全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (6) : 1287～1290
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2006 - 01 - 04; 修回日期 : 2006 - 05 - 12
基金项目 : 国家科技部科技促进三峡移民开发专项资助项目 (2003EP090018)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: renxuexia@mail1hzau1edu1cn)
红肉脐橙发育过程中抗氧化系统与活性氧的变化
黄仁华　夏仁学 3 　陆云梅　胡利明
(华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室 , 湖北武汉 430070)
摘 　要 : 以红肉脐橙果肉为材料 , 比较了不同时期谷胱甘肽 ( GSH)、抗坏血酸 (A sA) 含量及相关酶
活性和活性氧 (AOS) 产生速率的变化。结果表明 : 果肉在整个发育过程中 , 脱氢抗坏血酸还原酶
(DHAR) 活性在很大程度上可以促进 A sA积累 , 两者呈显著的正相关 ( r = 01870, P < 0105) , 并且与抗坏
血酸过氧化物酶 (A sA2POD) 活性在动态上彼此消长 ; 谷胱甘肽还原酶 ( GR ) 的变化趋势与 GSH相同 ,
呈单峰型的变化 , 两者的相关系数为 r = 01978 ( P < 0101) ; A sA /DHA sA和 GSH /GSSG比率在整个发育过
程中呈下降的趋势 , 而活性氧 (H2O2 , O·2 ) 水平一直呈上升变化。
关键词 : 脐橙 ; 谷胱甘肽 ; 抗坏血酸 ; 酶活性 ; 活性氧
中图分类号 : S 66614　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0621287204
Changes in An tiox idan t System and Active O xygen Spec ies in Flesh of Cara
Cara ( C itrus sinen isis) dur ing D evelopm en t
Huang Renhua, Xia Renxue3 , Lu Yunmei, and Hu L im ing
( Key Laboratory of Horticu lture Plant B iology M inistry of Education, Huazhong A gricultural U niversity, W uhan, Hubei 430070,
China)
Abstract: Cara Cara〔C itrus sinen isis (L. ) O sbeck ‘Cara Cara’〕was used to study the contents of
glutathione ( GSH) , ascorbate (A sA ) , active oxygen species (AOS) and changes in the activities of correla2
tive enzymes during development. The results showed that the contents of A sA accumulated with increase in
the activity of dehydroascorbate reductase (DHAR) during the fruit development and the correlation coefficient
was 01870, P < 0105. The activity of DHAR showed opposite trend with ascorbate peroxidase (A sA2POD ).
The changes in glutathione reductase ( GR) activities and GSH were sim ilar to disp lay a single2peak pattern
and their correlation coefficient was 01978 ( P < 0101). The ratios of A sA /DHA sA and GSH /GSSG both de2
scended, while the contents of AOS increased throughout fruit development.
Key words: C itrus sinen isis; Glutathione; A scorbate; Enzyme activity; Active oxygen species
1　目的、材料与方法
研究红肉脐橙 [ C itrus sinen isis (L. ) O sbeck‘Cara Cara’] 果实发育过程中 A sA2GSH循环系统有
关物质变化及其与活性氧水平或产生速率的关系 , 为进一步了解果实活性氧代谢的变化规律提供理论
依据。
红肉脐橙采自湖北省秭归县柑橘良种示范场 , 该品种于 1999 年春季高接于以枳 ( Poncirus
trifolia te‘Raf’) 为基砧的 ‘罗伯逊 ’脐橙 〔C itrus sinensis (L. ) O sbeck‘Robertson’〕上。2004年分
别于盛花后 90、120、150、180、210、240 d对果实 (果肉 ) 取样 (90 d以前果较小无法取样 ) , 并
作相应的物候期观察 , 每次取 10～15枚果实的赤道部位果肉均匀混合。所有样品均用液氮速冻后带
回实验室 , 并贮存于 - 80℃冰箱中备用。
抗坏血酸 (A sA) 和脱氢抗坏血酸 (DHA sA ) 含量测定参考 A rakawa等〔1〕和 Nakagawara等〔2〕的
园 　　艺 　　学 　　报 33卷
方法 ; 还原型谷胱甘肽 ( GSH) 和氧化型谷胱甘肽 ( GSSG) 含量测定参考 Castillo等〔3〕的方法 ; 抗坏
血酸过氧化物酶 (A sA2POD ) 活性的测定参考 Amako〔4〕等的方法 , 以 1 m in内 OD290变化 0101定义为
1个酶活性单位 ; 单脱氢抗坏血酸还原酶 (DHAR ) 活性的测定参考 Shigeoka等〔5〕的方法 , 以 1 m in
内 OD340变化 0101定义为 1个酶活性单位 ; 谷胱甘肽还原酶 ( GR) 活性的测定参考 Sm ith等〔6〕的方
法 , 以 1 m in内每克鲜样 OD340变化 0101定义为 1个酶活性单位 ; 参考李合生〔7〕的方法测定叶片丙二
醛 (MDA ) 含量 ; 依据王爱国等〔8〕的方法测定超氧阴离子自由基 (O·2 ) 产生速率 ; 采用林植芳等〔9〕
的方法测定过氧化氢 (H2 O2 ) 含量。以上测定均重复 3次。
2　结果与分析
211　红肉脐橙果实发育过程中 A sA、D HA sA、GSH和 GSSG含量的变化
由表 1可以看出 , A sA、DHA sA、GSH和 GSSG含量呈单峰型变化 , 但达到峰值的时间有所不同 ,
其中 , GSH含量在果实采样各时期存在极显著差异 ( P < 0101) , 其含量变化与 GSSG含量变化基本一
致 , 而 A sA /DHA sA和 GSH /GSSG比值均呈下降的趋势 , 只是 GSH /GSSG比值的变化相对平缓。
表 1　红肉脐橙果肉不同时期 A sA、D HA sA、GSH和 GSSG的含量
Table 1　Con ten ts of A sA, D HA sA, GSH and GSSG in‘Cara Cara’ fru it pulp
花后天数
Days after bloom ing ( d)
A sA
( nmol·g - 1 FM)
DHA sA
( nmol·g - 1 FM)
GSH
( nmol·g - 1 FM)
GSSG
( nmol·g - 1 FM) A sA /DHA sA GSH /GSSG
90 704144 ±45166 C 81152 ±10187 D 136172 ±7157 F 25157 ±2127 C 8164 5135
120 728189 ±13168 BC 140140 ±12184 C 188105 ±5191 C 40153 ±0166 B 5119 4164
150 954144 ±28154 A 143112 ±4115 C 201112 ±3113 B 44170 ±3178 AB 6167 4150
180 852182 ±76152 B 164186 ±13194 B 214156 ±9153 A 50138 ±7174 A 5101 4126
210 699191 ±85169 C 189131 ±6128 A 173147 ±2105 D 42105 ±0157 B 3169 4113
240 637141 ±51130 C 182197 ±8174 A 151169 ±1174 E 38145 ±3178 B 3148 3195
　　注 : 表中数据为 3次重复的平均值 , 数字后不同大写字母表示 P = 0101水平上差异极显著。
Note: The data are the means of three rep licates. Values followed by different cap ital letter mean significant difference at P = 0101.
212　红肉脐橙果实发育过程中 A sA2POD、D HAR、GR活性的变化
从表 2可以看出 , 随着果实的发育 A sA2GSH循环中相关酶活性的变化是不同的。其中 A sA2POD
在果实发育早期 (花后 120 d以前 ) 没有变化 , 花后 150 d至完全成熟 (花后 240 d) , 其活性稳定上
升。
DHAR活性在果实发育过程中呈单峰型变化 , 最大值出现在花后 150 d, 之后开始迅速下降 , 并
在成熟时达到最小值。
GR活性相对于前两者变化较平缓 , 整个过程也呈单峰型变化 , 但最大值较 DHAR滞后 , 出现在
花后 180 d。
表 2　红肉脐橙果肉不同时期 A sA2POD、D HAR和 GR的活性
Table 2　Activ ities of A sA2POD, D HAR and GR in‘Cara Cara’fru it pulp (U·g - 1 FM)
花后天数 Days after bloom ing ( d) A sA2POD DHAR GR
90 7184 ±0196 BC 1186 ±0119 C 1195 ±0103 C
120 7184 ±1124 BC 2158 ±0140 B 2145 ±0102 B
150 6121 ±0165 D 3107 ±0119 A 2159 ±0130 AB
180 6192 ±0187 CD 2174 ±0118 AB 2194 ±0106 A
210 8145 ±0194 B 1142 ±0119 D 2143 ±0148 B
240 12109 ±0136 A 0188 ±0119 E 2127 ±0128 BC
　　注 : 表中数据为 3次重复的平均值 , 数字后不同大写字母表示 P = 0101水平上差异极显著。
Note: The data are the means of three rep licates. Values followed by different cap ital letter mean significant difference at P = 0101.
8821
　6期 黄仁华等 : 红肉脐橙发育过程中抗氧化系统与活性氧的变化 　
213　红肉脐橙果实发育过程中 MDA、H2 O2含量和 O·2 产生速率的变化
由表 3可知 , MDA、H2 O2含量和 O·2 产生速率随果实的发育而逐渐增加。根据 MDA含量和 H2 O2
含量的变化规律 , 可以将果实发育过程分为两个阶段 : 花后 180 d以前为第 Ⅰ阶段 , 此时含量相当稳
定 ; 花后 180 d至成熟为第 Ⅱ阶段 , 两者含量明显增加。其中 H2 O2含量出现两次迅速积累的过程 ,
第一次出现在花后 150～180 d, 第二次出现在花后 210～240 d; O·2 产生速率在整个过程中一直上升 ,
但是含量均很低。
表 3　红肉脐橙果肉不同时期 MDA、H2O 2含量和 O·2 产生速率
Table 3　Con ten t of MDA, H2O 2 and genera tion ra te of O·2 in‘Cara Cara’fru it pulp
花后天数 Days after bloom ing ( d) MDA ( nmol·g - 1 FM) H2O2 ( nmol·g - 1 FM) O·2 ( nmol·m in - 1 ·g - 1 FM)
90 1145 ±0131 c 2183 ±0135 C 0113 ±01001 D
120 1176 ±0129 c 2185 ±0121 C 0116 ±01002 C
150 1178 ±0102 c 2194 ±0131 C 0116 ±01001 C
180 1190 ±0118 ab 4111 ±0145 B 0119 ±01012 B
210 1196 ±0119 ab 4135 ±0146 B 0121 ±01004 A
240 2140 ±0153 a 5172 ±0147 A 0122 ±01004 A
　　注 : 不同小写和大写字母分别表示在 P = 0105和 P = 0101水平上差异显著。
Note: The different small or cap ital letters mean significant difference at P = 0105 or P = 0101.
3　讨论
A sA /DHA sA和 GSH /GSSG的比率随着果实的成熟均处于下降的趋势 , 将 A sA /DHA sA和 GSH /
GSSG比率与 H2O2含量作相关分析可以发现均呈负相关 ( r1 = - 01783, r2 = - 01801) 但不显著 ( P
> 0105) , 而将 A sA /DHA sA和 GSH /GSSG比率与 O·2 产生速率作相关分析发现也均呈负相关且极显著
( r1 = - 01932, P < 0101; r2 = - 01940, P < 0101) , 由此可以得出 A sA /DHA sA和 GSH /GSSG比率可
能影响到 AOS含量〔10〕, 其中 , 更主要是影响 O·2 产生速率。
B rennan等〔11〕指出果实的成熟和衰老与活性氧有着密切的关系 , 往往伴随着活性氧 (O·2 , H2 O2 ,
OH· , ’O2等 ) 的大量积累 , 本试验也证明活性氧和膜脂过氧化产物 MDA同时不断增高。如果这些活
性氧没有及时清除 , 就会导致植物器官和组织处于氧化胁迫中 , 诱发膜不饱和脂肪酸的过氧化 , 致使
新陈代谢紊乱 , 细胞膜松弛〔10〕。
试验中果实发育后期 A sA含量较低可能与 A sA2POD活性较高有关 , 分析发现 A sA2POD活性与
A sA含量存在显著负相关 ( r = - 01895, P < 0105)。DHAR活性在果实成熟前增加 , 可能是为适应体
内活性氧积累的一种适应性调节 , 有利于 A sA的再生。另外对 DHAR与 A sA2POD作相关性分析发现
两者存在显著负相关 ( r = - 01892, P < 0105) , 这说明两者在 A sA2GSH循环中酶基因表达时间上可
能是彼消此长的。另一方面 , GR的活性变化与 GSH的变化相同 , 均表现为先升高后降低 , 相关性分
析发现两者存在极显著正相关 ( r = 01978, P < 0101) , 前期的升高可能是果实处于发育早期 , 新陈代
谢活跃 , 合成其底物 GSSG能力较强而导致的 , 而到了后期活性氧大量积累 (表 4) , 可能超过了 GR
清除的 “阈值 ”, 使 GR受到毒害 , 进而限制其活性〔12〕。
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