全 文 ：第 13 卷 第 2 期 北华大学学报(自然科学版) Vol． 13 No． 2
2012 年 4 月 JOURNAL OF BEIHUA UNIVERSITY(Natural Science) Apr． 2012
文章编号:1009-4822(2012)02-0163-04
水杨酸对大丽花多酚氧化酶的影响
任桂红，朱 梅，孙海明，赵桂云，侯 宇，刘宝岩
(北华大学化学与生物学院，吉林 吉林 132033)
摘要:目的 探讨如何提高大丽花的抗病性．方法 以大丽花为实验材料，使用水杨酸(SA)叶面喷施处理方式，
分析在水杨酸处理其植株叶片后，随时间变化，不同浓度的水杨酸对 PPO 活性的影响，为研究大丽花的抗病性
提供实验依据．结果 本品种大丽花的 PPO最适 pH为 5． 8;SA对大丽花 PPO有一定的影响．用低于 0． 5 mmol /L
的 SA处理后的大丽花，PPO活性无显著影响;1 ～ 2 mmol /L 的 SA 对 PPO 活性起促进作用，并且于 24 h 达到高
峰;而 3 mmol /L的 SA对 PPO活性起明显的抑制作用．而用以上几组浓度的 SA处理大丽花后，PPO活性在 48 ～
60 h之后逐渐恢复到未处理状态．结论 外源 SA对大丽花进行处理后对 PPO活性在一定时间内有诱导作用．
关键词:大丽花;多酚氧化酶(PPO) ;水杨酸(SA)
中图分类号:Q55 文献标志码:A
收稿日期:2012-01-20
作者简介:任桂红(1967 －) ，女，副教授，主要从事植物生理学研究;
通信作者:朱 梅(1963 －) ，女，副教授，主要从事植物资源学研究．
Effects of Salicylic Acid on Polyphenol Oxidase in Dahlia pinnata
REN Gui-hong，ZHU Mei，SUN Hai-ming，ZHAO Gui-yun，HOU Yu，LIU Bao-yan
(Chemical and Biological College of Beihua University，Jilin 132033，China)
Abstract:Objective To explore how to improve the disease resistance of Dahlia pinnata． Method The
salicylic acid (SA)was sprayed on the Dahlia pinnata and then，the effect of SA on Poly Phenol Oxidase (PPO)
activity with the change of the time and at different concentrations of SA was analyzed to provide an experimental
evidence for the study on the disease resistance of Dahlia pinnata． Results The optimum pH value for this
variety of Dahlia pinnata was 5． 8，SA had certain effect on PPO activity，SA less than 0． 05 mmol /L had no
significant effect on PPO activity，PPO activity could be promoted by 1 ～ 2 mmol /L SA and the PPO activity could
reach a peak value after 24 hours，while 3mmol /L SA exerted significant inhibitory effect on PPO activity． After
being treated respectively with above concentrations of SA，PPO activity restored gradually to the level before the
treatment after 48 ～ 60 h． Conclusion After the treatment of Dahlia pinnata with exogenous SA，PPO activity in
Dahlia pinnata could be induced within a certain range of time．
Key words:Dahlia pinnata;Polyphenol Oxidase(PPO) ;Salicylic acid(SA)
大丽花(Dahlia pinnata Cav．)别名大理花、大丽
菊等，为菊科大丽花属多年生草本植物．大丽花原产
于墨西哥等地，20世纪初引入我国，现在在我国东北
等地栽培较多．据统计，世界各地栽培的大丽花品种
达 3万余种，是品种最多的观赏植物之一［1］．
水杨酸(SA)是植物体内普遍存在的一种酚类
化合物，同时也是一种重要的信号分子，它能够激
活一系列植物抗性防卫反应，如 SA 可以诱导植物
抗病性、抗旱性和抗盐性［2］;水杨酸还参与植物的
蒸腾［3］、种子的萌发［4］、开花［5］、气孔关闭［6］、产
热［7］等多种生理生化过程;诱导植物产生抗病、抗
盐、耐冷等多种生理性状［2］;还参与植物细胞线粒
体抗氰呼吸和非磷酸化途径，提高植物体内茉莉酸
代谢水平［8］．早在 1979 年，有作者就证实外源 SA
及其衍生物乙酰水杨酸(阿司匹林)处理可以诱导
烟草 PR 蛋白的合成和对烟草花叶病毒(Tobacco
Mosaic Virus，TMV)的抗性［1］． 1982 年有作者发现:
不论是喷施、注射还是土施，SA都能诱导枯斑三生
烟(Sumsun NN)产生 4 种 PR 蛋白，且对离体叶片
也有效． 施用外源 SA 还可诱发烟草、黄瓜、水稻、
拟南芥和马铃薯等多种植物积累 PR 蛋白，并产生
抗真菌、细菌、病毒等多种病原物的能力［9-13］．近年
来，大量实验研究表明:SA 还可以影响植物防御
酶［12-15］活性．
多酚氧化酶(PPO)是植物体内的一种防御酶
之一，是自然界存在的一种氧化-还原酶，与植物的
抗病性［16］、植物体内的褐变死亡、光合作用以及花
色的形成等都有关系［17］．关于 SA可以影响植物防
御酶活性的研究已引起了人们的广泛关注，但在大
丽花上的应用还未见报道．
本实验用不同浓度的 SA 对大丽花叶片进行
喷施处理，通过在不同时期测定其多酚氧化酶活性
的变化，探讨 SA 对 PPO 的诱导作用，进而为防治
大丽花感染病虫害提供实验依据．
1 材料与方法
1． 1 试验材料
供试大丽花品种:花黄色，编号 D2，取自吉林
市江南公园．
将混合均匀的土壤装于直径 30 cm的花盆中，
每盆种植 4 株大丽花幼苗，然后置于室内培养，保
持适宜的温度和湿度，培养至长出 8 ～ 10 片对生叶
时，备用．
1． 2 试剂与仪器
邻苯二酚、枸橼酸钠、磷酸氢二钠、聚乙烯吡咯
烷酮，均为分析纯．
723A可见分光光度计(上海精密科学仪器有
限公司)、LDZ-12 低速自动平衡微型离心机(北京
医用离心机厂)、HHS 型电热恒温水浴锅(上海博
讯实验有限公司医疗设备厂)、电炉等．
1． 3 实验方法
1． 3． 1 SA处理
对大丽花植株喷施不同浓度的水杨酸:0． 25，
0． 5，1，2，3 mmol /L，每盆喷施 20 mL，以清水为对照
(CK) ，3 次重复． 于喷药处理的 0，12，24，36，48，
60，72，84 h 取样．样品取大丽花对生功能叶，每次
取新鲜的大丽花叶片 0． 25 g．
1． 3． 2 PPO粗酶提取
取新鲜的大丽花叶片 0． 25 g，然后取 1 mL
pH 6． 0的磷酸氢二钠-枸橼酸缓冲液，并加入适量
的聚乙烯吡咯烷酮置于冰研钵中均匀磨成浆，再加
入 19 mL pH 6． 0 的缓冲液，搅拌均匀后静置
10 min．用纱布过滤，滤液在 3 500 r /min 下离心
5 min，上层清液即为粗酶液，于 4 ℃下保存．
1． 3． 3 PPO最适 pH的测定
取 1 mL 0． 1 mol /L 邻苯二酚(底物) ，分别加
入 pH为 5． 0，5． 4，5． 6，5． 8，6． 0，6． 2，6． 6，7． 0 的磷
酸氢二钠-枸橼酸缓冲液 4 mL 组成混合液．加入酶
液 1 mL，于 0 min 420 nm 处测 PPO 酶活力的 OD
值．测完后，将待测液立即倒回原试管中，于 30 ℃
下水浴保温 10 min． 10 min 后于 420 nm 处再测一
次 PPO酶活力，用变化的 OD 值进行计算． 空白管
中的邻苯二酚用煮沸的酶液代替，酶活性以每 g 每
min A420增加 0． 01 为一活性单位．
1． 3． 4 SA对大丽花 PPO的影响
取酶液 1 mL，加入 5 mL 反应混合液中(1 mL
0． 1 mol /L邻苯二酚与 4 mL pH 5． 8 磷酸氢二钠-枸
橼酸缓冲液) ，于 0 min 420 nm 处测 PPO 酶活力．
测完后，将待测液立即倒回原试管中，于 30 ℃下水
浴保温 10 min． 10 min 后于 420 nm 处再测一次
PPO酶活力，用变化的 OD 值进行计算． 空白管中
的邻苯二酚用煮沸的酶液代替． 酶活性以每 g 每
min A420增加 0． 01 为 1 活性单位．
1． 4 酶活力计算
PPO酶活性用 420 nm 处每 g 鲜重每 min 的
OD值变化显示［18］:
酶活性 =
ΔOD (A420nm)
0． 01 ×W × t ×稀释倍数，
式中:W 为样品量(g) ;t 为反应时间(min) ;A420nm
处 ΔOD值为 0 min 时的 OD 值与 10 min 时的 OD
值的差值．
2 结果与分析
2． 1 PPO酶最适 pH的确定
实验表明:大丽花 PPO 酶的最适 pH 为 5． 8
(见图 1)．从图 1 可以看出:pH为 5． 0 ～ 5． 8 时，酶
活性呈稳定上升趋势，且在 pH 5． 8 处酶活性达到
高峰值．而 pH 在 6． 0 以上时则酶活性受到抑制，
并且在 pH 7． 0 处抑制最为明显． 因此，在测定 SA
对大丽花 PPO酶活力影响时，取磷酸氢二钠-枸橼
酸缓冲液与 1 mL 0． 1 mol /L 邻苯二酚共同组成混
合液，使 pH为 5． 8．
在其他植物中，如菊芋块茎的 PPO最适 pH范
围为 4． 4 ～ 5． 2［19］;红三叶叶片 PPO 的最适 pH 范
围为 5． 0 ～ 6． 5［20］;莲藕 PPO 的最适 pH 范围为
461 北华大学学报(自然科学版) 第 13 卷
5． 0 ～ 8． 0［21］;中华寿桃果肉 PPO 的最适 pH 约为
6． 5［22］等． 本实验的大丽花叶片 PPO 最适 pH 为
5． 8，与文献结果基本相吻合．
2． 2 SA对 PPO酶活性的影响
以 0． 25，0． 5，1，2，3 mmol /L 的水杨酸对大丽
花植株进行喷施，每盆喷施 20 mL，以清水为对照
(CK) ，3 次重复． 于喷药处理的 0，12，24，36，48，
60，72，84 h 取样，对大丽花 PPO 酶活性的影响结
果如图 2，3，4，5，6 所示．
图 1 pH对大丽花 PPO酶活性影响
Fig． 1 Effects of pH on PPO activity in Dahlia
pinnata
图 2 0． 25 mmol /L的 SA对大丽花 PPO活性影响
Fig． 2 Effects of 0． 25 mmol /L SA on PPO activity
in Dahlia pinnata
图 3 0． 5 mmol /L的 SA对大丽花 PPO活性影响
Fig． 3 Effects of 0． 5 mmol /L SA on PPO activity
in Dahlia pinnata
图 4 1 mmol /L的 SA对大丽花 PPO活性影响
Fig． 4 Effects of 1 mmol /L SA on PPO activity
in Dahlia pinnata
图 5 2 mmol /L的 SA对大丽花 PPO活性影响
Fig． 5 Effects of 2 mmol /L SA on PPO activity
in Dahlia pinnata
图 6 3 mmol /L的 SA对大丽花 PPO酶活性影响
Fig． 6 Effects of 3 mmol /L SA on PPO activity
in Dahlia pinnata
2． 2． 1 低浓度 SA对大丽花 PPO活性的影响
由图 2，3 可以看出:0． 25 mmol /L 的 SA 和
0． 5 mmol /L的 SA对大丽花的 PPO活性影响不大，
随对照组的变化而变化，与对照组曲线近似于重
合，无明显差异．
本实验现象在其他植物中并未见报道，这可能
与选取的叶片发育时期有关，叶片的不同发育时期
酶的活性是不同的．但也有文献报道，SA在此浓度
下，对于其他的酶有影响，以提高植物系统抗性．例
如，在王海华等［23］做的 SA对水稻幼苗抗白叶病的
研究中发现:0． 5 mmol /L的 SA 能明显降低水稻幼
苗未处理叶中过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧
561第 2 期 任桂红，等:水杨酸对大丽花多酚氧化酶的影响
化物酶(APX)的活性，而对过氧化物酶(POD)活
性无明显影响，同时对未处理叶中超氧化物歧化酶
(SOD)活性也无明显变化．
2． 2． 2 中等浓度 SA对大丽花 PPO活性的影响
由图 4，5 可以看出:1 mmol /L 与 2 mmol /L 的
SA对大丽花 PPO 活性起促进作用，而且在24 h时
获得活性峰值，在 24 h 之后酶活性逐渐降低，于
60 h之后最终恢复到为喷施时的状态． 1 mmol /L的
SA处理大丽花与对照组相比，酶活性最高值为
125． 08，平均酶活性差值为 6． 88，使酶活性升高
6． 62%;而 2 mmol /L 的 SA 对大丽花 PPO 活性起
更为明显的促进作用:酶活性最高达到 176． 73，平
均酶活性差值达 26． 81，使酶活性升高 28． 09% ．因
此，2 mmol /L为相对较适宜浓度．
文献资料显示:用 1 mmol /L的 SA处理番茄幼
苗叶片［24］，PPO，POD 的活性均有提高，但不能确
定是否提高了系统抗性．在花生［14］中，1 mmol /L和
2 mmol /L的 SA对 PPO均起促进作用，而 2 mmol /L
的 SA则对其起明显促进作用，这与本实验的结论
是相一致的．
2． 2． 3 高浓度 SA对大丽花 PPO活性的影响
由图 6 可以看出:3 mmol /L的 SA对大丽花起
明显抑制作用． 对照组的 PPO 酶活性始终高于喷
施3 mmol /L的 SA 后的酶活性． 3 mmol /L 的 SA 处
理大丽花 PPO活性最低值为 45． 95，平均酶活性差
值为19． 84，使酶活性降低 29． 55% ．这种现象在其
他植物中十分少见，尚需进一步研究．
3 讨 论
实验结果表明:SA对大丽花有一定的影响，且
经过水杨酸喷施的大丽花植株受病虫害影响的程
度少于清水浇灌的植株． 本品种的大丽花 PPO 最
适 pH为 5． 8;用低于 0． 5 mmol /L 的 SA 处理后的
大丽花，对 PPO活性无显著影响;1 ～ 2 mmol /L 的
SA对 PPO 活性起促进作用，而且 2 mmol /L 的 SA
对 PPO活性起明显的促进作用，并且于 24 h 达到
高峰;3 mmol /L的 SA对 PPO活性起明显的抑制作
用．用以上几组浓度的 SA处理大丽花 PPO活性在
48 ～ 60 h之后逐渐恢复到未处理状态． 可见，外源
SA对大丽花的处理、诱导只是阶段性的，不能使大
丽花终生获得诱导抗性．
参考文献:
［1］姚梅国，王明启，迟玉文．大丽花品种资源的研究［J］．
吉林林学院学报，1995，11(2) :96-99．
［2］张春光，荆红梅，郑海雷，等． 水杨酸诱导植物抗性的
进展［J］．生命科学研究，2001，11(3) :185-189．
［3］ Larque-Saavedra A． Stomatal Closure in Response to
Actysalicylic Acid Treatment［J］． Pflanzenphysiol，1979，
93:371-375．
［4］谭大凤，沈宁东． 水杨酸对豌豆种子萌发及幼苗生长
的影响［J］．青海大学学报:自然科学版，2006，9(5) :
41-43．
［5］李德红，潘瑞炽． 水杨酸在植物体内的作用［J］． 植物
生理学通讯，1995，31(2) :144-149．
［6］ Mathe B，Schulz M，Schnabl H． Effects of Salicylic Acid
on Growth and Stomatal Movements of Vicia faba L:
Evidence for Salicylic Acid Metabolization［J］ ． Chem
Ecol，1992，18:1525-1539．
［7］ K L Kssing D F，Malamy J ． The Salicylic Acid Signal in
Plants［J］ ． Plant Mol Biol，1994，26:1439-1458．
［8］刘自刚，张雁． 水杨酸在农业生产中的应用［J］． 作物
杂志，2007，23(2) :16-18．
［9］李淑菊，马德华，庞金安，等． 水杨酸对黄瓜几种酶活
性及抗病性的诱导作用［J］． 华北农学报，2000，15
(2) :118-122．
［10］岳东霞，张要武，庄勇，等．水杨酸对黄瓜植株抗病酶
系和白粉病抗性的诱导作用［J］． 河北农业大学学
报，2003，26(4) :14-17．
［11］叶梅荣． NaCl 胁迫下水杨酸浸种对水稻幼苗生长的影
响［J］．安徽技术师范学院学报，2002，16(4):44-46．
［12］刘凤权，王金生．水杨酸对水稻防卫反应酶系的系统
诱导［J］．植物生理学报，2002，38(2) :121-123．
［13］蔡新忠，郑重．水杨酸在植物抗病反应中的作用［J］．
植物生理学通讯，1998，34(4) :297-304．
［14］鄢洪海，赵志强，王琰，等．水杨酸处理对花生主要防
御酶活性的影响［J］．花生学报，2006，35(4) :20-22．
［15］王海凤，秦树才，张少英，等．水杨酸浸种对甜菜丛根
病防御酶系的诱导作用［J］． 中国糖料，2005(4) :7-
10，25．
［16］谢春艳，宾金华，陈兆平，等． 多酚氧化酶及其生理
功能［J］．生物学通报，1999，34 (6) :11-13．
［17］王曼玲，胡中立，周明全，等．植物多酚氧化酶的研究
进展［J］．植物学通报，2005，22(2) :215-222．
［18］ 杨昌鹏，杨静，藤田修二．番石榴多酚氧化酶的部分
纯化及其特性研究［J］．食品与发酵工业，2006，32(9):
23-27．
［19］杨政水，黄静．菊芋多酚氧化酶特性研究［J］．食品研
究与开发，2006，27(2) :24-25，63．
［20］王晶，周禾． 红三叶多酚氧化酶的研究［J］． 草地学
报，2007，3(2) :142-144，163．
［21］李宁，郁志芳，赵友兴，等． 莲藕多酚氧化酶的酶学
特性［J］．江苏农业学报，2008，18(1) :63-64．
［22］段玉权，董维，张明晶，等．中华寿桃多酚氧化酶的特
性研究［J］．中国农业科学，2008，41(3) :795-799．
［23］王海华，曹赐生，康健，等．水杨酸诱导的水稻对白叶
枯病的系统抗性与未处理叶酶活性的变化［J］．中国
水稻科学，2002，16(3) :252-256．
［24］胡彦江，张茹琴，王瑞荣，等． 水杨酸、乙酰水杨酸对
番茄幼苗叶片中 PPO 和 POD 的诱导作用［J］． 西北
植物学报，2007，27(2) :262-266．
【责任编辑:陈丽华】
661 北华大学学报(自然科学版) 第 13 卷