鲜枣果实中超氧化物歧化酶的测定及含量的分析

刘世鹏，庞小亮，曹娟云，薛 皓，陈宗礼

（延安大学生命科学学院/陕西省区域生物资源保育与利用工程技术研究中心/陕西省红枣重点实验室（延安大学），陕西 延安 716000）

枣（Ziziphus Jujuba Mill）是我国特产果树之一。鲜枣香甜可口，营养丰富，素有“Vc 之王”的美誉，（鲜果肉含Vc 4～6 g/kg）含有人体所需的18 种氨基酸，维生素A，B1，B2，C，E，P 等，尤其Vc、Vp极为丰富[1]。此外，红枣含有抗癌物质环磷酸腺苷，儿茶酚[2]，具有补血，促脑、抗癌及健脾强身等医疗保健功能。因此，红枣深受消费者欢迎，在国内外市场上畅销不衰。超氧化物歧化酶（SOD）是一种具有消除体内超氧自由基的金属酶类。SOD 和过氧化物酶（POD）是细胞保护酶体系的主要成员，越来越多的研究表明，在遭受各种逆境胁迫时，SOD、POD 等能防御活性氧及其他过氧化自由基对细胞等系统的侵害，增强植物对干旱、寒冷、盐侵、衰老、病害的抵抗能力[3-5]，还具有抗辐射、抗肿瘤及延缓机体衰老等作用，其活性大小与植物代谢强度及抗逆能力有一定的关系，被认为可以帮助植物抵抗病害的侵染。研究了不同品种枣中的SOD 的活性值与品种间的差异，测定了不同品种枣果实SOD 的活性及分析其含量的差异，旨在酶学水平上探讨枣自身内在的代谢调控与品质间的关系，同时也为枣品种评价和品质鉴定提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验样品

材料采自陕西省延川县5 个村镇，选用2008年9月下旬至10月5日成熟期的25 种鲜枣，储藏于超低温（-80℃）冰箱中，分别是冯家塬的圪塔枣、长团员、大团枣、大木枣、葫芦枣、圆木枣、帅枣、木圪塔枣；北村的梨枣、油葫芦枣、灰条枣、赞皇大枣、苹果枣、骏枣、灵宝枣、掉牙枣、木枣、无名枣；高家疙瘩的赞皇大枣、晋枣、葫芦枣、金丝小枣；郭家山的串杆枣、驴奶头枣、鸡心枣；庄头的狗头枣、麻子枣，共27 个样品。

1.2 仪器及试剂

1.2.1 仪 器 FA1004N 电子天平（上海精科天美），PYX-DH60A 光照恒温培养箱（上海玺恒实业有限公司），SIGMR-3K30 型冷冻离心机（德国），岛津Uvmini-1240 型分光光度计（日本）。

1.2.2 试 剂 （1）pH 值7.0 磷酸缓冲液0.05 mol/L；（2）pH 值7.8 磷酸缓冲液0.05 mol/L；（3）EDTA-Na21 mg/mL；（4）L-甲硫氨酸20 mg/mL；（5）核黄素0.1 mg/mL；（6）NBT 1 mg/mL。

1.3 粗酶液的提取

用电子天平称取1 g 去皮的枣果实，切碎，加入2 mL 0.05 mol/L 磷酸缓冲液（pH 值7.0）于冰浴研磨，再加入4 次缓冲液，每次加1 mL，冲洗研磨，将冲洗液一起倒入离心管中。4℃离心20 min，转移上清液，用于SOD 活性的测定，转移过程中要使酶液始终处于冰浴中。

1.4 试验方法

采用NBT 光还原法[6-7]测定SOD 的活性值。

1.5 数据处理与分析

用SPSS 软件与EXCEL 进行数据处理。

2 结果与分析

27 个样品鲜枣果实的SOD 活性结果见表1。

表1 鲜枣果实中SOD 活性的比较

2.1 同一地点不同品种枣中的SOD 活性的比较

将试验所得数据用SPSS 软件处理，经方差分析，由表1 可知冯家塬圪塔枣的SOD 活性最高（2.656 4 U/g），长团员次之（1.999 3 U/g），SOD 活性最小的是木圪塔枣（0.445 1 U/g）。可以看出，同一生境条件下疙瘩枣与木疙瘩枣活性竟相差6 倍多。

北村10 种枣SOD 活性呈存在显著差异，其中油葫芦枣、灰条枣枣活性较高，而掉牙枣、木枣活性则相对较小，无名枣最小。

郭家山串杆枣SOD 活性最高，鸡心枣SOD 活性最小，其活性差异显著。串杆枣SOD 的活性是鸡心枣的近7 倍。

庄头麻子枣和狗头枣SOD 活性差异极显著，狗头枣SOD 活性是麻子枣的6 倍多。

2.2 不同地点同一品种枣中SOD 活性的比较

经方差分析显示，高家疙瘩葫芦枣与冯家塬葫芦枣差异不显著，高家疙瘩赞皇大枣与北村赞皇大枣差异不显著。由表1 可知，冯家源疙瘩枣的酶活性度最高，庄头麻子枣的酶活性度低。试验结果显示：疙瘩枣，掉牙枣，狗头枣，苹果枣，骏枣，梨枣等易裂品种的SOD 活性较高。无名枣，鸡心枣，麻子枣等抗裂品种的SOD 活性较低。刘禹生[8]、张彩琦[9]所研究调查的骏枣，梨枣，赞皇枣为极易裂品种，而晋枣为中裂品种。王长柱[10]试验认为灵宝枣为抗裂品种，张彩琦[9]调查认为灵宝枣为易裂品种，本试验调查的灵宝枣也为易裂品种。也就是说，本次试验中27 个鲜枣样品种，SOD 活性较高的品种一般容易裂果，相反则抗裂。试验所测品种大多数和上述结论相一致，仅有少数稍有出入，如赞皇大枣为抗裂品种，而试验测定的SOD 活性却很高，可能是生长环境，取样时间，果实发育程度等方面所致。

3 结论与讨论

包括水分胁迫在内的许多非生物胁迫可以使植物细胞内活性氧大量积累。在正常和胁迫强度极低的条件，植物细胞内的活性氧积累和抗氧化体系之间保持着很好的平衡关系，体内产生的活性氧可被抗氧化体系有效清除。但随着胁迫强度或胁迫时间增加，细胞内活性氧大量积累，超过了植物细胞的抗氧化能力范围，这种平衡就会破坏，从而造成氧化胁迫[11]。超氧化物歧化酶（SOD）是活性氧清除系统体系中关键酶，是防止氧自由基对细胞膜系统造成伤害的保护酶，其主要作用是歧化超氧阴离子为H2O2和水。水分胁迫可以诱导植物体产生氧化胁迫，致使体内的活性氧代谢失调，产生非脂性超氧化物自由基，对细胞产生毒害作用。SOD 是植物体内第一个清除活性氧的关键酶，它能催化O2-发生歧化反应O2-+2H+→H2O2，而POD、CAT 则有把H2O2分解为水和氧气的作用。我们的试验中，各品种的SOD 活性存在很大差异，其中疙瘩枣的酶活性最大，其次为梨枣和长团圆枣，麻子枣活性最低。SOD 活性越低其抗裂性越强，在同一时间不同生境的枣品种由于自身发育程度和不同的管理条件的不同，其SOD 的活性存在显著差异。同时，降雨时间的长度对其形成一种胁迫，时间越长裂果率越高，由于这种胁迫而产生的膜脂过氧化产物以及超氧负阴离子对枣果实造成了损伤，导致其SOD 自身活性发生变化。由此可知，胁迫下枣果实的抗氧化活性与植株的抗裂性相关，这种能力大小可作为选择抗裂性强的枣树的重要参考指标。SOD 基因的表达受各种环境胁迫的控制，不同的环境胁迫导致不同的SOD 基因表达。植物体内抗氧化酶活性的提高能够增强植物对多种氧化胁迫的抗性[12]。许多研究证明SOD 酶具有防止植物衰老的作用[13]。

[1]孙宝胜.早熟专用叶面肥最佳配方研究[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2001，29（5）：93-94.

[2]陈贻金.中国枣树学概论[M].北京：中国科学技术出版社，1991.

[3]丘 竟，胡 萍.棉花叶片自然衰老与病害胁迫时SOD，POD活性与光合特征的变化[J].棉花学报，1992，4（1）：57-60.

[4]李 妙，李俊明.病害对不同抗枯类型棉花品种SOD 和POD活性的影响[J].棉花学报，1995，7（1）：52-55.

[5]张敬贤，李俊明，崔四平，等.玉米细胞保护酶活性对苗期干旱的反应[J].华北农学报，1990，5（增刊）：19-23.

[6]邹国林.对SOD 研究中若干问题的看法[J].中国生化药物杂志，1995，16（14）：186.

[7]Beauchanp C, Fridovich I.Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acry lamide gels[J].Analytical Biochemistry, 1971, 44: 276-287.

[8]刘禹生，赵志贤.陕北黄土高原峁状丘陵区枣树引种试验研究[J].西北林学院学报，2001，16（3）：18-22..

[9]张彩琦.晋南地区枣树病害及防治方法[J].山西果树，2009，（1）：55.

[10]王长柱.枣主栽品种的抗裂性鉴定[J].西北农业学报，1998，7（2）：78-81.

[11]Munne-Bosch S, Jubany-Mari T, Alegre L.Drought-induced senescence is characterized by a loss of antioxidant defences in chloroplasts[J].Plant Cell Environment, 2001, 24: 1319-1327

[12]赵会杰，林学梧，刘国顺，等.干旱胁迫对香料烟叶生理特性的影响[J].中国烟草，1993，（1）：1-3.

[13]Franceschi C, Olivieri F, Marchegiani F, et al.Genes involved in immune response/inflammation, IGF1/insulin pathway and response to oxidative stress play a major role in the genetics of human longevity the lesson of centenarians[J].Mechanisms of Ageing and Development, 2005, 126: 351-361.