葉面噴施不同濃度稀土對(duì)橡膠樹(shù)樹(shù)葉抗氧化能力的影響

楊萍 周旭東 莫俊 羅世巧 校現(xiàn)周 仇鍵

摘? 要：以橡膠樹(shù)為材料，用0（CK）、0.05、0.10、0.20、0.40 g/L濃度稀土噴施橡膠樹(shù)葉面3 d，研究橡膠樹(shù)樹(shù)葉和膠乳過(guò)氧化氫（H2O2）含量、樹(shù)葉丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性。結(jié)果表明：0.10 g/L稀土處理橡膠樹(shù)葉面，樹(shù)葉和膠乳H2O2含量、樹(shù)葉MDA含量達(dá)到最大值，分別為對(duì)照（CK）的168%、156%、518%;0.05 g/L稀土處理橡膠樹(shù)葉面，樹(shù)葉POD活性為對(duì)照（CK）的7.35倍;隨稀土濃度的升高，樹(shù)葉和膠乳H2O2含量、樹(shù)葉MDA含量出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，SOD、POD活性也呈現(xiàn)類(lèi)似的趨勢(shì)，而稀土對(duì)CAT活性則有明顯的抑制作用。相關(guān)性分析表明，不同濃度稀土處理橡膠樹(shù)葉面，膠乳H2O2含量、樹(shù)葉H2O2和MDA含量之間呈顯著正相關(guān);膠乳H2O2含量、樹(shù)葉H2O2含量與樹(shù)葉POD活性呈一定負(fù)相關(guān);樹(shù)葉CAT、SOD活性與膠乳H2O2含量呈一定負(fù)相關(guān)，而與樹(shù)葉H2O2含量無(wú)相關(guān)性。表明適度濃度（0.05～0.10 g/L）的稀土處理能夠提高橡膠樹(shù)抗氧化酶活性，清除活性氧自由基，緩解外界刺激對(duì)細(xì)胞膜氧化損傷，從而提高抵御外界刺激的能力。

關(guān)鍵詞：稀土;抗氧化酶;H2O2;MDA;橡膠樹(shù)樹(shù)葉

中圖分類(lèi)號(hào)：S794.1;Q494? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： The content of latex hydrogen peroxide （H2O2）， malondialdehyde （MDA）， superoxide dismutase （SOD）， peroxidase （POD） and catalase （CAT） of the leaves of rubber trees after spraying rare earth with 0， 0.05， 0.10， 0.20 and 0.40 g/L for three days was studied. When rare earth （0.10 g/L） was used， the content of H2O2 of the leaves and latex， MDA of the leaves reached the maximum level， which was 168%， 156% and 518% of the control group respectively. When rare earth （0.05 g/L） was used， the POD activity of the leaves was 7.35 times than that of the control group. With increasing the rare earth concentration， the H2O2 content of the leaves and latex， and the MDA content of the leaves increased first and then decreased. The activities of SOD and POD also had a similar tendency， while the rare earth had a significant inhibitory effect on the activity of CAT. The correlation analysis showed that there was a significant positive correlation between the H2O2 content of the latex and leaves， and the MDA content of the leaves when they were treated at different concentrations. The H2O2 content of latex and leaves was negatively correlated with the POD activity of the leaves. The CAT activity and SOD of the leaves were negatively correlated with the H2O2 content of the latex， but had nothing with the H2O2 content of the leaves. The results illustrated that moderate concentration treatment （0.05-0.10 g/L） of rare earth could improve the antioxidant activity of rubber trees， scavenge reactive oxygen species， and alleviate the oxidative damage of cell membrane by external stimulation， thus improving the ability to resist external stimuli.

Keywords： rare earth; antioxidant enzyme; H2O2; MDA; rubber tree leaves

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.01.016

橡膠樹(shù)（Hevea brasiliensis）屬大戟科三葉橡膠樹(shù)屬植物，是重要的熱帶經(jīng)濟(jì)作物。橡膠樹(shù)產(chǎn)生的天然橡膠作為一種戰(zhàn)略物資，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮著巨大作用[1]。乙烯利具有高效刺激橡膠樹(shù)增產(chǎn)效果[2]，常作為刺激劑用于橡膠樹(shù)割膠以提高采膠效率，但是過(guò)度乙烯利刺激會(huì)產(chǎn)生一系列副作用，如死皮病增加、膠乳長(zhǎng)流、干膠含量下降等[3-4]。為克服乙烯利的副作用，我國(guó)科學(xué)家開(kāi)展了復(fù)方制劑的研究，通過(guò)添加了銨、鉬等稀土元素的乙烯利噴施橡膠樹(shù)割面，減少膠樹(shù)長(zhǎng)流，死皮病，促進(jìn)再生生長(zhǎng)[5]。

橡膠樹(shù)樹(shù)葉CAT活性隨處理稀土濃度升高逐漸下降（圖5）。不同濃度稀土處理橡膠樹(shù)葉面，樹(shù)葉CAT活性存在顯著性差異。0.40 g/L稀土處理，樹(shù)葉CAT活性?xún)H為對(duì)照的3.5%。說(shuō)明稀土處理會(huì)顯著抑制橡膠樹(shù)樹(shù)葉CAT活性。相關(guān)性分析表明，稀土處理橡膠樹(shù)葉面，樹(shù)葉CAT活性與膠乳H2O2含量的相關(guān)系數(shù)為?0.216，呈一定負(fù)相關(guān)，而與樹(shù)葉H2O2含量無(wú)相關(guān)性。

2.6? 稀土對(duì)橡膠樹(shù)樹(shù)葉過(guò)氧化物酶（POD）活性的影響

隨著稀土濃度的升高，橡膠樹(shù)樹(shù)葉POD活性出現(xiàn)快速升高快速下降之后又升高的現(xiàn)象（圖6）。

稀土處理，樹(shù)葉POD活性顯著增強(qiáng)，分別為對(duì)照的7.35倍、9.43倍;0.10 g/L稀土處理，樹(shù)葉POD活性下降，與對(duì)照無(wú)顯著差異。相關(guān)性分析表明，稀土處理橡膠樹(shù)葉面，樹(shù)葉POD活性與樹(shù)葉H2O2含量的相關(guān)系數(shù)為?0.450，呈顯著負(fù)相關(guān)，與膠乳H2O2含量相關(guān)系數(shù)為?0.131，呈弱負(fù)相關(guān)。

3? 討論

稀土元素對(duì)植物的生理效應(yīng)具有雙面性，臨界濃度范圍的稀土元素對(duì)植物具有正面效應(yīng)[22]，超過(guò)耐受臨界濃度范圍時(shí)會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用[23]。本研究發(fā)現(xiàn)隨葉面噴施稀土濃度的升高，橡膠樹(shù)膠乳、樹(shù)葉H2O2以及MDA含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。0.10 g/L稀土處理，膠乳、樹(shù)葉H2O2以及MDA含量顯著升高，說(shuō)明高濃度稀土處理，引起橡膠樹(shù)樹(shù)葉膜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，增加細(xì)胞膜的透性，引起膜質(zhì)過(guò)氧化。0.05 g/L稀土處理，膠乳、樹(shù)葉H2O2以及MDA含量與對(duì)照無(wú)顯著性差異，可能是由于低濃度的稀土處理，并未破壞體內(nèi)的活性氧的動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)稀土濃度較高時(shí)打破體內(nèi)活性氧動(dòng)態(tài)平衡，產(chǎn)生大量活性氧，含量升高，該結(jié)果與王偉[24]、劉曦[25]的研究相似，說(shuō)明稀土對(duì)橡膠樹(shù)膠乳H2O2含量，樹(shù)葉H2O2、MAD含量呈現(xiàn)出“低促高抑”的效應(yīng)。

正常條件下，活性氧（ROS）的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)植物受到外界脅迫時(shí)，大量活性氧在細(xì)胞內(nèi)積累[26]，引起細(xì)胞膜脂嚴(yán)重過(guò)氧化產(chǎn)生丙二醛（MDA）[27]。SOD、CAT和POD是植物體內(nèi)重要的酶促類(lèi)抗氧化物質(zhì)[28]，它們協(xié)同作用減輕活性氧傷害，防止膜質(zhì)過(guò)氧化，維持植物正常生長(zhǎng)發(fā)育。維持較高濃度的抗氧化酶活性，能夠抑制活性氧在植物組織中積累，減輕氧化損傷。如稀土鑭處理小麥幼苗葉片，顯著提高抗氧化酶POD、CAT的活性，加強(qiáng)清除活性氧的能力，從而緩解活性氧對(duì)小麥組織的毒害作用[29];稀土鑭、稀土鈰處理豌豆種子，能夠顯著提高豌豆幼苗抗氧化物酶活性[30];稀土鑭和稀土鈰處理謝花后菠蘿葉面，能夠顯著提高SOD活性，降低了膜脂過(guò)氧化作用[31]。本研究發(fā)現(xiàn)隨著稀土濃度的升高，橡膠樹(shù)體內(nèi)CAT的活性顯著降低，可能與研究品種有關(guān);SOD、POD活性總體上都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，可能因?yàn)樽杂苫钚匝鯘舛任闯^(guò)傷害“閾值”時(shí)，保護(hù)酶會(huì)表現(xiàn)出積極應(yīng)對(duì);而超過(guò)“閾值”后，保護(hù)酶則以被動(dòng)忍耐為主，進(jìn)一步促使膜脂過(guò)氧化，使MDA含量增加，MDA含量的積累又抑制了SOD、POD、CAT的活性，從而使保護(hù)酶系統(tǒng)功能喪失，膜系統(tǒng)受損被進(jìn)一步加重[9]。0.05 g/L稀土處理橡膠樹(shù)葉面，樹(shù)葉活性氧防御系統(tǒng)主要保護(hù)酶POD、SOD比較活躍，發(fā)揮了主要的先鋒作用，說(shuō)明適宜濃度稀土處理橡膠樹(shù)葉面會(huì)提高橡膠樹(shù)樹(shù)葉POD、SOD活性。該研究結(jié)果與楊少瓊等[15]的結(jié)果不一致，可能因?yàn)椴煌废迪鹉z樹(shù)抗氧化酶系統(tǒng)激活的程度不同。綜上表明，稀土可以維持橡膠樹(shù)活性氧代謝平衡，減少自由基對(duì)細(xì)胞膜的損害，從而提高抵御外界刺激的能力。相關(guān)性分析表明，稀土處理橡膠樹(shù)葉面，樹(shù)葉H2O2含量與膠乳H2O2含量、樹(shù)葉MDA含量呈顯著正相關(guān)，膠乳H2O2含量與樹(shù)葉MDA含量也呈顯著正相關(guān)，該結(jié)果與畢會(huì)濤等[32]的研究結(jié)果相似。說(shuō)明對(duì)于幼齡橡膠樹(shù)，葉組織氧化損傷情況也能反映乳管細(xì)胞的氧化損傷情況;樹(shù)葉MDA含量可以作為乳管細(xì)胞活性氧化損傷指標(biāo)。稀土處理橡膠樹(shù)葉面，抗氧化酶活性與膠乳H2O2含量呈顯著負(fù)相關(guān)，POD活性與樹(shù)葉H2O2含量存在顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明橡膠樹(shù)樹(shù)葉中POD發(fā)揮非常重要的作用，但還需要SOD、CAT等酶協(xié)同作用來(lái)維持活性氧的代謝平衡，從而降低活性氧自由基對(duì)機(jī)體毒害。本研究初步分析了稀土處理幼齡橡膠樹(shù)葉面，膠乳H2O2、樹(shù)葉MDA、H2O2含量以及抗氧化能力，稀土處理不同品系橡膠樹(shù)是否存在一定差異有待進(jìn)一步研究。

4? 結(jié)論

稀土處理橡膠樹(shù)葉面，隨稀土濃度的升高，樹(shù)葉和膠乳H2O2含量、樹(shù)葉MDA含量出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，體內(nèi)SOD、POD活性也呈現(xiàn)類(lèi)似的趨勢(shì)，而對(duì)CAT活性則有明顯的抑制作用。適宜濃度（0.05～0.10 g/L）的稀土處理能夠提高橡膠樹(shù)抗氧化酶的活性，清除活性氧自由基，緩解外界刺激對(duì)細(xì)胞膜氧化損傷，從而提高抵御外界刺激的能力。

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責(zé)任編輯：沈德發(fā)