低剂量吡虫啉对小麦抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

高军　李翠兰　余月书

摘要：以不同浓度的吡虫啉溶液处理小麦，测定吡虫啉连续胁迫下小麦SOD、CAT活性及MDA的变化。结果表明，低剂量吡虫啉连续胁迫下，SOD活性及MDA含量表现出明显的时间效应，CAT活性变化不存在明显的时间效应。与对照相比，0.2 mg/kg 吡虫啉处理后28天，SOD活性显著高于对照；药后22天，吡虫啉各浓度极显著降低MDA含量，药后28天，大多数吡虫啉浓度又极显著提高了MDA含量。

关键词：小麦；吡虫啉；SOD；CAT；MDA

中图分类号：S512.101文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）12-0096-04

吡虫啉是一种选择性杀虫剂，其引入农田生态系统的目的是控制农田有害生物，如飞虱、蚜虫等刺吸类害虫。然而，研究证实低剂量吡虫啉能刺激桃蚜产卵，引起桃蚜生殖的兴奋效应[1]，即小剂量有毒物质的有益作用[2，3]。现有研究报道防治农田有害生物的正常农药剂量能对其非靶标生物，如植物，产生毒害作用，从而引起植物生长不良、植株体内酶活性的变化[4，5]等。然而，低剂量农药是否会对植物产生毒害作用的研究未见报道。本研究以小麦为试验材料，研究低剂量吡虫啉胁迫下小麦超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）含量的变化，以期为农药的安全使用提供依据。

1材料与方法

1.1供试材料

小麦：扬麦158，由江苏里下河地区农业科学研究所提供。

农药：10%吡虫啉可湿性粉剂，由上海园林研究所提供。

1.2试验方法

试验于2013年5～6月间进行。将不同浓度吡虫啉药液（0.0001、0.001、0.01、0.1、0.2、0.4 mg/kg）置于500 mL烧杯中，在烧杯口上覆盖一层医用纱布，纱布以回形针固定在烧杯边缘，并浸入药液中。将小麦种子置于纱布上，并同药液接触。放于实验室内，常温下培养。药后22、24、28天测定小麦SOD、CAT酶活性及药后22、24、26、28天测定MDA含量。以清水处理做对照，每处理重复3次。

1.3酶活性及丙二醛含量测定

酶液制备与活性测定及丙二醛含量测定均根据南京建成生物工程研究所提供的试剂盒进行。

1.4统计分析

数据采用SPSS12.0软件进行统计分析。

2结果与分析

2.1低剂量吡虫啉胁迫对小麦SOD活性的影响

图1结果表明：在低剂量吡虫啉连续胁迫下，小麦SOD活性随处理时间延长而上升，表现出明显的时间效应。药后28天同药后22天相比，酶活性显著上升124.5%（P<0.05）。

由表1可知，药后28天0.2 mg/kg吡虫啉极显著提高了SOD活性，同对照相比，SOD活性提高226.58%。在其他时间低剂量吡虫啉处理对SOD活性影响不显著。

2.2低剂量吡虫啉胁迫对小麦CAT活性的影响

在低剂量吡虫啉胁迫下，小麦CAT活性不存在明显的时间效应（P>0.05）（图2）。表1结果表明：同对照相比，低剂量吡虫啉连续胁迫对小麦CAT活性影响不显著。

2.3低剂量吡虫啉胁迫对小麦MDA含量的影响

图3显示低剂量吡虫啉对小麦MDA含量影响存在明显的时间效应，呈先下降再上升的过程，处理后22天时，含量达最大值，显著高于其他时间。表1结果表明：药后22天，吡虫啉各浓度均极显著地降低了小麦MDA含量（P<0.01）。同对照相比，吡虫啉0.0001、0.001、0.01、0.1、0.2、0.4 mg/kg处理下，小麦MDA含量分别下降96.95%、87.21%、66.92%、54.13%、51.82%及30.51%。药后28天，同对照相比，吡虫啉0.01、0.1、0.2、0.4 mg/kg处理下，MDA含量分别极显著上升491.74%、700.43%、867.83%及1 317.83%。

3结论与讨论

3.1植物在逆境条件下，如盐胁迫、高温、重金属污染等，植物体内会产生大量的氧自由基，从而对植物产生毒害作用[6，7]。正常情况下，植物体内氧自由基清除系统能保证氧自由基含量处于一个比较低的状态，而不会对植物产生毒害作用。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等是植物体内氧自由基清除体系中的重要酶类[8]。本研究表明，在低剂量吡虫啉连续胁迫下，小麦体内SOD活性变化存在明显的时间效应，体现了小麦对低剂量吡虫啉胁迫的响应。但是，无论是SOD还是CAT，在低剂量吡虫啉连续胁迫下，除了吡虫啉个别浓度引起SOD活性显著变化外，同对照相比，酶活性变化不显著，其可能原因是小麦对低剂量吡虫啉连续胁迫产生了适应，从而未能引起小麦体内抗氧化酶防御体系中酶活性的显著变化。

3.2植物在逆境下遭受伤害与活性氧积累诱发的膜脂过氧化作用密切相关，而膜脂过氧化作用的重要产物之一就是MDA。因此，通过测定MDA含量可以间接了解植物膜系统的受损程度及植物的抗逆性[8～10]。本试验结果显示，MDA含量在吡虫啉处理后表现出明显的时间效应，即随时间延长，MDA含量呈先下降后又有所上升的变化趋势。同对照相比，药后22天，MDA含量显著下降；药后28天，则表现出明显的上升趋势。导致MDA含量变化出现与SOD、CAT活性变化不一致的原因还有待于进一步研究。

参考文献：

[1]

Yu Y S， Shen G Q， Zhu H L， et al. Imidacloprid-induced hormesis on the fecundity and juvenile hormone levels of the green peach aphid Myzus persicae （Sulzer） [J]. Pesticide Biochemistry and Physiology， 2010，98（2）：238-242.

[2]赵明，沈国清，陆贻通，等. 低剂量吡虫啉对异色瓢虫的Hormesis效应及其抗氧化酶活性的影响[J]. 扬州大学学报：农业与生命科学版，2012，33（4）：77-80，102.

[3]Chapman P M.The implication of hormesis to ecotoxicology and ecological risk assessment [J].Hum. Exp. Toxicol.，2002，20：499-505.

[4]吴进才，刘井兰，沈迎春，等.农药对不同水稻品种SOD活性的影响[J]. 中国农业科学，2002，35（4）：451-456.

[5]程耀，赵克非，石朝鹏，等. 农药对水稻体内草酸含量及草酸氧化酶活性的影响[J]. 江苏农业科学，2011，39（5）：128-130.

[6]朱雪梅，林立金，邵继荣，等. 锌铬复合污染对水稻根系抗氧化酶活性的影响[J]. 农业工程学报，2008，24（3）：203-208.

[7]陈小霞，李磊，牛洪斌，等. 高温胁迫对不同小麦品种幼苗叶片中抗氧化酶活性的影响[J]. 河南农业科学，2008（12）：38-40，58.

[8]Tijen D， Ismail T. Comparative lipid peroxidation， antioxidant defense systems and praline content in roots cultivars differing in salt tolerance[J]. Environmental and Experimental Botany， 2005，53： 247-257.

[9]朱诚，曾广文. 4PU-30对水稻叶片衰老与活性氧代谢的影响[J]. 浙江大学学报：农业与生命科学版，2000，26（5）：483-488.

[10]王广元，吴海花，李广信，等. 氮离子注入水稻诱变效果及抗氧化酶活性和丙二醛含量的比较[J]. 中国农学通报，2010，26（13）：63-66.