全 文 ：植物生理学通讯 第41卷 第5期，2005年10月 607
胡杨种子萌发过程中几种相关酶的活性变化
刘亚萍 计巧灵* 周小云
新疆大学生命科学与技术学院，乌鲁木齐830046
提要 在室温条件下，胡杨种子保留冠毛贮藏可适当延长其生命力；室温贮藏带冠毛的胡杨种子，前 20 d 萌发率降低幅
度不大。随着种子贮藏时间的延长，过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均先上升后下降，
峰值出现时间与种子室温贮藏 20 d 相对应；脱氢酶活性先上升后下降再回升，峰值出现时间也与种子室温贮藏 20 d 相
对应；酸性磷酸酯酶(ACP)活性与种子萌发率同步下降。室温贮藏 40 d 的带冠毛胡杨种子仍有 22.3% 的萌发率。
关键词 胡杨；种子萌发率；保护酶；脱氢酶；酸性磷酸酯酶
Changes in Relative Enzyme Activities During Germination of Populus
euphratica Oliv. Seeds
LIU Ya-Ping, JI Qiao-Ling*, ZHOU Xiao-Yun
College of Life Sciences and Technology, Xinjiang University, Urumqi 830046, China
Abstract Populus euphratica Oliv. seeds with pappus were beneficial to prolong its vigor under room
temperature. Germination percentage of seeds with pappus was not evidently decreased after storage for 20 d.
The activities of peroxidase (POD), catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) were increased during the
early periods of storage, then decreased. The dehydrogenase activity was first increased followed by decrease,
then slight increase. Acid phosphoesterase activity was decreased with decreasing of seed germination percentage.
After 40 days, germination percentage of the seeds with pappus still remained 23.3% under room temperature.
Key words Populus euphratica Oliv.; germination percentage of seeds; protective enzymes; dehydrogenase;
acid phosphoesterase
收稿 2004-12-27 修定 　2005-06-28
资助 国家自然科学基金(30460015、30070640)。
*通讯作者(E-mail: wangji@xj.cninfo.net, Tel: 0991-
8581529)。
胡杨(Populus euphratica Oliv.)是我国干旱荒
漠区唯一自然成林的高大乔木树种，也是我国抗
旱和抗盐碱的主要林木树种[1,2]。目前，我国胡杨
林出现的生态危机主要是多数地区实生幼林自然补
充机制受阻，造成其自然更新能力消失，最终导
致其分布区逐渐缩小[3]。在新疆地区，胡杨种子
成熟季节恰遇冰峰融化、河水横溢引起夏洪暴发
(洪水出现过早或过迟都会使种子失去萌发的机
会[3])，为种子萌发创造理想的条件，这一点是胡
杨种子萌发后长成幼苗的主要因素。一般认为，
胡杨种子在 30 d 后几乎完全丧失萌发的能力[4]，
这给以种子人工进行造林带来很大的困难。据
此，本文探索了胡杨种子萌发过程中种子萌发率
与其相关酶活性的变化，以期能为优良种质资源
的保存和以种子人工营造胡杨林途径提供参考。
材料与方法
实验用的胡杨(Populus euphratica Oliv.)种子
于2004年9月采自新疆生产建设兵团102团(地处
古尔班通古特沙漠东缘，人称东沙窝子)。采集
的蒴果装入塑料编织袋中，放置在室内随其自然
开裂散出。每次测定酶活性时，将开裂蒴果放在
1 0 0 目不锈钢筛上小心揉擦，以除去冠毛和果
壳，收集过筛后的种子用于实验。
种子萌发时，取种子 100 粒，经 75% 酒精
消毒后，置于垫有 2 层湿润滤纸的培养皿中，放
在室内于18~25℃下培养，第7天时计算种子发芽
率。重复 5 次。
自种子采集日算起，每隔20 d从蒴果中筛取
一批种子萌发，萌发第 7 天的幼芽用于测定酶活
性，第 4 批(最后 1 次)相隔 10 d。重复 3 次。
过氧化物酶(peroxidase, POD)酶液的提取参照
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文献 5 并作改进。取不同时间萌发的芽 0.35 g，
加 1.5 mL 含有 1 mmol·L-1 抗坏血酸、1 mmol·L-1
巯基乙醇、1 mmol·L-1 EDTA、5 mmol·L-1 MgCl2、
1 % 聚乙烯吡咯烷酮( P V P ) 和 2 0 % 甘油的 5 0
mmol·L-1 的Tris-HCl缓冲液(pH 7.0)，在冰浴中快
速研磨。4℃下以12 000×g离心10 min、16 000×g
离心 15 min后，取上清液于 -20℃中保存。酶活
性的测定用愈创木酚法[6]。
过氧化氢酶(catalase, CAT)酶液提取同POD，
酶活性测定用紫外吸收法[7]。
测定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,
SOD)活性时，取不同时间萌发的芽 0.35 g，加
入 2 mL 含有 1.0 mmol·L-1 EDTA、0.05% Triton
X-100、2%不溶性PVP和1 mmol·L-1 抗坏血酸的50
mmol·L-1 磷酸缓冲液(pH 7.0)提取。4℃下，以
1 000×g 离心 5 min、16 000×g 离心 20 min 后，
取上清液于 -20℃中保存。酶活性测定用氮蓝四
唑(NBT)法[7]。
脱氢酶活性测定参照文献 8 并作改进。种子
在室温下浸泡48 h后，称取0.4 g，放入具塞试
管中，将其压破，加入3 mL 0.1%的 2,3,5-三苯
基氯化四氮唑(TTC)溶液，盖上盖子，置于38℃恒
温水浴中(加盖保持黑暗)染色2 h。加入甲醛溶液
终止酶反应，准确加入 4 mL 甲苯，振摇。取有
机溶剂层(若有蛋白质影响分层，可以15 000×g离
心 10 min)，用751-GW型分光光度计测量490 nm
处光密度值。根据标准曲线，计算脱氢酶活性。
酸性磷酸酯酶(acid phosphoesterase, ACP)活
性测定参照文献9并稍作改进。取0.1 g种子，加
1.5 mL 0.05 mol·L-1 Tris缓冲液(pH 7.5)，研磨，
以超速冷冻离心机 4 000×g离心 10 min，上清液
即为酶制剂。吸取30 mL酶液，加入2 mL 0.1 mol·L-1
醋酸缓冲液(pH 5.0)和0.2 mL 0.0181 mol·L-1对硝基
苯酚磷酸钠(PNPP)溶液，放在30℃恒温水浴中保
温10 min。然后，加入2 mL 0.5 mol·L-1 NaOH 溶
液充分混合，终止反应。用 751-GW 型分光光度
计测定 410 nm 处光密度值，并计算酶活性。
结果与讨论
1 胡杨种子萌发的时间进程
从图１可以看出，胡杨种子在采集后20多天
图1 胡杨种子萌发率随时间进程的变化
Fig.1 Change in germination rate during storage of
P. euphratica seeds
图2 胡杨种子萌发过程中几种相关酶活性的变化
Fig.2 Changes in relative enzyme activities during
germination of P. euphratica seeds
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报道[10]基本上相似。
(3)ACP活性在前20 d内保持较高的水平，20
d 后酶活性显著下降，萌发率也逐渐下降。
参考文献
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内基本上保持 100% 的萌发率，之后，萌发率很
快降低，到40 d时，萌发率降为22.3%，50 d后
萌发率很低。据报道，胡杨种子成熟后 30 d 萌
发率降至 1% [4 ]。我们的结果与此不同。我们发
现，保留胡杨种子冠毛，有利于延长种子活力，
采集后室温贮藏40 d后仍有22.3%的萌发率。这
可能是胡杨种子有适应干旱荒漠环境能力的一种反
应，即种子成熟后，随风漂散，若遇夏洪的推迟，
它可以通过延长自身的生命力来等待萌发的机会。
2 胡杨种子萌发时几种酶的活性变化
从图 2 可见：
(1)随着时间进程，POD、CAT 和 SOD 活性
大体上都是先上升后下降，但 POD 变化幅度大，
其它两种酶稍缓。它们的酶活性高峰出现的时间
都与种子室温贮藏20 d的时间相对应。第1批萌
发的芽中 3 种酶活性低，种子萌发率近 100 %；
第 2 批萌发的芽中 3 种酶活性明显升高，但种子
萌发率仍近100%，这可能是得到保护酶保护的结
果；第 3 批种子萌发率快速降低，3 种酶活性也
呈相应的变化。
(2)种子萌发后，脱氢酶活性随着时间进程呈
先上升后下降而后期稍有回升的趋势。酶活性高
峰出现的时间也与20 d贮藏期相对应。这与已有