伯樂樹種子發(fā)芽過程中SOD、POD酶活性變化研究

王 娟，劉仁林

1.云南師范大學文理學院，云南 昆明 650202；2.贛南師范學院化學與生命科學學院，江西 贛州 341000

伯樂樹種子發(fā)芽過程中SOD、POD酶活性變化研究

王 娟1，劉仁林2

1.云南師范大學文理學院，云南 昆明 650202；2.贛南師范學院化學與生命科學學院，江西 贛州 341000

SOD和POD是植物適應多種逆境脅迫的重要酶類，在植物有效防御逆境脅迫方面發(fā)揮著重要作用。對伯樂樹種子發(fā)芽過程中的SOD、POD酶活性進行測定，結果表明，在伯樂樹種子發(fā)芽過程中，SOD、POD酶活性不斷升高，其活性變化規(guī)律基本一致，且在胚根、胚芽的活性大于胚軸。

伯樂樹；種子發(fā)芽；酶活性

伯樂樹（Bretschneidera sinensis Hemsl.）是我國特有的、古老的單種科和孑遺種，在研究被子植物的系統(tǒng)發(fā)育和古地理、古氣候等方面具有重要科學價值[1]。伯樂樹零星分布于四川、云南、貴州、廣西、廣東、湖南、湖北、江西、浙江、福建等省區(qū)低海拔至中海拔的山地林中[2]。因長期以來破壞嚴重，現有母樹資源稀少，結實率低，天然更新困難，處珍稀瀕危境地，先后被列為國家一級珍貴樹種和國家一級重點保護野生植物[3～5]。

目前國內外對伯樂樹的研究較少，主要集中在人工育苗、系統(tǒng)分類、化學成分及種子休眠特性上[6]。種子萌發(fā)過程中酶活性的變化是最為明顯的現象之一，由于伯樂樹種子具有深休眠、自然萌發(fā)困難、成苗率低等特性[7]，因此本研究旨在對伯樂樹種子發(fā)芽過程中的SOD、POD活性變化進行測定，為揭示種子萌發(fā)過程中的關鍵影響因子、提高種子發(fā)芽率、恢復伯樂樹種群數量提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

第1階段種子：休眠的伯樂樹種子；第2階段種子：胚軸和胚根長度達2～3 cm的伯樂樹種子；第3階段種子：胚芽剛長出新葉之前，胚根和胚軸總長度為4～7 cm、胚芽長度為4～7 cm的伯樂樹種子，見圖1。

1.2 實驗方法

采用氮藍四唑法測定超氧化物岐化酶SOD活性，愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶POD活性。

2 實驗結果

2.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定

第1階段將休眠狀態(tài)的新鮮種子直接進行測定，發(fā)芽的第2、第3階段將種子的各個部分用解剖刀取下后分別進行測定。測定結果如表1、圖2所示。

SOD作為植物抗氧化酶系統(tǒng)的第一道防線，能清除細胞內過量的超氧陰離子自由基，維持活性氧代謝的平衡[8]。由表1、圖2可知，SOD在伯樂樹種子發(fā)芽過程的3個階段，酶活性呈現逐漸增加的變化，說明種子在發(fā)芽的過程中由于呼吸作用、一些積累在種子中的有害物質的代謝活動，及不利萌發(fā)環(huán)境的影響，導致活性氧的不斷產生積累，SOD清除超氧自由基具有顯著作用[8]。不論在哪個階段，胚根中酶的活性最高，其次是子葉，胚軸中酶的活性較低。胚根在種子萌發(fā)過程中最先突破種皮接觸外部環(huán)境，生長發(fā)育較快，代謝旺盛，故SOD酶的活性也會相應較高。胚軸位于胚芽和胚根之間，并與子葉相連，主要作用是把子葉中儲存的物質運輸到生長迅速的胚芽和胚根，所以SOD的活性較低。

2.2 過氧化物酶（POD）活性的測定

第1階段將休眠狀態(tài)的新鮮種子直接進行測定，發(fā)芽的第2、第3階段將種子的各個部分用解剖刀取下后分別進行測定。測定結果如表2、圖3所示。

POD是活性較高的適應性酶，能夠反映植物生長發(fā)育的特性、體內代謝狀況以及對外界環(huán)境的適應性[9]。由表2、圖3可知，POD在伯樂樹種子發(fā)芽過程中3個階段的活性呈現逐漸增加的變化；第2、3階段胚根中POD的活性最高，其次是子葉；在第3階段，隨著胚芽的生長，胚芽中POD活性也較高。在發(fā)芽的第2階段，胚芽還未明顯發(fā)育，到了發(fā)芽的第3階段，胚芽得到了迅速的生長，代謝活動旺盛，POD不僅含量上升，活性也不斷增強。子葉作為種子儲存養(yǎng)料的地方，在種子萌發(fā)過程中也有較強的代謝活動，分解并運輸營養(yǎng)物質，因此，POD的活性也維持在較高水平。

表1 SOD活性測定結果（單位：U）

表2 POD活性測定結果（單位：U）

圖1 伯樂樹種子不同階段形態(tài)圖

圖2 SOD活性變化規(guī)律

圖3 POD活性變化規(guī)律分析

3 結論與討論

SOD和POD二者統(tǒng)稱為保護酶系統(tǒng)，并且協同一致，防御活性氧（如超氧自由基）或其他過氧化物自由基對細胞膜系統(tǒng)的傷害，從而抵御不良環(huán)境的影響和細胞衰老。在伯樂樹種子發(fā)芽過程中，SOD、POD酶活性不斷升高，參與一系列復雜的生理生化反應，通過生成一些代謝物，逐步解除種子的休眠，并為萌發(fā)提供有利的營養(yǎng)物質。從圖2、圖3可以看出，伯樂樹種子發(fā)芽的整個過程中，SOD和POD的活性變化規(guī)律基本一致，且胚根、胚芽作為萌發(fā)的主要部位，酶活性均較強；子葉作為貯藏物質的部分，生命活動和物質轉化旺盛，所以這些部位兩種保護酶的量相對胚軸多。

參考文獻：

[1]張榮京，陳紅鋒.國家一級保護植物——伯樂樹[J].生物學通報，2009，44(10):7.

[2]傅書遐，傅坤俊.中國植物志[M].北京:科學出版社，1984，34（1）:8.

[3]傅立國.中國植物紅皮書[M].北京:科學出版社，1992: 194-195.

[4]于永福.國家重點保護野生植物名錄(第一批)[J].植物雜志，1999，5:4-11.

[5]汪松，解焱.中國物種紅色名錄[M].北京:高等教育出版社，2004:336.

[6]康華靖，陶月良，陳子林，等.伯樂樹種子不同條件貯藏下前后生理比較[J].中國野生植物資源，2011，30(1): 35-38.

[7]傅瑞樹，潘景聰，房丹，等.鐘萼木種子貯藏和休眠解除技術的研究[J].武夷科學，2005:21.

[8]張曼，裴康康，孔德政.蓮種子萌發(fā)及幼苗生長過程中抗氧化酶活性的變化[J].河南科學，2010，28（5）:547-549. [9]何學利.植物體內的保護酶系統(tǒng)[J].現代農業(yè)科技，2010:37-38.

1005-2690（2016）05-0032-03

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2016-04-20