谷胱甘肽對鹽脅迫下玉米幼苗抗氧化特性和光合性能的影響

單長卷, 楊天佑

(1.河南科技學院，河南新鄉 453003; 2.現代生物育種河南省協同創新中心，河南新鄉 453003)

谷胱甘肽對鹽脅迫下玉米幼苗抗氧化特性和光合性能的影響

單長卷1,2, 楊天佑1,2

(1.河南科技學院，河南新鄉 453003; 2.現代生物育種河南省協同創新中心，河南新鄉 453003)

以80 mmol/L NaCl模擬鹽脅迫，研究谷胱甘肽(GSH)對鹽脅迫下‘滑玉14’幼苗葉片抗氧化特性和光合性能的影響。結果表明：鹽脅迫顯著提高葉片細胞質膜透性、丙二醛(MDA)質量摩爾濃度、抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、抗壞血酸氧化酶(APX)和脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)活性、抗氧化物質谷胱甘肽(GSH)和抗壞血酸(AsA)質量摩爾濃度及葉綠素熒光參數非光化學猝滅系數(qN)，顯著降低葉綠素熒光參數PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)、光化學猝滅系數(qP)和PSⅡ實際量子產額(ΦPSⅡ)，光合色素質量分數、光合速率和單株生物量干質量。這說明，鹽脅迫對‘滑玉14’造成氧化脅迫，并對光系統Ⅱ的功能造成傷害。50 mg/L GSH處理則可以顯著提高鹽脅迫下玉米幼苗葉片過氧化物酶(POD)、SOD、谷胱甘肽還原酶(GR)活性、GSH質量摩爾濃度、Fv/Fm、qP和ΦPSⅡ、光合色素質量分數、光合速率和單株生物量干質量，并顯著降低細胞質膜透性、MDA質量摩爾濃度和qN。上述研究結果說明，GSH處理可以提高玉米幼苗的抗氧化能力和光合性能，從而緩解鹽脅迫造成的傷害。

玉米幼苗；抗氧化特性；光合性能；谷胱甘肽；鹽脅迫

玉米是中國的主要糧食作物之一，在整個生育過程經常受到各種環境因素的影響。鹽脅迫是影響玉米生長發育和產量的重要環境因素之一，因此，玉米抗鹽性的調控研究對促進其生長和提高產量具有重要意義。鹽脅迫往往加劇活性氧自由基的產生，而使植物受到氧化脅迫。植物則可以通過增強抗氧化系統，即活性氧清除系統，清除體內過多的活性氧，從而增強植物的抗逆性[1]。一旦活性氧產生的量大大超過其清除系統的清除能力，則會對植物造成嚴重的傷害，甚至導致衰老和死亡。因此，研究植物抗氧化特性的外源物質調控對提高植物抵抗鹽脅迫的能力具有重要意義。谷胱甘肽(GSH)是植物體內普遍存在的含-SH的還原物質,在防御自由基對膜脂的過氧化中起重要作用。華春等[2]研究表明，鹽脅迫條件下，外源GSH可以提高水稻葉綠體中活性氧清除系統中超氧化物歧化酶(SOD)、抗壞血酸氧化酶(APX)、谷胱甘肽還原酶(GR)的活性以及抗壞血酸(AsA)、GSH的質量摩爾濃度，降低葉綠體膜脂過氧化的水平，緩解鹽脅迫對葉綠體膜的傷害。陳沁等[3]研究表明，外源GSH處理可明顯提高鹽脅迫下大麥SOD、過氧化氫酶(CAT)、GR、過氧化物酶(POD)活性及抗氧化劑GSH、Car和維生素E質量摩爾濃度，延緩鹽脅迫對膜的傷害，從而提高大麥的耐鹽性。但到目前為止，關于外源GSH對鹽脅迫下玉米葉片抗氧化特性的調控研究尚未見報道。因此，從抗氧化角度研究外源GSH對玉米葉片抗鹽性的影響，對提高其抗鹽性具有重要意義。

光合性能的高低是影響植物生長發育和生物量積累的重要內在因素。大量研究表明，鹽脅迫之所以抑制植物的生長發育和干物質質量，主要是因為鹽脅迫降低植物光合色素質量摩爾濃度，破壞葉綠體的功能，從而使其光合性能顯著降低[4-6]。目前，衡量植物光合性能的指標主要有葉綠素熒光參數、光合色素質量分數、光合速率和生物量干質量。但到目前為止，關于外源GSH對鹽脅迫下玉米光合性能影響方面的研究尚未見報道。因此，從光合性能角度研究外源GSH對玉米抗鹽性的影響，對提高其抗鹽性亦具有重要意義。

本試驗以‘滑玉14’幼苗為材料，研究外源GSH對鹽脅迫下玉米幼苗葉片抗氧化酶SOD、POD、CAT、APX、GR、DHAR的活性、抗氧化物質AsA、GSH質量摩爾濃度、細胞膜透性、丙二醛質量摩爾濃度、葉綠素熒光參數、光合色素質量分數、光合速率和單株生物量干質量等生理指標的影響，以期揭示外源GSH處理對鹽脅迫下玉米幼苗抗氧化特性和光合性能的影響，進而為GSH在玉米生產栽培管理中的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料培養及處理

試驗材料為‘滑玉14’。挑選100粒大小均勻、顆粒飽滿、無病蟲害的玉米種子，用去離子水將玉米種子洗凈后晾干，用質量分數為0.1% 的HgCl2浸泡20 min進行常規消毒，浸泡24 h，后轉移至培養皿中，加入適量蒸餾水在培養箱中進行發芽與幼苗培養，培養箱溫度為25 ℃。待幼苗長至兩葉一心時，挑選生長情況基本一致的幼苗進行試驗。設3種處理，即蒸餾水處理(對照CK)、 80 mmol/L NaCl處理(鹽脅迫)、50 mg/L GSH + 80 mmol/L NaCl。蒸餾水處理(CK)采用100 mL蒸餾水進行處理；80 mmol/L NaCl處理采用體積為100 mL、濃度為80 mmol/L NaCl進行處理；50 mg/L GSH+80 mmol/L NaCl處理先用50 mg/L GSH預處理1 d，然后轉入體積為100 mL、濃度為80 mmol/L NaCl進行處理。每個處理6次重復，每個重復2株幼苗。在處理2 d和6 d后，分別測定各處理下玉米幼苗葉的各項生理指標。在處理6 d后，測定各處理下玉米幼苗的單株生物量干質量。

1.2 方 法

在處理2 d和6 d后，測定玉米幼苗葉片中抗氧化酶SOD、POD、CAT、APX、GR、DHAR活性、抗氧化物質AsA、GSH質量摩爾濃度、細胞質膜透性及丙二醛質量摩爾濃度等生理指標的影響。

抗氧化酶活性：(1)SOD活性測定參照李合生[7]的方法，采用氮藍四唑光還原法，以抑制50%NBT反應為1個酶活性單位；(2)CAT活性參照張志良等[8]的方法，以每分鐘內A240變化0.01為1個酶活力單位；(3)APX活性參照沈文飚等[9]的方法，以每分鐘A290內變化0.01為1個酶活力單位；(4)POD活性測定參照李合生[7]的方法：采用愈創木酚顯色法,以每分鐘內A470變化0.01為1個酶活單位；(5)GR活性的測定參照Grace等[10]的方法，以每分鐘內A340變化0.01為1個酶活力單位；(6)DHAR活性的測定參照Miyake等[11]的方法，以每分鐘內A265變化0.01為1個酶活力單位。

抗氧化劑：AsA質量摩爾濃度參照Kampfenkel等[12]的方法測定；GSH質量摩爾濃度參照Griffith[13]的方法測定。

膜脂過氧化作用：胞質膜透性測定參照張志良等[8]的方法，用DDS-307電導儀測定，細胞膜相對透性=L1/L2×100%，式中：L1表示殺死前外滲液的電導值，L2表示殺死后外滲液的電導值；MDA質量摩爾濃度測定參照李合生[8]的方法，采用硫代巴比妥顯色法。

葉綠素熒光參數：采用雅欣-1161G型葉綠素熒光儀在10：00-12：00進行測定，各處理均選擇頂部充分展開的葉片，暗適應30 min后，測定葉綠素熒光參數Fv/Fm、qP、qN和ΦPSⅡ。

光合色素：葉綠素質量分數測定參照張志良等[8]的方法，類胡蘿卜素質量分數參照張英宣等[14]方法測定。

光合速率采用LI-6400型光合作用測定儀(Licor公司，美國)在10：00-12：00進行測定，各處理均選擇頂部充分展開的葉片。單株生物量采用烘干法測定。

1.3 數據處理

采用SAS軟件對試驗數據進行處理，在α=0.05水平上進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 GSH對鹽脅迫下玉米幼苗葉片抗氧化酶SOD、CAT和POD活性的影響

表1顯示，與對照相比，鹽脅迫使玉米幼苗葉片SOD活性顯著增加，這說明玉米幼苗可以通過增強葉片SOD活性而提高其抗鹽能力。與單獨鹽脅迫相比，外源GSH+鹽脅迫處理則使葉片SOD活性顯著增加，這說明外源GSH可以通過增強葉片SOD活性而增強植株消除超氧陰離子自由基的能力，從而進一步增強其抗鹽能力。

與對照相比，鹽脅迫使葉片CAT活性顯著下降，但對葉片POD活性無顯著影響。與單獨鹽脅迫相比，外源GSH+鹽脅迫處理則使葉片CAT和POD活性均顯著增加。這說明，外源GSH可以通過增強葉片CAT和POD活性而增強其清除H2O2的能力，從而增強抗鹽能力。

表1 不同處理下玉米幼苗葉片的抗氧化酶SOD、CAT和POD活性Table 1 Activities of SOD, CAT and POD in the leaves of maize seedlings under different treatments

注：同列小寫字母表示中在0.05水平差異顯著，下表同。

Note:Different lowercase letters in the same column represent significant differences(P<0.05), the same as in next tables.

2.2 GSH對鹽脅迫下玉米幼苗葉片AsA-GSH循環代謝酶活性的影響

表2顯示，與對照相比，鹽脅迫使葉片APX和DHAR活性增加，這說明玉米幼苗可以通過增強葉片的APX和DHAR活性而增強其抵抗鹽脅迫的能力。與單獨鹽脅迫相比，外源GSH+鹽脅迫處理則使葉片APX和DHAR均顯著下降。因此，外源GSH會抑制鹽脅迫下玉米葉片的APX和DHAR活性。

與對照相比，鹽脅迫對葉片GR活性無顯著影響，這說明玉米幼苗不能通過增強葉片GR活性而增強其抗鹽能力。與單獨鹽脅迫相比，GSH+鹽脅迫處理顯著增加了葉片的GR活性，這說明外源GSH可通過增強葉片GR活性而增強其抗鹽能力。

表2 不同處理下玉米幼苗葉片的AsA-GSH循環代謝酶活性Table 2 Activities of enzymes in AsA-GSH cycle in the leaves of maize seedlings under different treatments

2.3 GSH對鹽脅迫下玉米幼苗葉片抗氧化物質AsA和GSH質量摩爾濃度的影響

由表3可知，與對照相比，鹽脅迫顯著增加葉片的AsA質量摩爾濃度。與單獨鹽脅迫相比，GSH+鹽脅迫處理則使葉片AsA質量摩爾濃度顯著下降，這表明GSH處理可降低鹽脅迫下葉片的AsA質量摩爾濃度。表3還顯示，與對照相比，鹽脅迫使葉片GSH質量摩爾濃度顯著增加。與單獨鹽脅迫相比，GSH+鹽脅迫處理則使GSH質量摩爾濃度顯著增加，這說明外源GSH可提高鹽脅迫下玉米幼苗葉片的GSH質量摩爾濃度。

2.4 GSH對鹽脅迫下玉米幼苗葉片膜透性和MDA質量摩爾濃度的影響

由表4可知，與對照相比，鹽脅迫使葉片細胞膜透性和MDA質量摩爾濃度均顯著增加，這說明鹽脅迫對玉米幼苗造成氧化傷害。與單獨鹽脅迫相比，外源GSH+鹽脅迫處理則使葉片細胞膜透性和MDA質量摩爾濃度均顯著降低，這說明外源GSH可以降低鹽脅迫對葉片的氧化傷害。但是，外源GSH+鹽脅迫處理下葉片的膜透性和MDA質量摩爾濃度仍顯著高于對照，這說明外源GSH只能在一定程度上緩解鹽脅迫對玉米幼苗造成的傷害。

表3 不同處理下玉米幼苗葉片的抗氧化物質AsA和GSH質量摩爾濃度Table 3 Molalities of AsA and GSH in the leaves of maize seedlings under different treatments

表4 不同處理下玉米幼苗葉片的膜透性和MDA質量摩爾濃度Table 4 Membrane permeability and MDA molality in the leaves of maize seedlings under different treatments

2.5 GSH對鹽脅迫下玉米幼苗葉綠素熒光參數的影響

葉綠素熒光參數Fv/Fm代表光合機構將吸收的光能用于化學反應的最大效率，其數值的高低直接決定光合速率的高低。由表5可知，與對照相比，鹽脅迫顯著降低了Fv/Fm。與單獨鹽脅迫相比，外源GSH+鹽脅迫處理則使Fv/Fm顯著增加。這說明，外源GSH可以緩解鹽脅迫對光合機構造成的傷害，從而提高PSⅡ光化學效率。

化學猝滅系數qP的大小反映PSⅡ傳遞活性的高低，其值越大，表明PSⅡ傳遞活性越高。由表5可知，與對照相比，鹽脅迫顯著降低了qP。與單獨鹽脅迫相比，外源GSH+鹽脅迫處理則使qP顯著增加。這說明，外源GSH可以緩解鹽脅迫對光合機構造成的傷害，從而提高PSⅡ傳遞活性。

非化學猝滅系數qN反映PSⅡ吸收的光能中以熱能耗散的部分，其值越大，能量利用率越低。由表5可知，與對照相比，鹽脅迫顯著提高了qN。與單獨鹽脅迫相比，外源GSH+鹽脅迫處理則顯著降低了qN。這說明，外源GSH可以緩解鹽脅迫對光合機構造成的傷害，從而降低PSⅡ所吸收光能的無效耗散。

表5 不同處理下玉米幼苗的葉綠素熒光參數Table 5 Chlorophyll fluorescence parameters of maize seedlings under different treatments

PSⅡ實際量子產額ΦPSⅡ的大小反映電子傳遞活性與傳遞速率的大小，其值越大，表明電子傳遞活性與傳遞速率越大。由表5可知，與對照相比，鹽脅迫顯著降低了ΦPSⅡ。與單獨鹽脅迫相比，外源GSH+鹽脅迫處理則顯著提高了ΦPSⅡ。這說明，外源GSH可以緩解鹽脅迫對光合機構造成的傷害，從而提高電子傳遞活性與傳遞速率。

2.6 GSH對鹽脅迫下玉米幼苗光合色素質量分數、光合速率和單株生物量干質量的影響

表6顯示，與對照相比，鹽脅迫使玉米幼苗葉綠素、類胡蘿卜素質量分數、光合速率和生物量干質量均顯著降低。與單獨鹽脅迫處理相比，外源GSH+鹽脅迫處理則使葉綠素、類胡蘿卜素質量分數、光合速率和生物量干質量均顯著提高。這說明，外源GSH可以提高光合色素質量分數，進而提高光合速率，促進生物量干質量的積累。

表6 不同處理下玉米幼苗的光合色素質量分數、光合速率和單株生物量干質量Table 6 Mass fractions of photosynthetic pigments, photosynthetic rate and dry mass per plant of maize seedlings under different treatments

3 討論與結論

SOD、POD、CAT和AsA-GSH循環代謝相關酶都是植物體內重要的抗氧化酶，它們協同作用而使生物體內活性氧自由基維持在較低水平，從而緩解植物遭受的氧化脅迫。在鹽脅迫下，植物體內活性氧產生和清除的平衡遭到破壞，從而加速活性氧積累，對植物造成氧化脅迫。因此，上述抗氧化酶活性的大小是衡量植物抗氧化能力強弱的重要指標[15-16]。付艷等[17]研究表明，50～100 mmol/L NaCl對SOD和POD活性無顯著影響，顯著降低CAT活性。本研究表明，80 mmol/L NaCl顯著降低CAT活性，對POD活性無顯著影響，這與付艷等[17]的研究結果一致。本研究還表明，80 mmol/L NaCl顯著增加SOD活性，這與付艷等[17]的研究結果不一致。究其原因，可能與不同玉米品種的抗鹽性不同有關。筆者前期對玉米幼苗根系的研究則表明，鹽脅迫可以顯著增加根系的SOD、CAT和POD活性，這與本試驗在葉片上的研究結果不完全一致，可能與不同器官對鹽脅迫的抗氧化響應不同有關。陳沁等[3]研究表明，外源GSH可以顯著增加鹽脅迫下大麥葉片的SOD、CAT和POD活性。本研究表明，外源GSH也可以顯著提高鹽脅迫下玉米幼苗葉片的SOD、POD和CAT活性，這與前人在大麥上的研究結果一致。前期在玉米根系上的研究結果表明，外源GSH顯著降低了根系SOD和CAT活性，對POD活性則無顯著影響，這與在葉片上的研究結果不一致[18]，亦與器官差異有關。APX、GR和DHAR是AsA-GSH循環體系中的關鍵酶，也是消除H2O2的重要酶類。本試驗表明，鹽脅迫顯著增加玉米幼苗葉片APX和DHAR活性，但對GR活性無顯著影響，這與在玉米根系上的研究結果不一致[18]。本試驗還表明，外源GSH能顯著提高鹽脅迫下葉片的GR活性，卻顯著抑制了APX和DHAR活性，這與在根系上的研究結果也不一致[18]。本研究還表明，鹽脅迫可以顯著增加玉米葉片AsA和GSH質量摩爾濃度。外源GSH則顯著增加鹽脅迫下葉片的GSH質量摩爾濃度但顯著降低葉片的AsA質量摩爾濃度。前期在根系上的研究結果表明，鹽脅迫可以顯著提高AsA質量摩爾濃度，但對GSH質量摩爾濃度無顯著影響。外源GSH則顯著增加鹽脅迫下根系的AsA質量摩爾濃度，但對根系的AsA質量摩爾濃度無顯著影響[18]，上述差異亦與器官差異有關。

細胞質膜透性和MDA質量摩爾濃度是2個重要的抗逆指標，目前已被廣泛應用于作物抗氧化研究[19]。本研究表明，鹽脅迫顯著提高葉片的細胞質膜透性和MDA質量摩爾濃度，這與前人的研究結果一致[20-21]。本研究還表明，外源GSH可以在一定程度上降低細胞質膜透性和MDA質量摩爾濃度，從而緩解鹽脅迫對葉片造成的過氧化傷害，這與在玉米根系上的研究結果一致[18]。這說明，鹽脅迫對玉米葉片和根系均會造成氧化脅迫，外源GSH可以緩解葉片和根系遭受的傷害。

葉綠素熒光參數的變化可以反映植物對不利環境條件的響應與適應狀況。本試驗表明，鹽脅迫顯著降低玉米幼苗葉片的Fv/Fm、qP和ΦPSⅡ，顯著增加qN。這說明，鹽脅迫對玉米幼苗葉綠體PSⅡ的功能造成了嚴重傷害，這與羅黃穎等[4]在番茄上的研究結果和張春平等[5]在黃連上的研究結果基本一致。本試驗還表明，外源GSH可以顯著提高鹽脅迫下玉米幼苗葉片的Fv/Fm、qP和ΦPSⅡ，顯著降低qN。這說明，外源GSH可以緩解鹽脅迫對PSⅡ功能造成的傷害。

光合色素質量分數、光合速率和生物量干質量的大小，也是衡量作物抗逆性強弱的重要指標。本試驗表明，鹽脅迫顯著降低葉片光合色素質量分數，進而降低光合速率，減緩其生物量積累，這與趙瑩等[6]研究的結果一致。本試驗還表明，外源GSH可以提高鹽脅迫下光合色素質量分數，維持一定水平的光合速率，從而緩解鹽脅迫對玉米生長的抑制作用。綜上所述，本研究表明，外源GSH可以提高玉米幼苗葉片的抗氧化能力和光合性能，從而緩解鹽脅迫所造成的氧化傷害和生長抑制，進而增強其抗鹽性。

Reference：

[1] 段賢朋,黃 偉,吳 輝,等.紅樹植物鹽脅迫適應機制研究進展[J].湖南農業科學,2012,6(11):35-37.

DUAN X P,HUANG W,WU H,etal.The research progress in the mechanism of the adaption of mangrove plant to salt stress [J].HunanAgriculturalSciences,2012,6(11):35-37(in Chinese with English abstract).

[2] 華 春,王仁雷,劉友良.外源GSH對鹽脅迫下水稻葉綠體活性氧清除系統的影響[J].植物生理與分子生物學學報,2003,29(5):415-420.

HUA CH,WANG R L,LIU Y L.Effects of exogenous glutathione on active oxygen scavenging system in chloroplasts of rice under salt stress [J].JournalofPlantPhysiologyandMolecularBiology,2003,29(5):415-420(in Chinese with English abstract).

[3] 陳 沁,劉友良.谷胱甘肽對鹽脅迫大麥葉片活性氧清除系統的保護作用[J].作物學報,2000,26(3):137-139.

CHEN Q,LIU Y L.Effect of glutathione on active oxygen scavenging system in leaves of barley seedlings under salt stress [J].ActaAgronomicaSinica,2000,26(3):137-139(in Chinese with English abstract).

[4] 羅黃穎,高洪波,夏慶平,等.γ-氨基丁酸對鹽脅迫下番茄活性氧代謝及葉綠素熒光參數的影響[J].中國農業科學,2011,44(4):753-761.

LUO H Y,GAO H B,XIA Q P,etal.Effects of exogenous GABA on reactive oxygen species metabolism and chlorophyll fluorescence parameters in tomato under NaCl stress [J].ScientiaAgriculturaSinica,2011,44(4):753-761(in Chinese with English abstract).

[5] 張春平,周 慧,何 平,等.外源5-氨基乙酰丙酸對鹽脅迫下黃連幼苗光合參數及其葉綠素熒光特性的影響[J].西北植物學報,2014,34(12):2515-2524.

ZHANG CH P,ZHOU H,HE P,etal.Effect of exogenous 5-aminolevulinic acid on photosynthesis and chlorophyll fluorescence chracteristics ofCoptischinensisFranch.seedlings under NaCl stress [J].ActaBotanicaBoreali-occidentaliaSinica,2014,34(12):2515-2524(in Chinese with English abstract).

[6] 趙 瑩,楊克軍,趙長江,等.外源糖調控玉米光合系統和活性氧代謝緩解鹽脅迫[J].中國農業科學,2014,47(20):3962-3972.

ZHAO Y,YANG K J,ZHAO CH J,etal.Alleviation of the adverse effects of salt stress by regulating photosynthetic system and active oxygen metabolism in maize seedlings[J].ScientiaAgriculturaSinica,2014,47(20):3962-3972(in Chinese with English abstract).

[7] 李合生.植物生理生化實驗原理和技術[M].第3版.北京:高等教育出版社,2000.

LI H SH.Principles and Techniques of Plant Physiology and Biochemistry Experiment[M].3rd.Beijing:Higher Education Press,2000(in Chinese).

[8] 張志良,瞿偉菁,李小方.植物生理學實驗指導[M].第4版.北京:高等教育出版社,2009:277-278.

ZHANG ZH L,QU W J,LI X F.The Experimental Guide for Plant Physiology [M].4th.Beijing:Higher Education Press,2009:277-278(in Chinese).

[9] 沈文飚,徐朗萊.抗壞血酸過氧化物酶活性的測定[J].植物生理學通訊,1996,32(3):203-205.

SHEN W B,XU L L.Study on the determination of ascorbic acid peroxidase activity[J].PlantPhysiologyCommunications,1996,32(3):203-205(in Chinese with English abstract).

[10] GRACE S C,LOGAN B A.Acclimation of foliar antioxidant systems to growth irradiance in three broad-leaved evergreen species [J].PlantPhysiology,1996,112(4):1631-1640.

[11] MIYAKE C,ASADA K.Thylakoid-bound ascorbate peroxidase in spinach chloroplasts and photoreduction of its primary oxidation product monodehydroascorbate radicals in thylakoids [J].PlantCellandPhysiology,1992,33(5):541-553.

[12] KAMPFENKEL K,MONTAGU M V,INZé D.Extraction and determination of ascorbate and dehydroascorbate from plant tissue [J].AnalyticalBiochemistry,1995,225(1):165-167.

[13] GRIFFITH O W.Determination of glutathione and glutathione disulde using glutathione reductase and 2-vinylpyridine [J].AnalyticalBiochemistry,1980,106(1):207-212.

[14] 張英宣,張 莉.胡蘿卜中類胡蘿卜素全量的測定[J].中國食物與營養,2006(6):24-25.

ZHANG Y X,ZHANG L.Determination of the carotenoids in carrot [J].FoodandNutritioninChina,2006(6):24-25(in Chinese with English abstract).

[15] 胡秀麗,李艷輝,楊海榮,等.HSP70可提高干旱高溫復合脅迫誘導的玉米葉片抗氧化防護能力[J].作物學報,2010,36(4):636-644.

HU X L,LI Y H,YANG H R,etal.Heat shock protein 70 may improve the ability of antioxidant defense induced by the combination of drought and heat in maize leaves [J].ActaAgronomicaSinica,2010,36(4):636-644(in Chinese with English abstract).

[16] 付 宇,趙天宏,孫加偉,等.大氣CO2體積分數升高條件下玉米葉片抗氧化能力的變化[J].生態環境,2008,17(3):957-961.

FU Y,ZHAO T H,SUN J W,etal.Changes of anti-oxidative ability in maize leaves under elevated atmospheric CO2[J].EcologyandEnvironment,2008,17(3):957-961(in Chinese with English abstract).

[17] 付 艷,高樹仁,楊克軍,等.鹽脅迫對玉米耐鹽系與鹽敏感系苗期幾個生理生化指標的影響[J].植物生理學報,2011,47(5):459-462.

FU Y,GAO SH R,YANG K J,etal.Effects of salt stress on several physiological and biochemical indicators in seedling of salt-tolerant line and salt-sensitive line of maize(ZeamaysL.) [J].PlantPhysiologyJournal,2011,47(5):459-462(in Chinese with English abstract).

[18] 單長卷,付遠志,彭貝貝.鹽脅迫下谷胱甘肽對玉米幼苗根系抗氧化能力的影響[J].灌溉排水學報,2015,34(10):56-59(in Chinese with English abstract).

SHAN CH J,FU Y ZH,PENG B B.Effects of glutathione on antioxidant properties of maize seedling roots under salt stress [J].JournalofIrrigationandDrainage,2015,34(10):56-59(in Chinese with English abstract).

[19] 許長成,趙世杰.植物膜脂過氧化水平硫代巴比妥酸測定方法中的干擾因素[J].植物生理學通訊,2003,29(3):361-363.

XU CH CH,ZHAO SH J.Interference in measurement of lipid peroxidation by thiobarbituric acid test in plant tissues [J].PlantPhysiologyCommunications,2003,29(3):361-363(in Chinese with English abstract).

[20] 張 紅,董樹亭.玉米對鹽脅迫的生理響應及抗鹽策略研究進展[J].玉米科學,2011,19(1):64-69.

ZHANG H,DONG SH T.Research progress on the physiological and biochemistry responses of salt tolerance and strategies of salt resistance in maize [J].JournalofMaizeSciences,2011,19(1):64-69(in Chinese with English abstract).

[21] 馬東方,朱建軍.鹽脅迫對玉米幼苗的傷害與鹽導致的滲透脅迫的關系[J].安徽農業科學,2012,40(34):16518-16520.

MA D F,ZHU J J.Analysis on relationship between injuries and osmotic stress induced by salt stress in maize seedlings [J].JournalofAnhuiAgriculturalSciences,2012,40(34):16518-16520(in Chinese with English abstract).

(責任編輯：成 敏 Responsible editor:CHENG Min)

Effects of Glutathione on Antioxidant and Photosynthetic Properties of Maize Seedlings under Salt Stress

SHAN Changjuan1,2and YANG Tianyou1,2

(1.Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang Henan 453003, China; 2.Collaborative Innovation Center of Modern Biological Breeding, Xinxiang Henan 453003, China)

This study investigated the effects of glutathione(GSH) on antioxidant and photosynthetic properties of maize seedling under salt stress(80 mmol/L NaCl) with the material of ‘Huayu 14’.The results showed that salt stress significantly improved the membrane permeability, malondialdehyde(MDA) molality, the activities of superoxide dismutase(SOD), ascorbate oxidase(APX) and dehydroascorbate reductase(DHAR), the molalities of GSH and ascorbate(AsA), and chlorophyll fluorescence parameter non-photochemical quenching coefficient(qN).Meanwhile, salt stress significantly reduced chlorophyll fluorescence parameter PSⅡ photochemical efficiency(Fv/Fm), photochemical quenching coefficient(qP) and actual quantum yield of PSⅡ(ΦPSⅡ), the mass fractions of photosynthetic pigments, photosynthetic rate and dry mass per plant.These results suggested that salt stress induced oxidative stress to maize seedling and made damage to the function of photosystem Ⅱ.Adding 50 mg/L GSH significantly improved the activities of peroxidase(POD), SOD and glutathione reductase(GR), GSH molality,Fv/Fm,qPandΦPSⅡ, the mass fractions of photosynthetic pigments, photosynthetic rate and dry mass per plant under salt stress.Besides, GSH could significantly reduce MDA molality and membrane permeability of leaves.Our results indicated that GSH could protect maize against salt stress by improving the antioxidant and photosynthetic properties of maize seedlings, which alleviated the injuries induced by salt stress.

Maize seedlings; Antioxidant properties; Photosynthetic properties; Glutathione; Salt stress

SHAN Changjuan,male,Ph.D,associate professor.Research area:plant stress physiology.E-mail:shchjuan1978@aliyun.com

日期：2016-12-29

網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20161229.1005.010.html

2015-12-22

2016-04-08

河南省高等學校重點科研項目計劃資助(13A180302)。

單長卷，男，博士，副教授，主要從事植物逆境生理方面的研究。E-mail:shchjuan1978@aliyun.com

S512.1

A

1004-1389(2017)02-0185-07

Received 2015-12-22 Returned 2016-04-08

Foundation item Important Science and Technology Research Project of Henan High School(No.13A180302).