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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2010 年第 7 期
可见分光光度法测定盐胁迫下玉米
幼苗抗氧化酶活性及丙二醛含量
郑世英1 商学芳2 王景平3
(1德州学院生物系，德州 253023;2山东农业广播学校，济南 250014;3德州学院地理系，德州 253023)
摘 要: 采用可见分光光度计法研究了盐胁迫条件下，登海 9 号及掖丹 22 两个玉米品种的幼苗中 SOD、POD、CAT活性
及 MDA含量变化。根据这些生理指标在不同玉米品种、不同盐浓度处理下的变化规律，探求盐胁迫下玉米幼苗的抗盐生理
机制。研究结果表明，随着 NaCl处理浓度的提高，玉米幼苗中 SOD、POD及 CAT活性均有增加;当盐胁迫浓度达到 60 mol /L
时，两玉米品种的 SOD活性均达到最高，然后随 NaCl处理浓度的增加，SOD活性逐渐降低;当盐胁迫浓度达到 40 mol /L时，两
玉米品种的 POD活性均达到最高，然后随 NaCl处理浓度的增加，POD活性逐渐降低;当盐胁迫浓度达到 40 mol /L时，掖丹 22
的 CAT活性达到最高，当盐胁迫浓度达到 60 mol /L时，登海 9 号的 CAT活性达到最高，然后随 NaCl处理浓度的增加，CAT活
性逐渐降低。随着 NaCl处理浓度的提高，玉米幼苗叶片中的 MDA含量均有增加，当浓度大于 40 mol /L时，增加幅度加大。
关键词: 可见分光光度法 玉米 幼苗 盐胁迫 抗氧化酶活性
Determination of Antioxidant Enzyme Activity and Contents
of MDA in Maize Seedlings Under Salt Stress with
Visible Spectrophotometry
Zheng Shiying1 Shang Xuefang2 Wang Jingping3
(1Department of Biology，Dezhou University，Dezhou 253023;2Shandong Agricultural Broadcast School，
Jinan 250014;3Department of Geography，Dezhou University，Dezhou 253023)
Abstract: To examine the capacity of salt resistance of Maize seedlings，the activity of SOD，POD，CAT and the contents of MDA
in Maize seedlings were measured by means of visible spectrophotometry． Also，the change patterns of the physiological indexes with dif-
ferent varieties and treatment concentration were analyzed． Attempts were then made to elucidate the physiological mechanism of how
salt stress affects the growth of the Maize ． The results showed that with the increase in NaCl concentration，the activity of SOD，POD and
CAT in the seedlings of Maize also increased． when the treatment concentration was lower than 60 mol /L，with the increase in NaCl con-
centration the activity of SOD increased，when the treatment concentration was higher than 60 mol /L，with the increase in NaCl concen-
tration the activity of SOD decreased gradually． When the treatment concentration was lower than 40 mol /L，with the increase in NaCl
concentration the activity of POD increased，when the treatment concentration was higher than 40 mol /L，with the increase in NaCl con-
centration the activity of POD decreased gradually． When the treatment concentration was 40 mol /L，the activity of CAT of YeDan 22
was the highest;When the treatment concentration was 60 mol /L，the activity of CAT of Denghai 9 was the highest，then with the in-
crease in NaCl concentration the activity of CAT decreased gradually． With the increase in NaCl concentration，the contents of MDA in-
creased． When the treatment concentration was higher than 40 mol /L，the contents of MDA increased rapidly．
收稿日期:2010-01-04
基金项目:山东省自然科学基金(Y2008D40，Y2008D36)
作者简介:郑世英，女，教授，研究方向:植物抗性生理;E-mail:zsy0015@ 163. com
Key words: Visible spectrophotometry Maize Seedling Salt stress Antioxidant enzyme activity
2010 年第 7 期 郑世英等:可见分光光度法测定盐胁迫下玉米幼苗抗氧化酶活性及丙二醛含量
玉米是盐敏感植物，耐盐能力比较低，其极限盐
度是 1. 7 × 10 －2 mol /L NaCl，每超过极限盐度 1 ×
10 －2 mol /L，产量降低 12% ［1，2］，因此玉米是研究盐
胁迫的良好材料。盐胁迫下植物细胞内 Na +、Cl －
和其他离子如 K +、Ca2 +运输的动态平衡被破坏，细
胞内过量 Na +还可以破坏体内活性氧产生与清除系
统之间的动态平衡，启动膜脂过氧化或膜脂脱脂化
作用，破坏膜脂和膜蛋白，从而影响膜结构［3，4］。
植物组织在盐胁迫下通过各种途径产生活性
氧［5］，活性氧对植物功能分子有破坏作用，包括引
起膜脂过氧化作用，并产生膜脂过氧化产物丙二醛
(MDA)。植物体中的保护酶能降低或消除活性氧
对膜脂的伤害，例如，超氧化物歧化酶(SOD)可以消
除超氧化物阴离子自由基(O-2)产生 H2O2，而 H2O2
可被过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)分解
成 H2O;POD 可清除线粒体中或胞浆中产生的低浓
度 H2O2，CAT 主要分布在过氧化酶体中，可清除高
浓度的 H2O
［6］
2 。所以，保护酶的活性以及 MDA 含
量，可以作为植物受盐胁迫程度和植物对盐胁迫抵
御能力的衡量指标。相关研究表明，盐胁迫下，玉米
地上部和根部 Na +含量增加，根部 Na +、Cl －含量明
显高于地上部，可见玉米幼苗主要将 Na +、Cl －储存
在根部，使地上部盐分浓度保持较低水平，从而降低
盐分的伤害作用［7］。盐胁迫下，玉米幼苗渗透调节
能力的提高和渗透势的降低，主要是由于幼苗中渗
透调节物质的增加，包括糖、有机酸和离子，特别是
K +、脯氨酸、甜菜碱等。玉米幼苗经 NaCl 处理后，
脯氨酸含量上升，蛋白质含量减少［8］。
本研究对 NaCl 胁迫下玉米种子萌发过程中超
氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物
酶(POD)及丙二醛(MDA)等生理指标的变化进行
了研究，以探索盐胁迫下玉米幼苗的生理变化特征，
为进一步研究玉米的抗盐生理打下基础。
1 材料方法
1. 1 仪器与材料
试验仪器为 T6 新世纪紫外-可见分光光度计。
登海 9 号(耐盐品种)和掖单 22(盐敏感品种)玉米
种子购自山东德州农业科学院。
1. 2 材料处理
玉米种子经 0. 1% HgCl2表面消毒后，用去离子
水洗净，并浸泡 24 h，置于 25℃催芽。待种子萌发
后，挑选发芽一致的种子播于铺有纱布和滤纸的培
养皿中，开始 NaCl 胁迫处理。处理浓度分别为 0、
20、40、60、80 mol /L NaCl 的 1 /2 Hoagland 营养液，
自然光照，昼夜温度为(25 ± 5)℃;(18 ± 5)℃左右。
出芽后挑选整齐一致的小幼苗在小烧杯中进一步进
行 NaCl胁迫处理。每个小烧杯中定植 3 株，每隔 1
d补充 1 次去离子水，每 3 d 更换一次含有 NaCl 的
1 /2 Hoagland营养液，三叶一心时取样进行生理指
标的测定，每个试验设 3 个重复。
1. 3 抗氧化酶活性的测定方法
粗酶液的制备:称鲜叶 3 g，加入 15 mL 酶提取
液(用 50 mmol /L pH7. 8 的 PBS 配制，含有 0. 1
mmol /L EDTA 、质量浓度为 0. 3% Triton X-100 和质
量浓度为 4%聚乙烯聚吡咯烷酮) ，冰浴充分研磨，
冷冻离心(14 000 r /min，20 min) ，取上清液冷藏
备用。
采用氮蓝四唑(NBT)比色法［9］进行超氧化物
歧化酶(SOD)活性的测定;采用李仕飞等方法［10］进
行过氧化氢酶(CAT)活性的测定;采用愈创木酚比
色法［11］进行过氧化物酶(POD)活性的测定;采用硫
代巴比妥酸(TBA)比色法［12］进行丙二醛(MDA)含
量的测定。
2 结果与分析
2. 1 盐胁迫对玉米幼苗 SOD活性的影响
由图 1 可以看出，随着盐胁迫处理浓度增加，登
海 9 号和掖丹 22 玉米幼苗 SOD 活性均逐渐增加，
当盐胁迫浓度达到 60 mol /L时，SOD活性均达到最
大，但是登海 9 号 SOD 活性高于掖丹 22，然后随着
盐处理浓度的增加，SOD 活性逐渐降低。说明在低
NaCl浓度下，SOD 能够有效清除膜脂过氧化产物;
而在高 NaCl浓度下其清除能力大大降低。
2. 2 盐胁迫对玉米幼苗 POD活性的影响
由图 2 可以看出，随着盐胁迫浓度的增加，登海
9 号和掖丹 22 玉米幼苗 POD活性均逐渐增加，当盐
胁迫浓度达到 40 mol /L 时，POD 活性均达到最大，
但是登海 9 号 POD活性高于掖丹 22，然后随着盐处
理浓度的增加，POD活性逐渐降低。说明在低 NaCl
浓度下，POD 能够有效地分解过氧化物，而在高
NaCl浓度下其分解过氧化物的能力降低。
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生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2010 年第 7 期
2. 3 盐胁迫对玉米幼苗 CAT活性的影响
由图 3 可以看出，随着盐胁迫浓度的增加，登海
9 号和掖丹 22 玉米幼苗 CAT活性均逐渐增加，当盐
胁迫浓度达到 40 mol /L时，掖丹 22CAT活性达到最
大，当盐胁迫浓度达到 60 mol /L 时，登海 9 号 CAT
活性达到最大，然后随着盐处理浓度的增加，CAT
活性逐渐降低。说明在低 NaCl浓度下，CAT能够有
效地分解 H2O2，而在高 NaCl浓度下分解能力降低。
而且登海 9 号的抗盐能力大于掖丹 22。
2. 4 盐胁迫对玉米幼苗 MDA含量的影响
由图 4 可以看出，随着盐胁迫浓度的增加，登海
9 号和掖丹 22 玉米幼苗 MDA 含量均逐渐增加，两
者呈正相关。盐浓度低时，MDA 含量增加比较平
缓，从 40 mol /L开始急剧增加，处理间差异显著。
图 1 NaCl胁迫对玉米幼苗 SOD活性的影响 图 2 NaCl胁迫对玉米幼苗 POD活性的影响
图 3 NaCl胁迫对玉米幼苗 CAT活性的影响 图 4 NaCl胁迫对玉米幼苗MDA含量的影响
3 讨论
植物体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢
酶(CAT)和过氧化物酶(POD)是一类重要的抗氧
化酶，在清除重金属等诱导产生的氧自由基和过氧
化物、抑制膜脂过氧化、保护细胞免遭伤害等方面起
重要作用，抗氧化酶可以作为检测环境污染物胁迫
的生物标记物［13］。SOD作为超氧自由基清除剂，其
活性高低与植物的抗逆性大小有一定的相关性，在
适度的逆境诱导下，SOD 活性增加以提高植物的适
应能力。POD是活性较高的适应性酶，能够反映植
物生长发育的特性、体内代谢状况以及对外界环境
的适应性。因为植物在 Cd2 +胁迫下，产生大量的对
植物有害的过氧化物，POD 能够对这些过氧化物
进行氧化和分解以维持自身的正常代谢，从而诱
导了 POD 活性的增加［14］。CAT 是含 Fe 的蛋白
酶，能将 SOD 的歧化产物 H2O2分解成水，达到清
除体内多余 H2O2的目的，避免了 H2O2对植物组织
的伤害［15］。
丙二醛(MDA)是膜脂过氧化最终分解产物，其
含量可以反映植物遭受盐胁迫伤害的程度，是膜系
统受伤害的重要标志之一［16］;MDA 积累越多表明
组织的保护能力越弱［17］。
随着 NaCl处理浓度的提高，玉米幼苗中 SOD、
POD及 CAT活性均有增加，当盐胁迫浓度达到一定
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2010 年第 7 期 郑世英等:可见分光光度法测定盐胁迫下玉米幼苗抗氧化酶活性及丙二醛含量
浓度时，两玉米品种的 SOD、POD 及 CAT 活性均达
到最高，然后随 NaCl处理浓度的增加，SOD、POD及
CAT活性逐渐降低。该结果表明，当盐处理浓度低
时，幼苗保护酶的活性高，可将体内的自由基清除;
当盐处理浓度增大时，细胞膜受到严重损害，玉米幼
苗保护酶系统虽然加强，但其调节能力有限，当盐对
细胞膜的损害超过保护酶系统防御能力时，体内的
SOD、POD 及 CAT 活性不能维持较高水平，导致膜
脂过氧化作用加强，细胞膜遭到进一步破坏。
试验发现随着 NaCl处理浓度的提高，玉米幼苗
叶片中的MDA含量均有增加，当浓度大于 40 mol /L
时，增加幅度加大，这表明生物自由基诱发膜脂过氧
化作用较强，细胞功能受到较大损伤。
玉米遭受 Cd2 +胁迫时，作为内源活性氧清除剂
的 SOD、POD和 CAT能够在一定程度下清除体内过
剩的活性氧，维持活性氧代谢平衡，保护膜结构，使
玉米具有一定忍耐或抵抗重金属的能力;但这种维
持有一定的限度，当 Cd2 +胁迫超过棉花的承受极限
时，SOD、POD和 CAT活性下降或被破坏。
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