甲基紫精脅迫下楊樹抗氧化能力

李新林++鄒吉祥++高榕擇++盛莉

摘 要：為了研究楊樹在甲基紫精脅迫下的抗氧化能力，以小胡楊和吳屯楊葉片為材料，經甲基紫精脅迫后分別測定各葉片中葉綠素的含量。結果表明：在甲基紫精脅迫下吳屯楊的抗氧化能力、抗逆性比小胡楊的強。該研究可為研究楊樹抗氧化機理提供依據。

關鍵詞：甲基紫精；楊樹；抗氧化能力

中圖分類號：S792.11 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.08.005

Abstract： Leaves of Populus simonii×P. euphratica and Populus wutunensis were selected as the materials to study the antioxidant capacity of poplar under methyl viologen stress， and the chlorophyll contents of the leaves were measured after methyl viologen stress. The results showed that the antioxidant capacity and resistance of Populus wutunensis was stronger than Populus simonii×P. euphratica under methyl viologen stress. This paper provided evidence for studying the antioxidant mechanism of poplar.

Key words：methyl viologen； Populus； antioxidant capacity

楊樹（Populus），為楊柳科楊屬植物落葉喬木的統稱[1]，是世界上分布最廣、適應性最強的樹種之一，因此，楊樹是一種適合在鹽堿或干旱地區栽種的樹種，但因品種不同，適應性也不同。目前，對于楊樹的研究主要集中于通過轉基因的生物技術手段來培育楊樹新品種，以及對楊樹抗逆生理機制的研究。楊樹正常生長時體內活性氧（ROS）的產生和清除處于一個動態平衡，不會對植物體造成傷害，但是在逆境脅迫條件下，這種平衡會被破壞，積累大量的ROS。ROS使其產物丙二醛增加，導致膜脂不飽和度降低、膜蛋白聚合和交聯，使膜流動性降低、膜透性增加[2-3]，ROS 還可以引起蛋白質功能損失，攻擊核酸導致DNA 損傷和突變[4]，并阻斷DNA 復制和轉錄[5] ， 造成細胞死亡或異常蛋白如熱激蛋白的形成。

楊樹主要利用抗氧化酶系統和抗氧化劑來清除ROS阻止氧化損傷。研究表明， 抗氧化酶類可能是植物抵抗氧化脅迫的關鍵因素。對于抗逆性、抗氧化能力的研究，目前大多數人通過鹽脅迫的方式來測定不同種類楊樹的抗逆性、抗氧化能力強度[6]，從而篩選出抗氧化能力、抗逆性較強的品種。本研究通過甲基紫精對吳屯楊和小胡楊兩種楊樹品種的葉片進行氧化脅迫處理，測定吳屯楊與小胡楊葉片中葉綠素的含量，進而討論甲基紫精對于楊樹抗氧化能力的影響，為楊樹的抗氧化機理研究提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

以大連民族大學溫室旁種植的吳屯楊和小胡楊為試驗材料，分別取長勢一致的20株待發芽的樹枝，高約60 cm，消毒后用霍格蘭氏營養液于室內培養。

1.2 試驗方法

取吳屯楊和小胡楊枝條，分別在4，28 ℃條件下用水培法對兩種楊樹品種枝條進行水培發芽。在清洗干凈的培養皿內放入經水濕潤的濾紙，分別取不同條件處理的兩種楊樹側芽頂端以下第3片葉子，清洗后正面向上整齊地擺放在培養皿中，每個培養皿放4片葉子，分別用濃度為2，4，6，8 mmol·L-1的甲基紫精對葉片進行滴定，每皿的右下角一片葉子滴清水做空白對照，每個處理重復3次，28 ℃光照培養24 h進行照相及葉綠素測定。

葉綠素含量測定方法：取28 ℃下培養的甲基紫精處理后的兩種楊樹葉片，用蒸餾水沖洗干凈后用吸水紙吸干，稱取0.1 g，剪成細絲，浸泡于乙醇∶丙酮∶水=4.5∶4.5∶1的浸提液中，45 ℃恒溫12 h，利用分光光度計在663 nm和645 nm下測定其吸收值。利用公式：CA=12.7D663-2.59D645，CB=22.9D645-4.67D663，CA+B=20.3D645+8.04D663計算葉綠素濃度。根據稀釋倍數利用公式：葉綠素含量=C×V×10/（A×1 000）計算葉綠素的含量，其中C為葉綠素濃度（mg·L-1） ， V為提取液總體積（mL）， A為葉片鮮質量。

1.3 數據處理方法

試驗中所得數據用Excel軟件整理后，采用spss22.0通過單因素分析法進行方差分析（ANOVE）。

2 結果與分析

2.1 甲基紫精對不同培養條件下兩種楊樹葉片的影響

從圖1可以發現，隨著甲基紫精的處理濃度增大葉片受損程度逐漸增大，28 ℃培養下的吳屯楊和小胡楊葉片在不同濃度甲基紫精處理下均出現褐色斑點，吳屯楊葉片在低濃度甲基紫精處理下褐斑顏色較淺，相比小胡楊受損程度較輕，說明28 ℃培養下吳屯楊的抗氧化能力比小胡楊強。

從圖2可以看出，4 ℃培養下的吳屯楊和小胡楊葉片隨著甲基紫精的處理濃度增大葉片受損程度逐漸增大，吳屯楊相比小胡楊的葉片受損程度較輕，說明4 ℃培養下吳屯楊的抗氧化能力比小胡楊強。28 ℃和4 ℃條件下培養的吳屯楊葉片分別經2，4，6，8 mmol·L-1甲基紫精處理，28 ℃的葉片受損程度與4 ℃葉片受損程度相差不大，說明吳屯楊在28 ℃和4 ℃下抗氧化能力基本相同。將4 ℃和28 ℃培養下的小胡楊葉片分別經2，4，6，8 mmol·L-1甲基紫精處理，28 ℃培養下的小胡楊和4 ℃培養下小胡楊葉片受損程度無明顯差異，初步說明兩種楊樹分別在28 ℃和4 ℃下抗氧化能力無明顯差異。

2.2 甲基紫精處理下小胡楊和吳屯楊葉綠素的含量

試驗中測得甲基紫精處理24 h后小胡楊的葉綠素a含量為0.138 mg·g-1，葉綠素b含量為0.967 mg·g-1，總葉綠素含量為1.226 mg·g-1；吳屯楊的葉綠素a含量為0.136 mg·g-1，葉綠素b含量為1.005 mg·g-1，總葉綠素含量為1.258 mg·g-1，吳屯楊總葉綠素含量高于小胡楊，說明吳屯楊的抗氧化能力比小胡楊強。

3 結論與討論

植物生長在正常環境下時，其體內代謝有條不紊地進行著，當植物受到逆境脅迫時其主要特征是活性氧代謝失調，從而引發抗氧化酶系統發揮作用，抗氧化酶能加快對活性氧的清除，以維持植物體穩態[7-8]。不同植物的抗氧化能力與抗逆性不同，當植物長期處于甲基紫精脅迫下，植物葉片光合色素降解，光合作用削弱，植物生長阻止[9-10]，并且植物細胞遭受氧化損傷，導致一系列代謝變化。在甲基紫精處理下對小胡楊和吳屯楊的抗氧化能力進行對比，不同濃度的甲基紫精對楊樹葉片損傷程度不同，本研究分別采用2，4，6，8 mmol·L-1甲基紫精對楊樹葉片上表面進行滴定，發現在相同條件處理下的吳屯楊受損程度都比小胡楊低，初步說明吳屯楊的抗氧化能力比小胡楊的強。

葉綠素是一種重要的光合色素，構成光系統和光系統反應的中心[11]。葉綠素的含量處于合成與降解的動態平衡[12-15]，氧化脅迫可影響葉綠素含量的變化。植物體內葉綠體類囊體膜上的電子傳遞鏈是產生活性氧較活躍的部位，產生的超氧離子形成H2O2對植物產生傷害[16]。目前，氧化脅迫通常用甲基紫精作為內源誘導物，本研究通過甲基紫精處理不同條件培養下的兩種楊樹葉片，發現兩種楊樹的葉綠素含量均處于較低水平，且吳屯楊的葉綠素含量比小胡楊的高，說明甲基紫精對小胡楊葉綠素的合成有較大影響。因此，可得出吳屯楊的抗氧化能力比小胡楊強。

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