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水涝胁迫下欧李SOD和POD的变化



全 文 :文章编号:1004 - 5422(2016)02 - 0130 - 05
水涝胁迫下欧李 SOD和 POD的变化
邬晓勇1,2,李 潘2,张 敏2,孙雁霞2,苟小军1
(1. 成都大学 药食同源植物资源开发重点实验室,四川 成都 610106;
2. 成都大学 药学与生物工程学院,四川 成都 610106)
摘 要:通过盆栽实验法,测定水涝条件欧李 SOD和 POD酶的活性的关系,考察 SOD、POD抗氧化酶系统在欧
李抗涝生理研究中的作用.采用邻苯三酚自氧化法对叶片中 SOD 的活性进行测定;采用愈创木酚法对叶片中
POD酶活性进行测定.实验结果表明,欧李在水涝胁迫下,植物体内的 SOD酶活性大量降低而 POD酶适量地增
加;一段时间后,SOD酶不降反增而 POD酶活性降低;实验后期 SOD酶和 POD酶都同时呈现了下降趋势,最后趋
于稳定.水涝虽会对欧李的生理状态产生一定影响,但结果表明欧李在短期水涝胁迫下有较强的适应能力.
关键词:欧李;水涝;POD;SOD;酶活性
中图分类号:S662. 5 文献标志码:A
0 引 言
欧李为蔷薇科樱桃属欧李树种,是世界上最矮
小的木本果树,广泛分布于我国的东北、华北、西北
等地[1 - 2],其钙的含量居所有水果之首[3 - 4],具有较
为广阔的开发利用前景[5]. 相关研究发现,在严重
水分胁迫下,植物体内自由基大量产生,抗氧化功能
明显降低[6 - 7].超氧化物歧化酶(SOD) ,能通过歧化
反应清除生物细胞中的超氧自由基(O2·
-)生成
H2O2 和 O2,H2O2 可由过氧化氢酶(CAT)催化生成
H2O和 O2,从而减少自由基对有机体的毒害.目前,
对欧李的研究主要集中在其栽培和矿质元素含量方
面,而对于在水涝逆境下的欧李植物叶片酶的活性
研究少有报道.本研究对从北方引种到南方的欧李
在水涝胁迫下其植物叶片内的超氧化物歧化酶
(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性进行测定与分
析,了解欧李在南方温暖湿润的气候中的生长状况,
为欧李的进一步开发利用提供基础数据.
1 材料与方法
1. 1 材 料
实验植物材料为 2008 年秋季从山西引种到成
都的欧李,2014 年 3 月份选长势良好的移栽至花盆
中,正常管理. 实验设计为 8 株长势相同的欧李植
物,随机分为 2 组:处理组和对照组. 处理组的 4 株
欧李采用双套盆法进行水涝胁迫的处理,对照组的
为正常条件下正常管理. 进行连续 168 h 的观测和
定时采样测定.
1. 2 试剂与仪器
实验试剂:0. 2%愈创木酚、磷酸缓冲液、30%过
氧化氢、考马斯亮蓝 G-250、标准牛血清蛋白、邻苯三
酚溶液、盐酸溶液、Tris-HCI 缓冲液、100 mmol·L -1
二硫苏糖醇(DTT)或 5%抗坏血酸(维生素 C)、磷酸
二氢钠、磷酸氢二钠、石英砂等均为国产分析纯.
实验仪器:722 型分光光度计,核酸蛋白检测仪
(UV-2802PC) ,高速冷冻离心机,秒表,FA2004B 型
电子天平,研钵,紫外可见分光光度计,恒温水浴锅,
试管,移液管,CT15RT型高速冷冻离心机,离心管,
移液枪等.
1. 3 试验方法
1. 3. 1 酶的提取.
SOD 和 POD 酶的提取方法参照郝建军的方
法[8]稍有改动:于每天上午 10:30 左右取样 2 ~ 3 g
植物叶片(取样部位为植物当年生枝条中部叶片) ;
实验设计为单株小区,重复 3 次后取平均值;将所采
叶片清洗称重后切碎.
1)SOD提取.将切碎叶片置于加有 3 mL 浓度为
0. 05 mmmol /L的 Tris-Hcl 的预冷的研钵中,加入适
量石英砂于冰浴环境下研磨成匀浆,以13 000 r /min,
4 ℃离心 15 min收集上清液即为 SOD酶液,取上清
收稿日期:2016 - 04 - 26.
基金项目:四川省教育厅自然科学基金(14ZA0326)资助项目.
作者简介:邬晓勇(1975 — ) ,男,博士,副教授,从事植物资源开发利用研究.
液用 Tris-Hcl缓冲液定容至 5 mL试管中,保存在冰
箱中备用.
2)POD提取. 将切碎叶片置于加有 3 mL 浓度
为 20 mmol /L的 KH2PO4 的预冷的研钵中,再加入
适量石英砂于冰浴环境下研磨成匀浆,以10 000 r /
min,4 ℃离心 10 min收集上清液即为 POD酶液,取
上清液用磷酸缓冲液定容至 5 mL试管中,保存在冰
箱中备用.
1. 3. 2 SOD和 POD酶活性测定.
1)SOD酶活性的测定方法.
邻苯三酚自氧化速率的测定[9]:取 pH值为 8. 2
的 Tris-HCl-EDTA 缓冲液 4. 5mL 于 10 mL 比色管
中,于 25 ℃恒温 10 min,再加入 25 ℃恒温的 45
mmol /L的邻苯三酚溶液 10 uL,混匀后迅速于 1 cm
石英比色杯 319 nm 波长测光密度值,每隔 30 s 测
一次光密度值,共测 4 min,求出邻苯三酚的自氧化
速率 OD /min.同时,用 10 mmol /L 的盐酸做空白试
验.
SOD活性测定[10]:取 pH 值为 8. 2 的 Tris-HCl-
EDTA 缓冲液 4. 5 mL于 10 mL比色管中,25 ℃恒温
10 min,加入已恒温至 25 ℃的样品溶液 10 mL,迅速
混匀,于 325 nm 波长测定密度值,30 s 记录一次数
据,连续测 4 ~ 6 min,求出光密度值变化速率 OD /
min.
酶活性 =
ODA - ODB
ODA × 100%
50% × V1 ×
n
V2
式中,V1 为反应液总体积,mL;V2 为测定样品体积,
mL;n 为样品稀释液倍数;ODA 为邻苯三酚的自氧
化速率;ODB为样品光密度值变化速率.
2)POD酶活性的测定方法.
POD活性的测定采用愈创木酚法测定[11].取比
色皿 2 只,一只中加入反应混合液[100 mmol /L 磷
酸缓冲液(pH =6. 0)50 mL,加入愈创木酚 100 μL,
加热搅拌,直至愈创木酚溶解,待溶液冷却后,加入
30%过氧化氢 200 μL,混合均匀保存于冰箱中]3
mL,KH2PO4 1 mL 作为较零对照;另一只中加入反
应混合液 3 mL,上述提取的酶液 1 mL,于分光光度
计 470 nm波长下测量 OD 值,每隔 30 s 读数一次,
测试时间 4 ~ 5 min.
定义:酶活力单位(Units) ,以每分钟转化 1
μmol底物定义为一个酶活单位(u). 酶的比活力
(Units /mg) ,是酶制剂纯度的指标,对于同一种酶来
说比活力越高,表明酶越纯.
比活力 =活力单位数(Units)/酶蛋白(mg).
过氧化物酶活性[u/(g·min)]=
ΔA470 ×VT
W ×Vs ×0. 01 × t
式中,ΔA470 为反应时间内吸光度的变化;W为植物
鲜重,g;VT 为提取酶液总体积,mL;Vs 为测定时取
用酶液体积,mL;t为反应时间,min.
2 结果与分析
2. 1 标准曲线制定
利用文献[12]的方法,本研究测定了牛血清蛋
白的标准曲线,结果见图 1.
图 1 牛血清蛋白标准曲线
通过牛血清蛋白标准曲线的绘制,得到了回归
方程,y = 0. 0485x + 0. 0105,其相关系数为,R2 =
0. 9985,线性良好.表明可以利用回归方程计算酶液
中蛋白的含量.
2. 2 邻苯三酚标准曲线制定
取 4. 5mL 50 mmol·L -1 Tris-HCl(pH 8. 2)缓冲
液,4. 2 mL 蒸馏水,混匀后在 25 ℃水浴保温 20
min,取出后立即加入在 25 ℃预热过的 0. 1 mmol·
L -1邻苯三酚 0. 3 mL(以 10 mmol·L -1 HCl配制,空
白管用 10 mmol·L -1 HCl 代替邻苯三酚的 HCl 溶
液) ,总体积为 9 mL,迅速摇匀倒入比色杯(光径 1
cm)在波长 325 nm,25 ℃恒温池中,每隔 30 s测 OD
值一次.计算线性范围内每分钟 OD 的增值,此即为
邻苯三酚的自氧化速率[13〗.结果见图 2.
图 2 邻苯三酚自氧化速率标准曲线
通过邻苯三酚自氧化速率标准曲线的绘制,得
到了回归方程,Y = 0. 0234X + 0. 1231,其相关系数
·131·第 2 期 邬晓勇,等:水涝胁迫下欧李 SOD和 POD的变化
为,R2 = 0. 9993,线性良好. 表明可以利用该回归方
程来计算 SOD酶液的活性.
2. 3 SOD实验测定
2. 3. 1 SOD酶活性测定结果.
利用“1. 3. 1”项下“1)”的方法测定 SOD 酶活
性,测得水涝处理组和空白对照组欧李植物叶片中
SOD酶活性(U /ml) ,结果见表 1.
表 1 SOD酶活性记录表
时间 /d
SOD酶活
性值
组 号
1 d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d 7 d
第一组(处理组) 288. 189 86. 456 192. 126 268. 976 247. 362 151. 299 220. 944
第二组(处理组) 345. 826 172. 913 67. 244 201. 732 163. 307 192. 126 99. 265
第三组(处理组) 345. 826 220. 944 134. 488 268. 976 163. 307 172. 913 31. 220
第一组(对照组) 163. 307 48. 031 79. 251 220. 944 48. 031 48. 031 19. 212
第二组(对照组) 67. 244 19. 212 144. 094 384. 252 187. 322 76. 850 91. 259
第三组(对照组) 134. 488 355. 433 144. 094 249. 763 240. 157 105. 669 19. 212
每日气温 /℃ 26 28 25 24 24 25 28
利用考马斯亮蓝法测定蛋白质的原理和方法测
定每日提取的 SOD酶液中的酶蛋白的含量,连续测
定 7 d,得 SOD 酶蛋白含量的变化趋势图,结果见
图 3.
图 3 SOD酶蛋白含量的变化趋势图
由图 3 可看出,在整个实验阶段中,水涝处理组
的欧李植物叶片内的 SOD酶蛋白含量在前 3 d呈下
降趋势,在第 4 d含量突然增加,第 5 d又减少,随后
一直呈上升趋势;对照组在实验前 3 d 呈上升趋势,
随后在实验的后期整体呈下降趋势,但有所起伏.
2. 3. 2 SOD酶比活力变化趋势.
通过比活力计算公式得 SOD 酶比活力趋势变
化如图 4 所示.
由图 4 可看出,水涝处理组的 SOD酶比活力前
72 h呈下降趋势,72 ~ 120 h 呈上升趋势,之后一直
呈下降趋势;空白对照组 SOD酶比活力在实验前 96
h呈起伏上升,随后一直下降.
图 4 SOD酶比活的变化趋势图
2. 4 POD实验测定
2. 4. 1 POD酶活性测定结果.
利用“1. 3. 1”项下“2)”的方法测 POD 酶活力,
实测的水涝组和对照组欧李植物叶片 POD 酶活性
酶活性[u /(mg·min) ],结果见表 2.
表 2 POD酶活性记录表
时间 /d
POD酶活
性值
组 号
1 d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d 7 d
第一组(对照组) 4. 478 6. 547 8. 227 7. 816 3. 719 5. 246 7. 042
第二组(对照组) 7. 8 8. 157 8. 939 9. 178 4. 601 8. 180 8. 470
第三组(对照组) 9. 438 7. 907 6. 726 8. 681 6. 473 8. 295 7. 968
第一组(处理组) 7. 344 10. 901 18. 699 10. 338 9. 707 12. 694 7. 313
第二组(处理组) 7. 908 14. 578 11. 131 10. 842 8. 349 7. 557 7. 496
第三组(处理组) 13. 3093 14. 338 10. 362 13. 377 9. 673 11. 262 7. 365
每日气温 /℃ 26 28 25 24 24 25 28
利用考马斯亮蓝法测定蛋白质的原理和方法,
每日提取的 POD酶液中的酶蛋白的含量,连续测定
7 d,得 POD 酶蛋白含量的变化趋势,结果如图 5
所示.
图 5 POD酶蛋白含量的变化趋势图
由图 5 可看出,实验中水涝处理组和空白对照
组的欧李植物叶片内 POD酶蛋白的含量变化不大,
只在 144 h时存在略微变化.
2. 4. 2 POD酶比活力变化趋势.
通过比活力计算公式得 POD 酶比活力趋势变
化如图 6 所示.
·231· 成都大学学报(自然科学版) 第 35 卷
图 6 POD酶比活的变化趋势图
由图 6 的 POD酶比活力的变化趋势图得出:水
涝处理组的欧李植物叶片内的 POD 酶比活力前 24
h呈上升趋势,24 ~ 120 h 时一直呈下降趋势,在第
144 h 时突然增大随后又呈下降趋势;空白对照组
的 POD酶比活力在实验前 96 h 时呈缓慢上升趋
势,但在 120 h时突然降低,随后又呈上升趋势.
3 结 论
由 SOD和 POD 酶活性的变化趋势结果表明:
随水涝胁迫的增强,SOD和 POD活性随着胁迫时间
的延长表现出先升高后降低的趋势,这与马建军
等[6]的研究结果一致;在中度胁迫时,SOD 和 POD
仍保持较高的活性,且活性值比对照大,但在重度胁
迫下其活性均呈下降趋势.欧李植物叶片 SOD活性
在淹水初期与对照比较存在明显下降趋势,随着水
涝胁迫程度加深,由于欧李对淹水胁迫的适应和自
身的调节机制,使 SOD酶活性又开始回升成上升趋
势,到第 4 d升高至最大活性,在胁迫后 5d 超出对
照.说明适度的逆境处理能提高植物的 SOD 活性,
增强抗逆性.随着水涝胁迫的继续增强,其活力又逐
渐呈下降趋势.
欧李 POD 酶的活性在水涝胁迫前期欧李叶片
POD活性一直呈上升趋势且整体高于对照,这与
POD具有清除 H2O2 等活性氧的功能而增强植株的
抗逆性相一致[14]. 但随水涝胁迫强度的增大,POD
酶的活性反而呈下降趋势,分析认为,POD 活性在
短期淹水下的快速上升应属植物体对逆境胁迫的一
种应激反应,直至第 6 d酶活性突然增加,出现这一
结果可能存在的原因为气温突然的升高. 受水涝胁
迫后酶蛋白含量变化都不是很明显,分析认为,在短
时的水涝胁迫下,植物体内蛋白的合成与分解可能
达到一种相对的平衡.
总而言之,本实验受水涝胁迫处理的 SOD 酶和
POD酶活性都有所提高,且二者存在明显的补偿机
制.从水涝胁迫后的变化趋势可推测欧李植物受淹
后生理生化变化顺序为:SOD 活性受抑制→活性氧
增加→SOD、POD活性及可溶性蛋白→清除活性氧
→淹水胁迫加深→活性氧再增加→MDA 积累→保
护酶活性降低→质膜受损,此可作为耐涝性评价的
指标.
参考文献:
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(下转第 139 页)
·331·第 2 期 邬晓勇,等:水涝胁迫下欧李 SOD和 POD的变化
Note on w-Flat Module
XIN Shiqi,ZHANG Yong
(Teachers School,Chengdu University,Chengdu 610106,China)
Abstract:Let M be a R-module. M is said to have w-constant k,if for any maximal w-ideal p of R,Mp
is a free module of rank k. In this note,we prove that every w-flat module of w-finite type with w-con-
stant rank is a w-projective module.
Key words:w-flat module;w-projective module;w

-constant rank
(上接第 126 页)
Quality Standards for Extracts of Fritillaria Tissue Cultures
LIU Wei1,ZHANG Qian2,SUN Ting2,QIN Panpan2,LIU Tao2,WANG Yuehua2
(1. Institute for Food and Drug Control,Mianyang 621000,China;
2. School of Pharmacy and Bioengineering,Chengdu University,Chengdu 610106,China)
Abstract:The paper is going to study the quality control of the extracts of fritillaria tissue cultures.
TLC and ultraviolet spectrophotometry are used for qualitative and quantitative identification. By meas-
uring the total ash and acid insoluble ash,the amount of impurities contained in the extracts is con-
trolled. Hot-dip method is used to measure the content of water-soluble extracts and alcohol-soluble
extracts. The results show that the TLC results of qualitative identification take on obvious characteris-
tics and strong specificity;water-soluble extract is no less than 72. 69%;alcohol-soluble extract is no
less than 75. 95%;the inspecting limit of total ash is no more than 11. 89% . The content measurement
system for measuring the content of sipeimine in extracts of fritillaria tissue cultures is established. The
regression equation is y = 7. 7591x + 0. 0437,R2 = 0. 9991. The average recovery is 98. 7541%,and
the recovery RSD =1. 3067% . The conclusion drawn in the paper is that qualitative identification and
content determination method is simple,reproducible,and can effectively control the quality of the ex-
tracts of fritillaria tissue cultures.
Key words:TLC;extracts of fritillaria tissue cultures;sipeimine;

quality standards
(上接第 133 页)
SOD and POD Enzyme Changes of Prunus Humilis Bunge in
Waterlogging Stress
WU Xiaoyong1,2,LI Pan2,ZHANG Min2,SUN Yanxia2,GOU Xiaojun1
(1. Key Laboratory of Medicinal and Edible Plants Resources Exploitation,Chengdu University,Chengdu 610106,China;
2. School of Pharmacy and Bioengineering,Chengdu University,Chengdu 610106,China)
Abstract:The relationship between SOD and POD enzyme activity under waterlogging stress are studied
through the pot experiment method to observe the functions of SOD,and POD anti-oxidant enzyme system
in the physiological study of Prunus Humilis Bunge in anti-waterlogging. SOD enzyme activity is detected
by the pyrogallol autoxidation method and POD enzyme activity is also detected by using guaiacol method
in Prunus humilis Bunge leaves. The experimental results show that the SOD enzyme activity largely de-
creases,but POD enzyme activity increases during waterlogging stress;SOD enzyme activity increases but
POD enzyme activity decreases after a period. In the later stage,both SOD and POD enzyme activity de-
crease and finally reach a constant level. The conclusion drawn from the experiments is that the waterlog-
ging can affect the physiological status of Prunus Humilis Bunge,but the results show that Prunus Humilis
Bunge has more powerful adaptability in the waterlogging stress in a short period of time.
Key words:Prunus Humilis Bunge;waterlogging;POD;SOD;enzyme activity
·931·第 2 期 邢世奇,等:w-平坦模的一个注记