全 文 :园 艺 学 报 2011,38(增刊):2537 http: // www. ahs. ac. cn
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收稿日期:2011–05–30
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白菜光合作用、抗氧化系统和解毒相关酶对毒死
蜱胁迫的响应
周艳虹*,吴静雪,夏晓剑,师 恺,喻景权
(浙江大学园艺系,杭州 310058)
白菜的栽培面积和消费量在中国居各类蔬菜之首,病虫害是影响其产量和品质的最主要的生物
环境因素。毒死蜱(CPF)作为一种广谱性有机磷杀虫剂,是蔬菜中最为广泛使用的农药之一。然
而环境毒理学研究发现,毒死蜱对生态环境和人体健康均具有潜在的危险性。因此,研究毒死蜱对
作物各生理代谢过程的影响,对于调控农药在作物体内的降解代谢过程,进而减少农药残留、提高
作物的产量和品质具有重要的指导意义。
以‘早熟5号’大白菜为试材,利用Licor-6400光合仪和调制叶绿素荧光成像系统 IMAGING-PAM
等研究了不同浓度毒死蜱(0、0.85、1.7、3.4和 6.8 mmol · L-1)处理 24 h对大白菜气体交换参数、
叶绿素荧光参数、抗氧化酶和解毒相关酶活性的影响。
试验结果表明,随 CPF 处理浓度增加白菜叶片 CPF 残留量呈线性增加。CPF 胁迫导致净光合
速率(Pn)显著降低,降低程度达 13.3% ~ 54.7%;在 CPF低浓度时,光合作用下降的原因主要为
非气孔因素,而高浓度时气孔导度明显下降,并伴随胞间 CO2浓度的降低,表明气孔因素也是其 Pn
下降的主要原因之一。随 CPF浓度增加,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光化学量子效率(ΦPSII)、
光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭(NPQ)均呈现下降趋势,表明 CPF处理引起了 PSⅡ光抑制
的产生,植株可能通过 PSⅡ电子传递的量子产率下调、D1 蛋白的修复周转,从而起到一种光保护
作用。高浓度 CPF 可能阻断了叶黄素循环中紫黄质向花药黄质和玉米黄质的转化,从而导致 NPQ
的下降,引起过剩电子的产生和氧化胁迫。CPF引起白菜叶片抗氧化酶 POD、CAT、APX和 SOD,
以及解毒酶 GR、谷胱甘肽–S–转移酶(GST)的活力及 GST 基因表达显著上升,但高浓度 CPF
处理上升幅度略有下降,表明白菜应对 CPF 胁迫时,启动了抗氧化系统的 ROS 清除机制以及依赖
于谷胱甘肽的解毒途径,进而提高植株对 CPF的抗性以及加速 CPF在植株体内的降解。
关键词:白菜;毒死蜱;叶绿素荧光成像;光保护;抗氧化酶;GST
中图分类号:S 634.3 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2011)S-2357-01