全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
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青菜幼苗体内几种保护酶的活性对 、 、 胁迫的反应研究 ’
任安芝 高玉葆
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刘 爽 喃开大学生物学系沃津 川
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文章编号 一 一 一 中图分类号 , 文献标识码
引 官
自从 冶 在 年第一次从牛红血细胞中发现超
氧化物歧化酶 并且证明其功能是清除超氧化物以后 ,
研究者们在植物细胞中也发现了这种酶 , 并且证明具有同样
的功能 后来又发现植物细胞通过多种途径产生活性氧自由
基 , 同时细胞也存在清除这些 自由基的多种途径 , 两者形
成平衡体系 但是 , 许多逆境因子如寒冷 、 干早 、干燥 、 水淹 、
重金属 等都能影响植物体内活性氧代谢系统的平衡 , 产
生大 的氧自由基 , 它们能够启动膜脂过氧化或膜脂脱脂作
用 , 从而破坏膜结构 , 使膜差别透性消失 导致一系列有害的
生理生化变化 、 过氧化物酶 和 过氧化氢
酶 对这些氧自由基和过氧化物起着清除作用 将超氧
化物歧化形成执 , 和 则催化 形成玩 只
有 、 和 三者协同作用 , 才能使生物 自由基维
持在一个低水平 , 从而防止 自由基毒害
几 、以 、 作为对植物产生毒害作用的主要重金属污染物 ,
目前的研究主要集中在探讨植物对它们的吸收 、积累 、 自身生长
发育、光合呼吸及作物品质等方面 , 而关于重金属对植物活性
氧清除系统影响的研究尚处于资料积累阶段 本文以青菜
侧面效 以访脚站台 为材料 , 集中探讨其幼苗体内义刃 、
和 月
,
种酶的活性对重金属扮 十
、
汾 和 汾 的反应特点
重铬酸钾 , 使溶液中重金属的浓度分别为 以纯 计 、
、 、 、
吨
· 一 ‘ 份 以 纯 臼 计 、 、
、 、
哩
· 一 ‘ 以纯 计 、 、 、 、 吨
· 一 ‘ 实验设
个重复 , 施人重金属后分别于第 、 、 、 天取样分析
研究方法
活性的测定依据邓碧玉等 ’改 良的联苯三酚法 ,
单位为 一 ‘ 活性测定采用愈创木酚法 , 单位为
。乌 一 一 以 活性测定采用改进的 法
, 单
位为 。马 ‘ 一
结果与分析
材料与方法
材料培养及实验设计
选择青菜作为实验材料 种子由天津市蔬菜种子公司提
供 种子经消毒 、 冲洗 、 浸泡后播于蛙石 中 , 待长出两片真叶
后 , 将苗挖出 , 移栽至白瓷缸中 , 用 佳吨 完全培养液进
行培养 , 后更换培养液 , 然后一次性施人硝酸铅 、抓化福或
以 活性对
、 十 、 卢 胁迫的反应
在不含有任何重金属的 找司朋 培养液中 , 青菜幼苗体内
八 活性初始值 第 测定日 较高 , 且随培养时间延长 一
呈继续升高趋势 图 加人重金属的培养液中 , 口
,
活性对其
浓度的反应曲线普遍呈下降趋势 , 但敏感性在 种重金属之间
存在差异 幻 活性对汾 浓度增加最为敏感
, 反应曲线在
一 吃
· 一 ’之间陡然下降 , 其中第 、 汤 测定 日的曲线 分别
称作曲线 、 和几 , 下同 均在 价吧 一 处接近于横轴 , 而第
一测定 日曲线 称作曲线 玖 , 下同 在 以 唱 一 互处靠近横轴
活性对 份 十 浓度增加的反应不及对 份 干 反应那样敏
感 , 曲线 、 和 在 唱 一 ’处靠近横轴 , 而曲线 的变
化趋势又不同于其余曲线 , 它在 伍 艰 一 ‘到达峰值后持续下降
直到 伍昭
· 一 ‘处才接近横轴 活性对扮 十 浓度增加
的反应最不敏感 , 曲线 几 、 和 几 在 。一 朋吨
· 一 ’之间下降
, 教育部高校骨干教师资助计划项 目 和南开大学科技发
展基金资助项目
荟 , 通讯联系人 沁 司“
·
一 一 一收稿 , 一 一 接受
期 任安芝等 青菜幼苗体内几种保护酶的活性对 、以
、 胁迫的反应研究
幅度最大 , 而在 一狱 召 一 ‘之间缓慢下降直到靠近横轴
曲线乌 始终呈平缓下降趋势 , 到 印吨
· 一 ‘时趋近横轴但仍未
与之汇合
分为两组 , 和 在 。一 ’ 一 之间上升明显 , 到达峰
值 ’ 一 处 后呈缓慢下降态 乌 和 的变化趋势则
要平缓得多 只是在 ’ 一 笼处出现一个不显著的峰值
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重金属浓度
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图 、 、 胁迫对青菜 活性的影响
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活性对 价十 、臼 十 、 ’十 胁迫的反应
与 情形不同 , 活性随重金属浓度增加呈现先
上升后下降或稳定的趋势 , 但随着培养时间的延长 , 这种反
应的敏感性普遍降低 图 各个测定 日 活性对
卢十 浓度增加的反应曲线都有一个先上升后下降的过程 , 其
中曲线 和 几 均在
· 一 ’处产生一个明显的峰值 , 分
别达到 和 一 而曲线 马 和 则要平缓得
多 活性对 创 浓度增加的反应曲线可以分为两
组 , 和 在 。一
· 一 ’之间呈持续上升状态 , 而在
一 巧 ’ 一 ‘之间保持平稳 氏 和 氏 均在
· 一 ’处
出现一个相对低值 , 其后呈上升态 , 到
· 一 ’处开始趋
于平衡 活性对于 宁十 浓度增加的反应曲线也可以
圈 、 、 胁迫对青菜叶片 活性的影响
, ℃璐 ’刀 已陀只
活性对 十 、 十 、 胁迫的反应
活性对于不同重金属胁迫的反应差异只是在第
和第 测定 日才表现出来 反应曲线 , 和 的敏感性都很
低 , 这一点在 种重金属之间存在相当高的一致性 图
活性对 十 浓度增加的反应曲线 马 和 氏 都在
, 一 ‘处产生一个峰值并且又在
· 一 ’处汇合 但
氏 的峰值要高得多 活性对 以 十 浓度增加的反应
曲线 与几 变化趋势和幅度相当一致 , 即在 一
·
一 互之间上升 , 到达几乎同样高的峰值后呈相似的下降趋
势 活性对 护 浓度增加的反应曲线乌 和 几 均自
’ 一 ‘处开始上升 , 但 氏 在 一
· 一 之间基本
持平 , 而 氏 仍呈上升态
讨 论
许多研究表明 , 汉 【 作为超氧 自由基清除剂 , 其活性高
应 用 生 态 学 报 卷
低与植物抗逆性大小有一定相关性 , 在适度逆境诱导下 , 以工 〕
活性增加以提高植物的适应能力 关于重金属胁迫下植物体
内 活性的变化 , 就 目前的文献来看有两种情况 一是
活性随重金属浓度的增加而增加 二是随着重金属浓
度的增加 , 活性先上升后下降 本研究结论与后者相
一致 。七几击 和 佳那 所用的材料是大豆根尖 , 本文和严重
玲等 ‘ 所用的材料分别是青菜和烟草的叶片 有证据表明环
境胁迫对保护酶活性的影响除与植物本身的发育程度有关
外 , 也随植物器官 、组织部位的不同而异川
「
性则表现为下降 , 说明 活性不但与逆境胁迫的种类和
胁迫程度有关 , 而且存在明显的品种间差异
在本实验中 , 和 活性在第 天即随处理浓度
的增加而发生明显变化 , 而 活性到第 天才开始有明
显变化 , 说明 和 对相 同浓度的重金属的反应 比
要超前 , 这与 所催化的底物是 的歧化产物有
关 这一结论与 在臭氧对菜豆的损伤实验中观察到的
结果相一致
,
本实验结果显示 , 使 活性发生显著变化的
重金属浓度比使 〕活性发生显著变化的重金属浓度低得
多 , 表明 对重金属胁迫比 更为敏感 晏斌等 , 在
玉米涝渍伤害实验中也有过同样的结论 虽然 主要存
在于过氧化物酶体中 , 但因 践 能顺利穿过膜 , 因而
在清除珑 方面仍然具有重要的作用
在正常情况下 ,
, 、
幻 和 种酶的协同作用能
使生物 自由基维持在一个低水平 , 从而防止 自由基毒害 , 对
植物起到保护作用 然而 , 千 、创 干 和 严 胁迫以不同程
度影响着活性氧清除系统 , 其中 对外界重金属胁迫的
反应最为敏感 , 居 中 , 明显滞后 因而 当重金属胁
迫达到一定程度时就可能造成植物体内 种酶活性 比的不
平衡 , 引起生理生化过程紊乱 , 并最终导致植物伤害
参考文献
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圈 、 、 胁迫对青菜 活性的影响
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和 都是含 的蛋白酶 , 它们都能将 的
歧化产物 氏 分解成氏 , 所不同的是 的催化反应需
要有底物 , 而 不需底物 和 的研究表
明 , 随着心 浓度的增加 , 大豆根尖中 活性逐渐增加 ,
而 活性逐渐减小 严重玲等〔‘ 在 、 对烟草叶
片影响的研究中也得出了同样的结论 本实验观察到随着重
金属 十 、臼 十 、口 浓度的增加
, 活性逐渐减小 , 与
上述结论相一致 但 活性只在 作用下表现为逐渐
增加 , 而在 臼 、 ’ 作用下则都表现为先上升后下降 在
严重玲等 ’ 的实验中 , 汾 十 浓度最大为
· 一 ’, 可以
推侧如果再提高重金属浓度 则 活性就会下降 蒋明义
等 ’在水稻实验中曾观察到渗透胁迫下抗早品种的 活
性表现为“ 先上升后下降 ”的趋势 , 而不抗早品种的 代 活
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作者简介 任安芝 , 女 , 年 , 在读博士 , 副教授 , 主要从
事植物逆境生理生态方面的教学和科研工作 , 发表论文
余篇