盐胁迫下不同品种小麦苗期抗氧化保护酶活性的变化

刘艳丽 刘桂珍 崔党群

摘要 [目的]研究在盐胁迫下小麦苗期叶片的抗氧化保护酶活性变化，为耐盐小麦品种选育提供依据。[方法]采用盆栽试验，设置0（对照）、100、150、200、250和300 mmol/L 6个盐浓度处理，测定盐胁迫下石4185和豫麦47的苗期抗氧化保护酶活性等指标。[结果]石4185的过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性均比豫麦47高。[结论]石4185比豫麦47具有更强的抗氧化保护系统，具有更强的耐受盐胁迫的能力。

关键词 盐胁迫；小麦；丙二醛；POD；CAT；抗氧化保护酶

中图分类号 S501 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）28-0018-03

Abstract [Objective] The aim was to research the changes on the ability of antioxidant protection system of wheat seedling under salt stress to lay the foundation for the breeding of salttolerant wheat varieties.[Method]By the pot test，we set six salt concentrations such as 0（CK），100，150，200，250 and 300 mmol/L to test the antioxidant enzymes of Shi 4185 and Yumai 47 under the salt stress in seedling stage.[Result]The activity of CAT，POD and SOD of Shi 4185 were higher than that of Yumai 47.[Condlusion]It illustrated that Shi 4185 has stronger antioxidant protection system than Yumai47 and stranger ability to tolerate salt stress.

Key words Salt stress；Wheat；MDA；POD；CAT；Antioxidant enzymes

据统计，全球大约有10%的可耕地面积存在不同程度的盐渍化，我国目前约有1/5的灌溉农田属于盐碱地或盐渍化土壤，而且盐碱地和盐渍化土壤面积逐年上升，影響作物高产的主要环境胁迫因子之一就包括盐胁迫[1-3]。通过合理的水土管理和化学改良的途径可以有效地改良、开发和利用盐渍化土壤，而培育耐盐作物品种则是经济、有效地改良和利用盐碱地资源的措施之一[4]。小麦的耐盐性受品种的种性、环境条件、发育时间及空间等多方面因素的影响和限制。对于小麦生产来说，苗期的耐盐性强弱显得十分重要[5]。研究认为，小麦苗期较为可靠的鉴定指标有丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性等。为此，笔者对豫麦47和石4185进行了苗期抗氧化保护酶的研究，旨在为小麦耐盐品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料 参加试验的小麦品种豫麦47和石4185由河南农业大学小麦课题组提供。

1.2 试验设计

试验在河南农业大学科教园区进行，小麦种植在高30 cm、直径20 cm的白塑料盆中，使用0～20 cm耕作层的壤土。土壤的有机质含量21.6 g/kg，碱解氮62.00 mg/kg，速效钾16.15 mg/kg，速效磷5.02 mg/kg。试验设计每盆装土3.8 kg，每盆施氮磷钾复合肥（N+P+K≥42%）12 g。当小麦长到2叶1心時进行盐胁迫处理，每个品种设6个盐浓度处理，分别为0（对照）、100、150、200、250、300 mmol/L。每次浇水1 000 mL，对照浇灌清水，其他处理浇灌相应浓度的盐溶液。

1.3 取样 盐胁迫处理后第3天开始取样，以后每间隔1 d取1次样，共取5次，每次取小麦功能叶片待测。

1.4 测定项目与方法 叶片MDA含量测定采用硫代巴比妥酸比色法[6]。叶片SOD活性测定采用氮蓝四唑法[7]。叶片过氧化氢酶（CAT）活性测定采用H2O2法[7]。叶片过氧化物酶（POD）活性测定参照杨丽涛等[8]的方法。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对小麦幼苗MDA含量的影响

MDA含量的高低与膜伤害程度密切相关，是表示膜伤害程度的重要指标[3，9]。由图1可知，盐胁迫下2个小麦品种叶片中的MDA含量都随着盐浓度的增加和盐胁迫时间的延长而逐渐增加，豫麦47的含量高于石4185且增加的幅度远大于石4185，说明盐胁迫对2个品种小麦的叶片细胞膜都产生了伤害，但石4185远没有豫麦47受到的伤害程度严重。

2.2 盐胁迫对小麦叶片SOD活性的影响

由图2可知，SOD活性随着盐胁迫浓度的增加和时间的延长而逐渐下降，豫麦47幼苗的SOD活性随着盐浓度的增加，在盐胁迫后第3天迅速升高，而后随着盐胁迫时间的延长，SOD活性急剧下降，到盐胁迫后第7天，高盐胁迫下的SOD活性已接近或低于对照。石4185幼苗的SOD活性随着盐浓度的增加而逐渐升高，但随着盐胁迫时间的延长而逐渐降低，但在盐胁迫处理后第11天仍高于对照。豫麦47幼苗的SOD活性随着盐浓度的增加，到盐胁迫后第7天，高盐胁迫下的SOD活性已接近或低于对照水平。

2.3 盐胁迫对小麦幼苗叶片POD活性的影响

由图3可知，石4185和豫麦47幼苗的POD活性随着盐浓度的增加而增加。在低盐胁迫下，2个小麦品种幼苗的POD活性增加幅度均较小；在高盐胁迫下，石4185幼苗的POD活性增加幅度较大，而豫麦47仍然只有较小的增幅。随着盐胁迫时间的延长，2个品种POD活性均呈现升高的趋势。石4185的POD活性大于豫麦47。这说明石4185比豫麦47有较强的抗氧化胁迫的能力，能更加有效地抑制活性氧的过量积累。

2.4 盐胁迫对小麦幼苗叶片CAT活性的影响

由图4可知，在第3～11天的胁迫过程中，2个小麦品种的CAT活性变化呈现相同的趋势：在盐胁迫的第5天CAT活性迅速上升到最大值，随着盐胁迫时间的延长呈现逐渐下降的趋势，但是石4185的CAT活性升高的幅度较豫麦47的大而下降的幅度又比豫麥47的小。盐胁迫下，虽然2个品种小麦叶片的CAT活性的变化趋势相同，但豫麦47的CAT活性始终低于石4185。

3 结论与讨论

在逆境环境中，诸如干旱、盐渍、冷害等，膜脂过氧化作用常常发生，反映在植物体内即活性氧迅速大量积累，破坏细胞膜的结构和功能，影响植物体的正常生长。MDA是膜脂过氧化重要的产物之一，它的产生能加剧膜的损伤，因此在植物衰老生理和抗性生理研究中MDA含量是一个常用指标，可通过MDA了解膜脂过氧化的程度，以间接测定膜系统受损程度以及植物的抗逆性[10]。该试验结果表明，2个参试小麦品种石4185和豫麦47叶片的MDA含量随着盐胁迫浓度的增加而增加，随着盐胁迫时间的延长而呈逐渐增多的趋势，豫麦47叶片的MDA含量比石4185增加显著，石4185比豫麦47细胞膜受到的损伤程度小。

植物在胁迫条件下，细胞内的各种反应能产生大量的过氧化氢、单线态氧和超氧自由基等，为保护自身免受伤害，植物体内形成一套主要包括抗氧化酶系统和非酶系统的抗氧化剂类的防御体系，清除活性氧的主要的抗氧化酶类包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）等，可以有效地清除活性氧并尽可能地减少活性氧的积累，减轻膜脂过氧化的程度，保护膜系统的完整性、有序性和稳定性。该试验结果表明，豫麦47的SOD活性在胁迫初期急剧上升，接着又显著下降，到盐胁迫后第7天，高盐胁迫下的SOD活性已接近或低于对照。石4185的SOD活性随盐浓度的增加而上升，随盐胁迫时间的延长而下降，但其活性始终高于对照，且SOD活性变化较豫麦47平稳，且能较长时间保持比对照高的水平，所以石4185比豫麦47更能耐受盐胁迫。这一结果与齐志广等[11]的研究结果不太一致，这可能与取样部位和盐处理浓度、时间等条件不同有关。POD能分解植物体内过多的过氧化物，也是植物体内重要的一种保护酶。POD通过催化其他底物与过氧化氢反应以消耗过氧化氢，与CAT共同作用使过氧化氢维持在一个较低的水平。2个品种幼苗的POD活性随着盐胁迫浓度的增加和時间的延长呈上升的趋势，这与刘鹏等[12]、张美云等[13]的研究结果基本一致。植物叶片中的CAT是其保护自身免受OH-毒害的关键，主要清除羟基自由基。该试验中，2个供试品种在盐胁迫下CAT活性随盐胁迫浓度的增加而增加，在胁迫第5天达到最高，随后急速下降。石4185升高的幅度比豫麦47大而降低的幅度比豫麦47小。

盐胁迫前期小麦幼苗产生的活性氧主要靠SOD清除，而后期主要靠POD和CAT清除。3种酶在胁迫过程中的每个阶段所起的作用不一样。在该试验的整个胁迫过程中，总体上石4185的3种酶的活性均比豫麦47高，其耐盐胁迫的机制之一是能有效地抑制盐胁迫导致的活性氧过量积累，减轻膜脂过氧化作用，维持细胞膜的相对完整性和有序性。可见，石4185具有较强的抗氧化胁迫的能力，这也正是它能在盐胁迫下保持较好生长的重要原因之一。

参考文献

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