棗樹葉片衰老過程中丙二醛含量和抗氧化酶活性的變化

摘要：以冬棗、迎白露和中華大棗為試材，研究了棗葉片衰老過程中脂類過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量的變化及超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)3種抗氧化酶的變化規(guī)律。結果表明，由MDA含量的變化趨勢和3種酶的響應情況看，對MDA含量的調(diào)節(jié)，不同品種棗樹對3種酶的依賴程度不同，冬棗和中華大棗葉片內(nèi)MDA含量的調(diào)節(jié)比較依賴于CAT，迎白露則更依靠3種酶的共同作用。中華大棗的自由基清除能力最強，迎白露葉片自然衰老的時間最遲。

關鍵詞：棗；葉片衰老；MDA；抗氧化酶活性

中圖分類號：S565.1 文獻標識碼：A 文章編號：1002-2910(2011)02-0001-03

近年來，衰老的自由基損傷學說受到學者重視，該學說認為衰老過程是細胞和組織中不斷進行著的自由基損傷反應的總和體現(xiàn)。正常情況下，植物體內(nèi)存在著超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等保護酶，使細胞內(nèi)促進細胞衰老的活性氧水平很低。葉片衰老伴隨抗氧化酶活性的減低。丙二醛(MDA)是膜脂過氧化作用的主要產(chǎn)物之一，其積累量多少反映了膜脂過氧化程度的高低，含量增加，說明膜脂發(fā)生過氧化。目前，衰老研究報道大多集中在小麥等農(nóng)作物上，對棗樹衰老過程中MDA含量和抗氧化酶活性變化的研究比較少見。本試驗以冬棗、迎白露和中華大棗3個棗樹品種為試材，研究其自然衰老過程中MDA及抗氧化酶活性的變化和內(nèi)在關系，為揭示棗樹衰老機理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗于2010年9月初在山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院試驗基地內(nèi)進行，試材為露地栽培的4年生冬棗、迎白露和中華大棗。每品種選擇大小一致和長勢健壯的植株3株，掛牌設為試驗株。2010年5月在每株樹上選擇新生枝條20枝掛牌標記，觀察記錄其新生葉片的時間，并于9月份分別取枝條上部葉齡30～40天的完全展開葉(簡稱嫩葉)、中部葉齡60～70天的成熟葉(簡稱成葉)和基部葉齡100天以上的衰老葉(簡稱老葉)，測定相關生理指標，SOD測定參照趙世杰等主編的《植物生理學實驗指導》，用NBT比色法測定；POD、CAT和MDA測定參照李合生的方法。

2 結果與分析

2.1 棗樹葉片衰老過程中MDA含量變化

從圖1可以看出，3個棗樹品種嫩葉中MDA含量差異不大，隨葉齡增加，冬棗和中華大棗葉片中MDA含量均表現(xiàn)出先升高后下降的規(guī)律，迎白露的變化呈下降趨勢。冬棗成葉和老葉中MDA含量分別比嫩葉高53％和8％，中華大棗分別高15％和3％，迎白露分別減少了27％和29％。3種葉齡棗葉片的MDA平均含量大小依次是冬棗>中華大棗>迎白露。

2.2 棗樹葉片衰老過程中SOD活性變化

由圖2可見，不同品種不同葉齡的棗葉內(nèi)SOD活性差異較大。中華大棗嫩葉和成葉中的SOD活性最高，迎白露老葉中SOD活性最高，且明顯高于冬棗和中華大棗。在衰老過程中，冬棗和中華大棗的SOD活性均呈逐漸下降的規(guī)律，迎白露則逐漸上升。冬棗成葉和老葉中的SOD活性分別比嫩葉中的下降了49％和71％，中華大棗下降了21％和72％，迎白露則增加了9％和123％。3種葉齡棗葉片的SOD平均活性大小依次是中華大棗>冬棗>迎白露。

2.3 棗樹葉片衰老過程中POD活性的變化

從圖3可以看到，隨著葉齡的增加，冬棗和迎白露葉片內(nèi)的POD活性呈先上升而后下降的趨勢，中華大棗葉片中的POD活性逐漸下降。冬棗成葉和老葉POD活性分別比嫩葉高54％和50％，迎白露分別高47％和25％，中華大棗分別下降7％和32％。3種葉齡棗葉片的POD平均活性高低依次是中華大棗>冬棗>迎白露。

2.4 棗樹葉片衰老過程中CAT的變化

由圖4可見，隨著葉齡的增加，中華大棗葉片中CAT活性幾乎沒有變化，冬棗葉片中的CAT活性先降后升，嫩葉中活性最高，成葉和老葉活性分別比嫩葉降低了27％和11％。迎白露CAT活性先升后降，但成葉和老葉相差不大，均比嫩葉上升了45％左右。3種葉齡棗葉片的CAT平均活性高低依次是中華大棗>迎白露>冬棗。

3 小結與討論

脂類代謝，尤其是膜脂代謝，是細胞衰老中的一個生化過程的體現(xiàn)。MDA是膜脂過氧化作用的產(chǎn)物之一，通常作為膜脂過氧化指標，表明細胞過氧化程度，其量積累越多，表明植物受到的傷害越大。植物體在長期的進化過程中，逐漸形成了防御活性氧傷害的防御系統(tǒng)，SOD、POD和CAT就是防御系統(tǒng)中重要的保護酶。盧少石認為干旱(滲透)脅迫誘導植物氧化脅迫，進一步誘導保護酶SOD、CAT和POD活性增加。本試驗也認為，3個品種的棗樹葉齡超過100天時葉片MDA含量并沒有明顯上升，迎白露的MDA含量甚至略有下降，這與葉片內(nèi)抗氧化酶的活性調(diào)節(jié)是密不可分的。由3種酶與MDA含量變化的響應來看，不同棗品種中3種酶的調(diào)節(jié)權重不一樣。中華大棗各個時期MDA含量比較穩(wěn)定，所測定的3種酶中，S0D和POD的活性都逐漸下降，只有CAT酶活性基本不變，說明中華大棗葉片內(nèi)MDA含量和CAT酶活性相關性更大些；冬棗葉片內(nèi)最能影響MDA含量變化的也是CAT；迎白露葉片內(nèi)MDA含量的調(diào)節(jié)更依賴三種酶的共同作用。另外，從MDA含量和三種酶活性的對比看，迎白露葉片中的MDA含量和酶活性都比較低，說明其葉片自然衰老的時間比較晚；中華大棗的MDA含量略低，抗氧化酶酶活性都比較高，說明中華大棗的自由基清除能力最強；冬棗MDA含量和酶活性均居中。

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