大豆種子LOX活性與電導率的相關性研究

摘要[目的]研究大豆種子脂肪氧化酶（LOX）活性與種子活力及耐藏性的關系。[方法]以107個大豆品種（系）為試驗材料，測定新收獲種子的LOX活性和電導率；將種子常規貯藏7個月，再測定陳種子的LOX活性和電導率，對新、陳種子分別進行LOX活性與電導率的相關分析。[結果]新、陳大豆種子的LOX活性均與種子浸泡液電導率不存在相關性。[結論]研究初步認為，大豆LOX活性與種子活力及耐藏性沒有明顯關系。

關鍵詞大豆；LOX活性；電導率；耐藏性

中圖分類號S565.1文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）24-08330-03

Study on the Correlation between Seed Storability and Activity of Soybean Lipoxidases

GU Qianqian， ZHANG Wenming et al（Agricultural School， Anhui Agricultural University， Hefei， Anhui 230036）

Abstract[Objective] The paper was to study the relationship of LOX activity between soybean seed vigor and storability. [Method] The new seeds and old seeds stored in 7 monthes conventionallly of 107 soybean varieties were taken advantage of materials to determine the lipoxygenase （LOX） activity and the electric conductivity. Then， the relationship between the seed storability and the lipoxidases activity in soybean was analyzed. [Result] The result showed there are no correlation between the lipoxygenase activity and the soaked electric conductivity in new and old soybeans seed. [Conclusion] It was preliminary thought that there was no significant relationship between lipoxygenase activity and seed storability in soybean seed.

Key wordsSoybean； LOX activity； Electrical conductivity； Storability

大豆是世界上最經濟的食物蛋白質來源，人類獲取植物蛋白大多數來自于大豆。目前我國農業工作者更多關注的是作物高產、優質及抗病蟲害等目標，種子檢驗也主要檢驗種子的純度、凈度、發芽率和水分等指標，而對種子耐藏性問題的研究不夠深入。隨著我國糧食作物的連年增產，糧食貯藏問題日益凸顯，據估計，我國貯藏1年以上的糧食損失率平均約為8%，有些地區損失率高達25%，特別是不耐貯藏的油料作物，損失率相對較高[1]。

脂肪氧化酶（EC1.13.11.12，Lipoxygenase， 簡寫為LOX）普遍存在于植物細胞的微粒、胞質和液泡中[2-3]，是一類不含血紅素鐵、催化含有順-順1，4戊二烯結構的多聚不飽和脂肪酸加氧反應、生成具有共軛雙鍵過氧化氫物的酶蛋白，是多聚不飽和脂類的酶系家族[4]。LOX參與的生理過程涉及損傷、病原攻擊、種子萌芽、果實熟化、植物衰老、脫落酸和茉莉酸合成，LOX 也在正常的植物生長和生殖生長過程中作為營養儲藏蛋白，參與脂類遷移、響應營養脅迫、調節“源”與“庫”的分配[3]。LOX最先在大豆蛋白制品中被發現[5]，它能催化大豆及其制品中不飽和脂肪酸氧化，產生醛、酮等有害物質，使大豆發生酸敗等劣變現象[6]。大豆種子中LOX的含量比較多，約占大豆種子蛋白質總量2%。因此，廣泛深入開展大豆LOX在生長發育、種子劣變、傷害反應和抗有害生物等方面功能的研究，對植物新品種的選育和種子的安全貯藏具有重要意義。

3討論

測定種子活力的方法有很多種，如幼苗生長測定、電導率測定、加速老化試驗、抗冷測定、復合逆境測定等，但這些方法仍在不斷完善，不同的研究及作物其適宜的種子活力測定方法也不盡相同。目前，浸泡液電導率測定和加速老化試驗已被列入國際種子檢驗規程，是種子活力測定的標準化方法。該試驗采用電導率法測定大豆種子活力，并以電導率作為大豆種子活力及耐藏性的間接指標，通過對新、陳大豆種子LOX活性與電導率的相關分析，推測大豆LOX活性與種子活力及耐藏性的關系。

許多研究證實，由于LOX能催化細胞膜中不飽和脂肪酸和貯藏脂質氧化，形成脂肪酸氫過氧化物和自由基，細胞膜中多不飽和脂肪酸氧化會引起細胞膜通透性增加，從而導致細胞中Ca2+水平增加、磷脂酶活化和游離脂肪酸釋放，不飽和脂肪酸氧化形成自由基、氫過氧化物和碳酰化合物又會對蛋白質、膜結構、細胞組織及DNA造成破壞，細胞膜的破壞又會引起種子活力喪失[20-21]。Trawatha研究大豆種子LOX與種子劣變關系的結果表明，大豆品種Century及其LOX缺失近等位基因系（缺LOXl，3、缺LOX2，3和缺LOX 3 3種類型）在貯藏期間種子發芽率和活力喪失的規律和速率相同，貯藏條件一致的情況下，正常材料和缺失體材料種子短期內壽命沒有明顯差異，因此認為大豆種子中LOX與大豆種子劣變可能無關[21-22]。有學者的研究亦表明，大豆種子LOX的缺失對種子劣變沒有明顯影響[23]。但李金庫等對玉米LOX的初步研究則認為，LOX2可能是玉米種子脂質過氧化過程中的關鍵酶，LOX1，2的缺失可能在一定程度上抑制了丙二醛的合成而減輕玉米種子陳化的程度[24]。

該試驗得出，大豆新、陳種子LOX活性與浸泡液電導率不存在相關性，但均與絕對電導率顯著正相關，大豆新種子與相對電導率極顯著負相關，大豆陳種子與浸泡液電導率、相對電導率均不存在相關性，其原因有待進一步研究。

參考文獻

[1] 胡晉.種子貯藏加工學[M].北京：中國農業大學出版社，2010.

[2] LOISEAU J，VU B L，MACHEREL M H，et al.Seed lipoxygeanses：occurrence and functions[J].Seed Science Research，2001，11：199-211.

[3] 胡廷章，胡宗利，屈霄霄，等.植物脂肪氧化酶的研究進展[J].生物工程學報，2009，25（1）：1-9.

[4] KHN H，THIELE B J.The diversity of the lipoxeygenase family[J].FEBS LEtt，1999，449：7-11.

[5] TAKANO K.Advances in cereal chemistry and technology in Japan[J].Cereal Foods World， 1993，38：695-698.

[6] 麻浩，官春云.大豆LOX生理作用研究進展[J].大豆科學，1999，18（1）：62-67.

[7] 王景升.種子活力及其檢測方法[J].種子，1987（2）：51-55.

[8] 張春山，雷平.玉米種子活力測定方法及其評價[J].種子，1994（2）：27-28.

[9] YAKLICH R W，ABDULBAKI A.Variability in metabolism of individual axes of soybean seeds and its relationship to vigor[J].Crop Sci，1975，15（3）：424-426.

[10] DENNIES TEKRONG.Soybean seed referee for the accelerated ageing test1999，2000[J].Seed Technology，2001，23（2）：173-179.

[11] 張文明，鄭文寅，任沖，等.電導法測定大豆種子活力的初步研究[J].種子，2003（2）：34-36.

[12] 鄭文寅，姚大年，張文明.大豆種子活力評定指標的研究[J].種子，2007，26（12）：70-73.

[13] 汪瀚宇， 劉佳贏，項超，等.淺談種子活力測定方法[J].新農村，2010（4）：27-28.

[14] BEWIEY J D，BLACK M.種子生理[M].何譯英，等，譯.Heidelberg：SpringerVerlag，1982.

[15] 王文秀，楊春燕，張孟臣.大豆LOX的遺傳規律[J].河北農業大學學報，2001，24（3）：17-25.

[16] 閻彩霞，張彩英，馬峙英，等.大豆種子LOX研究進展[J].河北農業科學，2005，9（2）： 82-88.

[17] 蔣和體，今泉勝已，佐藤匡央.大豆LOX酶活性變化研究[J].中國糧油學報，2006，21（3）：133-135.

[18] 余友玲，張文明，鄭文寅，等.大豆種子活力及其與LOX活性相關性的研究[J].種子，2013，32（4）：9-12.

[19] 張春慶，王建華.種子檢驗學[M].北京：高等教育出版社，2006.

[20] HILDEBRAND D F.Peroxidative responses of leaves in two soybean genotypes injured by two spotted spidermites[J].Economic Entomology， 1989，79：1459-1465.

[21] TRAWATHS S E，TEKRONY D M，HILDEBRAND D F.Soybearl lipoxygenase mutants and seed longevity[J].Crop Sci，1995 35：862-868.

[22] 王金龍，李星華，陳宛妹，等.大豆LOX與籽粒營養品質關系的研究[J].中國糧油學報，2000，15（3）：36-39.

[23] 高榮岐，張春慶.作物種子學[M].北京：中國農業出版社，2010.

[24] 李金庫，王玉娟，張瑛，等.玉米LOX缺失種質耐儲藏特性的研究[J].中國糧油學報，2006，21（6）：143-147.