玉米葉片衰老相關保護性酶特性研究

張偉瑋　魏鎮澤

摘要：以糧飼兼用玉米新品種富農1號和中單2號為試驗材料，研究了不同衰老類型玉米衰老過程中保護性酶SOD、CAT、POD活性等生理指標的變化規律。富農1號與中單2號相比，葉片衰老過程中SOD、CAT活性下降較慢，POD活性較低且升高幅度小。

關鍵詞：衰老；酶特性；研究

中圖分類號： S513 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.08.099

1 材料與方法

1.1 試驗材料

富農1號、中單2號。

1.2 試驗方法

取0.5克剪碎的樣品，置于預冷的研缽中，加入適量提取介質和石英砂，研磨提取（冰浴），勻漿于4℃條件下，置入10000轉/分鐘離心5分鐘，上清液即為酶提取液。用此酶液測定超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）光下還原法，測定過氧化氫酶（CAT）活性使用紫外吸收法[1]，測定過氧化物酶（POD）活性使用愈創木酚法[2]。

2 結果與分析

超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）在植物對膜脂過氧化的酶促防御系統中都是重要的保護性酶[3]。在玉米葉片衰老過程中，3種酶的活性變化趨勢不盡相同。

2.1 不同衰老類型玉米葉片衰老過程中SOD活性的變化

研究表明，SOD活性高則抗膜脂過氧化及衰老能力強，其變化隨葉片衰老進程產生應激反應而增加，當葉片衰老進程達到一定程度，SOD活性則開始下降，衰老程度越高，SOD活性迅速下降。本試驗測定超氧化物歧化酶（SOD）活性使用氮藍四唑光下還原法（NBT），結果顯示，玉米棒三葉中SOD活性在開花10天后呈下降趨勢。品種間比較，富農1號葉片中的SOD活性顯著地高于同期的中單2號，且下降幅度較小。

2.2 不同衰老類型玉米葉片衰老過程中CAT活性的變化

CAT可以清除植物在衰老時由于體內活性氧代謝加強而積累的H2O2，在衰老過程中，其活性變化趨勢與SOD相同，也表現為下降。本研究采用紫外吸收法測定過氧化氫酶（CAT）活性，結果表明，兩品種玉米棒三葉中CAT活性在開花或開花10天后均呈下降趨勢。品種間比較，富農1號葉片的CAT活性顯著地高于同期的中單2號，且下降幅度較小，而中單2號CAT活性在開花后即呈下降趨勢，說明富農1號具有較高的活性氧清除能力，利于維持光合值持續期，是獲得高產的生理基礎。

2.3 不同衰老類型玉米葉片衰老過程中POD活性的變化

普遍認為，POD可以清除活性氧化物代謝中活性氧的積累，防御活性氧的傷害，葉片功能得到延長和提高，在葉片生長的一定階段內葉片的抗衰老能力隨POD活性增高而加強；研究表明，POD活性在植物衰老時呈增強趨勢。本試驗用愈創木酚法測定過氧化物酶（POD）活性，結果表明，玉米開花后，兩品種棒三葉中POD活性的變化趨勢基本一致，均表現為隨著葉片的衰老而緩慢增加。品種間比較，富農1號葉片的POD活性顯著低于中單2號，說明衰老過程中的玉米葉片POD失去保護作用，或許有反向效果。

3 結論與討論

3.1 SOD活性的變化

玉米棒三葉中SOD活性在開花10天后呈下降趨勢。品種間比較，富農1號葉片中的SOD活性顯著地高于同期的中單2號，且下降幅度較小。李柏林等關于燕麥連體與離體葉片衰老的研究表明，衰老葉片SOD活性下降，本研究結果與該結果一致。

3.2 CAT活性的變化

兩品種玉米棒三葉中CAT活性在衰老過程中均呈下降趨勢，其中，中單2號CAT活性在開花后即呈下降趨勢，富農1號CAT活性則在開花10天后開始下降。品種間比較，富農1號葉片的CAT活性顯著地高于同期的中單2號，且下降幅度較小。于振文、張煒等在1996年關于小麥光合作用和衰老的研究結果表明，在小麥衰老過程中，葉片CAT活性逐漸下降，本研究結果與此結果一致。

3.3 POD活性的變化

研究指出POD的作用具有雙重性，其一可以清除H2O2作為保護酶系統的成員之一；其二參與活性氧的產生、葉綠素降解并引發膜脂過氧化，從而產生傷害效應。也有研究指出，因植物器官發育和衰老程度不同POD活性變化有差異。本研究表明，POD活性在玉米生育后期隨葉片的衰老呈上升趨勢；參試的兩品種相比較，富農1號葉片的POD活性顯著低于同期的中單2號，且增加幅度很小，說明POD在葉片衰老過程中可能參與了活性氧的產生，但具體生理機理有待進一步研究。

參考文獻

[1] 鄒琦.植物生理學實驗指導[M].北京：中國農業出版社，2000.

[2] 張治安.植物生理學實驗指導[M].北京：中國農業科學技術出版社，2004：136-137.

[3] DUAN Y X（段詠新），LI S Q（李松泉），FU J R（傅家瑞）.Effects of calcium on delaying senescence of leaves in hybrid rice[J].Hybrid Rice（雜交水稻），1997，12（6）：23-25（in Chinese）.

作者簡介：張偉瑋，碩士，甘肅農業大學，研究方向：作物遺傳育種。

網絡出版時間：2015-4-3 10：32：40

網絡出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/22.1186.S.20150403.1032.001.htmlendprint