全 文 ：百草枯胁迫对地黄和苘麻膜脂过氧化
及抗氧化酶活性的影响
朴仁哲 , 赵洪颜 , 金玉姬 , 林　昊
(延边大学农学院 ,吉林龙井 133400)
　　摘要:百草枯不同浓度 、不同胁迫时间对地黄膜系统破坏较小 , 对苘麻膜系统破坏较大;对地黄 SOD和 APX
活性显著高于苘麻;对地黄抗氧化剂 ASA的含量高于苘麻 , DHA苘麻要高于地黄。进一步证实地黄叶片对百草
枯有很高的抗性 ,从而为百草枯的抗性机理研究提供理论依据。
　　关键词:地黄;抗性;百草枯;抗氧化酶
　　中图分类号:Q945　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2008)03-0271-03
收稿日期:2008 -01-14
基金项目:延边大学州校合作项目 [编号:延大科合字(2005)第 02
号 ] 。
作者简介:朴仁哲(1964— ),男 , 吉林龙井人 , 博士 ,副教授 ,从事作
物栽培与植物抗逆境生理方面研究。E-mail:piaorz@yahoo.com.
cn。
　　活性氧代谢是植物逆境生理活动中重要的代谢
过程之一。当植物处于逆境条件下则会加速活性氧
的生成 ,使其在体内积累 ,造成氧化伤害 [ 1-2] 。百草
枯是一种光谱性除草剂 ,它能在绿色植物组织内从
光合系统Ⅰ高效接受电子 ,产生 O-2· 。 O-2·不但本身
对细胞具有毒性 ,而且能转化成 ·OH与 H2O2等一
系列活性氧 [ 3] 。植物对百草枯的抗性与抗氧化自
由基清除酶系统的活性有关[ 4] 。
我们首次在国内发现地黄对百草枯有较高的抗
性 [ 5] 。目前为止 ,尚未见对百草枯有感性的地黄品
种的报道。本研究以不同浓度百草枯胁迫地黄(抗
性材料)和苘麻(敏感性材料)叶片 ,比较活性氧水
平和抗氧化酶活性的变化 ,从抗氧化角度分析地黄
和苘麻对百草枯的抗性 ,为其抗性机理的研究提供
参考。
1　材料与方法
1.1　材料
试验在延边大学农学院教学农场和生理生化实
验室中进行 。供试品种为地黄(85 -5),种子由延
边大学农学院中药材研究所提供。百草枯为 Sigma
公司生产。
1.2　处理方法
在展开的地黄和苘麻叶片上 ,用打孔器打出直
径为 8 mm的小圆片 ,准确称取 1 g,加入到装有 20
ml浓度分别为 0、10 μmol/L、100 μmol/L的百草枯
溶液的试管中 ,使叶片完全浸入到百草枯溶液中 , 3
次重复。将试管放在光照强度为 125 μmol/(m2·
s)、室温为 25 ℃的培养室内 。胁迫时间分别是 0
(CK)、3、6、12、24 h(胁迫时 ,首先放置胁迫 24 h的
地黄叶片 ,之后分别是 12、6、3、0 h的地黄叶片),测
定各项生理指标。
1.3　生理指标的测定方法
丙二醛 (MDA)含量的测定参照李合生的方
法[ 6] ,用硫代巴比妥酸(TBA),以 μmol/gFW表示
MDA含量。超氧阴离子(O-2· )产生速率的测定参照
王爱国等的方法[ 7] ,根据与羟胺反应时间和蛋白质
的含量 ,求得产生速率(nmol/min/mg蛋白)。超氧
化物歧化酶(SOD)活性测定 [ 6] ,采用氮蓝四唑光化
还原法测定 。抗坏血酸过氧化物酶 (APX)活性测
定 ,参照 NaKano等方法 [ 8] 。抗坏血酸(ASA)含量
的测定 ,参照 Graham＆Annete的方法[ 9] 。蛋白质
含量的测定参照 Bredford的方法 [ 10] 。
2　结果与分析
2.1　百草枯胁迫对地黄和苘麻脂质过氧化反应的
影响
丙二醛是膜脂发生过氧化反应的产物 ,也是细
胞膜损伤程度的标志性物质 ,丙二醛的含量与膜脂
过氧化程度呈正相关[ 11] 。从图 1看出 , 地黄 MDA
含量随着百草枯胁迫时间延长逐渐降低 ,而且降幅
显著 。百草枯胁迫 3 h, MDA的含量瞬间高于对照 ,
这可能是地黄叶片刚刚启动膜脂的过氧化 。由于
MDA的进一步代谢或与其他成分结合 ,或者是与不
—271—江苏农业科学　2008年第 3期DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2008.03.039
同组织器官脂质组分的差异有关[ 12] 。在百草枯胁
迫 24 h后 ,地黄在 10 μmol/L的浓度水平下 ,与对
照相比降低 85.89%,在 100 μmol/L的浓度水平下 ,
与对照相比降低 89.48%。这说明地黄的脂质过氧
化反应 ,减轻了活性氧对膜结构和功能的破坏 ,保护
了细胞膜系统的完整性 ,提高了地黄对百草枯的抗
性 。苘麻 MAD含量会相对降低一些 ,或者保持比
较平稳的水平 ,百草枯处理 24 h后 ,在 10 μmol/L
浓度水平下与对照相比降低 27.80%, 在 100
μmol/L浓度水平下与对照相比降低 39.86%。总体
来看苘麻的 MDA的含量较低 ,这可能是 MDA与蛋
白质发生交联而使测定的结果偏低的缘故 。
2.2　百草枯胁迫对地黄和苘麻 O-2·产生速率的
影响
O-2·是 O2接受一个电子后形成的活性氧产物 ,
可以自发地或在 SOD的作用下歧化为 H2O2和 O2。
O-2·的含量变化将会影响膜脂的损伤程度。由图 2
看出 ,百草枯胁迫下 ,地黄 O-2·产生的速率随着胁迫
时间的延长逐渐降低 ,苘麻则反之。百草枯胁迫 24
h后 ,在 10 μmol/L的浓度水平下 ,地黄 O-2·产生的
速率比对照降低 43.26%,苘麻 O-2·产生的速率比对
照高 64.60%。在 100 μmol/L的浓度水平下 ,地黄
O-2·产生的速率比对照降低 35.21%,苘麻 O-2·产生
的速率比对照高 270.19%。
2.3　百草枯胁迫对地黄和苘麻酶活性的影响
植物组织对百草枯的抗性与对环境胁迫的抗性
均与活性氧清除系统的活力尤其是关键 SOD的活
性呈正相关[ 12] 。百草枯胁迫下 ,地黄和苘麻 SOD
的活性均随着胁迫时间的延长而逐渐提高 。对照苘
麻的 SOD活性比对照地黄的 SOD的活性低 80.7%,
百草枯胁迫 24 h后 , 10 μmol/L地黄 SOD的活性比
10 μmol/L苘麻的 SOD活性高49.46%, 100 μmol/L
地黄的 SOD活性比 10μmol/L苘麻的SOD的活性高
50.86%(图 3)。百草枯胁迫下地黄和苘麻对叶片
APX活性的影响见图 4。对照地黄的 APX活性比
苘麻 APX活性高 2.7%,但是百草枯处理 24 h后 ,
10 μmol/L地黄的 APX活性比苘麻 APX的活性高
29.75%, 100 μmol/L地黄的 APX活性比苘麻 APX
的活性高 32.25%.在 10 μmol/L的浓度水平下 ,地
黄 APX活性比对照降低 46.20%,苘麻 APX的活性
比对照降低 61.16%;在 100 μmol/L浓度水平下 ,地
黄 APX活性比对照降低 39.95%,苘麻 APX的活性
比对照降低 58.19%。
2.5　百草枯处理对地黄和苘麻抗坏血酸含量的
影响
百草枯胁迫下 ,地黄和苘麻叶片抗坏血酸含量
—272— 江苏农业科学　2008年第 3期
的影响见图 5、图 6、图 7。地黄和苘麻叶片总抗坏
血酸含量 ,在各处理浓度和处理时间之间差异不显
著 ,说明总抗坏血酸含量不能作为抗氧化性差异的
指标。在 0、3、6、12、24 h的胁迫过程中 ,地黄 ASA
的含量均比苘麻高 ,但是 DHASA含量苘麻均比地
黄高。百草枯胁迫 24 h后 , 10 μmol/L浓度下 ,地黄
ASA含量在总抗坏血酸含量中占 79.12%,而苘麻
仅占42.57%;100 μmol/L浓度下 ,地黄 ASA含量在
总的抗坏血酸含量中占 80.24%, 苘麻仅占
42.05%。证实 ASA直接清除 H2O2 ,并与 1O2 、O-2· 、
· OH反应清除活性氧的毒害作用 , ASA可作为抗
氧化性差异的指标。
3　讨论
逆境引起的自由基累积与膜伤害有密切关系 。
大量的研究表明 ,植物在逆境胁迫过程中 ,会产生过
剩的自由基 ,其毒害之一就是引发或加剧膜脂过氧
化作用 。膜脂过氧化作用的中间产物自由基和最终
产物 MDA都会严重损伤生物膜。百草枯是光谱除
草剂 ,在叶绿体和线粒体中诱导 O-2·产生 , O-2·对细
胞具毒害作用 ,还能转化成 H2O2 与 · OH, · OH
是极具有破坏力的活性氧 , 是膜脂过氧化的启动
者 [ 13-14] 。O-2·产生的速率与膜脂过氧化及膜透性呈
极显著关系。本研究在不同浓度的百草枯胁迫下能
使地黄叶片 O-2·产生的速率 、电导率 、MDA的含量
维持在较低水平 ,苘麻则反之。说明百草枯胁迫条
件下 ,地黄细胞膜系统受破坏小 ,对百草枯有很高的
抗性 。
逆境胁迫可破坏活性氧产生与清除之间的平
衡 ,导致植物体内活性氧的积累 。百草枯可诱导氧
化胁迫 ,植物组织对百草枯的抗性与组织所具有的
活性氧清除系统的活性密切相关。已经有报道表
明 ,韩国小飞蓬中 SOD对百草枯有很高的抗性[ 15] 。
SOD活性强 ,间接说明了细胞内具有高水平的 O-2· 。
对 O-2·的直接测定证明了这一点(图 2),本试验的
结果与前人的结果相一致。这是地黄叶片抗百草枯
的主要原因之一 。 ASA是植物体内重要的抗氧化
剂 ,在活性氧的清除系统中有重要的地位。它们通
过 Haliwel-Asada途径或直接清除 H2O2 , 并
与 1O2、O-2· 、· OH反应清除活性氧的毒害作用。抗
坏血酸过氧化物酶(APX)能清除 H2O2且与 H2O2
有很高的亲和力。从本研究结果看 ,地黄叶片 APX
的活性 ,在百草枯胁迫 6 h后活性逐渐降低 , 12 h后
恢复到对照的水平。而地黄叶片 ASA的含量逐渐
增加 ,在百草枯胁迫 24 hASA的含量达到最大值 ,
表明在百草枯胁迫的前期 APX活性起到了显著的
作用 ,后期 ASA在地黄叶片对百草枯抗性中起到重
要的作用 。
参考文献:
[ 1] ElstnerEF, OsswaldW.Mechanism ofoxygenactivationduring
plantstress[ J] .Proceedingsofroyalsocietyofedinburgh, 1994, 10
(B):131-154.
[ 2] FoyerCH, LelandaisM, KunertKJ.Photooxidativestressinplant
[ J] .PhysiolPlant, 1994, 92:696-717.
(下转第 274页)
—273—朴仁哲等:百草枯胁迫对地黄和苘麻膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响
不同饲料对黄粉虫幼虫生长发育的影响
张　丹 , 周玉书 , 李庆辉
(沈阳农业大学植物保护学院 ,辽宁沈阳 110161)
　　摘要:采用麦麸 、豆腐渣 、稻壳 、汉虾粉 4种主要原料 , 配制成 8种饲料饲养黄粉虫 , 观察黄粉虫的生长发育
情况。结果表明 , 8种饲料配方饲喂黄粉虫对其幼虫的化蛹率影响不显著 , 但对幼虫的发育历期 、增重及蛹体重
影响显著。饲料中添加汉虾粉饲喂效果最佳 , 幼虫发育历期短 , 增重快 , 蛹体重量大 , 其次是混合饲料 , 用稻壳饲
养的效果最差。
　　关键词:黄粉虫;人工饲养;饲料;生长发育
　　中图分类号:Q969.97　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2008)03-0274-03
(上接第 273页)
[ 3]武宝玕 , MitchelED, JohnsonBL,等.野生种花生叶片内超氧化
物歧化酶及其抗 paraquat特性 [ J] .植物生理学报 , 1990, 16(2):
147-152.
[ 4] CakmakJ, MarschnerH.Magnesiumdeficiencyenhancesresistance
toparaquattoxicityinbeanleaves[ J] .Plant, CelandEnviroment,
1992, 15:955.
[ 5]朴仁哲 ,吴明根 , 崔成姬.地黄、稗草对百草枯耐性差异的研究
[ J] .特产研究 , 2002, 24(4):12 -15.
[ 6]李合声.植物生理生化实验原理和技术 [ M] .北京:高等教育出
版社 , 2001:164 -261.
[ 7]王爱国 ,罗广华.植物的超氧物自由基与羟胺反应的定量关系
[ J].植物生理学通讯 , 1990, 26(6):55-57.
[ 8] NakanoY, AsadaK.Hydrogenperoxideisscavengedbyascorbate-
specificperoxidaseinspinachchloroplasts[ J] .PlantCelPhysiol,
1981, 22:867 -886.
[ 9]中国科学院上海植物生理研究所.现代植物生理学实验指南
[ M].北京:科学出版社 , 1999:315 -316.
[ 10] BredfordMM.Arapidandsensitivemethodforquantiztaionofmi-
crogramquantitiesofproteinutilizingtheprincipleofproteimdye
binding[J] .AnalBiochem1976, 72:248 -254.
[ 11] CorbineauF, Gay-MathieuC, VinelD.Decreaseinsunflower
seedviabilitycausedbyhightemperaturesasrelatedtoenergyme-
tabolism, membranedamageandlipidcomposition[ J] .Phsio
Plant, 2002, 116:489-496.
[ 12]许长成 ,樊继莲 ,邹　琦 ,等.水稻对百草枯和一些环境胁迫的
交叉抗性 [ J] .作物学报 , 1996, 22(3):358-361.
[ 13]蒋明义 ,郭绍川.水分亏缺诱导的氧化胁迫和植物的抗氧化作
用 [ J] .植物生理学通讯 , 1996, 32(2):144-150.
[ 14] MalanC, GreylingMM, GresselJ.CorelationbetweenCuandZn
superoxidedismutaseandglutathionereductaseandxenobioticstess
toleranceinmaizeinbreds[ J] .PlantSci, 1990, 69:157 -166.
[ 15] MishraNP, MishraPK, SinghalGS.Changesintheactivesofan-
tioxidantenzymesduringexposureofintactwheatleavestostrong
visiblelightatdiferenttemperaturesinthepresenceofproteinsyn-
thesisinhibitors[J] .PlantPhysiol, 1993, 120:903-911.
[ 16] PyonJY, PiaoRZ, RohSW.OccurenceanddistributionofE-
rigeroncanadensisL.biotypesresistanttoparaquatinKorea[ J].
KoreaJWeedSic, 2001, 21:27-32.
　　黄粉虫 (TenebriomolitorLinnaens),又名面包
虫 ,属于鞘翅目拟步行甲科粉甲属 ,本是世界性分布
的仓库害虫 ,由于其幼虫 、蛹及成虫体内均含有丰富
的蛋白质和多种氨基酸 [ 1] ,营养价值很高 ,加之饲
料来源广泛 ,容易饲养 ,现已普遍用作食品添加成分
及甲鱼 、蝎 、观赏鸟类和鱼类的活体饵料[ 2] 。特别
是近年来随着人们保健意识的增强及特种养殖业的
蓬勃兴起 ,黄粉虫的人工养殖已受到更多关注 。但
收稿日期:2008 -03-19
作者简介:张　丹(1982— ),女 ,山东诸城人 ,硕士 , 主要从事资源昆
虫的开发与利用研究。 E-mail:betty 2001 8@163.com。
通讯作者:周玉书。 E-mail:zhouys102@ 163.com。
目前在产业化生产过程中 ,还存在着饲料单一 、营养
配比不合理 、饲养历时过长 、成本较高等问题 ,因此
研制合理的饲料配方 、扩大饲料来源 、降低饲养成
本 、提高繁殖速度是当前亟待解决的重要问题。为
此 ,作者于 2005 ～ 2007年研究了不同饲料对黄粉虫
生长发育的影响。
1　材料与方法
1.1　供试虫源
黄粉虫幼虫购自沈阳花鸟市场。在室内(25 ±
1)℃、相对湿度 70% ～ 80%条件下人工饲养 3代后
用于试验 。
—274— 江苏农业科学　2008年第 3期