叶面喷施不同浓度稀土对橡胶树树叶抗氧化能力的影响

杨萍 周旭东 莫俊 罗世巧 校现周 仇键

摘  要：以橡胶树为材料，用0（CK）、0.05、0.10、0.20、0.40 g/L浓度稀土喷施橡胶树叶面3 d，研究橡胶树树叶和胶乳过氧化氢（H2O2）含量、树叶丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性。结果表明：0.10 g/L稀土处理橡胶树叶面，树叶和胶乳H2O2含量、树叶MDA含量达到最大值，分别为对照（CK）的168%、156%、518%;0.05 g/L稀土处理橡胶树叶面，树叶POD活性为对照（CK）的7.35倍;随稀土浓度的升高，树叶和胶乳H2O2含量、树叶MDA含量出现先上升后下降的趋势，SOD、POD活性也呈现类似的趋势，而稀土对CAT活性则有明显的抑制作用。相关性分析表明，不同浓度稀土处理橡胶树叶面，胶乳H2O2含量、树叶H2O2和MDA含量之间呈显著正相关;胶乳H2O2含量、树叶H2O2含量与树叶POD活性呈一定负相关;树叶CAT、SOD活性与胶乳H2O2含量呈一定负相关，而与树叶H2O2含量无相关性。表明适度浓度（0.05～0.10 g/L）的稀土处理能够提高橡胶树抗氧化酶活性，清除活性氧自由基，缓解外界刺激对细胞膜氧化损伤，从而提高抵御外界刺激的能力。

关键词：稀土;抗氧化酶;H2O2;MDA;橡胶树树叶

中图分类号：S794.1;Q494      文献标识码：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

橡膠树（Hevea brasiliensis）属大戟科三叶橡胶树属植物，是重要的热带经济作物。橡胶树产生的天然橡胶作为一种战略物资，在国民经济和国防建设中发挥着巨大作用[1]。乙烯利具有高效刺激橡胶树增产效果[2]，常作为刺激剂用于橡胶树割胶以提高采胶效率，但是过度乙烯利刺激会产生一系列副作用，如死皮病增加、胶乳长流、干胶含量下降等[3-4]。为克服乙烯利的副作用，我国科学家开展了复方制剂的研究，通过添加了铵、钼等稀土元素的乙烯利喷施橡胶树割面，减少胶树长流，死皮病，促进再生生长[5]。

橡胶树树叶CAT活性随处理稀土浓度升高逐渐下降（图5）。不同浓度稀土处理橡胶树叶面，树叶CAT活性存在显著性差异。0.40 g/L稀土处理，树叶CAT活性仅为对照的3.5%。说明稀土处理会显著抑制橡胶树树叶CAT活性。相关性分析表明，稀土处理橡胶树叶面，树叶CAT活性与胶乳H2O2含量的相关系数为?0.216，呈一定负相关，而与树叶H2O2含量无相关性。

2.6  稀土对橡胶树树叶过氧化物酶（POD）活性的影响

随着稀土浓度的升高，橡胶树树叶POD活性出现快速升高快速下降之后又升高的现象（图6）。

稀土处理，树叶POD活性显著增强，分别为对照的7.35倍、9.43倍;0.10 g/L稀土处理，树叶POD活性下降，与对照无显著差异。相关性分析表明，稀土处理橡胶树叶面，树叶POD活性与树叶H2O2含量的相关系数为?0.450，呈显著负相关，与胶乳H2O2含量相关系数为?0.131，呈弱负相关。

3  讨论

稀土元素对植物的生理效应具有双面性，临界浓度范围的稀土元素对植物具有正面效应[22]，超过耐受临界浓度范围时会对植物产生毒害作用[23]。本研究发现随叶面喷施稀土浓度的升高，橡胶树胶乳、树叶H2O2以及MDA含量呈现先升高后降低的趋势。0.10 g/L稀土处理，胶乳、树叶H2O2以及MDA含量显著升高，说明高浓度稀土处理，引起橡胶树树叶膜结构不稳定，增加细胞膜的透性，引起膜质过氧化。0.05 g/L稀土处理，胶乳、树叶H2O2以及MDA含量与对照无显著性差异，可能是由于低浓度的稀土处理，并未破坏体内的活性氧的动态平衡，当稀土浓度较高时打破体内活性氧动态平衡，产生大量活性氧，含量升高，该结果与王伟[24]、刘曦[25]的研究相似，说明稀土对橡胶树胶乳H2O2含量，树叶H2O2、MAD含量呈现出“低促高抑”的效应。

正常条件下，活性氧（ROS）的产生和清除处于动态平衡状态。当植物受到外界胁迫时，大量活性氧在细胞内积累[26]，引起细胞膜脂严重过氧化产生丙二醛（MDA）[27]。SOD、CAT和POD是植物体内重要的酶促类抗氧化物质[28]，它们协同作用减轻活性氧伤害，防止膜质过氧化，维持植物正常生长发育。维持较高浓度的抗氧化酶活性，能够抑制活性氧在植物组织中积累，减轻氧化损伤。如稀土镧处理小麦幼苗叶片，显著提高抗氧化酶POD、CAT的活性，加强清除活性氧的能力，从而缓解活性氧对小麦组织的毒害作用[29];稀土镧、稀土铈处理豌豆種子，能够显著提高豌豆幼苗抗氧化物酶活性[30];稀土镧和稀土铈处理谢花后菠萝叶面，能够显著提高SOD活性，降低了膜脂过氧化作用[31]。本研究发现随着稀土浓度的升高，橡胶树体内CAT的活性显著降低，可能与研究品种有关;SOD、POD活性总体上都呈现先上升后下降的趋势，可能因为自由基活性氧浓度未超过伤害“阈值”时，保护酶会表现出积极应对;而超过“阈值”后，保护酶则以被动忍耐为主，进一步促使膜脂过氧化，使MDA含量增加，MDA含量的积累又抑制了SOD、POD、CAT的活性，从而使保护酶系统功能丧失，膜系统受损被进一步加重[9]。0.05 g/L稀土处理橡胶树叶面，树叶活性氧防御系统主要保护酶POD、SOD比较活跃，发挥了主要的先锋作用，说明适宜浓度稀土处理橡胶树叶面会提高橡胶树树叶POD、SOD活性。该研究结果与杨少琼等[15]的结果不一致，可能因为不同品系橡胶树抗氧化酶系统激活的程度不同。综上表明，稀土可以维持橡胶树活性氧代谢平衡，减少自由基对细胞膜的损害，从而提高抵御外界刺激的能力。相关性分析表明，稀土处理橡胶树叶面，树叶H2O2含量与胶乳H2O2含量、树叶MDA含量呈显著正相关，胶乳H2O2含量与树叶MDA含量也呈显著正相关，该结果与毕会涛等[32]的研究结果相似。说明对于幼龄橡胶树，叶组织氧化损伤情况也能反映乳管细胞的氧化损伤情况;树叶MDA含量可以作为乳管细胞活性氧化损伤指标。稀土处理橡胶树叶面，抗氧化酶活性与胶乳H2O2含量呈显著负相关，POD活性与树叶H2O2含量存在显著负相关。说明橡胶树树叶中POD发挥非常重要的作用，但还需要SOD、CAT等酶协同作用来维持活性氧的代谢平衡，从而降低活性氧自由基对机体毒害。本研究初步分析了稀土处理幼龄橡胶树叶面，胶乳H2O2、树叶MDA、H2O2含量以及抗氧化能力，稀土处理不同品系橡胶树是否存在一定差异有待进一步研究。

4  结论

稀土处理橡胶树叶面，随稀土浓度的升高，树叶和胶乳H2O2含量、树叶MDA含量出现先上升后下降的趋势，体内SOD、POD活性也呈现类似的趋势，而对CAT活性则有明显的抑制作用。适宜浓度（0.05～0.10 g/L）的稀土处理能够提高橡胶树抗氧化酶的活性，清除活性氧自由基，缓解外界刺激对细胞膜氧化损伤，从而提高抵御外界刺激的能力。

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责任编辑：沈德发