全 文 ：园 艺 学 报 , 一
纽 月 时派
刺梨果实和叶片发育过程中抗坏血酸和抗氧化酶的
协同变化
安华明‘
’ , 樊卫 国‘ , 刘庆林 , , 陈力耕 ,
‘ 贵州大学喀斯特山地果树资源研究所 , 贵阳 ’凯里学院生物科学技术系 , 贵州凯里 ’ 浙江大学园
艺系 , 杭州
摘 要 以 ‘ 贵农 号 ’ 刺梨为材料 , 研究了果实和叶片发育过程中主要保护酶和抗坏血酸
的变化 。 结果表明 , 刺梨果实和叶片内都具有较高的 活性 , 并在发育过程中呈基本相似的变化模式
总体上看 , 刺梨叶片中具有较高的 和 等抗氧化酶活性 , 并呈 ‘ 初期升高后期降低 ’ 的变化趋势 ,
但 含量及其氧化还原态 与 库的比值 较低 。 在果实中 , 活性和 含量高 , 而
活性很低 , 并且在果实发育中 、 后期降至检测不到的水平 , 整个生育期都未能检测到 活性 。 这表明刺
梨果实和叶片中存在着不同的自由基清除协作机制 。
关键词 刺梨 抗坏血酸 抗氧化系统 协同变化
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 刁
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植物在发育过程中由于氧代谢或逆境胁迫而产生的活性氧 自由基 ,
可通过抗氧化系统清除 。 包括保护酶系统如过氧化物酶 、 过氧化氢酶
、 超氧化物歧
化酶 等和非保护酶系统如维生素 抗坏血酸 ,
、 谷胧甘肤 、 维生素 等 , 共同作用
使植物细胞维持着氧化一还原的动态平衡 , 。 以往相关研究多集中在保护酶系统 , 而
收稿 日期 一 一 修回 日期 一 一
基金项目 国家自然科学基金项 目 贵州省自然科学基金项 目 贵州省教育厅 自然科学基金项 目 贵
州大学人才基金项 目
一 邓
园 艺 学 报 卷
对非保护酶系统以及非保护酶系统与保护酶系统间的协同保护的具体过程和机制报道较少 。 本试验中
以高含 的刺梨为材料 , 通过测定和分析其整个生育期内果实和叶片中抗氧化系统各主要组分的
变化 , 探讨它们的协作分工和可能的氧化保护作用机理 。
材料与方法
供试材料为 年生优良无性系刺梨 ‘ 贵农 号 ’ 妙
‘ ’ , 种植于贵
州大学刺梨种质资源圃 。 于 月 日 一 月 日 , 每 取样 次 , 果样和叶样 各约 分
别随机取 自树势基本一致的植株树冠外围中上部和结果枝中上部 , 取样时间为上午 时 。 用于取样
的刺梨植株为 株 。 所取样品用液氮处理后保存于 一 ℃待用 。
取 果肉或 叶片置于预冷的研钵中 , 加 的
· 一 ’的偏磷酸研磨成匀浆 。 将匀浆
全部转人离心管中 , 于
· 一 ’离心 巧 后 , 取上清液用于测定 和 含量 。 以上操
作均在 ℃下进行 。
含量用高效液相色谱法 测定 , 以峰面积外标法计算其含量 。 标样购于
公司 。 参考安华明等 提供的方法测定 含量 。 总 或 库 库
氧化还原态 , 。
根据陈建勋和王晓峰 提供的方法测定
、 和 的活性 取 果肉或 叶
片于预冷的研钵中 , 加人 的
· 一 ’磷酸钾缓冲液 研磨成匀浆并全部转人离
心管中 , 于
· 一 ’离心 巧 , 上清液即为酶液 。 以上操作都在 ℃下进行 。 其中 和
活性以每分钟 值增加和减少 为 个活力单位
· 一 ’ · 一 ’ , 活性以抑制
氮蓝四哇光化还原的 为 个酶活性单位
· 一 ’ 。
结果与分析
刺梨果实和叶片发育过程中 活性的变化
图 显示 , 刺梨果实中 活性从幼果形成到 月中旬略有增加 , 并在 月中旬升至整个生育
期的最高水平 月中旬以后 , 随着果实的发育成熟缓慢而下降 , 但直到果实成熟可食时仍维持在相
当高的水平 。 这一水平相当于称猴桃
、 无花果 、 山碴 、 黑毒等 含量的 倍以上 , 是苹果
、
柑
橘
、
梨 、 葡萄的 一 倍 史肖白 等 , 。
是植物细胞内活性氧清除反应过程 中第一个发挥作用的重要保护酶 , 它与 反应形成
和氧分子 , 并与抗氧化系统的其它组分一起在防止细胞氧化伤害和保护细胞结构和功能等方面
发挥着重要作用 马旭俊和朱大海 , 。 刺梨果实在整个发育过程中保持较高 活性的特点 ,
表明 是刺梨果实保护酶系统中起主导作用的关键组分 , 这对于有效清除细胞内 和减缓衰老
具有重要意义 同时 , 鉴于 在人体中的重要保健作用 , 这一特点也为刺梨果实具有较高营养保
健功能提供了有力佐证 。
刺梨叶片从发育初期到 月初 , 活性变化趋势与果实相似 , 较为平缓 之后 , 随着叶片的逐
渐成熟和衰老 , 活性急剧下降至发育初期的约 水平 图 。
刺梨果实和叶片发育过程中 和 活性的变化
图 表明 , 在整个发育过程中 , 果实内 活性变化很大 发育初期约一月内 活性逐渐升
高 , 月初达到最高水平 , 之后下降 , 月初直至成熟检测不到其活性 。 这说明 可能只对清除刺
梨幼果期产生的 起一定作用 。 在刺梨果实整个发育过程中始终未能检测到 的活性 , 那么果
实在 月以后继续发育和逐渐成熟过程中产生的 等应该主要由其它抗氧化物质来清除 。
叶片中 和 的表现与果实中截然不同 图 , 在整个发育过程 中 , 均保持一定活
期 安华明等 刺梨果实和叶片发育过程中抗坏血酸和抗氧化酶的协同变化
性 , 并在发育中期 月底至 月底 维持在较高水平 , 之后下降 而 则在幼叶时期就迅速升
高到较高水平 , 并在 月初之后随着叶片的发育和衰老迅速降低 。 这表明 , 在刺梨叶内 , 两种抗氧化
酶在清除氧自由基和氧化保护方面共同发挥了作用 。
果实
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图 刺梨果 、 叶发育过程中 活性的变化
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图 刺梨果 、 叶发育过程中 活性的变化
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植物体内 , 与 反应形成的 可在 和 或 的作用下转变成 从而消除
对细胞的氧化损伤 , 马旭俊和朱大海 , 。 因此这 种酶的协同作用可有效阻止
、 等的过量产生对细胞所造成的氧化伤害 。
刺梨果实和叶片中 和 活性不同的变化模式 , 意味着这两种酶在刺梨不同组织细胞和不
同发育时期起着大小不同的作用 , 果实和叶片存在着不同的清除自由基的机制 。
刺梨果实 、 叶发育过程中 含量及其氧化还原态的变化
可以直接清除植物体内的 , 从而对细胞起保护作用 , , 卯
, 。 参与氧化还原反应后的氧化产物为 , 又可通过脱氢抗坏血酸还原酶的作
用还原为 , 因此通常将两者统称为 库 。 与 库的比值称为 库的氧化还原态 。
还原型 含量和 库氧化还原态反映了维生素 在植物细胞内能够发挥氧化保护能力的大小 。
图 显示 , 在刺梨果实发育初期的约一个月 内 , 的含量很低 , 但 库的氧化还原态却在
不断升高 。 之后 , 随着 的不断积累 , 库的氧化还原态也不断增加 其中在 月初略有下降 ,
具体原因尚不清楚 , 至 月初已达到约 , 并直至果实成熟 。 这表明在刺梨果实的整个发育过程
中 , 清除氧自由基和抗氧化能力总体上不断增强 , 即使是在发育后期和果实成熟过程中也未有降
低的趋势 。 结合 在清除氧 自由基方面的重要作用 , 这一突出特点对于避免在果实发育后期因
和 活性的缺乏而导致的 等过度积累无疑具有重要意义 。
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图 刺梨果 、 叶发育过程中 含量及其氧化还原态的变化
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园 艺 学 报 卷
与果实不同 , 在刺梨叶片发育过程中 , 含量变化平缓 , 含量很低 , 不足成熟果实的 。
叶片中 库的氧化还原态的变化较果实稍显缓和 , 总体上看呈上升趋势 。 至发育末期 , 由于叶内
各抗氧化组分 包括
、 和 等 的急剧降低最终导致其内部氧化一抗氧化平衡的打破和
叶片的衰老加速 , 这与作者之前的研究 安华明 等 , 一致 。
本试验结果表明 , 刺梨果实和叶片内存在着不同的抗氧化系统协作机制 。 在叶片不断发育和成熟
过程中 , 、 、 活性或 含量都呈下降的趋势 , 但直至成熟仍然保持一定的水平 , 说明
它们共同参与了自由基清除和氧化保护的动态过程 。 而在果实发育过程中 , 随着 的不断积累和
氧化还原态的不断提高 , 活性却逐渐降低直至检测不到 , 而 活性则在整个生育期都检
测不到 。
此外 , 我们过去的研究 安华明 等 , 也发现 , 在发育后期的果实中 , 活性也极其
微弱 , 甚至检测不到 。 这表明 , 在刺梨果实中 , 特别是在果实发育后期 , 与 协同作用的抗氧化
成分并非 或 等抗氧化酶类 , 发挥主要作用的可能是 等一些非酶组分 。
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安华明 , 陈力耕 , 樊卫国 , 刘庆林 刺梨叶衰老过程中维生素 含量和部分抗氧化酶活性的变化 园艺学报
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安华明 , 陈力耕 , 樊卫国 , 刘庆林 刺梨果实中维生素 积累与相关酶活性的关系 植物生理与分子生物学学报 ,
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陈建勋 , 王晓峰 植物生理学实验指导 广州 华南理工大学出版社 一
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马旭俊 , 朱大海
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植物超氧化物歧化酶 的研究进展 遗传 , 一
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史肖白 , 顾 姻 , 庄一义 刺梨超氧化物歧化酶含量分析 中国野生植物资源 , 一
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