全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 21(3)：255— 258 2001 年 8 月
古 0日 同皿 胁迫下两种藓类植物过氧化物酶活性的变化
刘应迪 ，曹 同。，向 芬 ，彭春珲
(i 吉首大学生命科学与化学学院．湖南吉首 416000：2中国科学院沈阳应用生志学研究所 ．辽宁沈阳 i10015)
摘 要：在不同的高温胁迫条件下，对湿地匍灯藓(Plagiommum acutum)和大羽藓(Thuldlum cymbifolium)过氧
化物酶(POD)活性及其与处理时间和处理温度的关系进行了初步研究。结果表明，在一定的温度范围内，随着温
度的升高，POD活性增加，二者成线形关系。在一定温度条件下，一般随着处理时间的延长，POD活性增加。但是
当超过一定的温度(45~50℃) 及一定的处理时间(4～6 h)，POD话性有所下降。结果还表明，湿地匍灯藓的
POD活性显著高于大羽藓。而且在高温胁迫下，湿地匍灯藓POD活性变化比大羽藓活跃，其变化幅度也比大羽
藓大。
关键词 ：湿地匍灯藓1大羽藓；过氧化物酶 ；高温胁迫
中围分类号 ：Q81 3．6 文献标识码：A 文章编号：i000 3142(2001)03—0255—04
Effect of high temperature stress on the activity
of peroxidase of two species of mosses
LIU Ying—di ，‘CAO Tong。，XIANG Fen ，PENG Chun—hui‘
(1 Collegy Ldb Scie~*s and Chemlstry．Jish~ Univercity，]ishou 416000·China；
2 Institute Applied Ecology，Academic Sinica．Shenyang 11001 5，China)
Abstract：The efect of high temperature stress on the activity of pemxidase(POD)in Plagioamium acu~um
(I indb．)T．Kop．and Thuidium cymbi／blium(Doz．8L Molk．)Doz．& Molk．were studied．The activity of PO D
increased with the severity of higher temperature stress．A linear correlation was found between the changes of en—
zyme activity withthetemperature．Beyond 4 5～ 5O。C，the enzyme activity decreased ．In natural condition(25℃ )，
enzyme activity nearly unchanged．In 35~ 40(45)℃ ，the enzyme activity increased with the time of high tempera—
ture stress．In 45~ 50 C，from 0．5 h tO 4 h，the enzyme activity increased with the time of high temperature stress．
Four hours later，the enzyme activity decreased．The results also showed that the POD activity of Plaglomnium acu·
rum was stronger markedly than that of Thuidium cymbifolium．
Key words：Plagirmmium acul~q；Thuidium cymbi／~dium；peroxidase；high temperature stress
1 前 言
过氧化物酶(POD)是植物细胞内保护酶系统中
的一种。 o一般认为超氧化物歧化酶(SOD)催化0
发生歧化反应生成 H O。和 O。，而 POD主要作用为
清除H 0 和其他过氧化物。大量研究表明，POD作
为一种植物细胞内的保护性酶，不仅与植物抵御不良
环境条件如低温等有关。 ，而且也与植物抵御各种
病害和环境中某些营养元素胁迫以及植物抗衰老有
关“ 。在植物抵御不 良环境方面，多数研究集中在
收稿 日期}2000-10—08
作者简舟：刘应迫(1958一)．男，嘲南华容人．博士，尉教授．从事植物学、植物生理学和生态学等的教学和研究工作a
基盒项目 国家 自然科学基金资助项目(编号 ；39970082)
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256 广 西 植 物 21卷
抵御环境低温和植物的抗寒性研究上，高温胁迫对于
酶活性的影响还不多见。我们选用2种五倍子蚜虫冬
寄主藓类植物“ 作为研究材料，对于高温胁迫下 2
种藓类植物 POD活性的变化规律进行了初步研究，
目的在于探讨冬寄主藓类植物对于高温胁迫的抵御
机制，为五倍子生产中人工植藓和冬寄主藓类的越夏
管理提供科学依据
2 材料与方法
2．1实验材料
1．湿地匍灯藓 P 砌 acutum(I indb，)T．
Kop．；2．大 羽 藓 Thuidium cymbifolium(Doz．8L
Molk．)Doz．8L Molk．
2．2材料处理
实验材料是在 4月份于湖南省吉首市以西 2O
km的德夯村山谷中采集的，材料生境的海拨高度为
200～300 m。材料采回后，置于室温下保湿培养待
用，一般在 2～3 d内即用于实验测试 设置了5个处
理温度：25、3 、4O、45、5O。c。处理温度的控制是使用
LRH一250GS人工气候箱进行的。每一温度处理又设
置了 5个时间梯度 ：0．5、1、2、4、6 h。每一温度 、每一
时间重复3次取样，以 25。c下培养的材料为对照。
2．3 POD的提取与活性的测定
剪取洗净的湿地匍灯藓和大羽藓枝条放人离心
机中，500×g离心10rain。离心后取出用电子天平称
量 1 g鲜重的材料作为作为 1个样，分次加人 2．5
mI 、62．5 mmol／I 、pH 7．8的磷酸缓冲液(PBS)，于
冰浴上匀浆，4 000×g、4。c下离心 20 rain，取上清液
再次离心20 mir,．。最后取上清液 4。c下保存备用。第
二天将酶液稀释 50倍，取 1 mI 稀释后的酶液(PBS
代替酶液傲空白)加 3 mI 反应混合液(100 mmol／I 、
pH7．0的PBS，20 mmol／I 愈创木酚)混匀。加20 I
H O 启动反应于4 70 rim波长处作时间扫描，扫描曲
线斜率为酶反应速率，以每分钟 OD 增加 0．01为一
个酶活单位(ri)，以公式△OD ×酶液稀释倍数／鲜
重(gfw)／mir／0．O1计算酶活性，以 rigfw rain 为单
位表示“ 。
为避免实验操作的误差，我们注意了以下几个问
题：(1)取生长旺盛、生长势均一的材料；(2)将材料洗
净并在 500×g下离心 10 rain后统一称取材料鲜重，
在一定程度上可避免取样误差；(3)在冰浴上匀浆，4
。c下离心，酶液置 4。c下保存待测。此外，在制备酶
液时，我们取第 1次离心的上清液做第 2次离心，基
本上能去掉组织碎片和细胞颗粒，保证实验结果的准
确性 。
3 实验结果与分析
3．1高温胁追下过氲化物酶(POD)活性随处理时问
的变化
根据以上所述的实验方案，我们对于经过不同温
度和不同时间处理的两种藓类植物共 150份材料，进
行了POD活性测定，得到整 5O个数据点的数据，所
得结果表示于图 1。图 1中所示的每一数据点，实际
上是3份材料(重复)测定值的平均，经统计分析，标
准差在2．3～8．9 之间，平均不超过 5 。根据图 1，
我们可以得到以下几个初步的结果：
0 5 l 2 4 6
处理叫问Time oftemperature Stress(t／h)
图 1 高温胁迫下两种摔粪植物过氧化物酶
(POD)活性随趾理时间的变化
Fig．1 Changes of the activity of peroxidase(POD)in two
species of m0s s under temperature．qtr~s and
its工eLation to the treatment time
(1)在 2种实验藓类中，湿地匍灯藓 POD活性，
在各种处理温度下，都显著比大羽藓高，若以25~35
。c下所测得的数据进行比较，湿地匍灯藓平均为
79．93，大 羽藓 为 29．08 gfw rain ，湿 地匍灯藓 的
POD活性比大羽藓高出约 175 如果以各个温度处
一l_Ⅱ1￡一点 { 凸0 掣磐避
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3期 刘应迪等：高温胁迫下两种藓类植物过氧化物酶活性的变化 257
理测得的总体平均值进行比较，则湿地匍灯藓要比大
羽藓高出 1 56 。
(2)培养在 25℃ 条件下的藓类，其 POD活性基
本保持稳定，随处理时问的延长，POD活性只有轻微
的波动。而在 35～5O℃ 的高温胁迫条件下，POD活
性随处理时问的延长而增加。一般在2～4 h时，酶活
性达到或接近其最高值 在处理时间 0．5 h时，35～
4O℃ 处理下的 POD活性几乎无变化，接近于对照，
说明 35～4O口c的条件还不足以在半个小时内引起
植物体内的酶系统对胁迫做出反应。而 45~50℃ 的
高温条件就不一样了，在这样的条件下，在半小时内
2种藓类的 POD活性都比对照组显著较高。
(3)在 45和 5O℃ 的处理条件下，POD活性变化
最为活跃。在短时间内(O．5 h)酶活性上升很快，分别
达到 98．65和 115．3(湿地匍灯藓)以及 28．7和
43．5(大羽藓)gfw rain。。然后在l～4 h内酶活性上
升幅度很大，4 h达到最大值 165．4和 1 72．5(湿地匍
灯藓)和 68．12和 75．65(大羽藓)gfw rain。。4 h后，
两温度处理的酶活性有所下降，表明在高温胁迫下，
随处理时问的延长可使过氧化物酶活性升高，但当高
温胁迫达到一定强度和持续一定的时间以后，POD
受到高温伤害，其活性有所下降。
3．2过氧化物酶(PoD)与处理温度的关系
我们取不同温度胁迫下所测得酶活性数据，将处
理 2～6 h(此时各温度处理下的酶活性接近或达到其
最大值)的数据加以平均，所得的结果如下表所示。再
以酶活性对应处理温度作图，得到图2。
从表 l和图 2看来，2种藓类植物 POD酶活性
与温度呈一线形关系，随着处理温度的上升，酶活性
递增。图 2还显示出了2种 POD酶活性与温度关系
的线形回归方程， 分别为0．971 7和0．986 2，相关
性很好。在酶活性与温度关系方面，两种藓类植物也
存在着显著的差异。不仅酶活性高低不同，而且酶活
性变化对于高温胁迫的反应不一样。在高温胁迫下，
湿地匍灯藓 POD活性变化显然比大羽藓活跃。从回
归方程斜率来看，湿地匍灯藓为 4．147 5，大羽藓为
1．976 8，显示高温胁迫可能更加容易引起湿地匍灯
藓细胞内POD酶活性的变化。
4 讨 论
4．1高温胁迫与藓类植物 POD活性的关系
氧对需氧生物来说具有两重性：有机体依赖氧去
获取能量和维持生命；但是氧对其又会有毒害。生活
在这种矛盾中的有机体有一系列的坊御系统，以维持
自身的正常活动 。“ 。PO D作为这一防御系统中的
酶类，在种子植物方面已经得到了广泛的研究，但是
在藓类植物方面还未见报道。已有研究表明在环境胁
迫条件下植物细胞中POD活性会比正常条件下显著
改变，本项研究则证明，在辞类植物方面，P0D活性
变化同样与植物所经历的环境胁迫有关，显示了环境
条件对于藓类植物的伤害或影响
2O 25 3O 35 40 45 50 55
处理温度 Temperature／(2
图 2 两种藓类植物过氧化物酶
(POD)活性与处理强度的关系
Fig．2 The relationship between the temperature and
peroxidase(POD)activity of tWO species of mosse
裹 1 不同温度条件下经 2～6 h处理的聋
类檀物 POD活性平均值
Table 1 Averages of POD activity of mosses under
high temperature for 2～ 6 hours
李晶等(2000)在红松(Pinus karaiensis Sieb． t
Zucc)幼 苗“ 、刘 鸿 先 等 (1985)在 黄 瓜 (Cucumic
tlv“ )子叶“ 曾经观察到．在低温胁迫下 PO D活性
逐渐下降。与此不同，袁朝兴等(1990)却观察到棉花
叶片。”PO D活性在水分胁迫条件下会逐渐升高。根
据刘宁等“ (2000)的报道，在渗透胁迫下，多花黑麦
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258 广 西 植 物 2l卷
草叶中POD活性一般在处理初期逐渐升高，达到其
最大值以后，随着处理时间的延长又会逐渐下降。本
实验获得的结果显示，在 35~40。C条件下，藓类植
物POD活性一般随着处理时间的延长而升高。2种
藓类植物 POD活性在 45与 5O℃ 温度处理下，短时
间内酶活性升高幅度很大，但 6 h后酶活性有所下降
(图 1)。说明高温胁迫可以诱发POD活性上升，但是
如果超过一定的温度界限，或在高温胁迫条件下超过
一 定的时间，下可能使酶蛋白结构遭到破坏而使使其
活性下降。
4．2两种藓类植物POD活性的差异
太羽藓与湿地匍灯藓是在我国广大的五倍子产
区分布十分广泛的习见种类。太羽藓多生长在裸露的
岩石或树干上，能够忍受强烈的阳光和一定程度的干
燥。但湿地匍灯藓一般只是生长在较为阴湿的环境，
多为土生或生长在林下潮湿的岩石表面的薄土层上。
我们曾就这两种藓类植物净光合速率(Pn)与光照、
温度以及植物体水分含量的关系曾经做过初步研
究 ，一些生理指标显示，太羽藓乃属于抗干旱的
强阳性藓类，似乎其抗性与适应性比湿地匍灯藓要更
强一些。不过在温度响应曲线方面，二者并没有显示
出明显的差异，它们的光合最适温度都在 25～35℃
之间(春季)。
但是杨家书(1984) 云兴福(1995)和郑翠明等
(1999)分别在小麦、黄瓜和大豆观察到，抗病性越强
的品种，其 POD活性越强 ” 。一般认为抗性越强的
作物品种，其POD活性越强。在本实验所使用的两种
藓类植物中，湿地匍灯藓的 POD活性以及在高温胁
迫下的变化幅度．都显著高于太羽藓(图2)。这一结
果是否说明湿地匍灯藓的抗高温性能优于太羽藓?由
于在藓类植物方面，涉及到这个问题的资料较少，有
待进一步研究。
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