全 文 ：© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 　艺 　学 　报 　2005, 32 (5) : 908～910
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 11 - 16; 修回日期 : 2005 - 06 - 20
基金项目 : 国家 ‘十五’科技攻关重大专项课题资助项目 (2004BA516A09)
不同含水量菜豆种子老化过程中生理特性的研究
李玉红 1 　陈　鹏 2 　唐爱均 1 　王　绮 1 　关志华 1 　程智慧 1
(1 西北农林科技大学园艺学院 , 杨凌 712100; 2 西北农林科技大学生命科学学院 , 杨凌 712100)
摘 　要 : 对不同含水量的菜豆种子 ( 211%、314%、318%、619%和 910% ) 老化过程中的生理特性
进行了研究。结果表明 , 菜豆种子在含水量为 318%时 , 发芽率 , 保护酶系统 ( SOD、POD和 CAT) 活性
和脱氢酶活性明显高于其它含水量的种子 , 而脂氧合酶 (LOX) 活性和丙二醛 (MDA ) 含量显著低于其它
含水量的种子 , 表现出较高的生活力。此结果表明适度降低菜豆种子的含水量可以提高其抗老化劣变能力 ;
不同生活力的菜豆种子 POD同工酶酶谱表现不同 , 而 SDS2PAGE蛋白质谱带则基本相同。
关键词 : 菜豆 ; 种子老化 ; 酶 ; 丙二醛 ; POD同工酶 ; SDS2PAGE
中图分类号 : S 64311; S 60214　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2005) 0520908203
Stud ies on Physiolog ica l Character istics of K idney Bean Seeds w ith D ifferen t
M o isture Con ten t in Ag ing Course
L i Yuhong1 , Chen Peng2 , Tang A ijun1 , W ang Q i1 , Guan Zhihua1 , and Cheng Zhihui1
(1 College of Horticulture, N orthw est Sci2Tech U niversity of A griculture and Forestry, Yangling 712100, China; 2 College of L ife
Sciences, N orthw est Sci2Tech U niversity of A gricu lture and Forestry, Yang ling 712100, Ch ina)
Abstract: Kidney bean seeds of different moisture contents ( 211% , 314% , 318% , 619% and
910% ) were used to investigate the physiological characteristics in aging course. The results showed that the
germ ination percent and the activity of SOD, POD , CAT and dehydrogenase were higher while LOX activity
and MDA contentwere lower in 318%moisture content than other moisture content seeds. It showed more vigor
than other seeds. Reducing the moisture content of kidney bean seeds could increase the ability of anti2aging.
The isozymes of POD were different, while the p rotein bandswere almost the same in kidney bean seeds of dif2
ferent vigor.
Key words: Kidney bean; Seeds aging; Enzyme; MDA; POD; SDS2PAGE
1　目的、材料与方法
研究不同含水量菜豆种子老化过程中的生理特性 , 对于阐明菜豆种子老化劣变的主要原因及菜豆
种质资源的安全保存有重要实践意义 , 同时对提高菜豆种子活力有参考价值。
本试验以含水量为 910%的菜豆 ‘双丰架豆 ’种子为材料 , 采用硅胶室温干燥法 , 将种子的含水
量分别干燥至 619%、318%、314%和 211%。然后将这 5种不同含水量的种子密封于双层铝箔袋中
室温保存 1年 , 而后置于 50℃培养箱中老化 20 d, 再取出进行回水处理后于室温放置。测定种子发
芽率 , 脂氧合酶 (LOX) 活性 (以每克种胚每分钟 OD值变化 01001为 1个酶活性单位 ) , 丙二醛
(MDA ) 含量 (硫代巴比妥酸显色法 ) , SOD活性 (NBT光还原法 ) , POD活性 (愈创木酚法 ) , CAT
活性 (比色法 ) 和脱氢酶活性 ( TTC定量法 ) ; 种子萌发 2 d后进行 POD同工酶 (抗坏血酸 -联苯胺
染色法 ) 和 SDS2PAGE电泳分析。每处理重复 3次。
2　结果分析与讨论
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　5期 李玉红等 : 不同含水量菜豆种子老化过程中生理特性的研究 　
211　不同含水量菜豆种子的发芽率
不同含水量的种子发芽率差异显著 (表 1)。含水量为 910%的种子发芽率降至 2%左右 , 而其他
含水量的种子发芽率都维持在一个较高的水平 , 其中含水量为 318%的种子发芽率最高 , 为 93%左
右。
表 1　菜豆种子发芽率、酶活性及 MDA含量的变化
Table 1　Changes of germ ina tion percen t, enzym e activ ity and MDA con ten t of k idney bean seeds
含水量
Moisture
content( % )
发芽率
Germ ination
percent( % )
SOD
(U·g - 1 FM)
POD
(U·g - 1 FM)
CAT
(U·g - 1 FM)
脱氢酶
Dehydrogenase
(OD490 )
LOX
(U·m in - 1 ·
g - 1 FM)
MDA
(μmol·L - 1 )
910 2 ±2 D 2013 ±412 C 3013 ±1013 B 2410 ±616 C 01474 ±01031 C 241 ±912 A 2189 ±0110 A
619 65 ±5 B 26014 ±1317 B 7911 ±614 A 8016 ±718 B 01548 ±01045 B 18315 ±1215 B 1185 ±0108 B
318 93 ±6 A 35018 ±1718 A 9817 ±19 A 11212 ±617 A 01656 ±01052 A 14015 ±11 C 1108 ±0109 D
314 76 ±4 B 27310 ±1419 B 8919 ±817 A 11219 ±912 A 01605 ±01033 A 15112 ±810 C 1149 ±0104 C
211 45 ±5 C 24317 ±817 B 8412 ±1412 A 8517 ±819 B 01527 ±01029 B 19115 ±1012 B 2101 ±0112 B
　　注 : A、B、C: 1%水平差异显著。
Note: A, B, C: significant at 1% level.
212　不同含水量菜豆种子的 LO X活性、MDA含量以及保护酶系统活性
由表 1可知 , 含水量为 910%的种子 LOX活性和 MDA 含量最高 , 保护酶系统 ( SOD、 POD和
CAT) 的活性最低 ; 含水量为 318%和 314%的种子 LOX活性和 MDA含量最低 , 而保护酶系统活性
最高 ; 含水量为 619%和 211%的种子 LOX活性、MDA含量以及保护酶系统的活性均处于中等水平。
说明种子耐老化劣变的能力与其含水量高低密切相关 , 膜脂过氧化引起膜的破坏可能是种子发生老化
和劣变的主要原因。LOX催化多元不饱和脂肪酸加氧反应 , 氧化生成脂肪酸氢过氧化物和自由基 ,
最终导致细胞膜的降解和细胞功能的丧失〔1〕。MDA是脂肪酸氢过氧化物继续分解产生的 , 在种子贮
藏过程中随着劣变的发生而逐渐积累 , 而保护酶系统可以清除因脂质过氧化产生的毒害。LOX活性
增加使 MDA含量上升和自由基增生 , 而清除有毒物质的保护酶系统活性降低 , 清除能力减弱 , 致使
膜脂过氧化加剧 , 膜受到损伤 , 从而使种子活力下降。适度降低种子的含水量可在一定程度上抑制膜
脂过氧化 , 有利于提高种子的抗老化劣变能力。而过低含水量对种子的伤害可能是由于丢失了一部分
结构水 , 造成贮藏和老化期间膜脂过氧化作用的增强〔1〕。
213　不同含水量菜豆种子的脱氢酶活性
脱氢酶活性与种子活力之间的关系十分密切 , 脱氢酶活性愈强 , 种子活力愈高。由表 1可见 , 含
水量为 910%的种子脱氢酶活性最低 , 含水量为 314% ～318%的种子脱氢酶活性最高 , 含水量为
619%和 211%的种子脱氢酶活性处于中等水平。
214　不同含水量菜豆种子的 POD同工酶
不同含水量老化种子的 POD同工酶谱不同 (图 1) , 含水量为 318%和 314%的种子 POD同工酶
谱基本相同 , 含水量 910%的种子和它们相比出现明显的酶带缺失现象 , 而含水量 619%的种子 POD
酶谱则出现次级带染色很浅的现象 , 说明其酶活性受到了影响。在种子贮藏和老化过程中 , 酶带减
少 , 酶蛋白合成能力下降 , 也就预示着种子劣变的发生 , 劣变的最终结果将是种质贮存期间发生遗传
变化。因此 , 在种质贮藏时 , 种质更新标准不宜过低。
215　不同含水量的菜豆种子蛋白质图谱的变化
种子蛋白与种子活力的关系已经有很多报道 , 刘军等〔2〕对不同活力的玉米种子胚萌发过程中蛋
白质变化做了研究 , 结果表明高活力的种胚与低活力种胚 SDS2PAGE图谱有所不同 , 而 Gidrol等〔3〕通
过电泳分析老化后大豆等种子多肽的变化 , 发现不同活力的胚与 “萌发特异性多肽 ”并无相关性。
菜豆萌动种子的 SDS2PAGE电泳表明结果 (图 2) , 不同活力的种子蛋白图谱基本相同 , 与 Gidrol等
的报道一致 , 这说明不同的种子萌发时蛋白质的合成和降解的机制可能并不相同 , 也可能与种子的特
性及萌发状态有关。
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园 　　艺 　　学 　　报 32卷
图 1　不同含水量菜豆种子 POD同工酶酶谱
1、 2、3、4分别为含水量 910%、619%、318%、314%的种子。
F ig. 1　POD isozym e pa ttern s of k idney bean seeds w ith
d ifferen t m o isture con ten ts
1, 2, 3, 4 rep resent kidney bean seeds of moisture content 910% ,
619% , 318% and 314% respectively. 图 2　不同含水量菜豆种子蛋白质 SD S2PAGE图谱1、2、3分别为含水量 318%、314%和 910%的种子。F ig. 2　Prote in bands of SD S2PAGE in k idney bean seedsw ith d ifferen t m o isture con ten ts1, 2, 3 rep resent kidney bean seeds of moisture content 318% ,314% and 910% respectively.
参考文献 :
1　朱　诚 , 曾广文 , 景新明 , 林　坚 , 郑光华 , 吴 　平. 洋葱种子含水量与贮藏温度对其寿命的影响. 植物生理学报 , 2001, 27
(3) : 261～266
Zhu C, Zeng GW , J ing X M, L in J, Zheng G H, W u P. The effect of moisture content and storage temperature on onion seed longevity. Acta
Phytophysiologica Sinica, 2001, 27 (3) : 261～266 ( in chinese)
2　刘　军 , 黄上志 , 傅家瑞. 不同活力玉米种子胚萌发过程中蛋白质的变化. 热带亚热带植物学报 , 1999, 7 (1) : 65～69
L iu J, Huang S Z, Fu J R. Changes of embryo p rotein in maize seedswith different vigours during germ ination. Journal of Trop ical Subtrop ical
Botany, 1999, 7 (1) : 65～69 ( in chinese)
3　Gidrol X, Noubhani A, Mocquot B. Effect of accelerated ageing on p rotein synthesis in two legume seeds. Plant Physiol. B iochem. , 1988,
26: 281～288
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