全 文 ：第 28 卷 第 1 期 作　物　学　报 V ol. 28, N o. 1
2002 年 1 月　 42～ 46 页 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA pp. 42～ 46　 Jan. , 2002
盐胁迫下LaCl3 和CPZ 对稻苗抗氧化酶类活性的影响α
刘娥娥1　宗　会2　郭振飞1, 3 　李明启1
(1华南农业大学生物技术学院, 广东广州 510642; 2 云南烟草科学研究院农业所高新室, 云南昆明 650106)
摘　要　以质膜Ca2+ 通道阻断剂L aC l3 和钙调素 (CaM ) 拮抗剂氯丙嗪 (CPZ) 对水稻幼苗预处理以阻碍 Ca2+ ·CaM 信
使传导后, 研究了盐胁迫下, 稻苗保护酶活性的变化。结果表明: 0. 15 molöL N aC l 胁迫下, L aC l3 和CPZ 预处理显著
加剧稻苗过氧化氢酶 (CA T )活性和抗坏血酸过氧化物酶 (A PX)活性下降; 对谷胱甘肽还原酶 (GR ) 活性则无明显影响;
而超氧化物岐化酶 (SOD )和过氧化物酶 (POD )活性前期无明显变化, 仅在胁迫后期明显下降。盐胁迫下, L aC l3 和CPZ
预处理加剧 SOD、CA T 和A PX 活性下降与加剧稻苗M DA 含量积累呈显著或极显著正相关。这暗示Ca2+ ·CaM 信使
系统可能通过调节一些抗氧化酶的活性来调节稻苗对盐逆境的适应性。
关键词　水稻幼苗; 盐胁迫; L aC l3 和CPZ; 抗氧化酶
中图分类号: Q 945　　　文献标识码: A
Effects of LaCl3 and CPZ on Activ ities of An tiox idan t Enzymes in R ice Seedl ings
under Sa lt Stress
L IU E2E1　ZON G H ui2　GUO Zhen2Fei1　L IM ing2Q i1
(1 College of B iotechnology , S outh China A g ricultural U niversity , Guangzhou 510642; 2A g ricultural of Y un2nan T obaccos S cientif ic Institu te, K un2
m ing 650106, China)
Abstract　A fter being blocked Ca2+ ·CaM m essenger transduction by p retreating w ith L aC l3 or CPZ (ch lo r2
p rom azine) , activities of an tiox idan t enzym es in rice seedlings under salt 0. 15 molöL N aC l stress w ere investi2
gated. T he results show ed that under salt stress, p retreatm en t led to more serious decrease in activities of asco r2
bate perox idase (A PX ) , catalase (CA T ) and superox ide dism utase (SOD ) , w hereas glutath ione redutase
(GR ) had no sign ifican t change during stress, and perox idase (POD ) had little change at the early stage, then
decreased sign ifican tly at the late stage of stress. T he enhanced increase value ofM DA con ten t w as sign ifican tly
positively co rrelated w ith the enhanced decrease value in activities of CA T , A PX and SOD by p retreatm en t of
L aC l3 and CPZ under salt stress. It is suggested that the effects of L aC l3 and CPZ on stress resistance of rice
seedlings w ere m ain ly related to SOD , CA T and A PX under salt stress. T he results also suggested that Ca2+ ·
CaM m essenger system m igh t regulate the stress resistance of rice seedlings by affecting activities of som e an2
tiox idan t enzym es.
Key words　R ice seedling; Salt stress; L aC l3 and CPZ; A n tiox idan t enzym es
　　许多研究证实盐胁迫可对植物产生氧化胁迫,
造成活性氧伤害, 这可能是盐逆境伤害的一个重要
原因[ 1～ 3 ]。而植物体本身又可通过抗氧化酶和抗氧
化物质来抵抗其所遭受的氧化胁迫[ 1, 4, 5 ]。其中抗氧
化酶在植物抵抗氧化胁迫中具有重要作用, 已有研
究表明植物抗逆性强弱与其抗氧化能力有关, 抗逆
性强的植物其抗氧化酶的活性也相应较高, 反之抗
逆性弱的其抗氧化酶的活性也相应较低[ 4～ 7 ]。尽管
已有实验证实钙信使参与调节植物的抗逆性反应,
但有关钙信使与植物抗氧化系统关系的报道较
少[ 8～ 10 ]。我们以前的研究表明, 盐胁迫下L aC l3 和
CPZ 预处理后, 稻苗的膜脂过氧化加强, 质膜伤害α 基金项目: 广东省自然科学基金 (990024)和华南农业大学校长基金 (99004)资助
作者简介: 刘娥娥 (19702) , 女, 陕西户县, 助研, 硕士, 研究方向为植物逆境生理与分子生物学　 3 通讯作者
Received on (收稿日期) : 2000212206, A ccep ted on (接受日期) : 2001204210

增加, 稻苗的抗逆性下降[ 11, 12 ]。本文报道盐胁迫下
L aC l3 和 CPZ 预处理后, 稻苗抗氧化酶活性的变
化, 以期探讨L aC l3 和CPZ 预处理是否通过影响抗
氧化酶活性而影响稻苗抗逆性, 由于L aC l3 和 CPZ
是 Ca2+ ·CaM 信使系统传导抑制剂, 本文从另一
个侧面为 Ca2+ ·CaM 信使系统参与调控水稻幼苗
抗盐性及其机制提供参考。
1　材料与方法
1. 1　材料培养
以水稻 (O ry za sativa L. )品种湘中籼 2 号 (较耐
盐) 为实验材料 (由湖南农科院水稻所提供)。将种
子用 1 göL H gC l2 消毒、蒸馏水冲洗后置恒温箱
(28℃)中催芽 2 d, 然后播种于尼龙网上, 以木村B
营养液培养 (6 d 更换一次培养液) , 自然条件下生
长至三叶期 (约 13d)备用。
1. 2　材料的处理
取三叶期的水稻幼苗, 以 500 ΛmolöL L aC l3 或
50 ΛmolöL CPZ 对水稻幼苗进行根际预处理 15 h
后分别进行胁迫处理, 所设处理如下: (1) 空白对
照, 不做预处理和胁迫处理 (CK) ; (2) 预处理对
照, 只进行预处理不进行胁迫处理 (P) ; (3) 预处理
后进行盐胁迫处理 (P+ S) ; (4) 不进行预处理只进
行盐胁迫处理 (S)。以上每个处理的幼苗数为 90
株, 其中盐胁迫以含 0. 15 molöL N aC l 的营养液根
际处理稻苗。分别在处理 0 d、2 d、4 d、6 d 时取幼
苗地上部测定有关指标。
1. 3　测定方法
1. 3. 1　超氧化物岐化酶 (SOD ) 活性测定　　参照
D h indsa 等[ 13 ]的方法。
1. 3. 2　过氧化氢酶 (CA T ) 活性测定　　参照
Chance 和M aeh ly [ 14 ]的方法测定。定义在测定条件
下以OD 240值在 1 m in 内下降 0. 1 为一个酶活单位,
以样品干重计算酶活性。
1. 3. 3　过氧化物酶 (POD ) 活性的测定　　参照
Chance 和M aeh ly [ 14 ]的方法测定。定义在测定条件
下以OD 470值在 1 m in 内增加 0. 1 为一个酶活单位,
以样品干重计算酶活性。
1. 3. 4　抗坏血酸过氧化物酶 (A PX) 活性测定　　
参照N akano 和A sada [ 15 ]的方法。
1. 3. 5　谷胱甘肽还原酶 (GR ) 活性测定　　参照
Gam ble 和Burke[ 16 ]的方法。定义在测定条件下每分
钟氧化 1 ΛmolNAD PH 为一个酶活单位, 以样品干
重计算酶活性。
2　结果与分析
2. 1　LaCl3 和CPZ 预处理对稻苗 SOD 活性的影响
正常生长条件下, L aC l3 和CPZ 预处理对稻苗
SOD 活性无明显影响。盐胁迫初期, 预处理对稻苗
SOD 活性无明显影响, 胁迫 2 d 后预处理显著加剧
稻苗 SOD 活性的下降, 并随胁迫时间的延长而加
剧 (图 1)。
图 1　L aCl3 和CPZ 预处理对稻苗 SOD 活性的影响
F ig. 1　Effect of p retreating w ith L aCl3 and CPZ on SOD activities in rice seedlings
2. 2　LaCl3 和CPZ 预处理对稻苗 POD 活性的影响
L aC l3 和 CPZ 预处理对正常生长条件下稻苗
POD 活性无明显影响。盐胁迫前期, 预处理对稻苗
POD 活性无明显影响, 胁迫 4 d 后, 预处理稻苗
POD 活性有所下降。这表明盐胁迫下L aC l3 和CPZ
预处理对稻苗 POD 活性影响不大 (图 2)。
2. 3　LaCl3 和CPZ 预处理对稻苗CAT 活性的影响
盐胁迫下, 稻苗CA T 活性不断下降。L aC l3 和
CPZ 预处理对正常生长条件下稻苗的CA T 活性无
明显影响, 但显著加剧盐胁迫下稻苗 CA T 活性的
下降。盐胁迫 2 d、4 d、6 d 时, 与盐处理相比, L a2
C l3 预处理使稻苗CA T 活性分别下降 30. 6%、56.
341 期　　　　　　　　　　刘娥娥等: 盐胁迫下L aC l3 和CPZ 对稻苗抗氧化酶类活性的影响　　　　　　　　　　　　　

7% 和 79. 5% , CPZ 预处理使稻苗 CA T 活性分别
下降 46. 9%、65. 3% 和 88. 7% (图 3)。
2. 4　LaCl3 和CPZ 预处理对稻苗APX 活性的影响
盐胁迫下, 稻苗A PX 活性不断下降。L aC l3 和
CPZ 预处理对正常生长条件下稻苗的A PX 活性无
明显影响, 但在盐胁迫下稻苗A PX 活性下降, 并
且随着胁迫时间的延长, 下降程度不断加大。盐胁
迫 2 d、4 d、6 d 时, 与盐处理相比, L aC l3 预处理使
稻苗A PX 活性分别下降 25. 9%、44. 0% 和 38. 0%
(图 4) , CPZ 预处理使稻苗 A PX 活性分别下降
12. 9%、13. 1% 和 20. 2%。这表明L aC l3 和CPZ 预
处理可显著地影响盐胁迫下稻苗的A PX 活性。
图 2　L aCl3 和CPZ 预处理对稻苗 POD 活性的影响
F ig. 2　Effect of p retreating w ith L aCl3 and CPZ on POD activities in rice seedlings
图 3　L aCl3 和CPZ 预处理对稻苗CA T 活性的影响
F ig. 3　Effect of p retreating w ith L aCl3 and CPZ on CA T activities in rice seedlings
图 4　L aCl3 和CPZ 预处理对稻苗A PX 活性的影响
F ig. 4　Effect of p retreating w ith L aCl3 and CPZ on A PX activities in rice seedlings
2. 5　LaCl3 和CPZ 预处理对稻苗 GR 活性的影响
盐胁迫下, 稻苗 GR 活性下降。L aC l3 和 CPZ
预处理对正常生长和胁迫条件下稻苗 GR 活性皆无
明显影响。这表明盐胁迫下预处理对稻苗 GR 活性
没有影响 (图 5)。
2. 6　保护酶活性变化与MDA 含量变化的相关性
我们曾报道盐胁迫下, L aC l3 和CPZ 预处理加
剧稻苗M DA 含量积累, 质膜损伤增加[ 11 ]。为进一
步了解盐胁迫下, L aC l3 和 CPZ 预处理加剧稻苗膜
脂过氧化后与保护酶活性下降的关系, 对盐胁迫下
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L aC l3 和CPZ 预处理加剧稻苗保护酶活性下降和加
剧M DA 含量的累积进行了相关分析 (见图 6)。结
果发现: 盐胁迫下, L aC l3 和 CPZ 预处理加剧稻苗
SOD 活性、CA T 活性和A PX 活性进一步下降与加
剧M DA 含量的增加分别呈显著和极显著正相关,
相关系数分别为 r= 0. 7112 (P< 0. 05) , r= 0. 8641
(P< 0. 01) , r= 0. 8754 (P< 0. 01) , 即L aC l3 和CPZ
预处理使 SOD、CA T 和A PX 活性下降的程度越
大, 加剧M DA 的积累也越多。而 POD 和 GR 活性
变化与M DA 含量变化不具显著的相关性。
图 5　L aCl3 和CPZ 预处理对稻苗 GR 活性的影响
F ig. 5　Effect of p retreating w ith L aCl3 and CPZ on GR activities in rice seedlings
图 6　盐胁迫下L aCl3 和CPZ 预处理加剧保护酶活性下降与加剧MDA 积累的相关性
F ig. 6　Correlation of decream ent in activities of antioxidant enzym es and incream ent of MDA content
in rice seedlings p retreated w ith L aCl3 and CPZ under salt stress
　注: 图中“3 3 ”表示极显著相关, “3 ”表示显著相关。
　Note: “3 3 ”m eans very significant correlation, “3 ”m eans significant correlation.
3　讨论
钙信使系统参与植物对非生物逆境的应答反应
已被广泛证实。多数研究表明逆境下植物产生钙信
号有助于激发植物产生适应逆境的有利反应, 它不
但可以调节基因表达, 还可调节蛋白或酶活性、植
物的交叉适应及盐离子的选择吸收和转运, 同时还
参与ABA 的信号传导和气孔关闭及活性氧的产
生[ 17 ]。Gong 等[ 18 ]研究发现玉米胚中的 SOD 是一个
CaM 结合蛋白, 外源 Ca2+ 处理可增强玉米幼苗的
抗热性, 这种作用与外源 Ca2+ 通过 Ca2+ ·CaM 信
使系统增强玉米幼苗的抗氧化酶 (SOD、CA T、
541 期　　　　　　　　　　刘娥娥等: 盐胁迫下L aC l3 和CPZ 对稻苗抗氧化酶类活性的影响　　　　　　　　　　　　　

POD 和A PX) 活性有关[ 10 ]。梁颖等[ 19 ]在水稻幼苗
中加入适当浓度的 Ca2+ 降低了冷胁迫下稻苗的电
解质渗漏率和M DA 含量, 显著提高了冷害水稻幼
苗的 SOD 和 POD 活性, 对 CA T 活性的影响则不
明显, CPZ 能部分抑制Ca2+ 的这种作用。因此作者
认为 Ca2+ 对水稻幼苗的保护作用可能是通过与
CaM 结合活化 SOD 和 POD 活性, 减少膜脂过氧化
来完成的。本文结果却是盐胁迫下L aC l3 和CPZ 预
处理显著加剧了稻苗CA T 和A PX 活性的下降, 对
SOD 和 POD 活性影响则相对较小, 仅在处理后期
明显下降, 对 GR 活性则无影响。这可能与胁迫种
类及胁迫强度有关。相关分析表明, 盐胁迫下L aC l3
和 CPZ 预处理加剧稻苗 SOD、CA T 和A PX 活性
下降与加剧稻苗M DA 含量增加呈显著或极显著正
相关, 表明盐胁迫下L aC l3 和CPZ 预处理加剧膜脂
过氧化与加剧 SOD、CA T 和A PX 活性下降有关,
这可能是逆境下L aC l3 和CPZ 预处理加剧膜脂过氧
化的一个重要原因。
由于L aC l3 和 CPZ 预处理可阻碍 Ca2+ ·CaM
信使系统传导, 从而阻碍其调节相应的生理过程。
因此, 逆境下稻苗很可能启动了 Ca2+ ·CaM 信使
系统来调节 CA T 和A PX 的活性以增强植物体的
抗氧化能力而适应相应的胁迫环境。而Ca2+ ·CaM
信使系统传导的阻碍, 使酶活性的增强受阻, 从而
降低了植物的适应性。目前还未见 Ca2+ ·CaM 信
使系统直接调节CA T 和A PX 酶活性的报道, 可能
通过间接过程来调节或增加其基因表达实现。至于
其调节机制有待进一步深入研究。
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