大氣污染對植物過氧化氫酶影響初探

康櫻南

鐵嶺市環境監控應急響應中心

大氣污染對植物過氧化氫酶影響初探

康櫻南

鐵嶺市環境監控應急響應中心

過氧化氫酶（CAT）是植物細胞中重要的抗氧化酶之一，是細胞內防御酶系統的重要成員，它在清除活性氧，維持植物體內活性氧代謝平衡方面起著重要的作用。本文采用分光光度法，在2013 年5月11日到2013年9月12日，分別在延邊大學校區內與延邊大學校區外，對蒲公英，皺葉酸膜，刺菜進行采集，并對其葉片內的過氧化氫酶活性進行測定。

植物；過氧化氫酶；大氣污染；指示植物篩選

一、研究方法

1.1試驗材料及樣本采集

1.1.1試驗材料

材料：皺葉酸膜；蒲公英；刺菜。

1.1.2樣本采集

自2011年5月11日至2013年9月26日對試驗對象進行定期定點采樣，封入自封袋，做好標記，即刻放入冰盒，使其保持原有活性，帶回實驗室后放入-22℃冰箱保存，備用。

1.1.3試劑、備品及儀器

試劑：KH2PO4；K2HPO4·3H2O；30% H2O2

備品：泡沫盒+礦泉水瓶=冰盒2個；自封袋N個；研缽6個；容量瓶；移液槍；小燒杯；玻璃棒；濾紙；離心管；記錄本；棕色瓶8個；記號筆

儀器：TDL-4013低速大容量離心機；756MC紫外分光光度儀；HH-30恒溫水浴鍋；石英比色皿；電子天枰

1.2藥品配制

1.2.10.05mol/L磷酸緩沖液配制

a.1mol/L磷酸緩沖液（pH=7.8）裝在棕色瓶中4℃保存。KH2PO4=27.2g+水→200mL；K2HPO4·3H2O=45.644g+水→200mL。

b.0.05mol/L磷酸緩沖液（pH=7.8）裝在棕色瓶中4℃保存。0.425mL KH2PO4（1mol/L）+4.575 mL K2HPO4（1mol/L）+水→100mL。

1.2.20.1mol/L H2O2配制

0.1mol/L H2O2（用30% H2O2）=776.2 μLH2O2+ 0.05mol/L磷酸緩沖液→100mL（容量瓶）。

1.3酶液提取

稱取0.5g 鮮樣，放入研缽，加入適量石英砂研磨，加入2+2+2=6mL 0.05mol/L磷酸緩沖液，冰浴研磨至勻漿。4000r/min離心10min，取上清液為酶提液。

1.4過氧化氫酶活性測定

采用過氧化氫氧化法（Dhindsa，et al，1981），以每分鐘內⊿OD240減少0.1的酶量為1個酶活性單位（U）。取50μL酶提液，加入2.5mL 0.05mol/L磷酸緩沖液和1mL蒸餾水，設置不加酶液為對照。反應體系在30℃水浴中保溫10min后，逐管加入0.3mL 0.1mol/L 的H2O2，每加完一管立即計時，并迅速倒入比色杯中，于240nm下測定吸光度，每30s讀數一次，共測3次。

1.5酶活性計算和數據分析

CAT活性（U/g）=（△A240* VT）/（0.1 *VS*W*T）

式中，△A240反應時間內吸光值的變化值=最大值-其余兩個值的和的1/2；VT提取酶液總體積（mL）；VS測定時取用酶液體積（mL）；W鮮樣品質量（g）；T反應時間（min），得出各植物葉片內的過氧化氫酶活性。并運用SPSS Statistics軟件對其進行多重性比較和獨立樣本T檢驗。

二、 結果與分析

2.1不同大氣污染環境下植物葉片內過氧化氫酶活性

2.1.1蒲公英

蒲公英葉片過氧化氫酶活性與季節變化有一定相關性，春末與初秋蒲公英葉片過氧化氫酶活性不呈現顯著性差異（P＜0.05）；春末與盛夏蒲公英葉片過氧化氫酶活性呈現極顯著性差異（P＜0.01）；夏末秋初，蒲公英葉內過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）。在整個葉片生長期過氧化氫酶活性隨時間變化表現為先上升后下降的趨勢。不同溫度變化，不呈現一定

延邊大學校區外蒲公英葉片過氧化氫酶活性與季節變化有一定相關性。在整個葉片生長期，過氧化氫酶活性隨時間整體表現為先上升后下降的趨勢。不同溫度下，酶活性不呈現明顯規律性，因此可以判定，校區外蒲公英葉內過氧化氫酶活性同溫度無關。

2.1.2皺葉酸膜

延邊大學校區內皺葉酸膜葉內過氧化氫酶活性變化檢測值，春末與秋初皺葉酸膜葉片內過氧化氫酶活性不存在極顯著差異（P＜0.01）；春末與夏末，皺葉酸膜葉內過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）；夏末秋初，過氧化氫酶活性不存在顯著性差異（P ＜0.05）。由此得出皺葉酸膜葉片酶活性與季節變化具有一定相關性，而在不同溫度下，不呈現明顯的變化規律，因此可以得出皺葉酸膜葉片過氧化氫酶活性變化與溫度和天氣無關。在葉片整個生長期內，酶活性整體呈現先上升，后下降的趨勢。

2.1.3刺菜

延邊大學校區外刺菜葉片在整個生長期來看，過氧化氫酶活性呈現先升高后降低的趨勢，其葉片內酶活性變化與季節變化具有一定相關性，春末與初秋，葉片內過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P ＜0.01）；春末夏初，刺菜葉片內過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）；夏末與秋初，葉片內過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）。不同溫度下不呈現規律性變化，因此判定刺菜葉片過氧化氫酶活性與溫度和天氣無關。

2.2不同大氣污染環境下過氧化氫酶活性比較

2.2.1蒲公英

校區外蒲公英葉片過氧化氫酶活性要高于校區內過氧化氫酶活性，說明大氣污染對蒲公英葉內過氧化氫酶具有誘導作用。5月11 日T檢驗顯著性概率為0.620，大于0.05，說明蒲公英葉內過氧化氫酶活性在校內與校外不存在顯著性差異。5月30日—9月12日，校內與校外蒲公英葉內過氧化氫酶活性存在顯著性差異（P＜0.05），其中6月19日—8月15日這段期間，校內外過氧化氫酶活性存在極顯著差異（P＜0.01）。

2.2.2皺葉酸膜

校外皺葉酸膜葉內過氧化氫酶活性高于校內，說明大氣污染對皺葉酸膜葉內過氧化氫酶起誘導作用。5月11日和7月28日，T檢驗顯著性概率為0.466和0.269，說明校內外酶活性不存在顯著性差異，8月15日及8月30日校內外酶活性存在極顯著差異（P＜0.01）。5月30日—7月17日以及9月12日，校內外皺葉酸膜葉片內過氧化氫酶活性存在顯著性差異（P＜0.05）。

2.2.3刺菜

校外刺菜葉內過氧化氫酶活性顯著高于校內，說明大氣污染對刺菜葉內過氧化氫酶起到誘導作用，5月11日T檢驗顯著性概率均大于0.05，說明校內外酶活性不存在顯著性差異。其他采樣時間內T檢驗顯著性概率均小于0.05，即校內外過氧化氫酶活性存在顯著性差異（P＜0.05），其中7月17日，7月28日以及8月15日—9月12日，校內外過氧化氫酶活性存在極顯著性差異（P＜0.01）。

3結論

過氧化氫酶對大氣污染反應靈敏，此酶可作為空氣污染對植物危害的監測指標之一。植物受環境因子脅迫后，體內過氧化氫增加，引起過氧化氫酶的增加，當環境脅迫到達一定程度后，即隨著污染時間延長，植物體內污染物逐漸增多，當污染物積累到一定程度時，過氧化氫酶無法清除植物體內過氧化氫，因此其活性又逐漸降低。