脯氨酸對高溫脅迫下獼猴桃苗抗熱性相關生理指標的影響

摘 要:以美味獼猴桃品種秦美的組培苗為試材，研究了脯氨酸對高溫脅迫下獼猴桃苗抗熱性相關生理指標的影響。結果表明，脯氨酸可抑制高溫脅迫下獼猴桃葉細胞膜透性和丙二醛(MDA)含量的增大，且增強了超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)和抗血酸過氧化物酶(APX)的活性，與此同時也增加了抗壞血酸(AsA)和還原型谷胱甘肽(GSH)的含量。

關鍵詞:脯氨酸;獼猴桃苗;高溫脅迫;抗熱性;生理指標

中圖分類號:S663.401 文獻標識號:A 文章編號:1001-4942(2010)05-0044-04

獼猴桃是一種不耐高溫的果樹，在高溫脅迫下，其葉和果實極易發生灼燒而受到傷害。在逆境條件下高等植物體內積累脯氨酸及脯氨酸在植物抗逆中的生理作用已有報道，但這些工作大多集中在水分脅迫和滲透脅迫研究[1]。蘚類植物在一定范圍的高溫脅迫下，其體內游離脯氨酸的含量隨處理溫度的升高和處理時間的延長而增加[2]。脯氨酸對高溫脅迫下獼猴桃抗熱性相關生理效應尚未見報道。本試驗研究了脯氨酸對高溫脅迫下獼猴桃苗抗熱性相關生理指標的影響，以期為脯氨酸在獼猴桃生產中的應用尤其是緩解獼猴桃高溫傷害提供參考。

1 材料與方法

試驗材料為美味獼猴桃(Actinidia deliciosa C. F. Liang et A.R.Ferguson)品種秦美培養30 d生長基本一致的組培苗，繼代培養基是MS+1.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L IBA，在培養基中分別加入0(對照)、0.5、5、50 μmol/L的脯氨酸，置于25℃、光照為80 μmol/(m²#8226;s) (12h光/12h暗)培養室中培養20 d后，放入40℃培養箱中進行高溫處理2、4、6、8、10 h。然后從中選取生長基本一致的葉片進行生理生化指標的測定。數據為重復測定3次的平均值，試驗數據采用Excel 2003進行整理、分析和做圖。

丙二醛(MDA)含量和細胞膜透性測定參照陳建勛等(2002)[3]的方法，超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性、AsA和GSH含量測定參照高俊鳳(2004)[4]的方法，抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性測定參照Nakano 和Asada[5]的方法略加修改，即在3 ml反應體系中，加入50 mmol/L、pH=7.0 磷酸緩沖液(PBS)1.8 ml 、15 mmol/L ASA 0.1 ml 、0.3 mmol/L H2O2 1 ml、酶提取液0.1 ml，以加同體積50 mmol/L pH=7.0 磷酸緩沖液(PBS)為對照，用分光光度計測定1 min內OD290 nm值的變化，每變化0.01定義為一個酶活力單位(U)，結果用U/gFW表示。

2 結果與分析

2.1 脯氨酸對高溫脅迫下獼猴桃苗膜透性和MDA含量的影響

圖1、2顯示，隨著高溫脅迫時間的延長，獼猴桃葉細胞膜透性呈增大的趨勢，在0~4 h脯氨酸對葉細胞膜透性的增大抑制效果不明顯，而在4~10 h脯氨酸對細胞膜透性的增大則有緩解作用;MDA含量隨高溫脅迫時間的延長明顯增加，

在0~6 h內脯氨酸對MDA含量的增大抑制效果不明顯，而在6 h后各濃度的脯氨酸處理的獼猴桃葉細胞的MDA含量都不同程度地低于對照。所以認為脯氨酸可抑制高溫脅迫下獼猴桃葉細胞膜透性和MDA含量的增大。

2.2 脯氨酸對高溫脅迫下獼猴桃苗抗氧化酶活性的影響

如圖3所示，在2~6 h高溫脅迫下SOD活性都呈增大趨勢，6 h后SOD活性都有不同程度的下降，但0.5、5 μmol/L脯氨酸處理的獼猴桃苗SOD活性高于2 h時的活性。在高溫脅迫下用0.5、5 μmol/L的脯氨酸處理獼猴桃，其葉細胞SOD活性明顯高于對照。

由圖4看出，隨高溫脅迫時間的延長，各種濃度脯氨酸處理的CAT活性都呈現先上升后下降的趨勢，且都顯著高于對照，其中以5、50 μmol/L脯氨酸處理的效果最為明顯。圖3、4表明，脯氨酸能不同程度地提高高溫脅迫下獼猴桃葉細胞中SOD、CAT的活性。

圖5顯示，隨高溫脅迫時間的延長，POD活性呈現先上升后下降的趨勢。在0~10 h內各濃度的脯氨酸處理POD活性都高于對照，在4~10 h內，與對照差異達到顯著水平，其中以5 μmol/L的脯氨酸處理效果最為明顯。

圖6表明，在高溫脅迫下APX活性也呈現先上升后下降的趨勢，各濃度處理在2~10 h都高于對照，差異也達顯著水平，其中以50 μmol/L的脯氨酸處理效果最為明顯。

2.3 脯氨酸對高溫脅迫下獼猴桃苗AsA和GSH含量的影響

AsA和GSH是植物體內重要的抗氧化劑。由圖7可知，隨高溫脅迫時間的延長，各種濃度脯氨酸處理的AsA含量都表現為先上升后下降的趨勢。在0~6 h內，各種濃度處理的AsA含量均高于對照;在6~10 h內0.5、5 μmol/L的脯氨酸處理的AsA含量顯著高于對照，其中以5 μmol/L的脯氨酸處理效果最為明顯。

圖8顯示，在2~8 h內，GSH含量表現為先上升后下降的趨勢，但各濃度脯氨酸處理的GSH含量均低于對照;在6~10 h內，GSH含量均有不同程度的下降，但以對照的GSH含量下降最為明顯，在8~10 h內，各濃度脯氨酸處理的GSH含量均不同程度地高于對照，說明隨高溫脅迫時間的延長，脯氨酸能抑制GSH含量的下降。

3 討論與結論

脯氨酸是一種小分子的滲透物質，是水溶性最大的氨基酸，植物在受到逆境脅迫時都能積累高水平的脯氨酸。有學者把植物在逆境脅迫下脯氨酸質量分數的變化，作為抗脅迫性的重要生理指標[6]。高溫脅迫下的草坪草，其體內脯氨酸含量明顯增加，可以作為選擇耐高溫草坪草品種的指標[7]。本試驗研究了在高溫脅迫下獼猴桃苗培養基中加入脯氨酸后對抗熱性相關生理指標的影響，結果表明，脯氨酸可抑制細胞膜透性的增大和MDA含量的增加，與此同時也不同程度地提高了抗氧化酶活性和抗氧化劑含量。其它的研究也表明，脯氨酸不僅是氧化還原信號轉導途徑中的重要分子，也是一種重要的活性氧螯合劑，所有植物在各種脅迫條件下都可以產生活性氧，而脯氨酸可以激發體內SOD、CAT、POD等抗氧化酶的活性，也可以高效清除羥自由基，穩定蛋白質、DNA和細胞膜的穩定性[8，9]。近年來，利用植物基因工程手段進行脯氨酸合成相關基因的植物轉化，提高脯氨酸的累積量，提高植物耐受環境脅迫能力的研究取得了很大進展[10]。所以，通過本試驗和前人的研究，說明脯氨酸在提高植物抗逆性的應用中有一定的參考價值。

參 考 文 獻:

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