淺析酶促和非酶促抗氧化系統在玉米胚脫水耐性獲得中的作用

王學永　于飛

[摘 要] 酶促抗氧化系統主要由超氧物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）、谷胱甘肽還原酶（GR）和脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）組成。非酶促抗氧化系統主要由抗壞血酸（AsA）和還原性谷胱甘肽（GSH）組成。本文在原有工作的基礎上闡述了酶促和非酶促抗氧化系統在玉米胚脫水耐性獲得中的作用。

[關鍵詞] 酶促 非酶促抗氧化系統 玉米胚脫水耐性

[中圖分類號] S513 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650（2017）03-0099-01

本文在對酶促和非酶促抗氧化系統在玉米胚脫水耐性獲得中的作用展開實驗研究的過程中，將農華101作為實驗材料，該種子由中國農業大學農學院提供。2015年7月對該種子進行了種植，并在管理中應用了常規水肥；在抽穗散粉以后，采用人工的方式進行授粉；DPA為授粉后天數，對不同DPA下的玉米種子進行收取并作為本次實驗過程中的關鍵材料。在采收種子以后，還必須剝出胚，同時應用脫水措施，并精確測定各項參數。

1 脫水處理

種子進行脫水處理時，需要首先在干燥器中倒入飽和的LiBr溶液，該干燥器應放置于25攝氏度、7%相對濕度的環境中，接下來將不同發育時期的玉米胚放置其中，對不同發育期的玉米胚進行脫水處理，通常需要進行24小時，確保每一個胚的含水量都能夠低于0.05±0.01g/g[1]。

2 測定含水量

玉米胚進行脫水處理以后，將其取出，并進行17小時的烘干，烘干的溫度應保持在103攝氏度，充分進行三次烘干操作。干重是表示含水量的基礎，含水量以干重為基礎來表示（gH2Og-1DW，gg-1）。

3 測定存活率

在培養皿中倒入1%瓊脂，并將胚移植到培養皿中進行萌發，每一個培養皿中移植25個胚，設置3次重復。萌發時間為7天，在對其進行萌發的過程中，要確保恒溫箱始終保持在25攝氏度，以胚根伸長長度2mm為其存活的判定標準。

4 測定相對電解質滲漏率

相對電解質滲漏率的測定使用的是DDS-307電導率儀，在實際測定的過程中，將20ml的去離子水倒入到干凈的試管中，同時將5個胚放入其中，并及時展開初始電導率e0的測定；并將試管靜止放置2小時左右，在2小時的時間里，應進行三次晃動，然后對電導率進行測定，用e1來表示；接下來將胚進行2小時的蒸煮，水浴應達到100攝氏度，將其急性冷卻處理，并進行總電導率的測定，用e2來表示。那么就會產生（e1-e0）/e2×100，每組數據重復測定五次，求其平均值。

5 玉米胚發育過程中脫水耐性的獲得及其變化

授粉以后，14天內的玉米胚無法萌發；16DAP的萌發率是53.8±4.8%；18DAP的萌發率則達到100%，但是在這一過程中，耐脫水性在胚中是非常低的，在進行脫水處理后，此時的胚完全喪失存活率。授粉以后，胚的脫水耐性在第28天開始獲得，在進行脫水處理以后，其產生了2.5%的存活率；372DAP的萌發率是43.75±0.25%；36DAP的萌發率是100%。

發育中的胚，產生了逐漸下降的相對電解質滲漏率。胚的相對電解質滲漏率在14DAP和50DAP中產生了不同的值，即38.75±3.27%、7.94±0.92%，下降率高達80%。同未脫水的胚相比，相對電解質滲漏率在脫水胚中更高。例如，14DAP中產生了47%的增長率，36DAP中產生了22%的增長率；50DAP中產生了1.7%的增長率；隨著胚的不斷成長和發育，其相對電解質滲漏率產生了逐漸降低的現象。

6 玉米胚發育過程中超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）、谷胱甘肽還原酶（GR）和脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）活性的變化

在玉米胚不斷發育的過程中，DHAR的活性、APX、SOD（超氧化物歧化酶）在未脫水胚中呈現出不斷降低的趨勢；但CAT的活性是在不斷增加，呈現出明顯上升的趨勢；在玉米胚的發育早期，GR活性呈現出先上升后下降的趨勢，GR的活性在第22DAP最高； DHAR活性則呈現出無規律的變化。

整個玉米胚的發育過程中，同未脫水胚相比，SOD和DHAR活性在脫水胚中，都明顯較高，但是APX活性在脫水胚中要相對較低，但是二者之間的差距并不大。在早期發育的過程中，同未脫水胚相比，CAT和GR活性在脫水胚中要相對較低；而在后期發育的過程中，同未脫水胚相比，CAT和GR活性在脫水胚中要相對較高[2]。

7 玉米胚發育過程中抗壞血酸（AsA）和還原型谷胱甘肽（GSH）含量的變化

在授粉以后，玉米胚從第16天開始一直到第22天，都無法對AsA進行有效的檢測，AsA在24～50DAP的胚中，增加的幅度卻相對較高，值得注意的是，這一過程中，該因素的含量是基本相同的，通常都維持在0.17mg/g DW左右。在發育中，GSH含量的增加幅度相對較高，在16DAP到50DAP之間，產生了1.24%的增長率。相比于未脫水的胚，AsA和GSH在脫水胚中明顯較低。

8 玉米胚發育過程中MDA含量的變化

玉米胚在發育過程中，MDA含量不斷降低，同未脫水胚相比，MDA含量在脫水胚中明顯較高。例如，在16DAP和50DAP之間，MDA含量在胚中分別為56.93和29.49nmol/g DW，在脫水后這一數值分別增長到100%和70%。

9 結束語

本文在對玉米胚脫水耐性展開研究的過程中，將材料的基礎設定為玉米胚，其正處于發育過程中，并詳細分析了抗氧化系統與發育變化二者的聯系。結果充分說明，在授粉后的18天玉米胚才體現萌發能力，但是這一過程中是沒有較高的耐脫水性的；而在36天以后，耐脫水能力在胚中才能夠得到充分的體現。經過此項研究，為我國玉米種植以及擴大玉米使用范圍奠定了良好的基礎。

參考文獻

[1] 胡皓月，許自成，李志剛等.不同種類有機酸及其配施對烤煙生長和葉片非酶促活性氧代謝的影響[J].中國土壤與肥料，2015（1）：53-58，63.

[2] 蘇霞利，周小華，陸瑤等.類肌肽4（5）-丙氨酰胺-5（4）-羧酸咪唑的非水相酶促合成[C].第七屆中國酶工程學術研討會論文集.2014：84-85.