全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 26(1)：88— 91 2006年 1月
几种荞麦的抗氧化酶活性研究
龚 宁，陈庆富，李 昌梅，张以忠
(贵州师范大学 生物技术与工程学院 植物遗传育种研究所 ，贵州 贵阳 550001)
摘 要：测定 了荞麦属六种十个居群的SOD、CAT、POD和 ASP活性 。结果表明：在栽培荞麦中，苦荞的抗氧
化酶活性高于甜荞 ；野生荞麦中差异很大，抗氧化酶活性高的有金荞和贵州云台山大野荞。
关键词：荞麦 ；抗氧化酶活性 ；SOD；CAT；POD；ASP
中图分类号 ：Q945．5 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2006)01-0088—04
Study on antioxidant enzyme activities of buckwheat
GONG Ning，CHEN Qing—fu，LI Chang—mei，ZHANG Yi—zhong
(Institute of Plant Genetics and Breeding，School of Biological Technology and
Engineering，Guizhou Normal University，Guiyang 550001，China)
Abstract：The actl vities of SUperoxide dismutase(SOD)，catalase(CAT)，peroxidase(POD)and ascorbate per—
oxidase(ASP)in leaves of 10 populations of six buckwheat species were determined．The results show that the
antioxidant enzyme activities in F．tataricu7n are higher than those in F．esculentum．There are great deviations
of the antioxidant enzyme activities among wild buckwheat populations，for example，the antioxidant enzyme
activities in F．cymosum are much higher than others．
Key words：buckwheat；antioxidant enzyme activity；SOD；CAT；POD；ASP
需氧生物在长期进 化 中形成 了一套抗 氧化系
统，主要包括抗氧化酶类 、修复酶类及一些生物分子
(Hodge等，1996；Iturbe—Ormaetxe等 ，1998)。在这
个系统 中，以酶系统 (包括超氧化物歧化酶(Super—
oxide dismutase，SOD)、过 氧 化 氢 酶 (Catalase，
CAT)、过氧化物酶 (Peroxidase，POD)和抗坏血酸
过氧化物酶(Ascorbate Peroxidase，ASP)等)对 活
性氧的清除较为重要 。约 9O 的 O一是由 SOD清除
的。SOD将 O_止支化为 H O ，POD、CAT、ASP则负
责 Hz O2的清除。它们在生物体 内组成清除活性氧
自由基的多酶复合体系，具有抗 自由基的联合、协同
作用(张政等，1999)。研究证明这些酶与植物抗逆性
(Kalir，1981)和抗衰老(Stewart等，1980)均有关系。
荞麦(Buckwheat)属蓼科 (Polygonaceae)荞麦
属(Fagopyrurn)，有约 16个种(陈庆富，2001；张以
忠等，2004)。荞麦营养丰富又有较高的药用保健价
值，在国际市场上销售很好 ，因此 ，目前对荞麦的研
究和开发越来越受到人们的重视。
本实验测定和比较了荞麦属六种十个居群的抗
氧化酶活性 ，以期为荞麦育种中亲本的选择和荞麦
的开发利用提供参考 。
1 材料和方法
1．1供试材料
供试材料来源于贵州师范大学植物遗传育种研
究所实验园地。于 2004年 7月 15日取生长于田间
的处于生长旺盛时期的荞麦中上部健康成熟叶。采
用多点取样，混合测定的方法。这些材料的种名及
收稿 日期：2005—01—10 修回日期 ：2005—09—16
基金项目：国家 自然科学基金(30270852)；贵州省优秀人才基金[黔科教办(2001)3号]资助[-Supported by the Natural Science
Foundation of China(30270852)；Foundation for the Excellent Scholars of Guizhou Province(2001)3]。
作者简介：龚宁(1963一)，女，贵州遵义人 ，硕士，副教授，从事植物生理和细胞生物学的科研教学工作。
维普资讯 http://www.cqvip.com
1期 龚 宁等 ：几种荞麦的抗氧化酶活性研究
来源见表 1。
1．2实验方法
1．2．1粗酶液的制备 参照王爱 国等(1983)的方法
进行。取成熟鲜叶，去主脉，准确称取 2 g，加入预冷
的酶提取液(5O mmol／L(pH7．8)磷酸缓 冲液，内含
0．1 mmol／L EDTA，0．3 Triton X一100，4
PVP)10 mL，冰浴充分研磨 ，在冰冻离心机上以 1．2
万转／min冰冻离心 2O min，上清液即为粗酶液，冷
藏备用。
1．2．2酶活性测定 (1)超氧化物歧化酶(SOD)活
表 1 供试材料及来源
Table 1 Materials used in this study
性测定 ：按照王爱国等(1983)的方法 。以 PBS液代
替 NBT作空白，以不加酶液而加等量酶提取液为
最大光还原管 ，以能抑制 NBT光化还原 5O 为一
个 S0D活力单位。
(2)过氧化氢酶(CAT)活性测定 ：用 KMnO 滴
定法(西北农业 大学植物生理 生化教研组 ，1987)。
根据 H。O。的 消 失 量 计 算 CAT 活 性 ，单 位 为
(H2O2)mg·min ·g。FW 。
(3)过氧化物酶 (POD)活性测定 ：采用愈创木
酚法(张志 良，1990)。以每分钟 吸光度变化值表示
酶活性大小 ，单位为 △OD啪 ·min- · Fw。
(4)抗坏血酸过氧化物酶(ASP)活性测定 ：参照
Dalton等(1987)的方 法略作改进 。反应混合液组
成为：50 mmol／L PBS(PH7．0)+0．1 mmol／L ED—
TA—Na2+0．5 mmol／L AsA+ 10 mmol／L H，O，。
取反应混合液 3 mL，加 100 I 粗酶液启动反应 ，连
续记录 290 nm OD值 的变化 ，每 10 S读数一次 。以
每分 钟 吸 光 度 变化 值 表 示 酶 活 性 大 小，单 位 为
△0D2g0·min ·g FW 。
2 结果与分析
2．1 SOD活性
对养麦属六种十个居群 的 SOD活性 的测定结
果见图 1。结果表 明：在栽培 养麦 中，苦荞 的 SOD
活性大于甜荞；野生荞麦各居群间的s0D活性差异
较大 ，变化范 围是 129～287 unit·g。FW，活性最低
的是 P2和 M2，最高的是贵州云台山大野荞(M1)，
高者是低者的 2．22倍 ；人 工合成的巨荞 (G1)SOD
活性处于中间水平 。SOD对于清除氧 自由基，保护
细胞免受氧化损伤具有 十分重要的作用 ，当植物处
于逆境 条件 时 ，该酶 的作用 尤 为突 出(马旭 俊等，
2003)。图 1的结果表明在供试的荞麦中，贵州云台
山大野荞通过 SOD清除超 氧阴离子 自由基的能力
最强 ，其次是黔苦 2号(T1)，说 明这两种荞麦 可能
具有较高的抗逆性。
E1 E2 E3 T1 Pl P2 M 1 M2 C1 G1
荞麦代号 Symbol
图 1 乔麦属六种十个居群的 SOD活性
Fig．1 Activity of SOD in several buckweats
2．2 CAT活 性
荞麦属六种十个居群的 CAT活性测定结果见
图 2。从图中可以看 出，栽培养麦(E1，E2，E3，T1)
O O O O O O O O 5 5 5 5
3 3 2 2 l l
(10∞ A1 u《
一≥ ． ． _【Ht1一|l 忸 (10∞
维普资讯 http://www.cqvip.com
90 广 西 植 物 26卷
E1 E2 E3 T1 P1 P2 M 1 M2 C1 G1
荞麦代号 Symbol
图 2 乔麦属六种十个居群的 CAT活性
Fig．2 Activity of CAT in several buckweats
的 CAT活性 比较接近，都 比较高。而野生荞 麦的
活性差异则较大，变化范围是 6．38～48．88(H O )
mg·min ·g Fw。其 中，活性最低的是原产理县
的大野荞(M2)，最高的是 C1，其活性达 到了 48．88
(H 2O2)mg·min- ·g Fw，是 M2的 7．66倍。贵
州云台山大野 荞 (M1)活 性次之 ，也 达到 了 44．63
(H2O2)mg·min- ·g Fw；人工合成 的巨荞的活
性达到了 4O．38(H2Oz)mg·min- ·g Fw，也 比较
高。说明通过 CAT 清除 H：O2的作用是三种甜荞 、
黔苦 2号、贵州云台山大野荞 、金荞 (C1)和巨荞(G1)
较强，原产西藏的 Pl和 P2次之 ，理县 M2最差。
2．3 POD活性
POD活性的测定结果见图 3。由图 3可看 出，
栽培荞麦中三种甜荞的 POD活性均很低 ，尤其是平
荞 2号，仅有 1．O△OD ·min ·g Fw ，黔苦 2号
稍高 ，其活性是平荞 2号的 l6．2倍。野生荞麦 的
POD活性差距很 大，变化范 围是 8．0～96．6AOD 。
·min ·g。Fw。活性 最高 的是金荞 Cl，达到 了
96．6AOD ·min- ·g Fw。西藏毛野荞 Pl的活
性也较高 ，为 34．4△OD ·min- ·g。Fw。而理县
大野荞 M2的活性最低 ，只有 8．0AOD 。·min- ·
g Fw，是金荞 Cl的 l／l2，但 比甜荞高 ，是平荞 2号
的 8．0倍。人工合成的巨荞 G2活性为 l3．6AOD 。
·min- g Fw ，与黔苦 2号和云台山 M1较接近。
说明这些植物通过 POD清除 H O 的能力是 Cl最
高 ，P1次之 ，而其他类型荞麦较低。
2．4 ASP活性
测定结果见图 4。图 中结果表 明，栽培荞 麦中
甜荞的ASP活性较低，但黔苦 2号很高，是供试荞
麦中最高的，达到了 20．7AOD2。·rain ·g Fw，
是 Sibano的 8．63倍。野生荞麦 中大部分种的活性
高于甜 荞，而 低 于黔苦 2号 ，但 有一 例外，即理 县
M1，其活性只有 0．9AOD：。·min- ·g Fw，是供
试荞麦中最低 的，只有 黔苦 2号的 1／23、sibano的
l／2．67。人工合成的巨荞的 ASP活性高于甜荞，低
于黔苦 2号和大部分野 生荞 麦。ASP是叶绿体内
分解 H O 的关键酶 ，对叶绿体具有保护作用(曹宛
红 ，l994)，其对 H。O 的亲和力远远大于 CAT(沈
文飚等，l997)。图 4的结果说明黔苦 2号具有很强
的清除叶绿体中 H O：的潜力，野生荞麦(理县 M1
除外)和巨荞次之，甜荞较差。
E1 E2 E3 T1 P1 P2 M I M2 CI G
荞麦代号 Symbol
图 3 乔麦属六种十个居群的 POD活性
Fig．3 Activity of POD in several buckweats
∽ 。。
“ < ’
蓥呈．c
。
；
《e．9鲁’
图 4 乔麦属六种十个居群的 ASP活性
Fig．4 Activity of ASP in several buckweats
3 讨论
栽培荞麦 中苦荞 的抗氧化酶活性高于甜荞 ，说
明它的抗病抗旱等抗逆性可能高于甜荞，实践中我
们也发现：甜荞易感 白粉病 ，而种植在一起的苦荞则
不易。四倍体甜荞 的抗 氧化酶活性并不高，说明染
色体数目加倍未必使酶活性增高。野生荞麦的抗氧
∞ ∞ ∞ 0
一≥ ．∞．T．a—g ．暑g一 《U 0 净一 u《
一 0 }{一蛆，蝗 《u
∞ 蚰 ∞ 蚰 功 0
一≥d1．∞．．c—Lu．。；Q0 — Q0 0 l1>一l。<
，
蜒口0
维普资讯 http://www.cqvip.com
龚 宁等：几种荞麦的抗氧化酶活性研究 91
化酶活性差异很大，某些居群的抗氧化酶活性相 当
高 ，如金荞 、贵州云台山大野荞 ，可以作为栽培荞麦
改 良的原始材料或直接开发成食品、保健品及药物。
植物在长期进化 中形成的一套内源抗氧化保护
酶系统极其复杂 ，其中 SOD处于清除活性氧 自由基
的第一道防线，它催化体内超氧 阴离子 自由基(O
歧化，形成氧分子和过氧化氢(余叔文等 ，1999)。而
H O 的过量积累也会对植物产生严重伤害。Asa—
da(1992)指出：H O 的清 除是细胞彻底清 除活性
氧伤害的关键。CAT、POD和 ASP是植 物体内清
除 H O 的重要酶类 。本研究 表明，不同的荞麦在
这些酶活性上表现很不相同，有的 POD活性 高，有
的则是 ASP活性高 。也许不 同的荞麦可通过不同
的途径清除体内 H O 。
野生荞麦中，理县大野荞(M2)的几种抗氧化酶
活性均较低 ，但我们发现它并不易染病虫 ，生长状况
良好 ，这是否表明它具有其它 的清除活性氧的途径?
或者具有很强的应急能力 ，在胁迫条件下能迅速增
强其抗氧化酶活性?这些 问题有待进一步探讨。
参考文献：
西北农业大学植物生理生化教研组．1987．植物 生理实验指
导[M]．西安 ：陕西科学技术出版社 ，36—38．
沈文飚，黄丽琴 ，徐 朗 莱．1997．植 物 抗坏 血 酸过 氧化物 酶
I-J]．生命的化学 ，17(5)：24—26．
余叔文 ，汤 章城．1 999．植 物 生理 与分 子生 物 学[M](第二
版)．北京 ：科学出版社 ，366—389．
张以忠 ，陈庆富．2004．荞麦研究的现状与展望[J]．种子 ，23
(3)：39— 42．
张志良．1990．植物生理学实 验指 导[M]．北京 ：高等 教育 出
版社 ，88—91．
Asada K． 1992． Ascorbate peroxidase a hydrogen peroxide
scavenging enzyme in plant[J]．Physiol Plant，85(2)：235一
(上接第 100页 Continue from page 100)
panthaica Prain et Burkill(黄 山药丛生芽诱导与植株快速繁
殖)[J]．B o￡ f^o og (生物技术)，14(2)：53—54．
Meng L(盂 玲)，Zhu HT(朱宏 涛)．I iu XK(刘锡葵)，et a1．
2000．Micro propagation of Dioscorea zing iberensis(盾叶薯
蓣的快速繁殖)[J]．Nat Product Res Development(天然产
物研究与开发)，12(6)：1 7—21．
Robertson GH ，Doyle LR．Sheng P，et a1．1989．Diosgenin for—
marion by freely suspended and entra1)ped plant cell cultures
of Dioscorea deltoidea[J]． B o￡ f^ 0 0 and Bioengineer—
ing，34(8)：1 l14— 1 125．
ran YC(晏婴才)，Lin HI-I(林 宏辉)．Dai QL(代其林 )，et a1．
Z41．
Cao WH(曹宛 红)．1 994．Ascorbate peroxidase as a key en—
zyme of Hz Oz scavenging system in chloroplasts(作为 叶绿
体 H2()2分解 系统 关 键 酶 的抗 坏血 酸 过 氧化物 酶)[J]．
Plant Physiol Commun(植物 生 理学 通讯 )，30(6)：452—
458．
Chen QF(陈庆富)．2001．Karyotype analysis of fix，e Fagopy一
~unt species natix，e to China(五个 中国荞麦种的核 型分析)
I-J]．Guihaia(广西植物)，21(2)：1O7—11O．
Dalton DA，Hanus FJ，Russell SA，et a1．1987．Purification，
properties，and distribution of aseorbate peroxidase in legume
root nodules[-J]．Plant Physiol，83：789—794．
Hodge M ，Andrew CJ，Johnson DA，et a1．1 996．Antioxidant
compound responses to chilling stress in differentially sensi—
tive inbred maize lines[J]．Physiol Plant，98(4)：685—692．
Iturbe-Ormaetxe I，Escuredo P R，Arrese-Igor C，et a1． 1998．
Oxidative damage in pea plants exposed to water deficit or
paraquat[-J]．Physiol Plant，116：1 73—181．
Kalir A． 1 98 1． Changes in activity of malate dehydmgenase，
catalase，peroidase and superoxide dismutase in leaves of
Halimione pertula eoides I ．Aele exposed to high sodium
chloride concentrations厂J]．A”， Bot，47(1)：78—85．
Ma XJ(马旭俊)，Zhu DH(朱大海 )．2003．Functional roles of
the plant superoxiode dismutase(植 物 超 氧 化 物 歧 化 酶
(S0D)的研究进展 )[J]．Heredities(遗传 )，25(2)：225—
231．
Stewart RG，Bewleg JD． 1 98O． Lipid peroxidtion associated
with accelerated aging of soybean axes[J]．Plant Pkysiol，
65：245— 2,18．
Wang AG(王爱国)，Lou GH(罗广华)，Shao CB(邵从本 )，et
“ ．1 983． A study on the superoxide dismutase of soybean
seeds(大豆种子超氧歧化酶的研究)I-J]．Acta Phytophysiol
Sin(植物生理学报)，9(1)：77—84．
Zhang Z(张 政)，Wang zH (王转花 )，Lin RF(林 汝法)，et
a1． 1 999． Effect of Cu2 t．pbz+ and Cdz+ on antioxidant
enzyme activities in buckwheat seed(Cuz+、pb2 和 CdZ+对
荞麦种子中抗氧化酶活性 的影响)I-J]．Chin J Biochem Mol
Biol(中国生物化学与分子生物学学报)，15(5)：848—851．
2002．Studys on tissue culture and rapid propagation of Di一
05~orea zingiberensis(盾叶薯蓣组 织培养 与快速繁殖研 究)
[-I]．J Sichuan Univ(．N]at Sci Edition)(四川大学学报(自
然科学版))，39(1)：137～14O．
Yi ZJ(易志军)．2001．Callus tissue culture in Dioscor n zin—
giberensis(盾叶薯蓣愈伤组织培养研究)[J]．EconomicFor—
est Resear~hes(经济林研究)，9(3)：21—22．
Zhang ZQ(张宗 勤 )，Sha WQ(撒 文 清 )，Liu JC(刘 建 才 )．
1998．M icropropagation and n1icrotllhcrization of DiOSC0rPn
colletii Hook．F．(叉蕊薯蓣 的微繁殖及微型薯蓣的离体诱
导)I-J]．B o￡ f^ o og (生物技术 )，8(1)：18—2O．
维普资讯 http://www.cqvip.com