細(xì)胞分裂素對小麥幼苗生長相關(guān)酶活性的影響

摘要：利用細(xì)胞分裂素處理小麥幼苗葉片，測量了小麥超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性、過氧化氫酶（ＣＡＴ）活性、過氧化物酶（ＰＯＤ）活性及丙二醛（ＭＤＡ）含量的變化。結(jié)果表明，濃度為５ ｍｇ／Ｌ細(xì)胞分裂素可以提高矮稈小麥的ＳＯＤ、ＰＯＤ活性，降低ＭＤＡ的含量，有助于小麥的生長，延緩衰老。

關(guān)鍵詞：小麥；細(xì)胞分裂素；超氧化物歧化酶；過氧化氫酶；過氧化物酶；丙二醛

中圖分類號(hào)：Ｓ５１２．１０１ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：0439－８114（２０11）24－5044-02

Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ ｏｎ Ｇｒｏｗｔｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｅｎｚｙｍｅｓ ｏｆ Ｗｈｅａｔ Ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ

WU Juan-juan

（Medicine School of Nantong University， Nantong 226001，Jiangsu，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｌｅａｆ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｗｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ， ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＳＯＤ， ＣＡＴ， ＰＯＤ ａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔ of ＭＤＡ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ５ ｍｇ／Ｌ ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ ｉncreased ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＳＯＤ， ＰＯＤ，ＣＴＡ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＭＤＡ． ５ ｍｇ／Ｌ ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ could ｐｒｏｍｏｔｅ ｗｈｅａｔ ｇｒｏｗｔｈ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗｈｅａｔ； ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ； SOD； CAT； POD； ＭＤＡ

細(xì)胞分裂素是一類促進(jìn)細(xì)胞分裂的植物激素，在生理活性上表現(xiàn)促進(jìn)細(xì)胞分裂和伸長、誘導(dǎo)愈傷組織分化和氣孔張開，對植物的生長發(fā)育和一些生理過程都有很大的作用［１，２］。近年來，細(xì)胞分裂素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛，ＣＴＫ類植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用［３］。噴施細(xì)胞分裂素會(huì)導(dǎo)致影響植株生長的多種生理生化指標(biāo)產(chǎn)生變化，如抗氧化酶類活性變化，丙二醛含量的變化［４］。通過噴施同一濃度細(xì)胞分裂素，測定不同噴施時(shí)間下的超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性、過氧化氫酶（ＣＡＴ）活性、過氧化物酶（ＰＯＤ）活性及丙二醛（ＭＤＡ）含量的變化，初步分析了細(xì)胞分裂素在小麥體內(nèi)的作用，旨在探討其對小麥生長的影響。

１ 材料與方法

１．１ 材料

供試材料為小麥矮化突變體ＤＹ。

１．２ 方法

１．２．１ 材料培養(yǎng)及處理 取小麥材料ＤＹ置于大的培養(yǎng)皿中，加入適量的水（以水剛好沒過種子顆粒為宜），浸泡2 d，待大多數(shù)種子萌發(fā)后，選擇顆粒飽滿、萌發(fā)良好的種子，置于各個(gè)小的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。在小的培養(yǎng)皿中，鋪設(shè)折疊的紗布（將長２５ ｃｍ、寬８ ｃｍ的紗布折疊５層），將小麥種子均勻放入培養(yǎng)皿中，呈同心圓狀（每個(gè)小的培養(yǎng)皿中放顆粒２５～３０粒），每顆小麥種子的萌發(fā)方向均指向圓心方向。加入適量的自來水（水以剛好沒過種子顆粒為宜），在同等條件下進(jìn)行培養(yǎng)。到葉片剛長出時(shí)，進(jìn)行下步試驗(yàn)。

用５ ｍｇ／Ｌ濃度的細(xì)胞分裂素對ＤＹ的葉片進(jìn)行噴施，每次每株定量噴施１～２ ｍＬ，每天噴施兩次，共進(jìn)行１０ ｄ，每隔一天取葉片。取樣時(shí)，每次均取相應(yīng)的對照樣品，分開保存于低溫冰箱中，用于不同生理生化指標(biāo)的測定。

１．２．２ 酶液提取 不同取樣時(shí)間試驗(yàn)組和對照組均稱取０．８ ｇ小麥葉片，加少量碳酸鈣粉末和１０ ｍＬ磷酸緩沖液研磨，勻漿后，４ ０００ ｒ／ｍｉｎ離心２０ ｍｉｎ，取上清液，分裝在刻度為１．５ ｍＬ的小管中，每組分裝５管，低溫保存，待用。

１．２．３ 生理指標(biāo)測定 ＳＯＤ活性測定：采用氮藍(lán)四唑（ＮＢＴ）光化還原法［５］，測定樣品在５６０ ｎｍ處的吸光度，以抑制ＮＢＴ光化還原的５０％為一個(gè)酶活單位，ＳＯＤ比活性＝［（ＯＤｍａｘ－ＯＤ５６０ｎｍ）／ＯＤｍａｘ］／０．５／蛋白質(zhì)量，計(jì)算酶活性，以Ｕ／ｍｇ表示；ＣＡＴ活性測定：向各管中加入１ ｍＬ Ｈ２Ｏ２（０．２％）、２ ｍＬ Ｈ２Ｏ，１０ μＬ酶提取液，啟動(dòng)反應(yīng)，分光光度計(jì)測４７０ ｎｍ處ＯＤ值，每隔1 min記錄1次，記錄４次，計(jì)算出平均每分鐘ＯＤ值的降低量。根據(jù)蛋白質(zhì)濃度計(jì)算蛋白質(zhì)量，根據(jù)酶的活性單位計(jì)算酶的比活性，以Ｕ／ｍｇ表示；ＰＯＤ活性測定：采用愈創(chuàng)木酚法［６］，測定４７９ ｎｍ下ＯＤ值，ＰＯＤ比活性 ＝酶活性／蛋白質(zhì)量；丙二醛（ＭＤＡ）含量測定：采用ＮＢＴ光化還原法，取樣品溶液３００ μＬ于試管中，加入４．０ ｍＬ ＴＢＡ（０．５％）溶液，混合后于沸水浴中反應(yīng)２０ ｍｉｎ，冷卻后離心，上清液分別于５３２ ｎｍ、６００ ｎｍ和４５０ ｎｍ波長下測定ＯＤ值。ＭＤＡ（μｍｏＬ／Ｌ）＝６．４５（ＯＤ５３２ｎｍ－ＯＤ６００ｎｍ）－０．５６ＯＤ４５０ｎｍ。

１．２．４ 蛋白質(zhì)濃度測定 參照Ｂｒａｄｆｏｒｄ法測定蛋白質(zhì)濃度。

２ 結(jié)果與分析

２．１ 超氧化物歧化酶活性與噴施激素的時(shí)間關(guān)系

５ ｍｇ／Ｌ的細(xì)胞分裂素處理后，與對照組比較，相同生長時(shí)間內(nèi)，小麥ＳＯＤ活性高于對照組，試驗(yàn)組ＳＯＤ活性隨著處理天數(shù)的增加，呈現(xiàn)先略有下降而后上升趨勢，最高ＳＯＤ活性出現(xiàn)在第１０天。該結(jié)果顯示細(xì)胞分裂素能促進(jìn)小麥抗氧化酶類ＳＯＤ的活性，有利于小麥的生長。

２．２ 過氧化氫酶活性與噴施激素的時(shí)間關(guān)系

與對照組比較，細(xì)胞分裂素處理小麥2~8 d時(shí)，ＣＡＴ活性總體上要低于對照組，且酶活性隨著處理天數(shù)的增加，呈現(xiàn)先略有下降而后上升趨勢，最高ＣＡＴ活性出現(xiàn)在第１０天，且超過對照組，說明細(xì)胞分裂素對ＣＡＴ酶活性的抑制作用隨處理時(shí)間延長而減弱。

２．３ 過氧化物酶活性與噴施激素的時(shí)間關(guān)系

試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨時(shí)間的變化，對照組之間的ＰＯＤ活性變化不明顯；試驗(yàn)組的ＰＯＤ活性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對照組，且酶活性隨著處理時(shí)間的延長，呈現(xiàn)先略有下降而后上升的趨勢。ＰＯＤ活性在細(xì)胞分裂素處理的第１０天達(dá)到最高。

２．４ 丙二醛含量與噴施激素的時(shí)間關(guān)系

隨著處理天數(shù)的遞增，試驗(yàn)組和對照組的丙二醛含量均平緩遞增，相同處理時(shí)間下，2~8 d時(shí)對照組丙二醛含量高于試驗(yàn)組。丙二醛是反映膜脂過氧化程度的重要指標(biāo)，ＭＤＡ積累越多，表明組織的保護(hù)能力越弱［７］。試驗(yàn)結(jié)果顯示，噴施５ ｍｇ／Ｌ的細(xì)胞分裂素在處理2~8 d時(shí)有助于延緩植物衰老，有利于小麥生長。

３ 結(jié)論與討論

用５ ｍｇ／Ｌ的細(xì)胞分裂素處理水培的矮稈小麥幼苗，研究了小麥幼苗葉片ＳＯＤ活性、ＣＡＴ活性、ＰＯＤ活性及ＭＤＡ含量的變化。結(jié)果顯示，隨著處理天數(shù)的增加，ＳＯＤ、ＣＡＴ、ＰＯＤ活性都呈現(xiàn)先略有下降而后上升的趨勢，對照組的各種酶活性或不變或稍下降或略有增加，說明噴施合適濃度的細(xì)胞分裂素有助于延緩小麥幼苗的衰老，這與張治禮［８］關(guān)于內(nèi)源細(xì)胞分裂素調(diào)控油菜葉片衰老進(jìn)程的研究結(jié)果相符合。隨著細(xì)胞分裂素處理天數(shù)的增多，ＭＤＡ含量緩慢升高，究其原因可能是后期隨著小麥幼苗的生長，種植提供的營養(yǎng)不足，麥苗開始衰老導(dǎo)致的。

植株生育后期體內(nèi)許多需氧代謝過程產(chǎn)生的活性氧增加，超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、過氧化氫酶（ＣＡＴ）、過氧化物酶（ＰＯＤ）能及時(shí)清除活性氧，減緩活性氧對細(xì)胞及組織造成的損害，有利于植株生長，提高光能利用率，增加產(chǎn)量［９，１０］。細(xì)胞分裂素的噴施對植物抗氧化性影響的研究有重要意義，細(xì)胞分裂素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛，許多綠葉蔬菜用細(xì)胞分裂素處理后能延長貯藏時(shí)間。利用噴施細(xì)胞分裂素，分析小麥幼苗葉片抗氧化酶類活性的變化，對深入認(rèn)識(shí)植物激素調(diào)控植物生長、發(fā)育和衰老的機(jī)制有重要意義［11，12］，能為農(nóng)作物產(chǎn)量提高和品質(zhì)調(diào)控以及育種創(chuàng)新打下理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［１］ Ｂｕｃｈａｎａｎ Ｂ Ｂ， Ｇｒｕｉｓｓｅｍ Ｗ， Ｊｏｎｅｓ Ｒ Ｌ． Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ［Ｍ］． Ｈｏｂｏｋｅｎ， Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ： Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ，２００２．

［２］ 高金山，邊慶華，張永忠，等． 細(xì)胞分裂素ＣＰＰＵ的研究進(jìn)展［Ｊ］． 農(nóng)藥，２００６，４５（３）：１５１-１５４．

［３］ ＹＯＲＤＡＮＯＲ Ｉ， ＴＳＯＮＥＶ Ｔ， ＧＯＬＴＳＥＶ Ｖ， ｅｔ ａｌ． Ｇａｓ ｅｘｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｄｕｒｉｎｇ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ［Ｊ］． Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃａ，１９９７，３３：４２３-４３１．

［４］ 徐莉莉，李 萍，王玉林，等． 細(xì)胞分裂素類物質(zhì)對鎘脅迫下玉米幼苗生長和抗氧化酶活性及脯氨酸含量的影響［Ｊ］． 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， ２０１０，３０（１１）：２２５６－２２６３．

［５］ 中國科學(xué)院上海植物生理研究所，上海市植物生理學(xué)會(huì)．現(xiàn)代植物生理學(xué)試驗(yàn)指南［Ｍ］．北京：科學(xué)出版社，１９９９．３０５－３０６．

［６］ 張志良，瞿偉菁．植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［Ｍ］．第三版．北京：高等教育出版社，２００３．１２３－１２４．

［７］ 劉連濤，李存東，孫紅春，等． 棉花葉片衰老生理研究進(jìn)展［Ｊ］． 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，２００６，２２（７）：３１６－３２１．

［８］ 張治禮． 內(nèi)源細(xì)胞分裂素調(diào)控油菜葉片衰老進(jìn)程的研究［Ｄ］． 海口：華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)， ２００２．

［９］ 楊淑慎，高俊鳳，李學(xué)俊，等．雜交春性小麥葉片衰老與保護(hù)酶系統(tǒng)活性的研究［Ｊ］． 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，２００４，３７（３）：４６０－４６３．

［１０］ 李合生，孟慶偉，夏 凱，等．現(xiàn)代植物生理學(xué)［Ｍ］． 北京：高等教育出版社，２００２．２３２－２３８．

［１１］ 沈法富，喻樹迅，范術(shù)麗，等．不同短季棉品種生育進(jìn)程中主莖葉內(nèi)源激素的變化動(dòng)態(tài)［Ｊ］． 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，２００３，３６（９）：１０１４－１０１９．

［１２］ 朱中華，段留生，馮雪梅，等．內(nèi)源激素對小麥葉片衰老調(diào)控的系統(tǒng)分析［Ｊ］． 作物學(xué)報(bào)，１９９８，２４（２）：１７６－１８１．