干旱脅迫對小麥萌發期POD、CAT活性的影響

摘要 [目的]探討干旱脅迫對小麥萌發期POD、CAT活性的影響。[方法]選取豫農51、周麥22、濟麥19、淮麥22等幾個小麥品種，用不同濃度PEG6000模擬不同干旱程度，測定了小麥POD、CAT酶活性。[結果]小麥萌發期在0～120 h期間，5%、15% PEG6000脅迫下小麥POD、CAT活性均呈逐漸上升趨勢，但15%PEG6000脅迫下小麥POD、CAT活性比5%PEG6000脅迫下其活性增幅大，25%、35% PEG6000脅迫下小麥POD、CAT活性均表現為先上升后下降。另外，脅迫時間對小麥萌發過程POD、CAT活性有顯著影響。[結論]該研究可為小麥育種提供理論參考。

關鍵詞 小麥；萌發期；過氧化物酶活性； 過氧化氫酶活性

中圖分類號 S512 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）17-05360-02

Abstract [Objective] To discuss effects of drought stress on POD， CAT activity in wheat during germination period. [Method] Yunong 51， Zhoumai 22， Jimai 19 and Huaimai 22 were selected as experimental materials and cultured under drought stress simulated by different concentrations of PEG6000， the activity of POD and CAT was determined. [Result] The results showed that POD and CAT activity in wheat during generation period increased gradually under stress of 5% and 15% PEG6000 from 0 h to 120 h； POD and CAT activity in wheat under stress of 15% PEG6000 increased more compared with that under stress of 5% PEG6000； And that POD and CAT activity in wheat under stress of 25% and 35% PEG6000 increased first and then decreased. Stress duration significantly affected the activity of POD and CAT in wheat during generation period. [Conclusion] The study can provide theoretical basis for wheat breeding.

Key words Wheat； Germination period； POD activity； CAT activity

近年來我國旱情逐漸加重，小麥產量及質量也因此受到一定影響，為培育抗旱、抗逆高產優質的小麥品種，育種家對小麥抗旱性進行了不少研究。種子萌發過程中，過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）的活性高低與發芽率的密切相關，這2種酶的活性常作為測定種子活力的生化指標[1-2]，其活力大小與作物抗旱性密切相關，活力大的作物抗旱性較強[3]。因此，筆者選取了4個不同抗旱性小麥品種，利用聚乙二醇6000（PEG6000）模擬干旱脅迫研究小麥萌發期過氧化物酶和過氧化氫酶的活性變化，以期為小麥育種提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

豫農51、淮麥22、濟麥19、周麥22 4種小麥，以上材料來自于2012年度宿州學院實驗田，田間管理與大田一致。

1.2 試驗方法

1.2.1 材料處理。

各品種選取成熟飽滿的籽粒，消毒處理，吸漲24 h后，放置于5%、15%、25%、35%PEG 的脅迫環境中培養，每隔24 h取樣1次，直至培養120 h。

1.2.2 POD、CAT活性測定。

POD活性測定采用愈創木酚法[4]，以每分鐘吸光度變化值表示酶活性單位，U/[g（FW）·min]。采用紫外吸收法對CAT活性測定[5]，以每分鐘A240減少0.1的酶量為1個酶活單位，U/[g（FW）·min]。

1.3 數據處理

數據分析采用SPSS軟件，繪圖采用EXCEL軟件。

2 結果分析

2.1 小麥萌發期POD活性變化分析

由圖1、圖2可以看出，4個品種小麥，在5%PEG6000脅迫下，在脅迫0～120 h期間POD活性均逐漸增大，在15%PEG6000脅迫下，POD的活性也均逐漸增大，在脅迫0～72 h期間POD活性增幅較慢，72～120 h期間POD活性增幅較快，但總體來看15%PEG6000脅迫下的POD活性比5% PEG6000脅迫下的POD活性增幅大；由圖3、圖4可見，4個品種在25%PEG6000和35%PEG6000脅迫下，0～120 h脅迫期間POD活性均呈現出先上升后下降的趨勢，在0～72 h期間，25%PEG6000脅迫下POD活性比35%PEG6000脅迫下POD活性增幅大。

2.2 小麥萌發期CAT活性變化分析 由圖5、6可看出，PEG6000脅迫下小麥萌發期CAT活性變化與POD活性變化相似，在5%PEG6000和15%PEG6000脅迫下，在脅迫0～120 h期間4種小麥CAT活性均呈現逐漸上升趨勢，但15%PEG6000脅迫下CAT活性比5%PEG6000脅迫下增幅大；由圖7、8可見，在25%PEG6000和35%PEG6000脅迫下，脅迫0～120 h期間4個品種小麥CAT活性變化趨勢相同，均呈現出先上升后下降的趨勢。

3 結論與討論

該研究利用PEG6000模擬干旱逆境，結果顯示，小麥萌發期在5%、15% PEG6000脅迫下POD、CAT活性均逐漸上升，說明在輕度干旱脅迫能誘導體內保護酶活性提高，通過保護酶活性的增強來緩解干旱脅迫造成的氧化性損傷，減輕對細胞膜的破壞[6-7]，另外，在25%、35% PEG6000脅迫下POD、CAT活性先上升后下降，這與白志英[8]等研究小麥旗葉在各生育時期的SOD、POD活性，基本呈現先升后降趨勢的結果一致。可見，不同干旱程度對小麥萌發過程POD、CAT活性影響不同，小麥萌發期重度干旱脅迫時，在短時間內體內的POD、CAT活性增高，其抗旱能力增強，但隨著脅迫時間的延長抗旱能力會有所下降。該研究得出，不同脅迫時間對小麥萌發期POD、CAT活性影響呈現顯著差異，可見，脅迫時間長短會明顯影響POD、CAT基因在小麥體內的表達，由于該研究選用的小麥品種有限，至于在脅迫條件下不同小麥品種間POD、CAT活性是否具有顯著差異還需進一步深入研究。

參考文獻

[1] 張林剛，鄧西平.小麥抗旱性生理生化研究進展[J].干旱地區農業研究，2000，18（3）：65-71.

[2] 張繼澎.植物生理學[M].西安：世界圖書出版公司，1999.

[3] 汪穎.我國小麥抗旱性研究進展[J].園藝與種苗，2011（2）：95-97.

[4] 張志良，瞿偉菁.植物生理學實驗指導[M].北京：高等教育出版社，2003：123-124.

[5] 劉華山，張清海，孟凡庭，等.豫麥36號種子萌發和幼苗期一些抗旱生理指標檢測資料[J].植物生理學通訊，2000（4）：52- 56.

[6] 陳少裕.膜脂過氧化對植物細胞的傷害[J].植物生理學通訊，1991，27（2）：844-890.

[7] 趙麗英，鄧西平，山侖，活性氧清除系統對干旱脅迫的響應機制[J].西北植物學報，2005（2）：74-77.

[8] 白志英，李存東，吳同燕，等.干旱脅迫條件下小麥旗葉酶活性和丙二醛含量的染色體定位[J].植物遺傳資源學報，2009，10（2）：255-261.