全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
　文章编号 :100028551 (2001) 0520286204
60 Coγ辐射菜心种子对苗期细胞膜
及保护酶活性的影响
廖飞雄　潘瑞炽
(华南师范大学生物系 ,广东 广州　510631)
摘　要 :用60 Coγ射线辐照预先浸泡 1h 的菜心种子 ,结果表明大于 200Gy 的剂量处理
引起膜透性迅速增大、MDA 积累和 POD 活性显著提高 ,SOD 活性在 400Gy 以上时增
大 ,六十天特青的辐射敏感性大于四九菜心 ;适宜的诱变剂量为 200～300Gy。
关键词 :菜心 ;辐射 ;生物学效应 ;膜透性 ;酶活性
收稿日期 :199925211
基金项目 :广东省“九·五”科技攻关项目
作者简介 :廖飞雄 (1963～) ,江西龙南人 ,博士 ,广东省农业科学院花卉研究所副研究员 ,从事花卉生物技术研究
现工作单位 :广东省农业科学院花卉研究所 ,510640
菜心 ( Brassica campestris L. ssp . chinesis var. utilis Tsen et Lee)是华南地区有较高经济价值的
蔬菜 ,但缺少耐高温夏季栽培的优良品种 ,选育耐热品种延长供应期有重要意义。辐射诱变是
植物育种的有效途径之一[1 ,2 ] ,但未见有关辐射诱变菜心的报道。本实验探讨了菜心种子经
60 Coγ射线辐照后其膜透性保护酶活性变化 ,从生理学角度探讨了辐射生物学效应以及用其作
为辐射效应指标的可能性 ,为菜心及其它芸苔属蔬菜植物的辐射诱变育种提供技术参考。
1 　材料与方法
111 　材料
供试菜心品种为六十天特青 (简称六十天) 、四九菜心 (简称四九) 。
112 　方法
于华南农业大学辐照中心进行60 Coγ射线处理。辐射前将种子用清水浸泡 1h ,吸干外表水
分 ,装入小型塑料管中 ,每处理设 3 个重复 ,剂量为 0 , 100 , 200 , 300 , 400 , 500Gy ,剂量率
016129GyΠmin。处理种子播种于垫有干净河沙和滤纸的培养皿中 ,于 25 ℃培养室中保湿培养。
11211 　细胞膜透性测定 　用 DDS - 11A 电导仪测定 ,取第 15 天的幼苗用重蒸馏水漂洗 3 次
后 ,吸干外表水分 ,放入装有 10ml 重蒸馏水的试管中 ,于 25 ℃摇床下摇动 2h 后 ,测定处理电导
值。于高压锅中高温高压处理 15min 后 ,冷却至 25 ℃测定总电导值。重复 3 次 ,按下式计算 :
相对电解质渗出率 ( %) = 处理电导值Π总电导值 ×100 %
11212 　酶活性测定 　取培养 15d 存活或未完全死亡植株 ,去根系后取地上部称鲜重 ,样品在
pH718PBS 冰浴上研磨提取 ,用Beckman 离心机于 - 4 ℃离心 20min (15000g) ,上清液用于酶活性
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和其它指标测定。
11213 　MDA 含量测定 　用 10 %TCA (含 5 %TBA) 煮沸 30min ,于 4000g 离心 15min。取上清液
于 532 和 600nm 处测定 OD 值 ,含量按 OD532 - OD600 = 155 ×103 换算。
11214 　POD 活性测定 　用愈创木酚显色 ,于分光光度计上 523nm 处作时间扫描 ,取直线段计
算 %OD523Πmin ,以 %ODΠg. FW. min 作酶活性指标进行分析。
11215 　SOD 测定 　用 NBT 法 : 3ml 反应体系中含 13mmolΠL 蛋氨酸、011mmolΠL EDTA、
01004mmolΠL 核黄素和 01075mmolΠL 氮蓝四唑 (NBT) ,于 3 支 40W 的荧光灯下进行光反应
25min ,遮光中止反应后立即在 560nm 下比色 ,依 SOD 抑制 NBT 光化学反应还原量计算酶活
性 ,一个酶活性单位 (u)相当于引起反应液达到 50 %最大光还原反应抑制所需的酶量。
2 　结果与分析
211 　辐射对菜心幼苗细胞膜损伤的影响
辐射处理使对射线敏感的细胞核中 DNA 产生变异 ,同时也对菜心细胞膜等产生损伤。低
剂量对膜损伤较小 ,细胞膜透性变化小 ;而当剂量超过 200Gy 时 ,对菜心细胞膜开始产生显著
伤害 ;随剂量增大 ,相对电解质渗出率明显提高。当剂量大于 200Gy 时 ,特青膜透性出现异常
增大 ;而剂量达 400Gy 时 ,四九菜心才出现此现象 (图 1) 。
细胞膜受辐射损伤后会产生有害物丙二醛 (MDA) ,从图 2 可见 ,随处理剂量增大 ,膜受损
也增大 ,丙二醛积累就越多 ,尤其在 300Gy 剂量以上时 ,积累量迅速上升。品种间丙二醛含量
差异明显 ,四九明显低于特青 ,说明四九菜心受损伤程度较轻或修复能力较高。
图 1 　辐射对菜心幼苗细胞膜透性的影响
Fig. 1 　Effect of irradiation on the
membrane conducivity of Caixin
( B . campestris L. ) seedling
图 2 　辐射对幼苗丙二醛含量的影响
Fig. 2 　Effect of irradiation on MDA content
in Caixin seedling
212 　辐射处理对菜心幼苗保护酶活性的影响
辐射剂量越大 ,细胞受损伤的程度越严重 ,同时也诱导膜保护酶活性异常增高。图 3 是幼
苗 POD 活性与剂量的关系 ,在 200Gy 剂量之内 ,POD 活性变化不大。但四九的活性明显高于
特青。当处理剂量大于 200Gy 时 ,酶活性几乎呈线性上升 ,两个品种间几乎无差异。
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另一个重要的膜保护酶 SOD ,则更明显受辐射刺激诱导 ,随剂量增大呈增大趋势 ,在 200～
300Gy 时诱导最为显著 ,400Gy 以上活性比较平稳 ,反映剂量达一定程度将使酶活性不再升高。
在 0～500Gy 剂量范围内 ,四九菜心 SOD 活性低于六十天 (图 4) 。
图 3 　辐射对幼苗过氧化物酶活性的影响
Fig. 3 　Effect of irradiation on POD activity
of Caixin seedling
图 4 　辐射对幼苗 SOD 活性的影响
Fig. 4 　Effect of irradiation on SOD activity
of Caixin seedling
3 　讨 　论
在辐射诱变及应用中人们更多地注意辐射对遗传物质的影响 ,对细胞膜的辐射损伤及生
理生化效应虽有所发现[4 ] ,但研究不多。Bacq[5 ] 和 Hayashi[6 ] 报道了射线引起马铃薯膜透性的
提高 ,并认为膜结构上的差异是辐射敏感性不同的原因之一。本实验结果表明在一定剂量处
理后引起膜损伤 ,膜透性会明显改变 ,有明显的变化临界点 ,结果与苗高、根长鲜重指标有很好
的一致性 ,因此被认为是一个判别辐射剂量效应的有效指标。
MaгomeлoB[1 ]认为辐射毒素和相应酶系的活性可以作为作物辐射敏感性的测定指标 ,也是
损伤的代谢指标。POD 和 SOD 是两个重要的膜保护酶 ,能对细胞造成的伤害作出灵敏的响
应 ,同时消除自由基产生的伤害而起修复作用。本实验结果表明 ,当辐射达一定剂量后 ,POD
被诱导显著提高 ,存在拐点的变化 ,能强烈地反映剂量效应 ,是敏感性的测定指标。在水稻幼
苗中低剂量辐射不引起 SOD 活性的明显变化 ,当剂量高于一定值后 ,活性增高[8 ] ;在菜心上
SOD 则能更好地反映品种间对辐射敏感差异和对细胞损伤的修复 ,同时在实验中也可看出酶
活性在剂量升高到一定程度后不为辐射所诱导提高 ,修复功能丧失 ,膜透性增大 ,有害物质积
累增多。而 SOD 活性的大小似乎与 MDA 含量相关联 ,膜损伤大、MDA 含量高的品种 ,SOD 活
性也高。随处理剂量而变化的酶活性与诱变效应间有何联系未见有报道 ,有关工作仍然值得
深入探讨。综合这几个指标可看出 ,特青的辐射敏感性大于四九菜心 ,与形态指标的结论一
致。
参考文献 :
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THE BIOLOGICAL EFFECTS OF SEEDS IRRADIATION WITH 60 Coγ2RAY
ON THE MEMBRANE AND PROTECTIVE ENZYMES ACTIVITIES OF
CAIXIN( Brassica campetris L . )
LIAO Fei2xiong 　PAN Rui2Zhi
( South China Normal University , Cuangzhou , Guangdong prov. 510631)
ABSTRACT:Seeds of Caixin ( Brassica campestria L. ssp. chinesis var. utilis Tsen et Lee) pre2
soaked with water for 1h were irradiated with 60 Coγ2ray. Electrolyte leakage and accumulation of
MDA increased obviously when the dose was over 200 Gy. The activities of POD and SOD was in2
duced to increase by irradiation and the radiosensitivity of Sijiu is lower than Liushitianteqing.
The doses of 200～300 Gy were recommended as suitable irradiation doses for pre2soaked seeds of
Caixin.
Key words :Caixin( Brassica campetris L . ) ; irradiation ; biological effect ; POD ; SOD
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2001 ,15 (5) :286～289