國內五個甜高粱主栽品種生理生化指標的比較研究

高華晨　錢雪冬　白露

摘要：以國內5個甜高粱[Sorghun bicolor （L.） Moench var. succharafum Kouern]主栽品種為試材，分別在苗期、拔節期、抽穗期、成熟期測定甜高粱葉片的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性以及丙二醛（MDA）含量。結果表明，津系53在成熟期的CAT活性和拔節期的MDA含量最高；甜GL在苗期、拔節期和成熟期時的POD活性均最高；LTR108在抽穗期的SOD活性、苗期的CAT活性和MDA含量均最高；LTR168在苗期和成熟期的SOD活性、拔節期的CAT活性以及苗期的MDA含量均最高；HT在拔節期的SOD活性、抽穗期的POD和CAT活性以及抽穗期的MDA含量均最高。綜上可以看出，LTR168和HT在其整個生育期的抗逆性較強，津系53的抗逆性最弱，其余2個品種的抗逆性相當。

關鍵詞：甜高粱[Sorghun bicolor （L.） Moench var. succharafum Kouern]；SOD；POD；CAT；MDA

中圖分類號：S514 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）19-3621-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.19.007

Abstract： The activity of superoxide dismutase （SOD），peroxidase （POD），catalase （CAT） and malondialdehyde （MDA） content in leaf of five domestic main cultivars of sweet sorghum[Sorghun bicolor（L.） Moench var. succharafum Kouern]at seedling stage，jointing stage，heading period and maturity period was measured respectively. The results showed that the CAT activity at mature period and MDA content at jointing stage of JinXi53 were the highest； The POD activity of sweet GL was highest at seedling stage， jointing stage and mature stage； SOD activity at heading stage，CAT activity and MDA content at seedling stage were highest in LTR108； The SOD activity at seedling stage and mature stage，CAT activity at jointing stage and MDA content in seedling stage were the highest in LTR168； SOD activity at jointing stage，POD and CAT activity at heading stage and MDA content at heading stage were highest in HT. In summary，it could be seen that LTR168 and HT varieties have stronger resistance to stress in growing period，and the stress resistance of the 53 lines is the weakest，and the resistance of the other two varieties is quite the same.

Key words： sweet sorghum[Sorghun bicolor （L.） Moench var. succharafum Kouern]； SOD； POD； CAT； MDA

甜高粱[Sorghun bicolor（L.） Moench var. succharafum Kouern]是普通粒用高粱的一個變種[1]，是全球重要的能源植物之一[2]，具有抗逆性強、光合速率高、含糖量高、適應性廣等特點。在全世界能源短缺的前提下，甜高粱由于其莖稈富含較多汁液和糖分、子粒中含有較多淀粉、稈渣含有較多纖維素和半纖維素，因此被作為制取燃料酒精的較合適原材料[3]。有研究表明，甜高粱是一種高產作物，植株較高大（通常3～5 m），莖稈的平均產量為75～175 t/hm2，子粒的平均產量為1.5～6.0 t/hm2。莖稈的纖維含量也較高，平均為14%～24%，纖維產量每公頃可達 9～25 t/hm2。同時，其制糖、釀白酒、造紙、制纖維板以及作為飼料這些用途也被廣泛用于生產生活中。這些特點使甜高粱成為重要的能源和糧食作物，尤其在土地貧瘠、投入低下的農田生態系統發展中發揮重要作用[4]。

超氧化物歧化酶（SOD）能修復受損細胞，過氧化物酶（POD）能催化很多反應，過氧化氫酶（CAT）能夠清除體內毒害細胞的過氧化氫，三者可以在植物體內發生協同作用，能夠及時清除植物在正常代謝過程中或在逆境脅迫時產生的過多活性氧，進而維持細胞內有益無害的較低水平的活性氧，從而起到保護植物細胞，使其免遭氧化損傷的作用。丙二醛（MDA）含量是衡量植物氧化脅迫程度的常用指標之一[5，6]。本研究通過對不同甜高粱品種的SOD、POD、CAT活性和MDA含量的測定，以及抗性生理生化指標的比較分析，旨在為選育優良的甜高粱品種提供科學的理論依據。endprint

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用5個甜高粱葉片由遼寧省農業科學院提供，各高粱品種分別為津系53、甜GL、LTR108、LTR168、HT。

1.2 樣品采集與處理

試驗于2016年6月和9月進行，分別采集4個時期（苗期、拔節期、抽穗期、成熟期）的不同甜高粱品種的葉片，在每株植株的同一位置上剪取約5 cm的葉片樣品裝入凍存管中，平行取3管樣品，迅速放入液氮中并帶回實驗室。

1.3 試驗方法

1.3.1 酶提取液的配制 從4 ℃冰箱中取出之前采集的樣品，每組分別稱取0.5 g樣品于研缽中剪碎，再加入5 mL酶提取介質液[以0.1 mol/L、pH 7.8的磷酸緩沖液為母液，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）終濃度1%，與0.037 2 g四乙酸二氨基乙烯（EDTA）混合，定容至1 000 mL]，在研缽中將碎葉迅速充分研磨至粉末狀并不斷加入液氮，隨后將酶提取液裝入5 mL的Eppendorf管中，在冰浴中靜置10 min，放入離心機中，1 000 g離心20 min，取上清液并棄沉淀，所得上清液即為所用酶提取液。放入4 ℃冰箱中保存備用[7]。

1.3.2 測定項目及方法 SOD活性的測定采用氯化硝基四氮唑藍法[8]；POD活性的測定采用愈創木酚法[9]；CAT活性的測定采用紫外分光光度計法[10]；MDA含量的測定采用硫代巴比妥酸法[11]。

1.3.3 數據分析 試驗數據采用Excel進行數據整理，Origin進行繪圖和方差分析，SPSS進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 5個甜高粱品種不同生育期SOD活性比較

5個甜高粱品種4個不同生長時期的SOD活性變化如圖1所示，苗期時，甜GL和LTR168的SOD活性差異不大，顯著高于其他3個品種，其他3個品種的SOD活性沒有顯著差異；拔節期時，HT的SOD活性最高，與其他4個品種的SOD活性差異顯著，津系53和LTR168的SOD活性沒有顯著差異，顯著高于甜GL和LTR108，甜GL和LTR108的SOD活性差異不顯著；抽穗期時，LTR108的SOD活性最高，顯著高于其他4個品種，LTR168次之，顯著高于其他3個品種，津系53的SOD活性最低，甜GL和HT的SOD活性沒有顯著差異；成熟期時，LTR168的SOD活性最高，甜GL次之，兩者之間無顯著差異，但均顯著高于其他3個品種，津系53和LTR108的SOD活性沒有顯著差異，顯著低于HT。

2.2 5個甜高粱品種不同生育期POD活性比較

由圖2可知，苗期時，甜GL的POD活性最高，顯著高于津系53、LTR108和LTR168，其他品種間差異不顯著；拔節期時，甜GL的POD活性最高，與津系53以及HT無顯著差異，3個品種顯著高于其他2個品種，LTR108的POD活性最低，與LTR168無顯著差異；抽穗期時，HT的POD活性最高，與其他品種差異顯著，津系53的POD活性最低，顯著低于其他品種，另外3個品種的POD活性間沒有顯著差異；成熟期時，甜GL的POD活性最高，與其他4個品種的POD活性差異顯著，HT品種的POD活性最低，與津系53的差異不顯著，顯著低于LTR108和LTR168。

2.3 5個甜高粱品種不同生育期CAT活性比較

5個甜高粱品種4個不同生長時期的CAT活性變化如圖3所示，苗期時，LTR108的CAT活性最高，與LTR168間沒有明顯差異，甜GL的CAT活性最低，與津系53的CAT活性沒有顯著差異；拔節期時，LTR168的CAT活性最高，但5個品種間沒有顯著差異；抽穗期時，HT的CAT活性最高，顯著高于甜GL，其他品種間均無顯著差異；成熟期時，津系53的CAT活性最高，與甜GL間無顯著差異，顯著高于其他3個品種，LTR108和LTR168的CAT活性較低，顯著低于甜GL。

2.4 5個甜高粱品種不同生育期MDA含量比較

由圖4可知，苗期時，LTR168的MDA含量最高，顯著高于甜GL，其他品種間無顯著差異；拔節期時，津系53的MDA含量最高，顯著高于LTR108和HT，其他品種間差異不顯著；抽穗期時，HT的MDA含量最高，與其他品種間差異顯著，LTR168的MDA含量次之，也與其他品種差異顯著，津系53、甜GL和LTR108間的MDA含量沒有顯著差異；成熟期時，LTR108的MDA含量最高，LTR168的MDA含量次之，兩品種間差異不顯著，但均顯著高于其他3個品種，其他3個品種間差異不顯著。

3 小結與討論

SOD、POD、CAT活性以及MDA含量均是反映植物是否抗寒抗病以及保持常綠的重要指標[12，13]。通過對比5個不同品種的甜高粱分別在4個生育期的幾個抗性指標，旨在揭示各甜高粱品種的抗逆性最強生育期以及篩選抗逆性最強的品種，為選育能在冬季起到抗寒作用、引進并且能夠栽培的甜高粱品種提供科學的理論依據。

SOD活性最高的品種分別為苗期的LTR168、拔節期的HT、抽穗期的LTR108以及成熟期的LTR168；在這4個時期中，POD活性最高的品種依次為甜GL、甜GL、HT、甜GL；CAT活性最高的品種依次為LTR108、LTR168、HT、津系53；MDA含量最高的品種依次為LTR168、津系53、HT、LTR108。綜合4個生育期來看，LTR168和HT在高粱整個生育期的抗逆性較強，津系53的抗逆性最弱，其余2個品種的抗逆性相當。

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