全 文 :广 西 植 物 Guihaia 23(1):93— 95 2003年 1月
香蕉组培苗 POD、PPO及 SOD
活性对银胁迫的反应
区炳庆 ,何丽烂
(佛山科学技术学院,广东南海 52823I)
摘 要 :用 0.1 mg/mL硝酸银溶液处理香蕉组培苗 ,分别测定了多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)及超
氧化物岐化酶(SOD)的活性 。结果表 明:在银胁 迫下,香蕉组培苗的 PPO、POD、SOD 的活性 明显增加(P<
0.05或 P<0.01),但随着胁迫时间的延长呈下降趋势且趋 于稳定 ,这说 明 PPO、POD和 SOD活性的提高与
维持是植物耐受银胁迫的物 质基础之一。
关键词 :香蕉组培苗 ;过氧化物酶 ;多酚氧化酶 ;超氧化物岐化酶;银胁迫
中图分类号 :Q945 文献标识码 :A 文章编号 :1000-3142(2003)01—0—0
Reaction 0f activity 0f peroxidase,polyphenol
0Xldase and SUper0Xlde dlSm Utase in tlSSUe ● 1 1 ● 1 1● 』 ● 』■
;eedl ings 0f banana to the stresss I l Ul Ol“Ag t
OU Bing—qing,HE Li—lan
(Foshan University,Nanhai 528231,China)
Abstract:The activity of PPO,POD and SOD was examined after tissue seedlings of banana were treated with
0.1 mg/mL AgNO3.The results showed that the activity of PPO,POD and SOD obviously increased(P~0.05
or P
of the foundation of the tolerance to Ag stress.
Key words:banana tissue seedling;peroxidase;polyphenol oxidase;superoxide;Ag stress
关于重金属离子对植物 生理生化特性的影响 ,
国内外已有许多报道[1~33,但重金属离子对组培苗
生理生化特性影响的研究较少 。POD和 SOD在生
物体内对过氧化物、氧自由基起着清除作用而对生
物膜有保护作用 ,重金属离子胁迫可诱导 、影响这些
酶的活性及其同工酶的变化,从而反映出植物的受
害状况。本试验通过银胁迫对香蕉组培苗不同时期
POD、PPO、SOD活性的影响 ,以探讨重金属离子对
组培苗的毒害机理,为植物组织培养提供生化依据,
具有十分重要的理论和实际意义。
1 材料与方法
1.1材料
试验材料为泰国B9香蕉,组织培养采用 MS培
养基,以每瓶 20 mL分装。材料处理:(1)分化苗:
每瓶加入 5 mL硝酸银(Ag 浓度为 0.5 mg/mL),
至银离子浓度为 0.1 mg/mL;(2)生根苗:当生根苗
收稿 日期 :2002—04—15; 修订 日期 :2002—07—25
作者简介:区炳庆(1966-),男 ,广东云浮市人 ,讲师 ,主要从 事生物化学的教学与研究 。
维普资讯 http://www.cqvip.com
94 广 西 植 物 23卷
培养至长出根长约5~6 cm时,在无菌操作下,每瓶
加入 5 mL硝酸银。设对照组及试验组各 3O瓶。
高压灭菌后,按常规接种;培养温度为 25~3O℃之
间。2次重复 。
1.2方法
1.2.1酶液提取 每组随机抽取 6瓶,幼苗用去离
子水洗净,用滤纸吸干表面水分 ,分别称取分化期的
芽 、叶及生根期的叶、根各 0.50 g,于预 冷的研钵 中
加入 1.5 mL的样 品缓 冲液 (0.065 mol/L Tris一柠
檬酸缓冲液,pH8.2),在冰浴中研磨匀浆,10 000 r/
min离心 10 min,取上清液作酶液,冻存于冰箱内备
用。
1.2.2酶活性测定 分别 于处理后 12、24、36、48、6O
h测定 POD、PPO及 SOD活性 ,测定方法参照文献
[4]和 [5]。
2 结果与分析
2.1硝酸银对 POD、PPO及 SOD活性的影响
2.1.1 PPO 活性 变化 硝酸银对香 蕉组培苗 PPO
活性的影 响见图 1、2。由图 1、2可知 ,香蕉组培苗
O
T 一
— _. 一埘jlc!a【芽
BudS Of contro1
— —■一 硝艘锹绯
lk)dS Of
tFeatment
—1卜 x.1Nfll叶 Leaves
0f contro1
— -X— l蚵1艘ifl纰 l}l Leaves
0f tteatment
12 24 36 48 60
时问 Time t/h
图 1 硝酸银对分化苗 PPO活性的影响
Fig.1 Effects of AgNO3 on PPO activities
in differentiated seedlings
随后 POD活性随时间变化而下降。
2.1.3 SOD活性 变化 SOD活性 的变 化见 图 5和
6。由图可知,硝酸银处理后 SOD活性明显增加,
分化期芽和叶 、生根期 叶酶活性 于 24 h达 到最 大
值 (分别为 2 180.67±35.25、1 903.90±40.32、
l 950±37.28),与对 照组 (分别 为 1 813.17±
33.25、l 700.85±38.32、1 745.38±47.28) 比较
差异显著 (P
后酶活性逐渐下降且低于对照组水平 ,而分化期叶
■—_ 一
经硝酸银处理后,PP0活性显著增加且随时间而变
化。分化期 :硝酸银组 叶 中 PP0活性 明显增加 ,于
24 h(1.37±0.13)、36 h(1.68±0.18)与对 照组
(O.76±0.12、0.85±0.15)比较 差异显 著(P<
0.05、P<0.01);芽 中 PP0活性 于 24 h最高 (1.55
±0.14),与对 照组 (0.97±0.16)比较差异显著 (P
组 (O.74±0.11、0.73±0.13)比较 差异 显著 (P<
0.05),根 于 24 h酶 活性 (1.84±0.17)与对照 组
(O.93±0.11)比较明显升高(P<0.05)。随后酶活
性逐渐下降 ,接近于对照组的水平。
2.1.2 POD活性 变化 POD活性 的变化见 图 3、4。
由图可知,分化期:芽和叶于24 h后 POD活性达到
最大值(5.76±0.33、5.66±0.21),与对照组(4.O6
±0.22、4.35±0.34)比较,酶活性升高差异显著(P
(4.7O±0.18、4.55±0。27)比较 ,叶 中 POD活性升
高差异显 著 (P<0.05),但根 增加不显著 (P>
0.05),这说 明叶中 POD活性 比根增加更为明显。
— _. 一时照a川
LeaVes Of
12ONt Fu】
— __卜 硝艘ll{flll
】c‘iv s 0f
tI eatme『 t
— 一 刈 【撤
】t()()ts of
contFO】
— _.卜一础敞锹自l撤
Roots of
treatment
12 24 36 48 6O
时间 Time t/h
图 2 硝酸银对生根苗 PPO活性的影响
Fig.2 Effects of AgNO3 on PPO activities
in rooting seedlings
和生根期叶和根降低更为明显 (P<0.01),生根
苗于 36 h后则趋于稳定。
3 讨 论
银离子是大多数酶的不可逆抑制剂[6],但在活
体中,银离子对酶的抑制作用可能与离体条件下的
酶抑制不同。在生物体内,植物体为消除银离子的
伤害有可能刺激生物体合成更多的酶。SOD能催
化超氧 自由基产生岐化反应 ,生成 分子氧和过氧化
2 5 O
1 0
们 > 0 0
一n)掣蜒0[1cl
维普资讯 http://www.cqvip.com
1期 区炳庆等 :香蕉组培苗 POD、PPO及 SOD活性对银胁迫的反应 95
氢 ,超氧 自由基 (O-Z)属 于活性 氧的一种 ,具有很强
的氧化能力,可引发膜脂过氧化作用,破坏膜的完整
性;POD则能催化过氧化氢及某些酚类的分解,与
SOD等酶组成一个清除活性 氧的防御 过氧化系统 ,
使活性氧的产生和消除处于平衡状态,从而保护细
胞免受伤害 ,起 到保护作用C3],PP0是一类 广泛存
§薹
室
— -. 一对 目i 。
Buds of
contro1
— .一卜一硝酸锹 组芽
BudS 0f
treatmen1
— 埘 m<~t fF
【_eaves of
COntro1
— -*一 硝酸l1{目⋯
【_eaves of
treat Blen
12 24 36 48 60
时间 Time t/h
图 3 硝酸银对分化苗 POD活性的影响
Fig.3 Effects of AgNO3 on POD activities in
differentiated seedlings
∞
薹喜
参量
l500
l000
500
12 24 36 48 60
时间 Time t/h
— — ◆一 对j姒自I ·
Buds of
co1trol
— .一卜一硝酸钮{纰芽
Buds 0f
— ▲一 埘燃自III
【_eaves of
co1trol
— ÷ 一硝酸锹自川
l_(2aveS of
trcatmcnt
图 5 硝酸银对分化苗 SOD活性的影响
Fig. 5 Effects of AgNO3 on SOD activities in
differentiated seedlings
本一致(图 1~6):分 化期的芽 、叶 中 3种 酶活性基
本上在 24 h后显著升高(P<0.05),且随后下降,仅
叶 PPO活性维持至 36 h;生根期根、叶的情况与分
化期基本一至,且叶 POD活性也维持至 36 h,但根
SOD活性则提前于 12 h达到最大值(P<0.05),这
可能与根 SOD对银离子的胁迫反应较敏感有关,分
化期和生根期中 SOD活性随后的明显下降也说明
了这一点。3种酶活性一定时间后达到高峰,此后
随着胁迫时间的延长酶活性逐渐下降并趋于稳定,
说明银胁迫下使体内活性氧自由基增多,诱导了体
内 PPO、POD、SOD的合成,其活性增强是氧自由基
诱导的结果,表明了它们在香蕉组培苗抗银胁迫的
协同性,共同组成防御过氧化系统,抵抗环境不良条
在于植物体内的应激反应酶系,在植物的呼吸作用
中,呼吸链 的末端氧化酶是直接把 呼吸底物的中间
产物氧化时脱出的电子传递给 Oz的氧化酶,PPO
是其中一种,它可催化酚类化合物氧化为醌类化合
物[3]。本试 验 中,香 蕉 组 培 苗 在 银 胁 迫 下 PPO、
POD、SOD三种酶活性在分化苗或生根苗的变化基
6.5
§
§点 -
=
藿鼋 .
星
3.5
● ∞
.
4 .a
>
蓑专
萤
— _.卜_一时j}c{ II_
【. avcS Of
con L r_】l
— -I卜一 确陵 目⋯
1 eaves of
treatmcnt
— ÷-一对 自I楸
K(】0 Ls 0f
cont F[_l
— _.卜一们陵 I
)()t s 【】f
L re tmcn
l2 24 36 48 60
时 Time t/h
图 4 硝酸银对生根苗 POD活性的影响
Fig.4 Effects of AgNO3 on POD activities
in rooting seedlings
2000
l500
l000
500
0
l2 24 36 48 60
时问 Timot/h
— _.卜一 对 舒I¨f
【 cav S 0f
co rltr(J【
— -■ 一 {ij1酸锹目⋯
【.0avcS (】f
t rcatm llt
— *-一 埘 料I橄
Ruo L f
cOnt r(】l
—卜 粥艘银针l}65
Ruot s 0f
t rca Lm0 rf L
图 6 硝酸银对生根苗 SOD活性的影响
Fig.6 Effects of AgNO3 on SOD activities
in rooting seedlings
件对机体的破坏,对机体起保护作用。
本试验结果表明,具有抗衰老、清除自由基作用
的超氧化物岐化酶、在植物呼吸作用中起重要作用
的过氧化物酶和多酚氧化酶等活性的维持和提高与
组培苗对重金属离子的耐受性顺序 相一致 ,说 明这
些酶是某些植物抗银胁迫的物质基础之一 。
参考文献 :
(1]张志杰 ,吕秋芳 ,方 芳.汞对小麦幼苗生长发育和
生理功能的影响FJ].环境科学,1989,10(4):10—
13.
C2]艾 辛 ,祝莉莉 ,舒理慧 ,等.硝酸银对雌性黄瓜植
株三种氧化酶同工酶的影响EJ].植物学通报,2000,
(下转第 89页 Continue on page 89)
维普资讯 http://www.cqvip.com
1期 吕仕洪等:红壤侵蚀区植被恢复研究综述 89
[23]杨艳生.我国南方 红壤流失 区水 土保持技术 研究 (353牛德奎 ,郭晓敏.红壤侵蚀 区植被重建与可持续 发
EJ3.水土保持研究,1999,6(2):117—120.
C243杨玉盛,陈光水 ,谢锦升.南 方林业 经营措施与土
壤侵蚀EJ],水土保持通报,2000,20(6);55—59,
C253俞新妥,杨玉盛 ,何智英,等.炼 山对杉木人工林生
态系统的影响,I.炼 山初期林 地水 土流失的初步
研究EJ3.福建林学院学报,1989,9(3):238—255.
(263钟继红,唐淑英,谭 军.南方山区花岗岩风化壳
崩岗侵蚀及其防治对策[J].水土保持通报,1991,
11(4):25— 28.
(273程 彤.红壤丘陵生态系统恢复与农业 持续发展研
究(第二集)[M].北京:气象出版社,1998.
[283中科院红壤丘陵开发战略研究小组.综 合开发南方
红壤丘陵区——我国农业的出路之一[J].土壤,
1990,22(3):l13一 l17.
(293李先琨,黄玉清,苏宗踢,等.广西水土流失重点区
域生态恢复试验研究[J].水土保持通报,1997,17
(6):1—6.
C3o3汪传桂.荒山地力恢复技术[J].林业科技通讯.
2000,(11):23— 25.
(313王维明.闽东南坡地植被恢复重建途径研究EJ3.水
土保持研究 ,2000,7(3):138—141.
(323王良珩 ,王希华 ,宋永昌.天童林场采用“近 自然林
业”理论恢复退化天然林和改造人工林研究[J].林
业科技通讯 ,2000,(11) 4—6.
(333杨艳生.第四纪红粘土侵蚀区生 物多样性恢复重建
研究(Ⅱ)恢复重建关键技术与可持续发展[J].水土
保持研究 ,1998,5(2):82—86.
[34]阮伏水 ,周伏建.花 岗岩侵蚀坡地重建植被的几个
关键问题[J]。水土保持学报,1995,10(2):19—
25.
展[J].水土保持研究,1998,5(2):9o一94.
(363章家恩 ,徐 琪.恢复生态学研究 的一些基本问题
探讨[J3.应用生态学报,1999,10(1):109—113.
[373张华耀,朱 恒.低丘稀疏马尾松林封山改造的研
究[J3.江西林业科技,1993,(3):1—2.
(383 Miyawaki A.Restoration of native forests from Ja—
pan to Malaysia~A].In:Lieth H.& Lohmann M.
(eds). Restoration of Tropical Forest Ecosystems
r C]. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers,
1993,5— 24.
(393彭少麟 ,赵 平 ,张经炜.恢复生态学与中国亚热
带退化生态系统的恢复[J].中国科学基金,1999,
l3(5):279— 282.
(4o3许再富,刘茂芳.热带雨林退化生态系统生物多样
性的消失与修复探讨E33.云南植物研究,1996,18
(4):433— 436.
(413姚毅臣,李相玺,左长清.花岗岩侵蚀区人工植物
群落水保功能评价及其结构优化[J].土壤侵蚀与水
土保持学报 ,1997,3(4):62—68.
(423李相玺 ,左长清 ,姚毅臣,等.花岗岩侵蚀区植被层
次结构优化模式研究[J].水土保持研究,1997,4
(1):202—207.
(433冯蔚称.乔灌草复合群落治理水土流失试验简报
[J].江西林业科技.1990,(1):21—22.
(443章家恩,段舜山,骆世明,等.赤红壤坡地幼龄果园
间种不同牧草的生态环境效应[J].土壤与环境,
2000,9(17):42—44.
(453束文圣,张志权,蓝崇钰、中国矿业废弃地的复垦
对策研究(I)[J].生态科学,2000,19(2);24—29.
(上接第 95页 Continue from page 95)
17(3) 242—245.
(33杨居荣,贺建群,张国祥,等.不同耐性作物中几种
酶活性对 Cd胁迫的反应[J].中国环境科学,1996,
16(2):113—117.
<43赵亚华.生物化学实验技术教程[M].广州:华南理
工大学出版社 ,2000.151—152.
(53静天玉 ,赵晓瑜.用终止剂改进超氧化物歧化酶邻苯
三酚测活法EJ]、生物化学与生物物理进展,1995,22
(1):84—86.
(63沈 同,王镜岩,赵邦悌.生物化学(上册)[M].北
京:高等教育出版社,1987.246—248.
维普资讯 http://www.cqvip.com