全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2007, 34 (2) : 509 - 512
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2006 - 10 - 23; 修回日期 : 2007 - 01 - 233 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: ymfang@cau1edu1cn)
短暂高温对百合植株抗氧化酶系统的影响
尹　慧 , 陈秋明 , 何秀丽 , 义鸣放 3
(中国农业大学观赏园艺与园林系 , 北京 100094)
摘 　要 : 以百合栽培品种 ‘W hite Heaven’和 ‘Tiber’为材料 , 研究了短暂高温胁迫对抗氧化酶
( SOD、POD、CAT) 活性、相对电导率、丙二醛 (MDA ) 及可溶性蛋白含量的影响 , 同时进行对 SOD、
POD同工酶电泳分析。结果表明 : 37℃和 42℃短暂高温胁迫对两品种形态、相对电解质渗透率没有明显影
响 , 47℃处理下 ‘Tiber’相对电解质渗透率及 MDA含量明显提高。高温胁迫提高了两品种 SOD、 POD、
CAT活性。高温胁迫下两品种 SOD同工酶带无增减 , 只是活性改变。‘W hite Heaven’存在 5条 POD同工
酶带 , ‘Tiber’存在 2条 , 高温胁迫后 ‘W hite Heaven’POD同工酶表达量高于 ‘Tiber’。以上结果说明 :
百合植株可通过提高抗氧化酶活性来抵御一定的高温胁迫 (37℃、42℃) , 不同品种 SOD、POD、CAT活性
对高温响应方式不同。
关键词 : 百合 ; 高温胁迫 ; 抗氧化酶 ; 同工酶 ; 丙二醛 ; 可溶性蛋白
中图分类号 : S 68　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2007) 0220509204
Effects of H igh Tem pera ture on the Activ ities of An tiox idan t Enzym es in L ily
Plan ts
Yin Hui, Chen Q iu2m ing, He Xiu2li, and YiM ing2fang3
(D epartm ent of O rnam enta l Horticulture and L andscape A rchitecture, Ch ina A gricu ltura l U niversity, B eijing 100094, Ch ina)
Abstract: The effects of short time high temperature on the antioxidant enzymes, content ofMDA, solu2
ble p rotein and relative electric conductivity were investigated in L ilium cultivars (W hite Heaven and Tiber).
The results showed that the changes of p lantmorphology, relative electric conductivity and MDA content in two
cultivars were slightly affected at 37℃ and 42℃, whereas the level of electric conductivity and MDA content
increased obviously under 47℃ especially in Tiber. Heat shock p romoted the activities of SOD , POD and
CAT compared to control and analysis of SOD and POD isoenzymes revealed that the number of SOD isoenzyme
was unchanged in two cultivarswhile the exp ression of SOD was affected by heat shock. There were five bands
in W hite Heaven and two bands of POD isoenzyme in Tiber were identified. The POD activity forW hite Heav2
en was obviously higher than Tiber after heat shock. These results demonstrated that the lily p lants m ight en2
hance the activities of antioxidant system to alleviate the damage caused by heat stress; however, the patterns
of response of antioxidant enzymes to high temperature of the two cultivars were different.
Key words: L ily; H igh temperature stress; Antioxidant enzyme; Isoenzyme; MDA; Soluble p rotein
百合性喜冷凉 , 因此我国北方地区春夏之交的高温经常会造成百合幼苗生长停滞、花朵败育等现
象 , 严重影响了切花质量 (赵祥云 等 , 2000)。
国内外有关百合耐热性的研究报道不多 , 已有研究主要集中在百合耐热相关生理生化指标鉴定方
面 (王凤兰和周厚高 , 2003; 周斯建 等 , 2005) , 高温逆境对抗氧化酶活性及同工酶表达的影响尚
未见报道。
园 　　艺 　　学 　　报 34卷
作者以常见栽培品种铁炮百合 ‘W hite Heaven’和东方百合 ‘Tiber’为材料 , 研究短暂高温胁
迫对其抗氧化酶系统及相关生理指标的影响 , 旨在探索高温胁迫下百合植株抗氧化酶系统响应机制。
1　材料与方法
供试材料为铁炮百合杂种系 (L ongif lorum hybrids) ‘W hite Heaven’和东方百合杂种系 (O riental
hybrids) ‘Tiber’。两品种均购自北京圃朗特公司 , 种球周径为 14～16 cm。
2004年 8月将经低温处理的种球栽于营养钵 , 置于光照培养箱中 , 光照强度 10 000 lx, 14 h·
d - 1 , 昼夜温度 21℃ /16℃, 相对湿度 60%。
当地上茎长到 25 cm时 , 选择长势一致的植株进行短暂 (1h) 高温 (37℃、42℃、47℃) 胁迫处
理 , 未经高温处理的为对照 , 每处理 10株。
高温胁迫后立即对生长点下 6～8枚完全展开的叶片进行混合取样 , 置 - 75℃超低温冰箱中保存 ,
用于测定蛋白质含量 (邹琦 , 2000) , 超氧化物歧化酶 ( SOD )、过氧化物酶 ( POD ) 和过氧化氢酶
(CAT) 活性 ( Sunita & Kochhar, 2005) , 丙二醛 (MDA ) 含量 (Camak & Marschner, 1992)。各项
指标重复 3次 , 数据进行方差分析和 t检验。
SOD、POD同工酶电泳 : SOD同工酶电泳分离胶浓度为 10% , POD同工酶电泳分离胶为 715% ,
浓缩胶均为 4%。每孔上样蛋白量 40μg。SOD、POD同工酶活性染色法参照 Dong和 Chin (2000) 的
方法。
2　结果与分析
211　短暂高温对两品种叶片形态及相对电导率的影响
通过对植株形态的观察发现 , 两品种在 37℃、42℃短暂胁迫下没有受伤症状 , 而在 47℃处理 1 h
后叶片迅速萎蔫下垂 , 表明一定程度的短暂高温对植株长势没有明显影响 , 但严重高温胁迫对植株造
成伤害 , 这与周斯建等 (2005) 的研究结果相符。
已有研究表明细胞膜电解质渗透率能反应出高温对植物伤害的程度 (吴国胜 等 , 1995)。表 1
显示 , 与对照相比短暂高温胁迫使 ‘Tiber’细胞膜电解质渗出值显著增加 , 而 ‘W hite heaven’未见
明显变化 , 说明 ‘W hite heaven’细胞膜在高温下具有较大的稳定性。
212　短暂高温对两品种抗氧化酶活性的影响
SOD作为抗氧化系统的第一道防线 , 在抗氧化酶中居于核心地位 (吴国胜 等 , 1995)。由表 1
可知 , 短暂高温胁迫对两品种 SOD活性没有明显影响。
POD为清除细胞质和质膜过氧化氢重要酶类。在不同短暂高温胁迫下 , ‘W hite Heaven’POD活
性分别比对照提高了 11%、17%、33% , 尤其是 47℃处理与对照相比差异显著 , ‘Tiber’POD活性
依次增加 9%、13%、17% , 各处理间差异不显著。
高温胁迫下 ‘W hite Heaven’CAT活性略有增加 , 47℃处理则明显提高了 ‘Tiber’CAT活性。
由此可见 , 高温胁迫下两品种 SOD、POD、CAT活性均有增加 , 而 ‘W hite Heaven’POD活性升
幅较大 , ‘Tiber’CAT活性则是随温度的升高变化明显。
213　短暂高温对两品种可溶性蛋白及丙二醛含量的影响
‘W hite Heaven’和 ‘Tiber’两品种分别于 47℃、37℃短暂高温处理下明显提高了可溶性蛋白含
量。
短暂高温处理对 ‘W hite Heaven’叶片 MDA含量影响较小 , 平均升幅为 10% , 而 ‘Tiber’平均
升幅为 19% , 尤其是 47℃处理显著加剧了 ‘Tiber’膜脂过氧化程度 (表 1)。
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　2期 尹 　慧等 : 短暂高温对百合植株抗氧化酶系统的影响 　
表 1　短暂高温胁迫对 ‘W h ite Heaven’和 ‘T iber’相关生理指标的影响
Table 1　Effects of hea t shock on som e physiolog ica l indexes of‘T iber’and‘W h ite Heaver’
品种
Cultivars
温度
Temperature
(℃)
相对电导率
Relative electric conductivity( % )
酶活性 Activity (U·g - 1 )
SOD POD CAT
可溶性蛋白
Soluble p rotein (mg·g - 1 )
MDA
( nmol·g - 1 )
W hite Heaven 20 1517 a 8511a 29516b 9413a 6178b 12130a
37 1612 a 9216a 32714b 9915a 7115ab 13160a
42 1617 a 9811a 34511ab 10410a 7169ab 12190a
47 1810 a 10513a 39210a 9811a 8123a 14130a
Tiber 20 1416 b 12512a 6915a 8512c 8150b 7190b
37 1519 ab 15019b 7519a 9210bc 1016a 8131b
42 1711 a 13915a 7815a 10916b 9121ab 9128ab
47 1819 a 13514a 8110a 12315a 9152a 10156a
　　注 : 数值后标有不同小写字母表示在 0105水平下差异显著。
Note: D ifferent letters in the figures mean significance at 5% levels by Duncanpis multip le range test.
214　短暂高温对两品种 SOD、POD同工酶的影响
已有研究报道 , 植物通过同工酶差异应答来适应环境变化 (张维强和唐秀芝 , 1993)。
SOD同工酶电泳结果 (图 1) 表明 , ‘W hite Heaven’存在 3条同工酶带 , ‘Tiber’存在 2条。高
温胁迫前后两品种 SOD同工酶谱带数量没有变化 , 但活性有所变化。随着温度升高 , ‘W hite Heav2
en’SOD21活性逐渐减弱 , SOD23活性基本保持不变 , SOD22活性明显增加 ; ‘Tiber’在 37℃下 SOD2
1、SOD23活性增强 , 而在 42℃、47℃下有所减弱。
图 1　热激后 ‘T iber’和 ‘W h ite Heaven’百合叶片 SOD同工酶电泳图谱
F ig. 1　Changes in SOD isoenzym es in‘T iber’and‘W h ite Heaven’ leaves after hea t shock
POD同工酶电泳结果 (图 2) 表明 , ‘W hite Heaven’有 5条同工酶条带 , 胁迫后 POD21、POD2
3、POD24、POD25带染色与对照相比略有加深 , 而 POD22在胁迫前后无明显变化 ; ‘Tiber’存在两
条 POD酶带 , 并且明显比 ‘W hite Heaven’染色浅 , 呈弥散状 , 高温胁迫未对其 POD同工酶图谱产
生明显影响。
以上结果说明 , 短期高温处理对两品种 SOD同工酶主带没有明显抑制作用。‘W hite Heaven’
POD同工酶表达量显著高于 ‘Tiber’。酶活性增加是由于激活控制 POD合成基因的表达 , 还是增加
了组成型 POD含量 , 还有待于进一步研究。
短暂高温胁迫下 ‘W hite Heaven’具有较为稳定的 SOD、 POD活性 , CAT活性增加幅度较小 ,
MDA含量未见显著增加。
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短暂高温对 ‘Tiber’叶片 SOD、POD活性未见明显影响 , 47℃处理虽然明显提高了 CAT活性 ,
但是 MDA含量仍明显增加。
因此 , 从两品种植株抗氧化酶系统对短暂高温胁迫反应的差异性可以得出 , 百合植株可通过提高
抗氧化酶活性来抵御一定的高温胁迫 ( 37℃、42℃) , 不同品种 SOD、POD和 CAT活性对高温响应
方式不同。
图 2　热激后 ‘T iber’和 ‘W h ite Heaven’百合叶片 POD同工酶电泳图谱
F ig. 2　Changes in POD isoenzym es in‘T iber’and‘W h ite Heaven’ leaves after hea t shock
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