全 文 ：文章编号 :100028551 (2001) 0120219205
银杏幼苗耐辐射性初步研究
梁　红　刘胜洪　欧利叶
(仲恺农业技术学院　广东　广州　510225)
摘 　要 :银杏幼苗对60 Coγ射线有较强的辐射耐性。100Gy 以下辐射处理后 ,30d 内未
见银杏幼苗有明显的生理损伤 ,100Gy 以下辐射处理后 ,银杏幼苗叶片的 SOD 活性下
降 ,POD 活性升高 ;200Gy 以上辐射处理 7d 后 ,银杏幼苗逐渐退绿变黄 ,继而干枯 ,最
后导致植株死亡 200Gy 以上辐射处理后 ,银杏幼苗叶片的 SOD 和 POD 活性均有明显
提高。300Gy 以下辐射处理后 ,银杏幼苗叶片的电导率变化不明显 ,表明了60 Coγ射
线对银杏幼苗的损伤主要是生理性的 ,对膜结构的破坏不明显。
关键词 :银杏 ;辐射 ;SOD ;POD
收稿日期 :1999205231
作者简介 :梁红 (1958～) ,男 ,广东新会人 ,仲恺农业技术学院　副教授 ,博士 ,从事生物技术和生物上活性物质的研究
基金项目 :广东省“十五”科技创新百项工程项目———银杏产业化示范的部分内容 ;广东省科委星火攻关项目支持研究
银杏类植物起源于距今 3 亿多年前的古生代石炭纪 ,现仅孑遗单科、单属、单种 ,即为
Ginkgo biloba L. [1 ] ,在我国广为分布。银杏的生命力极强 ,曾报道日本岛 1945 年原子弹爆炸中
心附近的一棵老银杏树在原子弹爆炸后几个月又萌发新枝 ,至今仍枝叶茂盛[2 ] 。许多研究表
明 ,银杏叶富含黄酮类化合物 ,有清除自由基的功能 ,对自由基引起的细胞损伤和染色体畸变
有较强的保护和修复作用[3 - 8 ] 。本研究着重观察了银杏幼苗对60 Coγ射线的辐射耐性及有关
的代谢变化 ,探讨了银杏幼苗对辐射损伤修复的可能机理。
1 　材料与方法
111 　试验材料
银杏种子于 1996 年 8 月下旬采自广东省南雄市油山镇 ,经清水浸沤 5d 后搓去外种皮 ,捞
起种核 (白果)平摊于室内凉放 ,7d 后用塑料薄膜袋包装 ,放入冰箱于 0～4 ℃保存 ,经测定含水
量为 40135 %。
112 　辐射处理
1997 年 4 月 25 日将白果播种于装满细河沙的玻璃槽中 (40cm ×25cm ×20cm) ,保持湿润 ,
约 50d 后开始发芽。同年 8 月 11 日选取具 6 片叶的幼苗进行辐射处理 ,剂量率为 014～018GyΠ
min ,剂量为 0 (CK)～300Gy ,每次处理 30 株。经处理后的幼苗假植于沙槽中 ,于第 1、2、3、4、6、
8 和 16d 取叶片进行 SOD 和 POD 活性测定。并观察银杏幼苗生长状况 ,到 30d 统计各处理的
存活株数。同时 ,以 15d 龄经 30Gy 辐射的蚕豆苗 (10 片叶)作比较。
912　核 农 学 报　2001 ,15 (4) :219～223Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
113 　酶活性测定
11311 　POD 　参照文献[9 ]方法 ,取成熟叶片 1g 加入 012M 磷酸缓冲液 (pH815) 10ml 于冰冷的
研　中磨匀浆 ,匀浆液经 4000 rpm 离心 5min 后取上清液 5ml ,联苯胺2过氧化氢显色反应
10min ,加入 5ml 饱和 (NH4 ) 2 SO4 溶液中止反应 ,用 754 型分光光度计在 570nm 下测光密度 ,以
O. D436代表相对酶活性。
11312 　SOD 　参照文献[10 ]方法 ,取成熟叶片 1g 加入 0105M 磷酸缓冲液 (pH718) 10ml 于冰冷的
研　中磨匀浆 ,取匀浆液经 4000rpm 离心 5min 取上清液 2ml 加入反应液 ,经 400lux 光照 20min ,
用 754 型分光光度计在 560nm 处测定光密度并换算成酶活力单位。
114 　电导率测定
辐射 24h 后 ,每处理取 10 片成熟叶片洗净吸干表面水分 ,用Φ1cm 的打孔器各打一个叶圆
叶置于离心管中 ,加 10ml 去离子水 ,分别于 20、60 和 120min 用 DOS - 11A 型电导率仪测定电
导率。
115 　总黄酮含量测定
取银杏幼苗叶片 5g ,加蒸馏水洗净 ,用 70 %乙醇溶液在研　中匀浆 ,匀浆液定溶至 50ml ,
取 012ml 加入 5ml70 %乙醇 ,在 370nm 处测定光密度 ,并换算成总黄酮含量 (以 70 %乙醇调零 ,
以 0101mgΠml 芦丁作标准对照) 。同时一并测定白果和蚕豆苗的总黄酮含量。
2 　结果与分析
211 　银杏幼苗辐射损伤的观察
银杏幼苗经60 Coγ射线辐射后 ,造成不同程度的生理损伤。试验表明 ,辐射处理 7d 后可见
到叶片退绿变黄 ;随着时间的推移 ,经 20d 以上处理的叶片逐渐枯黄直至植株死亡 ;但 50Gy 和
100Gy 的处理 ,大部分幼苗 1 个月后可长出新叶。不同剂量处理的成活率见表 1。
表 1 　60 Coγ射线处理后银杏幼苗的成活率
Tabel 1 　Survival rate of ginkgo seedlings treated by 60 Coγ2irradiation
剂量
dose ( Gy)
处理株数
number of plants treated
成活株数
number of survival plants
成活率
survival rate ( %)
0 (CK) 30 30 100
50 30 30 100
100 30 26 86. 67
200 30 10 33. 33
300 30 0 0
与银杏幼苗明显不同的是 ,300Gy 处理后的蚕豆苗在 4d 内即出现枯心或基部腐烂 ,8d 内
全部死亡。这表明 ,银杏幼苗的辐射耐性大大超过了蚕豆苗。银杏幼苗的辐射耐性也比贮藏
白果强得多[11 ] 。经测定 ,银杏幼苗总黄酮的含量为 16115mgΠg (干重) ,白果的总黄酮含量为
3126mgΠg(干重) ,蚕豆苗的总黄酮含量为 2169mgΠg(干重) 。显然 ,这种辐射耐性的差异与体内
022 核　农　学　报 15 卷
的黄酮类化合物的积累有关。
电导率测定 (表 2)表明 ,各个处理的银杏幼苗叶片电导率与 CK差别不明显 ,而叶圆片在
去离子水中浸泡时间延长对电导率影响极小。由此可见 ,银杏幼苗的辐射损伤主要是生理损
伤 ,而膜系统的结构破坏并不明显。
表 2 　60 Coγ射线处理后银杏幼苗叶片的电导率
Tabel 2 　Conductivity of ginkgo seedlings treated by 60 Coγ2irradiation
剂量
dose ( Gy)
电导率 uSΠcm
conductivity
0 (CK) 23. 1 (20′) 23. 5 (60′) 24. 0 (120′)
50 21. 0 (20′) 21. 5 (60′) 22. 0 (120′)
100 21. 0 (20′) 21. 2 (60′) 21. 5 (120′)
200 23. 1 (20′) 23. 7 (60′) 24. 5 (120′)
300 23. 3 (20′) 23. 8 (60′) 25. 5 (120′)
　　注 :括号内为叶片浸泡时间
Note :The data in the brackets show the soaking time.
212 　辐射处理对银杏幼苗 SOD 和 POD 的影响
21211 　超氧物歧化酶 (SOD) 活性的变化 　与 CK相比 ,50Gy 和 100Gy 辐射处理后 ,银杏幼苗
SOD 活性明显下降 ,处理第 3 天 SOD 活性下降最多 ,以后逐步恢复 ,到第 16 天已接近于 CK的
水平 (表 3) ;200Gy 和 300Gy 处理后 SOD 活性明显升高 ,以后逐步下降 ,至第 6 天低于 CK水平 ,
然后又略有回升 (表 3) 。200Gy 和 300Gy 辐射处理早期的 SOD 活性明显高于对照 (CK) ,与银
杏幼苗损伤加剧和致死率高是一致的。至于 CK和各处理的 SOD 活性随时间推移而升高 ,可
能与拔苗和假植中的机械损伤有关。
表 3 　银杏幼苗经60 Coγ射线辐照后的 SOD 活性
Tabel 3 　SOD activity of ginkgo seedling afterγ2irradiation
剂量
dose
( Gy)
不同日期 (日Π月)的 SOD 活性
SOD activity in different date (DayΠMonth)
( E. UΠmg)
11Π8 12Π8 13Π8 14Π8 16Π8 18Π8 26Π8
0(CK) 2. 60 3. 04 5. 50 7. 98 8. 29 7. 88 5. 58
50 0. 93 0. 97 0. 31 6. 16 6. 17 7. 39 5. 37
(
- 1. 67) ( - 2. 07) ( - 4. 19) ( - 1. 82) ( - 2. 12) ( - 0. 48) ( - 0. 21)
100 1. 53 2. 58 1. 71 7. 07 7. 09 7. 77 5. 72
(
- 1. 07) ( - 0. 46) ( - 3. 79) ( - 0. 91) ( - 1. 20) ( - 0. 11) (0. 14)
200 7. 82 5. 17 5. 50 7. 58 7. 60 7. 96 5. 86
(5. 22) (2. 13) (0. 00) ( - 0. 40) ( - 0. 69) (0. 08) (0. 28)
300 8. 11 5. 76 5. 55 7. 98 7. 98 7. 99 6. 99
(5. 51) (2. 72) (0. 05) (0. 00) ( - 0. 31) (0. 11) (1. 41)
　　注 :括号内数据为各处理与 CK的差值。
Note :Data in the brackets means the difference between treatment and CK.
122　4 期 银杏幼苗耐辐射性初步研究
21212 　过氧化物酶 (POD)活性的变化 　从表 4 可以看出 ,经辐射处理后 ,银杏幼苗叶片的 POD
活性均比 CK有所增加 ,且与剂量的增加有一定的关系。在处理的第 1 天 POD 活性在 100～
200 Gy 之间有明显的增加 (跃迁) ,可能与致死剂量有关。随着时间的推移 ,POD 活性在 CK和
各处理中均呈逐步下降趋势 ,而低剂量处理的银杏幼苗其 POD 活性较容易恢复至 CK的水平。
经辐射处理之后 ,银杏幼苗的 SOD 活性与 POD 活性的变化有明显的不同 ,这是值得注意的 ,将
在讨论中加以说明。
表 4 　银杏幼苗经60 Coγ射线辐照后的 POD 活性
Tabel 1 　POD activity of ginkgo seedling after 60 Coγ2irradiation
剂量
dose
( Gy)
不同日期 (日Π月)的 POD 活性
POD activity in different date (DayΠMonth)
(O. D570)
12Π8 13Π8 14Π8 16Π8 18Π8 26Π8
0(CK) 0. 165 0. 138 0. 142 0. 040 0. 042 0. 049
50 0. 173 0. 149 0. 145 0. 053 0. 049 0. 049
100 0. 177 0. 164 0. 164 0. 076 0. 070 0. 051
200 0. 340 0. 171 0. 173 0. 078 0. 076 0. 055
300 0. 365 0. 175 0. 185 0. 122 0. 094 0. 076
3 　讨 　论
电离辐射对生物作用的全过程是一系列复杂的连锁反应过程。一方面是辐射造成生物体
细胞结构和功能的损伤 ,另一方面是生物体对辐射损伤后的修复[12 ] 。生物体最终表现出来的
生物效应 ,是这两方面共同作用的结果 ,包括生长抑制、突变、畸变和致死。从分子水平来说 ,
电离辐射包括直接作用和间接作用[12 ] 。直接作用是指生物大分子吸收辐射能后分子结构所
发生的变化 ,而间接作用主要是电离辐射在细胞内产生的各种自由基作用于生物大分子所造
成的。在旺盛生长的植物体中 ,由于含水量很高 ,在其经辐射之后间接作用是主要的。SOD 和
POD 是植物体内清除自由基的主要酶系统 ,与植物体辐射损伤的修复密切相关。但两者的功
能是有区别的。SOD 催化超氧阴离子自由基 (O·2 ) 或其质子化产物 ( HO·2 ) 歧化为 H2O2 [13 ] ,而
POD 则催化 H2O2 加氢还原 H2O。在本试验中 ,随着辐射剂量的增加 ,银杏幼苗叶片的 SOD 和
POD 活性也跟着上升 ,这与其损伤的加剧是一致的。但在较低的剂量 (100Gy 以下) 处理时 ,银
杏幼苗的 SOD 活性低于 CK,只有在高剂量 (200Gy 以上)处理后才有明显上升。可见在低剂量
辐射处理后 ,虽然自由基的产生有所增加 ,但由于银杏黄酮对自由基的清除作用 ,竞争性地抑
制了 SOD 的活性 ;而在高剂量处理时 ,由于自由基产生大大超过银杏黄酮的清除能力 ,大量的
自由基加速了 SOD 所催化的歧化反应。但是 ,即使在低剂量处理的条件下 ,POD 的活性仍然
有所增加 ,这是由于辐射造成 OH·和 O·等自由基增加而形成较多的 H2O2 的缘故。银杏幼苗
经60 Coγ射线辐射后 SOD 和 POD 活性的增加 ,究竟是由于酶合成的增加还是酶系统的活化 ,仍
然不清楚 ,只有对辐射后的银杏幼苗细胞内的转录和翻译进行测定 ,才能有一定的了解。
222 核　农　学　报 15 卷
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PHYSIOLOGICAL EFFECT OF 60 Coγ2IRRADIATION ON GINKGO SEEDLINGS
LIANG Hong 　LIU Shen2hong 　OU Li2yie
( Zhongkai Agrotechnical College , Guangzhou , Guangdong prov. 510225)
ABSTRACT :Ginkgo seedlings with 6 leaves have high radiation tolerance. They didn’t show evi2
dent injury within a month after irradiation under 100 Gyγ2ray. When treated with over 200 Gy ,
the leaves faded green colour and showed yellow colour gradually ,and died finally. With irradi2
ation under 100 Gy , SOD activity of the ginkgo leaves lowered and POD activity increased , while
with irradiation over 200 Gy resulted in a much higher SOD and POD activity in leaves. The con2
ductivity of the ginkgo leaves changed little after irradiation under 300 Gy. This result indicated
that the radiation injury of ginkgo seedlings by 60 Coγ2ray was majorly physiological damage.
Key words :ginkgo ;radiation ;physiological effect
322Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2001 ,15 (4) :219～223