全 文 ：第 22卷　第 3 期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2002 年　7月
Vol.22　No.3　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH July , 　2002
萘乙酸处理桉树插条后过氧化物酶活性及其
同工酶变化与插条生根的关系研究
黄卓烈1　李　明2　谭绍满3　林绍湘1　龙　腾4
(1.华南农业大学生命科学学院 , 广州　510642)
(2.兰州大学干旱农业生态国家重点实验室 , 兰州　730000)
(3.华南农业大学林学院 , 广州　510642)
(4.国家林业局雷州林科所 , 湛江　524348)
摘　要　尾叶桉MLA无性系(简称MLA)为难生根植物 ,尾叶桉 U6 无性系(简称 U6)和刚果 12号
桉W5 无性系(简称W5)为相对易生根植物 。MLA的插条内的过氧化物酶(POD)活性较 U6 、W5 的
高。用萘乙酸(NAA)处理桉树的插条后 ,在扦插生根的不同阶段 ,插条内的 POD活性呈现规律性
的变化。POD同工酶谱带也随生根的进程出现增多现象。本文讨论了过氧化物酶与桉树插条生
根的关系 。
关键词　过氧化物酶;桉树;扦插生根
STUDYON THE RELATIONSHIP BETWEEN THE CHANGES OF ACTIVITIES
AND ISOENZYMES OF PEROXIDASE AND THE ROOTINGOF EUCALYPTUS
CUTTINGS AFTER TREATMENT WITH NAPHTHYLACETIC ACID
HUANG Zhuo-lie1　LI Ming2　TAN Shao-man3　LIN Shao-xiang1　LONG Teng4
(l.College of Life Science , South China Agricultural University , Guangzhou 510642)
(2.State Key Labolatory of Arad Agroecology , Lanzhou University , Lanzhou 730000)
(3.College of Forestry , South China Agricultural University , Guangzhou 510642)
(4.Leizhou Forestry Institute of National Forestry Bureau , Zhanjiang 524348)
Abstract　Eucalyptus urophylla S.T.Blade MLA clone(MLA)was difficult-to-root species.E .urophylla
S.T.Blade U6 clone(U6)and E .ABL 12 W5 clone(W5)were relatively easy -to-root species.The activi-
ties of peroxidase (POD)in MLA were higher than that in U6 and W5.After the cuttings of Eucalyptus were
treated with naphthylacetic acid(NAA), the activities of POD increased regularly in different stages of root-
ing.The relationship between peroxidase and rooting of Eucalyptus cuttings was discussed.
Key words　peroxidase;Eucalyptus;rooting of cuttings
　　过氧化物酶(peroxidase , POD)普遍存在于高等
植物中 ,在植物的生长 、发育中起重要的作用。POD
存在同工酶现象 , 其多种同工酶具有不同的性质 。
近几年的研究证明 ,激素对细胞中的基因表达起着
调节作用 。烟草愈伤组织的 POD图谱受到外源植
物激素在量上(酶带数)的及在质上(酶活性的高低)
广东省重点攻关项目(99M04201G)和雷州林业局资助项目。
第一作者简介:黄卓烈(1950-),男 ,教授 ,博士研究生导师 ,主要从事酶学和酶工程方面的研究。
收稿日期:2001-12-26
的调控。激素所调控的代谢与 POD同工酶的出现
有相关性 。每个同工酶的出现在代谢中有它特殊的
作用。关于 POD与植物生根关系的研究曾经有一
些报导 ,但说法各异 。研究[ 1] 指出 ,在玉米根形成期
间 ,用萘乙酸(NAA)处理插条可增加不定根数量 ,但
体内 POD活性下降。黑松苗的胚用生长素处理后 ,
随着生根进程 , POD活性升高 。同工酶谱带与根的
生长有一定的联系[ 2] 。用NAA处理菜豆的胚根 ,其
胚根的生长与 POD 活性有关[ 3] 。用阿魏酸处理玉
米苗时 ,根伸长速度减小 ,POD活性上升 ,且 POD的
增加与木质素及酚类化合物的含量增加相对应[ 4] 。
研究指出。在插条根原基发育期间 ,POD活性显著
增加 。总之 ,在根的起源与生长过程中 ,POD的活性
与同工酶谱发生一定的变化。POD活性或是升高或
是降低 ,同工酶数往往增加。
桉树是重要的造林树种。对于桉树扦插生根的
生理学和生物化学的研究 ,国内外研究并不多 。有
关POD活性变化与桉树插条不定根发生的关系的
研究在国内外还未进行过 。针对这种情况 ,本试验
研究三种桉树在用萘乙酸(NAA)处理后扦插过程
中 ,插条体内 POD的活性及其同工酶的变化 ,以揭
示此酶与按树扦插生根的关系 。
1　材料与方法
1.1　供试材料及处理方法
供试桉树树种为尾叶桉(Eucalyptus urophylla S.
T.Blade)MLA 无性系(以下简称为 MLA)尾叶桉
(Eucalyptus urophylla S.T.Blade)U6 无性系(以下简
称为 U6)、刚果 12号桉(Eucalyptus ABL.12)W5 无性
系(以下简称为 W5)。其中 ,MLA是难生根树种 ,而
U6 和W5 是相对容易生根的树种[ 5] 。扦插基质是1:
1的细河砂和黄泥混合物 ,在烘箱中以 100℃高温消
毒 30min ,取出冷却后 ,拌以百菌清(0.05g/100g 基
质)。晾24h。插条母株为栽培于田间约8 ～ 10个月
的桉树组培苗 。从这些母株上剪取 8 ～ 10cm 的插
条。保留顶端 1对小叶 。将插条浸入 0.1%的 KM-
nO4 溶液中 10min作表面消毒 。取出后将插条基部
浸入 0.01%的α-萘乙酸(NAA)(所用 NAA的浓度预
先使用系列浓度进行试验筛选后确定)溶液中 3min
后取出扦插 。扦插深度为 2 ～ 3cm 。基质保持湿润 ,
空气湿度保持在 85%以上 ,叶面有雾化水滴。插后
用薄膜覆盖 , 以保持湿度 。控制温度 , 温度高于
30℃时撤去薄膜 ,每周喷施百菌清(0.05%)一次控
制病害。定期取有关插条的基部3cm茎样进行酶活
性测定和同工酶分析 。各试验处理均重复三次。由
于桉树是难生根植物 ,不用激素处理的插条在扦插
后5d就死亡 ,因此本试验无法具有完整的空白对
照。
1.2　测定方法
POD同工酶的制备方法 、聚丙烯酚胺凝胶的制
备和电泳方法等见李明等[ 5] 所述 。显色完毕后 ,用
蒸馏水冲洗 ,拍照 。POD活性测定方法见李明等[ 5]
所述 。酶活力单位为每毫克蛋白质每分钟在 580nm
处吸光度改变 0.01单位为一个酶活力单位(U)。可
溶性蛋白质含量的测定采用 Bradford[ 6]的方法 。
2　结果与分析
2.1　NAA处理 MLA 插条在生根期间 POD活性变
化
当用NAA处理 MLA的插条后 ,体内 POD活性
变化见表 1。在不同时期中 ,POD活性呈现有规律
的变化 。在愈伤组织诱导期(0 ～ 20天)活性上升 。
在不定根形成期(20 ～ 25天), POD 活性稍有下降 。
在进入根伸长期(25 ～ 35天)POD活性又恢复上升 。
将表 1的酶活性数字进行相关性分析结果(表 2)表
明 ,在扦插生根期间 ,各酶活性的上升与处理后不同
的发根时间呈正相关 。显著性测定结果 ,相关极显
著。此外 ,由于 POD 活性变化的决定系数是 0.
9531 ,说明在本试验中 , POD活性变化有95.31%的
可能性是由 NAA处理后在不同的发根时间内 NAA
的刺激决定的 ,其它因素影响酶活性的可能性只有
4.69%。这证明在MLA中 ,不定根的发生和发展与
POD活性的变化有密切的联系 。
2.2　NAA处理U6 的 POD活性变化
NAA处理的U6 插条 ,其体内 POD活性变化(表
l)表明 ,各酶活性的变化趋势与 MLA的类似。在愈
伤组织诱导期活性不断上升 ,在不定根形成期活性
稍有下降 。到达根伸长期活性又上升。相关性分析
结果(表 2)表明 ,POD活性的变化与 NAA处理后不
同的发根时间呈正相关 。显著性测定结果表明 ,酶
活性的相关性极显著 。此外 ,由于 POD的决定系数
是 0.7881 ,表明在本试验中 ,POD活性的变化有 78.
81%的可能性是由 NAA 处理后在不同的发根时间
内NAA的刺激决定的。其它原因造成酶活性升高
的可能性只有 21.19%。这充分说明在 U6 中 ,插条
不定根的发生和发展与 POD的活性变
2973期　　　　黄卓烈等:萘乙酸处理桉树插条后过氧化物酶活性及其同工酶变化与插条生根的关系研究
表 1　用 NAA处理桉树插条在生根期间的 POD活性
Table l 　Change of POD activity in Eucalyptus cuttings during rooting stages after treatment with NAA
树种
Species
扦插后天数 Days after cuttage(d)
0 5 10 15 20 25 30 35
POD活性
POD activity(U)
MLA 6.83 7.30 7.92 9.00 11.25 11.00 11.80 12.62
U6 4.08 4.65 5.23 7.89 6.23 6.66 7.74 8.69
W5 4.12 4.52 5.23 6.69 5.20 5.45 6.90 7.65
　　注:试验设 3次重复.Note:Three repititions were done.
表 2　NAA 处理各桉种酶活性变化的相关性分析
Table 2　Correlation analysis of the changes of enzymes in species after treatment with NAA
树种
Species
相关系数
Correlation
coeffi cient
决定系数
Determination
coefficient
Sr t t0.05 t 0.01
MLA 0.9763 0.9531 0.0884 11.044＊＊ 2.365 3.499
U6 0.8877 0.7881 0.1879 4.692＊＊ 2.365 3.499
W5 0.8611 0.7415 0.2075 4.150＊＊ 2.365 3.499
化有密切的关系 。
2.3　NAA处理W5 生根期间 POD活性变化
用NAA处理W5 后插条内的 POD活性的变化
见表 1。在愈伤组织诱导期 ,POD活性相继上升 ,在
不定根形成期 ,活性稍有下降 ,进入新根伸长期 ,活
性又回升 。相关性分析结果(表 2)表明 ,酶活性变
化与NAA处理后不同的发根时间呈正相关 。显著
性测验结果 ,其正相关性极显著 。由于 POD的决定
系数为 0.7415 , 说明在本试验中 , POD活性变化有
74.15%的可能性是由 NAA 处理后在不同的发根时
间内NAA的刺激决定的 ,其它因素造成酶活性变化
的可能性只有 25.85%。这又说明在W5 中 ,不定根
的发生和发展与POD活性有非常密切的联系。
2.4　不同植物扦插生根期间 POD活性变化比较
为了便于比较不同树种插条在扦插生根期间的
POD的活性变化 ,将表 1所列的数据按照不同树种
表 3　NAA 处理后各树种 POD活性变化方差分析
Table 3　 Variance analysis of POD activity in different species treated with NAA
变异来源
Source of variant
FD SS MS F F0.05 F0.01
天数间 Among days 7 55.028 7.861 11.376＊ 2.77 4.28
树种间
Among species
2 73.407 36.704 53.117＊ 3.74 6.51
误差 Error 14 9.672 0.691
总变异 Total variant 23 138.108
进行方差分析 。表 3方差分析结果表明 ,供试验的
3个树种在不同的生根阶段 POD 活性的差异极显
著。不同树种生根期间的 POD活性变化非常大 ,难
生根的MLA的 POD活性极显著高于 U6 、W5 的 POD
活性 。这从一个侧面揭示了难生根树种与容易生根
树种之间的重要区别 。
2.5　NAA处理三种桉树插条扦插生根期间 POD同
工酶图谱分析
2.5.1　MLA 插条的 POD同工酶变化分析
图1是用 NAA处理 MLA插条后扦插期间体内
POD同工酶变化情况 。从图可见 ,在整个生根期间
POD同工酶谱带没有变化 , 5条清晰的酶谱带基本
不变 。
2.5.2　U6插条的 POD同工酶图谱
用NAA 处理 U6 插条后在扦插生根过程中 ,体
内的 POD同工酶有明显的变化(图 2)。到第 10d
298 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　22 卷
图 1　NAA处理 MLA插条生根期间的
POD同工酶变化图谱
　(左为示意图 ,右为照片)
Fig.1　Diagram of POD isoenzymes during
rooting stages in MLA treated with NAA
图 2　NAA 处理 U6 插条后在生根
期间的 POD同工酶变化图谱
Fig.2　Diagram of POD isoenzymes during
rooting stages in U6 cuttings treated with NAA
图 3　NAA处理W5 插条生根期间的POD同工酶变化图谱
Fig.3　Diagram of POD isoenzymes during
rooting stages in W5 cuttings treated with NAA
时 ,在 M 区就开始新增一条谱带 ,至第 20d 时又增
两条谱带 。这样酶带数就由原有的 4 条增加到 7
条 ,其中有一条出现在 F 区(快区)。这 7条酶带一
直保持至第30d的幼根伸长期 。
2.5.3　W5插条的 POD同工酶变化图谱
W5 插条在用 NAA处理后 ,体内 POD同工酶也
有变化(图 3)。扦插后当天到 20d时 ,POD 同工酶
谱带没有变化 ,保持 4 条;至生根 30d 时 ,新增 3 条
谱带 。
3　讨论与结论
POD是普遍存在于植物体内的酶。在植物体内
这些酶的分布和活性高低随器官组织的不同而不
同。这种酶在植物体内参与多种生理反应 ,故在不
同的植物器官中表现不同的活性。POD在整个木质
素形成过程中起到一个关键性的作用。POD是参与
木质素合成的主导酶。在榛子子叶的组织培养中 ,
木质部的形成与 POD活性增加相联系 ,这种酶被用
作木质素合成的标志[ 7] 。而 POD的多种同工酶中
各自可具有不同的性质。
本研究结果表明 ,用 NAA处理插条后 ,难生根
的MLA的POD活性比易生根的U6 、W5的 POD活性
高。嫩枝扦插带有叶子 ,叶是制造营养的器官 ,同时
又能合成生长素等激素。己知吲哚乙酸(IAA)的一
个非常重要的生理功能就是促进不定根的形成 。
POD能氧化 IAA[ 8] 。难生根植物的 POD活性高 ,降
解 IAA的作用强 ,叶中 IAA被破坏较多 ,向下输送的
IAA含量很少 ,对诱导生根不利 。反之 ,易生根植物
POD活性低 ,其降解 IAA 能力较低 ,而输送到茎基
部的 IAA就较多 ,对诱导根原基的形成有利。从本
实验结果可得出 ,植物的 POD活性高低与生根难易
有密切关系。当然 ,不能只简单根据植物的 POD活
性高低就作为判定植物生根的难易 ,因为生根还受
植物体内生长素之间的相对比例 、生长抑制剂的存
在与否[ 9] 等因素的综合影响。 IAA的存在对不定根
的起源和生长是无可否定的 ,因而 POD活性高低直
接影响不定根的形成是顺理成章的 。
一般认为 ,生长素处理所引起的根原基的发生
决定于生长素对 RNA和 DNA合成的促进作用。外
源的生长素或插条自己合成的生长素是通过消除对
基因的抑制 ,促进 RNA 合成 ,从而促进根原基发生
的。生长素可能是影响 mRNA的转录作用。有证据
肯定 ,根原基的发生和发育需要有 mRNA的合成 ,这
些特有mRNA将会促进合成某些特殊的酶。这些酶
的催化作用会对不定根的发生和发展起到重要的作
用。
本实验结果表明 ,在生长素诱导桉树扦插生根
过程中 ,POD同工酶谱有变化。在 U6 和 W5 中出现
同工酶增多现象 ,且这种变化发生在扦插 10 天以
后 ,即诱导期将结束 ,新根即将出现这一期间 ,或者
更迟一些。同工酶是生物机体的天然标记 ,可以反
映出生长发育过程中基因表达的情况。植物生根过
2993期　　　　黄卓烈等:萘乙酸处理桉树插条后过氧化物酶活性及其同工酶变化与插条生根的关系研究
程中同工酶的变化 ,也反映了在器官形成时基因表
达的顺序性变化。因此 ,同工酶可以作为器官形成
的生化标志。外源植物激素的作用能引起同工酶谱
的变化。本实验通过 NAA处理插穗后 ,在生根期间
发现同工酶谱变化不同 。说明 NAA 对调节基因的
表达不仅表现在酶合成上 ,而且表现在更精细的水
平一同工酶上。
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