CaCl2對NaCl脅迫下甘薯幼苗葉片SOD和POD活性的影響

李百偉 孫存華

【摘 要】以徐薯18為材料，通過澆灌不同濃度（0.6%、1.2%、1.8%）CaCl2研究了鹽脅迫下CaCl2對甘薯幼苗葉片SOD和POD活性的影響，揭示植物在外源鈣調控下的對鹽害的生態(tài)響應機理，為作物抗鹽性的遺傳改良提供新的理論材料。試驗結果表明：施加外源鈣SOD和POD活性都增強，具體表現(xiàn)為添加1.2%CaCl2>添加1.8%CaCl2>添加0.6%CaCl2。因此一定程度內施加外源鈣可以緩解鹽對植物的損傷。

【Abstract】The effects of CaCl2 on the activities of SOD and POD in sweet potato seedlings under salt stress were studied under the different concentration （0.6%， 1.2% and 1.8%） of CaCl2 by using Xu Shu 18 as the material. The ecological response mechanism of plants to salt damage under the control of exogenous calcium was revealed， which provides a new theoretical material for the genetic improvement of salt resistance of crops. The results showed that when exogenous calcium is applied， the activity of SOD and POD will be enhanced. The specific performance is adding 1.2%CaCl2> adding 1.8%CaCl2> adding 0.6%CaCl2. Therefore， the rational application of exogenous calcium can relieve the damage of salt to plants.

【關鍵詞】CaCl2 ；NaCl脅迫；甘薯；幼苗葉片；SOD；POD

【Keywords】 CaCl2；NaCl stress； sweet potato； seedling leaves； SOD； POD

【中圖分類號】Q944.5 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）03-0183-02

1 引言

隨著地球環(huán)境的惡化加劇，人口增長，糧食供需矛盾加劇。耕地有限，且土壤沙漠化鹽堿化非常嚴重，已經(jīng)成為人類面臨的生態(tài)危機之一，制約了農業(yè)發(fā)展，所以開發(fā)利用鹽堿地有著十分重要的現(xiàn)實意義。甘薯耐貧瘠，適應性強，可以作為經(jīng)濟的糧食和飼料作物。提高甘薯抗鹽栽培具有遠大的前景。本試驗以徐薯18為材料，通過研究在NaCl環(huán)境下加入不同濃度CaCl2后它的SOD和POD活性的變化，探究鈣對甘薯受鹽害的緩解機制，為甘薯耐鹽育種及抗鹽栽培提供理論依據(jù)。

2 材料和方法

2.1 材料

取徐薯18四葉一心頂部莖蔓移栽到裝有石英砂的塑料盒中，先用Hoagland溶液，在露天條件下培養(yǎng)。

2.2 材料的處理

發(fā)根正常后分別用0（CK1）、2%NaCl（CK2）、2%CaCl2（CK3）、T1（2%NaCl +0.6% CaCl2）、T2（2%NaCl +1.2% CaCl2）、T3（2%NaCl +1.8% CaCl2）的Hoagland溶液進行根部脅迫處理，分別處理0、1、3、5、7天，每個處理三次重復，每盒三株，從植株上部第3-5對功能葉片進行各項生理指標的測定

2.3 SOD的測定

①粗酶液的提取[2]：稱取0.05g甘薯幼苗新鮮葉片，剪碎于預冷的研缽中，加入1ml預冷50mmol/L PH=7.0的磷酸緩沖液在冰浴上研磨成勻漿，加緩沖液定容到5ml， 4000r/min 4℃離心15min，上清液即為SOD的粗酶提取液。②SOD的測定：南京建成生物工程研究所生產的超氧化物歧化酶（SOD）測試盒。

2.4 POD活性的測定

采用愈創(chuàng)木酚法[3]。

2.5 數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel 2003作圖、應用SPSS17.1進行數(shù)據(jù)分析。

3 討論

3.1 不同濃度CaCl2對NaCl脅迫下甘薯幼苗葉片的SOD的影響（圖1）

從圖1中可以看出T1、T2和T3組甘薯幼苗SOD活性始終都比CK2組活性大，且都呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，前3天，所有鹽脅迫下的外源鈣處理組SOD活性和對照組差異都不顯著（P>0.05）。第5天時所有鹽脅迫下的外源鈣處理組與CK2差異顯著（P<0.05），甘薯幼苗SOD活性分別是CK2組的1.77、2.01和1.88倍，第5天后SOD活性都有所下降，到第7天時，所有鹽脅迫下的外源鈣處理組與CK2組差異極顯著（P<0.01），甘薯幼苗葉片內SOD活性分別是CK2組的1.82、2.35和2.10倍，整個過程中這三組中同一時間T2組SOD活性始終最大，T1最小。CK3組SOD活性始終上升，第5天時和CK1差異顯著（P<0.05），到第7天時對比CK1組差異極顯著（P<0.01），SOD活性是CK1組的2.29倍。

3.2 不同濃度CaCl2對NaCl脅迫下甘薯幼苗葉片的POD的影響

POD的影響

圖中所示T1、T2和T3組甘薯幼苗POD活性始終都在CK2組活性之上，且趨勢都是先增加后降低，前3天，所有鹽脅迫下的外源鈣處理組相比CK2組差異并不顯著（P>0.05）。到第5天時所有鹽脅迫下的外源鈣處理組對比CK2差異極顯著（P<0.01），甘薯幼苗POD活性分別是CK2組的1.60、1.75和1.66倍，第5天之后POD活性開始降低，第7天時，和CK2組差異仍舊極顯著（P<0.01），甘薯幼苗POD活性分別是CK2組的1.46、1.59和1.55倍，整個實驗過程中這三組中同一時間 POD活性始終都是T2>T3>T1。CK3組POD活性始終上升，到第7天時和CK1差異顯著（P<0.05），POD活性是CK1組的1.70倍。

4 討論

植物體內自由基存在著生成和清除反應，正常情況下兩種反應處于平衡狀態(tài)。當植物受到環(huán)境脅迫時，這種平衡就會被打破，自由基積累，膜透性差別喪失，導致膜的孔隙變大、通透性增加、代謝紊亂，從而使得植物受到傷害[5、6]。植物細胞內有兩大系統(tǒng)可以清除自由基，分別是酶促保護系統(tǒng)和非酶促的保護系統(tǒng)，SOD、CAT是酶促保護系統(tǒng)的重要組成部分[7、8]。在此系統(tǒng)中，SOD能夠歧化O2-為O2和H2O2（2O2-+2H+→H2O2+O2）。高濃度H2O2主要通過CAT清除，使得H2O2被控制在較低水平。SOD和POD可以維持植物體內活性氧自由基在較低水平，植物才能正常的生長和代謝。活性氧清除能力決定了細胞對脅迫的抗性，整個保護酶系防御能力的變化是這幾種酶彼此協(xié)調的綜合結果。

SOD和POD是植物體內主要的保護酶。當植物處在逆境中時，會產生大量的活性氧，活性氧造成的傷害可以通過提高植物自身保護酶系統(tǒng)的活性，并通過氧化還原反應來緩解。本試驗中，在鹽脅迫下SOD和POD活性都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當施加不同濃度的CaCl2后三種保護酶活性都變大，1.2%CaCl2比0.6%CaCl2處理效果更明顯而1.8%CaCl2處理和1.2%CaCl2組相比并沒用隨著濃度增加效果更顯著，可能是由于CaCl2雖能提供鈣，但是也增加了NaCl脅迫所形成的Cl-含量。因此，SOD和POD活性變化反映了不同鈣濃度下甘薯幼苗耐鹽性的強弱，外源鈣處理可以提高SOD、POD的活性，及時有效的消除鹽脅迫產生的活性氧，緩解其對甘薯幼苗造成的膜損傷。

【參考文獻】

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

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【4】趙可夫，鄒琦，李德全.鹽分和水分脅迫對鹽生和非鹽生植物細胞膜脂過氧化作用的效應[J].植物學報，1993.

【5】余叔文，湯章城.植物生理學與分子生物學（2版）[M].北京：科學出版社，1998.

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