全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (5) : 969～973
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2006 - 02 - 28; 修回日期 : 2006 - 07 - 063 现工作单位为山西林业职业技术学院园艺系 , 邮编 030009。
脱毒骏枣幼树叶片活性氧代谢的研究
刘　和　郭　艳 3 　宋金龙
(山西农业大学园艺学院 , 山西太谷 030801)
摘 　要 : 大田自然生长条件下脱毒骏枣幼树叶片的超氧阴离子 (O·2 ) 生成速率、过氧化氢 (H2 O2 )、
丙二醛 (MDA)、还原型谷胱甘肽 ( GSH )、抗坏血酸 (A sA ) 含量以及超氧化物歧化酶 ( SOD )、过氧化
物酶 ( POD)、过氧化氢酶 (CAT)、谷胱甘肽还原酶 ( GR)、抗坏血酸过氧化物酶 (APX) 活性的变化规
律与对照未脱毒骏枣幼树叶片相应各指标的变化规律基本一致。生长前期脱毒骏枣幼树叶片的 O·2 生成速
率、H2O2、MDA含量以及 SOD、POD、CAT、GR、APX活性都低于对照 , 并且随着树体的不断生长 , 差
异越来越明显。后期除 O·2 生成速率、H2O2、MDA含量仍显著低于对照外 , 其它各指标均显著高于对照。
脱毒幼树叶片的 A sA含量在整个生长期都高于对照 , 前期差异不显著 , 中后期差异显著。试验结果表明 ,
脱毒骏枣与未脱毒骏枣相比具有较低的活性氧水平和较强的活性氧清除能力 , 在生长后期表现出较强的抗
性。
关键词 : 枣 ; 脱毒 ; 活性氧代谢 ; 保护酶
中图分类号 : S 66511　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0520969205
Stud ies on M etabolism of Active O xygen Spec ies in the L eaves of Y oung
V irus2free Trees of Z iziphus ju juba‘Junzao’
L iu He, Guo Yan3 , and Song J inlong
(College of Horticulture, Shanxi A gricu ltura l U niversity, Ta igu, Shanxi 030801, Ch ina)
Abstract: The dynam ics of the generation rate of O·2 , the contents of H2 O2 , MDA, GSH, A sA and the
activities of SOD , POD, CAT, GR, APX in the leaves of virus2free Z iziphus ju juba M ill. ‘Junzao’trees
were sim iliar with those in leaves of common‘Junzao’ trees. The generation rate of O·2 , the contents of
H2 O2 , MDA , GSH, A sA and activities of SOD, POD , CAT, GR, APX in the leaves of virus2free‘Junzao’
trees were lower than those of common‘Junzao’trees in the early period of growth. The differences became
significant with the growth of trees. In the later period of growth, most indexs in the leaves of virus2free
‘Junzao’trees were higher than those of common‘Junzao’trees excep t the generation rate of O·2 , the con2
tents of H2 O2 and MDA. However, the content of A sA in the leaves of virus2free‘Junzao’trees was higher
than that of common‘Junzao’trees throughout the growth period, and the difference was significant only in
later period of growth. The results showed that there were lower reactive oxygen species (ROS) content and
stronger ability to clean out the ROS in virus2free‘Junzao’trees than those in common‘Junzao’trees.
Key words: Z iziphus ju juba; V irus2free; ROS metabolism; Protective enzyme
植物体内活性氧具有广泛的生理生化效应 , 对生命有双重作用 , 与植物的抗逆性密切相关〔1～3〕。
目前对脱毒果树的研究多集中在脱毒方法、树体的生长结果习性和光合特性以及叶片内含物的变化等
方面〔4～6〕, 而对活性氧代谢方面的研究较少 , 在脱毒枣树上未见报道。作者以山西著名枣品种 ‘骏
枣 ’为试材 , 进行了脱毒与未脱毒幼树在大田自然生长条件下叶片内活性氧代谢规律的研究 , 旨在
探索脱毒骏枣幼树树体内活性氧代谢特点 , 为枣树的无毒化栽培提供理论依据。
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1　材料与方法
试验于 2004年 5～12月在山西农业大学园艺站和生命科学学院中心实验室进行。试材骏枣
( Z iziphus ju juba M ill. ‘Junzao’) 来自山西农业大学农学院生物技术系 , 为大田 3年生脱毒 (采用茎
尖脱毒方法脱除枣疯病病毒 ) 自根幼树、脱毒嫁接幼树 (砧木为酸枣 Z iziphus spinosa Hu)、未脱毒自
根幼树和未脱毒嫁接幼树。试验田地块平整 , 土质为壤土 , 肥力一般。骏枣为南北行栽植 , 株行距为
2 m ×4 m。
4株为一小区 , 3次重复 , 每个处理 12株 , 顺序排列。在试验期间苗木自然生长 , 不浇水、不施
肥、不打药 , 只定期除草。于 5月 16日、6月 16日、7月 16日、8月 5日、8月 25日和 9月 21日
(均为晴天 ) 的上午 9时 , 分别采取各处理植株上正南方 2年生健壮永久性二次枝第 3～4节枣股抽生
枣吊的第 3～5片叶 , 每株取 20片 , 混合在一起 , 用液氮速冻 , 保存在 - 75℃的超低温冰箱中用于测
定 O·2 生成速率〔7〕, H2 O2含量〔8〕, MDA 含量〔9〕, SOD、 POD、CAT活性〔10〕, APX活性 〔11〕, GR活
性〔12〕, GSH含量〔13〕, A sA含量〔14〕和蛋白质含量〔15〕。每个指标每次测定 3次 , 取平均值。试验结果
进行方差分析。
2　结果与分析
211　脱毒骏枣幼树叶片 O·2 生成速率、H2 O2和
MDA含量的变化
在整个生长季节 , 脱毒骏枣幼树叶片的 O·2
生成速率、H2 O2和 MDA含量的变化趋势与对照未
脱毒树基本相同。
H2 O2和 MDA含量的变化更趋一致 , 但二者
与 O·2 生成速率的变化在生长前期略有不同。如
图 1所示 , 5月 16日～7月 16日脱毒骏枣与对照
的 H2 O2含量和 MDA 含量先升高后降低 , 而 O·2
的生成速率此期却持续下降 , 于 7月 16日降到最
低。7月 16日之后 , O·2 生成速率、H2 O2含量与
MDA含量均逐渐回升。
方差分析表明 , 脱毒幼树 O·2 生成速率、H2
O2含量和 MDA含量均显著 ( P < 0105, 下同 ) 低
于未脱毒幼树 (MDA含量在 8月 5日所测结果除
外 )。
212　脱毒骏枣幼树叶片 SOD、 POD、CAT和
APX活性的变化
脱毒幼树的 SOD活性变化趋势与对照基本一
致 , 总体呈先升高后降低的动态变化 (图 2)。方
差分析表明 , 6月 16日、7月 16日和 8月 5日脱
毒幼树的 SOD活性都显著低于未脱毒幼树 , 而到
8月 25日和 9月 21日又显著高于未脱毒幼树。
生长期脱毒幼树 POD、CAT和 APX活性变化
趋势与未脱毒幼树一致 , 且三者均表现出先降低
后回升又降低的动态变化 (图 2)。
图 1　生长期骏枣叶片的 O·2 生成速率、H2O 2含量和 MDA含量
F ig. 1　The genera tion ra te of O·2 , con ten ts of H2O 2 and MDA
in Z. ju juba‘Junzao’leaves dur ing the per iod of growth
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　5期 刘 　和等 : 脱毒骏枣幼树叶片活性氧代谢的研究 　
图 2　生长期骏枣叶片的 SOD、POD、CAT和 APX活性
F ig. 2　The activ ities of SOD, POD, CAT and APX in Z1 ju juba ‘Junzao’leaves dur ing the per iod of growth
　　APX活性变化规律与 POD更为相似 , 均在 7
月 16日降到生长前期的最低值 , CAT的变化规律
与二者略有不同 , 在 6月 16日就降到了最低值。
与对照相比 , 脱毒幼树的 POD、CAT和 APX活性
在 6月 16日、7月 16日 ( POD除外 ) 和 8月 5
日均显著低于对照 , 在 9月 21日显著高于对照
( POD除外 )。
213　脱毒骏枣幼树叶片 A sA、GSH含量和 GR
活性的变化
脱毒骏枣叶片的 A sA含量在生长期呈现先升
后降又升 , 8月 5日达到峰值后持续下降的变化 ;
而对照逐渐升高 , 6月 16日即达到峰值 , 而后一
直降低 (图 3)。脱毒骏枣的 A sA含量整个生长
期都高于对照 , 在生长后期的 8月 5日、8月 25
日和 9月 21日差异显著。
脱毒幼树与未脱毒幼树 GSH 含量的变化相
同 , 前期逐渐升高 , 到 7月 16日达到峰值 , 之后
持续降低 (图 3)。整个生长时期脱毒幼树 GSH
含量都低于对照 , 7月 16日和 9月 21日差异显
著。脱毒幼树 GR活性的变化趋势与对照相同 ,
均呈先升高后降低的变化 (图 3)。脱毒幼树与未
脱毒骏枣相比 GR活性的变化幅度较小 , 并且在
生长后期 (9月 21日测的结果 ) 显著高于对照 ,
其它时期均低于对照 , 其中 6月 16日、7月 16
日和 8月 5日差异显著。
图 3　生长期骏枣叶片的 A sA和 GSH含量及 GR活性
F ig. 3　The con ten t of A sA and GSH, and the activ ity of GR in
Z. ju juba‘Junzao’leaves dur ing the per iod of growth
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3　讨论
311　脱毒骏枣幼树叶片活性氧及膜脂过氧化
试验结果显示 , 在生长期的绝大部分时间 (6月 16日 ～9月 21日 ) 骏枣叶片 MDA含量的变化
趋势与 O·2 生成速率和 H2 O2含量的变化一致 , 只在幼叶期 (5月 16日 ～6月 16日 ) O·2 生成速率相
反 , 其原因可能是 O·2 被 SOD歧化后生成了 H2 O2〔16〕。相比之下 , MDA含量与 H2 O2含量的变化相关
性更密切 , 这说明 H2 O2对细胞膜的损伤比 O·2 更强。因为枣叶片中富含 Fe2 + , 它很容易与 H2 O2发生
Fenton反应后生成 ·OH〔17〕, ·OH是极强的氧化剂 , 一旦产生 , 它就会立刻氧化临近的任何分子 ,
而且 H2 O2以分子状态可以扩散到很远的距离 , 作用时间更长 , 对细胞膜的伤害更大〔18〕。
在生长期脱毒幼树叶片的 O·2 生成速率、H2 O2含量及 MDA含量比未脱毒幼树低的试验结果说明 ,
在相同的生长条件下未脱毒苗叶片受到活性氧伤害的程度较脱毒苗大 , 膜质过氧化程度高。这可能与
病毒侵染树体后在树体活细胞内繁殖消耗 , 及其代谢产物的毒害作用影响树体正常生理代谢 , 促进树
体活细胞衰老和死亡有关〔19〕。
312　脱毒骏枣幼树叶片活性氧与酶促保护
试验结果表明 , 脱毒与未脱毒骏枣叶片 SOD和 O·2 之间 , POD、CAT、APX与 H2 O2之间在生长
期内呈此消彼长的动态变化。5月 16日～6月 16日 , O·2 生成速率持续下降而 SOD活性持续上升 ; 6
月 16日～7月 16日 O·2 生成速率变化不大 , 7月 16日以后持续上升 , 而 6月 16日～9月 21日 SOD水
平总体呈下降趋势 , 二者变化是相反的。POD、CAT和 APX活性变化规律相同 , 都经历了先降低后
升高而后再降低的动态变化 , 与 H2O2含量的变化正好相反。
脱毒幼树叶片 SOD、POD、CAT和 APX活性在生长前期低于未脱毒幼树 , 在后期却显著高于未
脱毒幼树。如此变化的原因以及这 4种酶活性是否直接受 O·2 和 H2 O2的诱导 , 还需要进一步研究。
Zheng等〔20〕研究了黄瓜幼苗从长出第 3片幼叶起直到该叶充分展开为止这个时间段中 SOD和 GP以及
脂溶性抗氧化剂的变化 , 发现叶片幼龄期防御活性氧的能力很强 , 由活性氧引发的脂类过氧化相应较
弱 , 而叶片衰老时防御活性氧的能力下降 , 活性氧引发的脂类过氧化就增强。据本试验结果结合前人
的研究可以认为 , 脱毒幼树与对照相比 , 在生长后期叶片 SOD、POD、CAT和 APX活性较高 , 说明
后期脱毒幼树叶片抗衰老能力较强。
313　脱毒骏枣幼树叶片活性氧与 A sA、GSH
A sA、GSH在清除活性氧的过程中起着重要作用〔21, 22〕。试验结果显示 , 骏枣幼树叶片 A sA、GSH
含量在生长前期逐渐上升 , O·2 生成速率及 H2 O2含量呈现下降趋势 ; 生长后期 A sA、GSH含量不断下
降 , 清除活性氧能力减弱 , 而 O·2 生成速率及 H2 O2含量持续上升。GSH是 GR催化反应的产物〔23〕,
因而脱毒与未脱毒骏枣叶片内的 GSH含量和 GR活性的变化均保持一致。
脱毒骏枣幼树叶片 GR与 SOD、 POD、CAT及 APX的变化相似 , 在生长前期低于未脱毒幼树 ,
在生长后期显著高于未脱毒苗。而 A sA含量在整个生长期内一直高于对照 , GSH却一直低于对照 ,
这与抗氧化酶的变化特点不同 , 其原因尚不明确。
总之 , 与未脱毒骏枣相比 , 脱毒骏枣幼树叶片活性氧物质 O·2 生成速率和 H2 O2含量较低 ; 在生长
后期 SOD、POD、CAT、GR和 APX 5种保护酶的活性以及活性氧清除剂 A sA的含量较高 , 其清除活
性氧的能力较强 , 说明脱毒可延缓因活性氧引起的叶片的衰老。
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