铝胁迫对黄瓜种子发芽及抗氧化酶活性的影响

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　　摘要：本试验以黄瓜品种津春2号为材料，研究了铝胁迫对黄瓜种子发芽及抗氧化酶活性的影响。结果表明，铝处理显著抑制了黄瓜种子萌发后根部的伸长，提高了根部抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAP)活性。超氧化物歧化酶(SOD)在低浓度铝处理下活性升高，而在高浓度下降低。
　　关键词：黄瓜；铝胁迫；发芽；抗氧化酶
　　中图分类号：S642.24+1 文献标识号：A 文章编号：1001-4942(2010)07-0032-04
　　
　　铝毒害是酸性土壤限制植物生长的主要问题之一。由于工业化的发展，导致严重的“三废”污染，土壤的酸化越来越严重，使铝以离子态从矿物中释放出来。铝的不断溶出使土壤中可溶性铝的含量增加，严重影响植物的生长，所以铝毒害及其矫治的研究越来越引起人们的广泛重视。目前对植物铝毒害机理研究主要集中在大豆、小麦、大麦、燕麦、黑麦等植物，而有关黄瓜的铝毒害缺乏系统的研究。黄瓜是我国重要的蔬菜作物，特别是我国南方拥有大面积的酸性土壤，所以研究铝胁迫下黄瓜的生理生化机制变化很有意义。
　　
　　1　材料与方法
　　
　　1.1　材料及处理
　　供试材料：黄瓜品种为津春2号。先将种子在清水中浸泡2h，然后分播于培养皿中，放入28℃培养箱中培养24h，待种子“露白”后，挑选长势一致的种子放人培养皿中，分5个浓度处理，AlCl2浓度分别为0、0.5、1、2、4mmoL／L，每盘20粒，重复3次。
　　
　　1.2　测定方法
　　1.2.1　生长指标的测定　每隔一天测各处理种子的发芽长度，称量黄瓜种子鲜重。
　　1.2.2 抗氧化酶的测定 取0.3g根加50mmoL／L PBS缓冲液(含2％PVP.0.2mmoL／LED-TA，在测定APX时，提取液中加入5mmol／LAsA)3ml，于冰浴中研磨提取，匀浆液于12000xg下低温离心20min。上清液用于酶活性测定。
　　
　　过氧化氢酶(CAT)活性的测定：采用Patra等(1978)的方法。取上清液100μl，加25mmol／L磷酸缓冲液(pH7.0，含0.1mmol／L的EDTA)1700μl，10mmol／L H2O2200μl，25℃条件下反应。用岛津紫外可见分光光度仪按kinetics程序测定OD470nm的动力学变化，取其中10s的动力学变化计算酶促反应速率。
　　
　　过氧化物酶(POD)活性的测定：按Nickel和Cuningham(1969)的方法。取上清液100μl，加25mmol／L磷酸缓冲液(pH7.0，含0.1mmol／L的EDTA)1700μl，20mmol／L的H2O2100μl，1％的愈创木酚100μl，25℃条件下反应。用岛津紫外可见分光光度仪按kinetics程序测定OD470mm的动力学变化，取其中20s的动力学变化计算酶促反应速率。
　　
　　超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定：按Stew-aIt和Bewtey(1980)的方法。取上清液0.05ml，加3ml反应液(含15mmol／L甲硫氨酸，65mmol／L NBT，2.0.mmol／L核黄索，0.1mmol／LEDTA；用50mmol／L、pH 7.8的磷酸缓冲液配制)。在25℃、4000 lx条件下光照15min后，于黑暗下终止反应，立即在560nm波长处测定吸光值，以缓冲液代替酶液作为空白。酶活性采用抑制NBT光化学反应的50％为一个酶活性单位表示。
　　脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性的测定：采用Nakano和Asada的方法。取上清液100μl，加25mmol／L磷酸缓冲液(pH7.0，含0.1mmol／L EDTA)1700μl，70mmol／L GSH，8mmol／L DASA100μl，25℃条件下反应。用岛津紫外可见分光光度仪按kinetics程序测定OD的动力学变化，取其中20s的动力学变化计算酶促反应速率。
　　
　　抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的测定：采用修改的Nakano和Asada(1981)的方法。取上清液100μl，加25mmol／L磷酸缓冲液(pH7.0，含0.1mmol／L的EDTA)1700μl，20mmol／L的H2O 100μl，5mmol／L AsA 100μl，25％条件下反应。用岛津紫外可见分光光度仪按kinetics程序测定OD的动力学变化，取其中20s的动力学变化计算酶促反应速率。
　　
　　2　结果与分析
　　
　　2.1 不同浓度铝处理对黄瓜种子发芽的影响
　　由图1看出，随着处理浓度的增加，种子发芽长度呈明显的下降趋势，相对于CK，0.5、1、2、4mmol／L铝处理芽长分别下降12.32％、25.79％、38.97％、44.42％。
　　
　　从图2中看出，随着铝浓度的增加，黄瓜种子发芽时鲜重逐渐下降，0.5、1、2、4 mmol／L处理分别比CK减少了12.63％、18.15％、23.38％、36.46％。
　　
　　2.2　不同浓度铝处理对黄瓜种子发芽时CAT活性的影响
　　CAT可以及时清除细胞内的H2O2，降低其对细胞的伤害。由图3看出，在0.5、1.0mmol／L铝处理下，根部CAT活性受到抑制，和对照相比分别下降43.61％、1.32％，2、4mmol／L铝处理对根的CAT活性有促进作用，和对照相比，活性分别增加52.87％、55.81％。
　　
　　2.3　不同浓度铝处理对黄瓜种子发芽时POD活性的影响
　　POD可以清除细胞质中过量的H2O2，降低其对细胞膜的伤害作用，在植物抗逆胁迫中发挥着重要的作用。由图4看出，POD活性随铝处理浓度的增加而逐渐增加，但增幅较小，在4mmol／L时达到最大值。
　　
　　2.4　不同浓度铝处理对黄瓜种子发芽时SOD活性的影响
　　SOD也是植物细胞内重要的保护酶，它可以催化细胞内有毒害作用的O2反应生成O2：和H2O2，在细胞内氧自由基清除的一系列反应中起关键作用。由图5可以看出，0.5～2mmol／L铝处理根部SOD活性增加，和对照相比，SOD活性分别增加40.02％、56.44％63.41％，而4mmol／L处理时SOD活性与对照相比下降8.6％。
　　
　　
　　2.5　不同浓度铝处理对黄瓜种子发芽时DHAR
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