全 文 ：此文于 1996 年 7 月 25 日收到。
VC 和 VE 对不同辐射敏感性作物
膜脂过氧化的防护效应
宋道军 余增亮 姚建铭
(中国科学院等离子体物理研究所生物工程中心 合肥 230031)
徐登益 万兆良
(西南农业大学中心室 重庆 630716)
本文研究了 VC 和 VE 与作物辐射敏感性的关系及其对细胞膜脂过氧化水平的影
响。结果表明 ,随辐照剂量的增大 ,辐射敏感性不同的大豆、油菜 ,其 5d 龄幼苗下胚轴
中 VC 和 VE 的含量逐渐下降 ,膜脂过氧化产物 MDA 的含量逐渐上升 ,SOD 酶的活性先
增后减。追施 VC 和 VE 后不同程度地提高了两种不同辐射敏感性作物 SOD 酶的活性 ,
降低了 MDA 的含量。因此 ,VC 和 VE 具有降低不同辐射敏感性作物的辐射敏感性及
膜脂过氧化水平的作用。
关键词 :大豆 油菜 辐射敏感性 超氧化物歧化酶 丙二醛
前 言
维生素等生物体内天然自由基清除剂对生物的辐射敏感性和生物膜的影响 ,已在动物和微
生物的研究中有不少报道[1 ,2 ]。Baeq 发现 ,辐射使大鼠等动物体内 VC 和 VE 含量大幅度下降 ;
Myers和Bide 报道 ,在红细胞的悬液中加入 VC 或 VE ,可使辐射后的膜脂过氧化产物生成量减
少 ,同时降低了红细胞对辐射的敏感性。然而 ,在作物辐射诱变育种研究中 ,维生素等自由基消
除剂对不同辐射敏感性作物的敏感性有何影响 ,对因辐射而引起的细胞膜脂过氧化有何作用 ,鲜
见有详细报道。为此 ,我们开展了这一研究工作 ,以期丰富辐射诱变育种理论 ,并为生产实践提
供帮助。
材 料 与 方 法
材料 大豆 (辐射敏感型作物 ,西豆 3 号 ,含水量 1316 %)和油菜 (抗辐射型作物 ,西油 B - 2 ,
62I ,含水量 918 %)的风干优质种子。
幼苗培养 精选大豆和油菜种子 ,播于有湿润草纸的培养皿上 ,在 28 ℃恒温培养箱中培养 ,
每天定时浇水 ,使草纸始终处于湿润状态 ,种子露白后开始照光 ,10h/ d ,光强 3000lx ,各处理 3 次
重复。
辐照处理 幼苗培养的第 5d ,用60Coγ射线辐照处理 ,辐照剂量 5、10、15、20 和 30 Gy ,剂量率
781 核 农 学 报 1997 ,11 (3) :187～189Acta A griculturae Nucleatae Sinica
5116 Gy/ min ,辐照后 5h 取各处理幼苗下胚轴为试材进行各生化指标的测定。
VC 和 VE后处理 对辐照后各处理的部分幼苗施以 VC 和 VE ,培养 5h ,VC 浓度为 500ppm ,
VE 为 300ppm(摸索实验证实为提高 SOD 酶活性和降低 MDA 含量的最佳浓度) 。
测试方法 VC 的测定用碘滴定法 ,参照Baraket 的方法进行[3 ] ;VE 的测定用联苯胺比色法 ,
参考黄伟坤的方法进行[4 ] ;SOD 酶活性的测定用氮篮四唑光还原法. MDA 含量的测定用 TBA
法 ,均参照朱广廉方法进行[5 ]。
试 验 结 果
(一) 辐照对大豆和油菜幼苗 VC 和 VE含量的影响
由测试结果可知 (图 1) :11 随着辐照剂量的增大 ,大豆和油菜幼苗体内 VC 和 VE 均逐渐降
低 ;21 大豆与油菜相比 ,油菜 VC 含量 > 大豆 VC 含量 ,但油菜 VE 含量 < 大豆 VE 含量 ;31 油菜
VC 和 VE 含量随辐照剂量增大而下降的幅度大于大豆。
(二) 辐照外加 VC 和 VE对大豆和油菜幼苗膜脂过氧化水平的影响
试验结果表明 (图 2) :11 辐照对大豆和油菜幼苗 SOD 酶活性的影响有相似的变化规律 ,均
是先增后减 ,大豆 SOD 酶活性的峰值出现在 10 Gy 处 ,而油菜则在 15 Gy 处 ;21 大豆与油菜相比 ,
各对应处理的油菜幼苗 SOD 酶活性均高于大豆 ;31 辐照后对两种作物幼苗追加 VC 和 VE 培养 ,
与对照的水处理相比 ,不同程度地提高了两种作物幼苗 SOD 酶活性 ,且 VE 的作用大于 VC。
图 1 辐照对大豆和油菜
幼苗体内 VC 和 VE 的影响
Fig. 1 The effect of irradiation on the content of
VC and VE in the seedling of soybean and rape
○———○VC油菜 VC rape
○222222○V E油菜 V E rape
●———●VC大豆 VC soybean
●222222●V E大豆 V E soybean 图 2 不同处理对大豆和油菜幼苗SOD 酶活性的影响 Fig. 2 The effect of different treatments on SOD activity of soybean and rape11V E rape 21VC rape31H2O (CK , rape) 41V E soybean
51VC soybean 61H2O (CK , soybean)
辐照产生的自由基引起膜脂过氧化 ,MDA 是膜脂过氧化的重要产物 ,陈贵等[6 ]将它用于
衡量幼苗不同部位膜脂过氧化的程度。本研究结果表明 (图 3) :在辐照剂量小于 10 Gy 时 ,两
种作物幼苗 MDA 的含量变化不大 ,有些还有不同程度的降低 ;当辐照剂量大于 10 Gy 时 ,
881 核 农 学 报 11 卷
MDA 含量随着辐照剂量的增大而迅速提高。其次 ,大豆与油菜相比 ,较高剂量的辐照使大豆
幼苗体内 MDA 上升的幅度高于油菜 ,表明高剂量的辐照使大豆的膜脂过氧化的程度高于油
菜。另外 ,辐照后再加 VC 和 V E 培养的幼苗 ,与水处理对照相比 ,不同程度地降低了两种作物
幼苗 MDA 的含量 ,表明 VC 和 V E 能减轻膜脂的过氧化程度 ,对质膜的损伤具有防护效应。
图 3 辐照加 VC、VE 对大豆和
油菜幼苗 MDA 含量的影响
Fig. 3 The effect of irradiation and VC ,VE on the
MDA content of soybean and rape seedling
11V E rape 21VC soybean
31H2O (CK , rape) 41V E soybean
51VC rape 61H2O (CK , soybean)
前人已报道[7 ] ,MDA 能不可逆地抑制 SOD 酶活性 ,在植物处于逆境或衰老过程中不断积
累 MDA ,而 MDA 又反馈抑制 SOD 酶活性 ,致使 SOD 酶活性下降 ,膜脂过氧化作用加强 ,这一
结论恰能说明本研究中两种处于辐照这一逆境中的作物体内 SOD 与 MDA 相互影响的关系。
综上可见 ,VC 和 V E 这两种天然自由基清除剂 ,不仅能降低动物和微生物的辐射敏感性
和膜脂过氧化程度 ,而且对植物亦有上述功效。
参 考 文 献
1 方允中. 自由基与酶基础理论及其在生物学和医学中的应用. 北京 :科学出版社 ,1989 ,30～187
2 朱壬葆. 辐射生物学. 北京 :科学出版社 ,1987 ,328～415
3 Barakat MZ et al. Vitamin C and its physioloyical function. Annul Biochem , 1973 , 53 :245
4 黄伟坤等. 食品检验与分析. 上海 :上海轻工业出版社 ,1989 ,23～28
5 朱广廉. 植物生理学实验. 北京 :北京大学出版社 ,1990 ,242～245
6 陈 贵. 提取植物体内 MDA 的溶剂及 MDA 作衰老指标的探讨. 植物生理学通讯 ,1991 ,27 (1) :44～46
7 伍泽堂等. ABA、KT 和 MDA 对 SOD 酶活性的影响. 植物生理学通讯 ,1990 ,4 :30～32
PROTECTIVE FUNCTION OF VC AND VE TO CELL MEMBRANCE
L IPID PEROXIDATION OF DIFFERENT RADIOSENSITIVE CROPS
Song Daojun Yu Zengliang Yao Jianming
( Cent re of Biology2Engineering , Instit ute of Plasma Physics , Academia Sinica , Hef ei 230031)
Xu Dengyi Wan Zhaoliang
( Cent re L aboratory , Southwest A gricult ural U niversity , Chongqing 630716)
981Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
1997 ,11 (3) :187～189