凉灵台收集的尖叶胡枝
子种子。
1.1.1　种子预处理　将供试种子用 75%的酒精消毒
1 ～ 2 min 后 ,用无菌水冲洗干净 ,在 100 ℃水中浸泡
5 min后 ,用自来水冲洗冷却降温 ,放置 24 h后剔除未
吸胀种子 ,备用 。
1.1.2 　PEG 处理 　将经过预处理的种子置于
120 mm培养皿内浸透了不同浓度 PEG(质量浓度分
别为 50 g/ L ,100 g/L 和 150g/L)溶液的滤纸上发芽 ,
每天向滤纸加 PEG 溶液数滴 ,以浸透滤纸并稍有剩
余 ,每 2 d 换 1 次滤纸 ,以尽量减少水势变动。对照
(CK)以蒸馏水代替 PEG 。每个浓度梯度(包括对照)3
次重复 ,每个重复 100粒种子 。室温下发芽 ,待苗高达
到 5 cm 时 ,取叶片进行 SOD和 POD同工酶电泳 。
1.2　试验方法
1.2.1　粗酶液的制备　分别称取不同 PEG浓度处理
的尖叶胡枝子叶片 0.5 g ,加入 2 mL 50 mmo l/L pH
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7.8的磷酸缓冲液(PBS 内含 2 mmol/L EDTA-Na2 ,
1%聚乙烯吡咯烷酮)冰浴研磨成匀浆 ,匀浆于 13 000
rpm ,4 ℃离心 20 min ,上清液即为粗酶提取液 。
1.2.2　电泳　采用不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳 。分
离胶浓度 7%(以丙烯酰胺浓度计),浓缩胶浓度为 3%
(以丙烯酰胺浓度计),点样量 20μL ,在 80 ～ 100 V 稳
压条件下电泳 3 ～ 4 h。
　　POD染色采用联苯胺染色法 。待酶带显出 ,立即
放入自来水冲洗 ,酶带全变成棕色 ,在 GDS-8000 凝胶
成像系统上拍照;
　　SOD 染色采用氮蓝四唑(N BT)法 。用 4000×光
照 25 ～ 30 min SOD 的活性谱带表现为蓝色背景上的
无色透明区带 , 在 GDS-8000凝胶成像系统上拍照 。
结果采用国际认证的 Pharmacia Bio tech 公司的
电泳图谱分析软件 ImageM aster 1D(Version 2.0)进
行谱带分析。
SOD和 POD活性单位采用 GDS-8000凝胶成像
系统扫描的灰度值表示。
2　结果与分析
2.1　不同浓度 PEG胁迫对尖叶胡枝子幼苗叶片 SOD
和 POD同工酶的影响
　　结果显示(表 1),尖叶胡枝子幼苗叶片在不同浓
度 PEG胁迫 , SOD 和 POD 同工酶谱带数目没有变
化 ,无新酶带的出现或酶带的减少 ,分别为酶带 SOD1-
4和 POD1-3。
表 1　PEG胁迫尖叶胡枝子幼苗叶片 SOD和 POD
同工酶迁移率
Table 1　Mobility rate of SOD and POD isozyme in
the seedling of Lespedeza hedysaroides
酶 相对迁移率(Rf)
PEG 浓度/ g· L-1
0 50 100 150
SOD 1 0.03 0.05 0.04 0.04
2 0.42 0.43 0.44 0.44
3 0.61 0.62 0.62 0.62
4 0.93 0.93 0.94 0.94
POD 1 0.02 0.01 0.01 0.01
2 0.11 0.12 0.10 0.11
3 0.50 0.50 0.50 0.50
　　由表 1可以看出 ,不同浓度 PEG 处理 ,尖叶胡枝
子幼苗叶片 4 种 SOD 同工酶的迁移率大小不一 。
SOD1和 SOD2在 100 g/ L 和 150 g/L PEG处理下迁
移率一致 ,分别为 0.04 和 0.44 ,在 50 g/L PEG 处理
下分别为 0.05 和 0.43 ,对照分别为 0.03 和 0.42;
SOD3在 50 g/ L ,100 g/ L 和 150 g/L PEG处理下 ,迁
移率一致为 0.62 ,对照为 0.61;SOD4 在 100 g/ L 和
150 g/L PEG处理下迁移率一致 ,为 0.94 。在 50 g/ L
PEG处理下和对照的迁移率一致 ,为 0.93。在对照和
50 g/ L PEG 处理下 ,各同工酶的迁移率不一致 ,而在
100 g/L 和 150 g/ L处理下 ,各 SOD同工酶的迁移率
一致 。
　　不同浓度 PEG 处理 ,尖叶胡枝子幼苗叶片 3 种
POD同工酶的迁移率大小不一。POD1 在 50 g/L ,
100 g/L 和 150 g/ L PEG 处理下迁移率均为 0.01 ,对
照为 0.02;POD2在对照 、50 g/ L ,100 g/ L 和 150 g/ L
PEG 处理 , 迁移率分别 0.11 、0.12 、0.10 和 0.11;
POD3对照和各处理下迁移率一致均为 0.050(表 1)。
迁移率的不同 ,说明 SOD 和 POD 同工酶分子量大小
不同 。由迁移率可以看出 ,尖叶胡枝子幼苗叶片在不
同浓度 PEG处理下 ,共有 10种 SOD同工酶基和 6 种
POD同工酶基因表达。
2.2　不同浓度 PEG胁迫对尖叶胡枝子幼苗叶片 SOD
和 POD同工酶酶量及活性的影响
　　SOD 和 POD是细胞抵御活性氧伤害的膜保护系
统 ,在清除超氧自由基 、过氧化氢和过氧化物及阻止或
减少羟基自由基形成方面起重要作用。在水分胁迫
下 ,植物细胞自由基产生和清除的平衡遭到破坏 ,过剩
的自由基会伤害细胞膜系统 ,因此 , SOD 、POD的活性
与植物的耐旱能力密切相关 ,其高低可以反映植物对
干旱逆境抵御能力的大小。尖叶胡枝子幼苗叶片在
50和 100 g/ L PEG 浓度处理以及对照下 , SOD 和
POD同工酶及总酶酶量逐渐在增加 ,其中 , POD3 在
0 ～ 50 g/ L PEG 处理下 ,酶量下降 , 50 ～ 100 g/L PEG
处理下 ,酶量增加 。100 ～ 150 g/ L SOD和 POD 同工
酶及总酶量逐渐在降低(图 1)。随着 PEG 胁迫程度
的加深 ,尖叶胡枝子幼苗叶片 SOD和 POD 活性均呈
现先增大后减少的趋势。低胁迫水平使 SOD和 POD
活性增加 ,高胁迫水平使 SOD 和 POD活性降低 。酶
量和酶活性之间呈正相关 ,酶量增加酶活性增大 ,酶量
减少 ,酶活性下降。
65第 30卷　第 1期　　　　　　　　　　草 原 与 草 坪 2010年
图 1　PEG处理下尖叶胡枝子幼苗叶片 SOD(左)和 POD(右)同工酶酶量的变化
Fig.1　Effect of PEG on SOD and POD isozyme concentration in the seedling of Les pedeza hedy saroides
图 2　PEG处理下尖叶胡枝子幼苗叶片 SOD(左)和 POD(右)同工酶酶活性的变化
Fig.2　Ef fect of PEG on SOD and POD isozyme activity in the seedling of Lespedeza hedysaroides
3　结论与讨论
　　SOD , CAT 和 POD是生物体内的保护性酶 ,在清
除生物自由基上担负着重要功能 ,SOD能将 O 2-转化
为 H 2O 2 ,而 CA T 和 POD可将 H2O 2进一步清除产生
H 2O ,三者协同作用可使自由基维持在一个较低水平 ,
从而避免膜伤害 ,达到保护细胞的目的。王娟等[ 14] 报
道 ,植物在水分胁迫初期 SOD , CA T 和 POD 活性升
高 ,但随着水分胁迫时间延长和强度增加 , SOD , CAT
及 POD活性则不同程度下降 ,与此次实验结果一致。
实验表明 ,PEG浓度在 50 ～ 100 g/L 时 , SOD 和 POD
酶活性增加 ,PEG 浓度为 150 g/L , SOD 和 POD酶活
性下降。说明适度水分胁迫能增强植物对干旱的适应
性 ,同时这两种酶活性的协调变化 ,也显示了植物生理
过程变化的协调性。
　　研究表明 ,同工酶与作物抗旱性有一定的联系[ 15] ,
尖叶胡枝子幼苗水分胁迫后 ,叶片 SOD 、POD 同工酶
未出现新的酶带 ,但酶谱迁移率大小不同 ,说明在不同
胁迫下出现了不同酶的基因表达。共有 10种 SOD同
工酶和 6种 POD同工酶基因表达。
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Effect of PEG stress on SOD and POD isozyme in the
seedling of Lespedeza hedysaroides
MA Yan-jun1 ,2 ,CAO Zhi-zhong 1 ,LI yi2
(1.College of Pratacultural Gansu Agricultural Universi ty ,
2.College of Forestry Gansu Agricul tural University , Lanz hou ,Gansu P rovince 730070 ,China)
　　Abstract:Effect of PEG concentrat ion on SOD and POD isozyme in the seedling o f Lespedeza hedy saroides
we re were analy zed using po ly acry lamide gel elect ropho re sis.The results show ed that there w ere four SOD
isozyme and three POD isozyme wi th dif fe rent PEG concert ration t reatments.The mobili ty rate showed that ten
SOD and six POD iso zyme gene expressed under dif ferent t reatments.The enzymat ic activity w as high when
treated by low er concentration of PEG(50 ～ 100 g/L)while low when treated by higher concentration PEG(150
g/ L).
　　Key words:PEG stress;SOD;POD;iso zyme
(上接 63 页)
Effect of fertilization on forage yield and
seed production of Vicia tenui f olia
GUO Jian-song1 ,YU Lei1 , 2 ,LU Wei-hua1 , 2 , LiIN Xiang-qun2
(1.College o f Animal Science andTechnolog y ,S hihezi Universi ty ,S hihezi 832003;
2.K ey Lab of Oasis Ecological A gricul ture o f X inj iang ,Shihezi , 832003 ,China)
　　Abstract:Effect of ferti lizer application on fo rage yield and seed production of Vicia tenui f oi ia were carried
out.The resul ts show s that compared to non-fer tilized f ield , the fo rage yield o f the Vicia tenui f ol ia increased 1
857.1 kg/hm2 , and the rate of regeneration w as high than fert ilized field.Moreover , fer tilization can promo te the
maturing stage to centralization.The seed production of stag e 2 and 3 accounted fo r 76% of all seed production.
Seed yield increased 62.6 % than non-fertiliza tion.The fer tilizer applicat ion can obviously increase the forage
and seed yield and improve the quali ty of seed.
　　Key Words:Vicia tenui folia ;fe rtilizer application;forage y ield;seed yield
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