葉面噴施不同濃度稀土對橡膠樹樹葉抗氧化能力的影響

楊萍 周旭東 莫俊 羅世巧 校現(xiàn)周 仇鍵

摘? 要：以橡膠樹為材料，用0（CK）、0.05、0.10、0.20、0.40 g/L濃度稀土噴施橡膠樹葉面3 d，研究橡膠樹樹葉和膠乳過氧化氫（H2O2）含量、樹葉丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性。結(jié)果表明：0.10 g/L稀土處理橡膠樹葉面，樹葉和膠乳H2O2含量、樹葉MDA含量達到最大值，分別為對照（CK）的168%、156%、518%;0.05 g/L稀土處理橡膠樹葉面，樹葉POD活性為對照（CK）的7.35倍;隨稀土濃度的升高，樹葉和膠乳H2O2含量、樹葉MDA含量出現(xiàn)先上升后下降的趨勢，SOD、POD活性也呈現(xiàn)類似的趨勢，而稀土對CAT活性則有明顯的抑制作用。相關性分析表明，不同濃度稀土處理橡膠樹葉面，膠乳H2O2含量、樹葉H2O2和MDA含量之間呈顯著正相關;膠乳H2O2含量、樹葉H2O2含量與樹葉POD活性呈一定負相關;樹葉CAT、SOD活性與膠乳H2O2含量呈一定負相關，而與樹葉H2O2含量無相關性。表明適度濃度（0.05～0.10 g/L）的稀土處理能夠提高橡膠樹抗氧化酶活性，清除活性氧自由基，緩解外界刺激對細胞膜氧化損傷，從而提高抵御外界刺激的能力。

關鍵詞：稀土;抗氧化酶;H2O2;MDA;橡膠樹樹葉

中圖分類號：S794.1;Q494? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： The content of latex hydrogen peroxide （H2O2）， malondialdehyde （MDA）， superoxide dismutase （SOD）， peroxidase （POD） and catalase （CAT） of the leaves of rubber trees after spraying rare earth with 0， 0.05， 0.10， 0.20 and 0.40 g/L for three days was studied. When rare earth （0.10 g/L） was used， the content of H2O2 of the leaves and latex， MDA of the leaves reached the maximum level， which was 168%， 156% and 518% of the control group respectively. When rare earth （0.05 g/L） was used， the POD activity of the leaves was 7.35 times than that of the control group. With increasing the rare earth concentration， the H2O2 content of the leaves and latex， and the MDA content of the leaves increased first and then decreased. The activities of SOD and POD also had a similar tendency， while the rare earth had a significant inhibitory effect on the activity of CAT. The correlation analysis showed that there was a significant positive correlation between the H2O2 content of the latex and leaves， and the MDA content of the leaves when they were treated at different concentrations. The H2O2 content of latex and leaves was negatively correlated with the POD activity of the leaves. The CAT activity and SOD of the leaves were negatively correlated with the H2O2 content of the latex， but had nothing with the H2O2 content of the leaves. The results illustrated that moderate concentration treatment （0.05-0.10 g/L） of rare earth could improve the antioxidant activity of rubber trees， scavenge reactive oxygen species， and alleviate the oxidative damage of cell membrane by external stimulation， thus improving the ability to resist external stimuli.

Keywords： rare earth; antioxidant enzyme; H2O2; MDA; rubber tree leaves

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.01.016

橡膠樹（Hevea brasiliensis）屬大戟科三葉橡膠樹屬植物，是重要的熱帶經(jīng)濟作物。橡膠樹產(chǎn)生的天然橡膠作為一種戰(zhàn)略物資，在國民經(jīng)濟和國防建設中發(fā)揮著巨大作用[1]。乙烯利具有高效刺激橡膠樹增產(chǎn)效果[2]，常作為刺激劑用于橡膠樹割膠以提高采膠效率，但是過度乙烯利刺激會產(chǎn)生一系列副作用，如死皮病增加、膠乳長流、干膠含量下降等[3-4]。為克服乙烯利的副作用，我國科學家開展了復方制劑的研究，通過添加了銨、鉬等稀土元素的乙烯利噴施橡膠樹割面，減少膠樹長流，死皮病，促進再生生長[5]。

橡膠樹樹葉CAT活性隨處理稀土濃度升高逐漸下降（圖5）。不同濃度稀土處理橡膠樹葉面，樹葉CAT活性存在顯著性差異。0.40 g/L稀土處理，樹葉CAT活性僅為對照的3.5%。說明稀土處理會顯著抑制橡膠樹樹葉CAT活性。相關性分析表明，稀土處理橡膠樹葉面，樹葉CAT活性與膠乳H2O2含量的相關系數(shù)為?0.216，呈一定負相關，而與樹葉H2O2含量無相關性。

2.6? 稀土對橡膠樹樹葉過氧化物酶（POD）活性的影響

隨著稀土濃度的升高，橡膠樹樹葉POD活性出現(xiàn)快速升高快速下降之后又升高的現(xiàn)象（圖6）。

稀土處理，樹葉POD活性顯著增強，分別為對照的7.35倍、9.43倍;0.10 g/L稀土處理，樹葉POD活性下降，與對照無顯著差異。相關性分析表明，稀土處理橡膠樹葉面，樹葉POD活性與樹葉H2O2含量的相關系數(shù)為?0.450，呈顯著負相關，與膠乳H2O2含量相關系數(shù)為?0.131，呈弱負相關。

3? 討論

稀土元素對植物的生理效應具有雙面性，臨界濃度范圍的稀土元素對植物具有正面效應[22]，超過耐受臨界濃度范圍時會對植物產(chǎn)生毒害作用[23]。本研究發(fā)現(xiàn)隨葉面噴施稀土濃度的升高，橡膠樹膠乳、樹葉H2O2以及MDA含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。0.10 g/L稀土處理，膠乳、樹葉H2O2以及MDA含量顯著升高，說明高濃度稀土處理，引起橡膠樹樹葉膜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，增加細胞膜的透性，引起膜質(zhì)過氧化。0.05 g/L稀土處理，膠乳、樹葉H2O2以及MDA含量與對照無顯著性差異，可能是由于低濃度的稀土處理，并未破壞體內(nèi)的活性氧的動態(tài)平衡，當稀土濃度較高時打破體內(nèi)活性氧動態(tài)平衡，產(chǎn)生大量活性氧，含量升高，該結(jié)果與王偉[24]、劉曦[25]的研究相似，說明稀土對橡膠樹膠乳H2O2含量，樹葉H2O2、MAD含量呈現(xiàn)出“低促高抑”的效應。

正常條件下，活性氧（ROS）的產(chǎn)生和清除處于動態(tài)平衡狀態(tài)。當植物受到外界脅迫時，大量活性氧在細胞內(nèi)積累[26]，引起細胞膜脂嚴重過氧化產(chǎn)生丙二醛（MDA）[27]。SOD、CAT和POD是植物體內(nèi)重要的酶促類抗氧化物質(zhì)[28]，它們協(xié)同作用減輕活性氧傷害，防止膜質(zhì)過氧化，維持植物正常生長發(fā)育。維持較高濃度的抗氧化酶活性，能夠抑制活性氧在植物組織中積累，減輕氧化損傷。如稀土鑭處理小麥幼苗葉片，顯著提高抗氧化酶POD、CAT的活性，加強清除活性氧的能力，從而緩解活性氧對小麥組織的毒害作用[29];稀土鑭、稀土鈰處理豌豆種子，能夠顯著提高豌豆幼苗抗氧化物酶活性[30];稀土鑭和稀土鈰處理謝花后菠蘿葉面，能夠顯著提高SOD活性，降低了膜脂過氧化作用[31]。本研究發(fā)現(xiàn)隨著稀土濃度的升高，橡膠樹體內(nèi)CAT的活性顯著降低，可能與研究品種有關;SOD、POD活性總體上都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，可能因為自由基活性氧濃度未超過傷害“閾值”時，保護酶會表現(xiàn)出積極應對;而超過“閾值”后，保護酶則以被動忍耐為主，進一步促使膜脂過氧化，使MDA含量增加，MDA含量的積累又抑制了SOD、POD、CAT的活性，從而使保護酶系統(tǒng)功能喪失，膜系統(tǒng)受損被進一步加重[9]。0.05 g/L稀土處理橡膠樹葉面，樹葉活性氧防御系統(tǒng)主要保護酶POD、SOD比較活躍，發(fā)揮了主要的先鋒作用，說明適宜濃度稀土處理橡膠樹葉面會提高橡膠樹樹葉POD、SOD活性。該研究結(jié)果與楊少瓊等[15]的結(jié)果不一致，可能因為不同品系橡膠樹抗氧化酶系統(tǒng)激活的程度不同。綜上表明，稀土可以維持橡膠樹活性氧代謝平衡，減少自由基對細胞膜的損害，從而提高抵御外界刺激的能力。相關性分析表明，稀土處理橡膠樹葉面，樹葉H2O2含量與膠乳H2O2含量、樹葉MDA含量呈顯著正相關，膠乳H2O2含量與樹葉MDA含量也呈顯著正相關，該結(jié)果與畢會濤等[32]的研究結(jié)果相似。說明對于幼齡橡膠樹，葉組織氧化損傷情況也能反映乳管細胞的氧化損傷情況;樹葉MDA含量可以作為乳管細胞活性氧化損傷指標。稀土處理橡膠樹葉面，抗氧化酶活性與膠乳H2O2含量呈顯著負相關，POD活性與樹葉H2O2含量存在顯著負相關。說明橡膠樹樹葉中POD發(fā)揮非常重要的作用，但還需要SOD、CAT等酶協(xié)同作用來維持活性氧的代謝平衡，從而降低活性氧自由基對機體毒害。本研究初步分析了稀土處理幼齡橡膠樹葉面，膠乳H2O2、樹葉MDA、H2O2含量以及抗氧化能力，稀土處理不同品系橡膠樹是否存在一定差異有待進一步研究。

4? 結(jié)論

稀土處理橡膠樹葉面，隨稀土濃度的升高，樹葉和膠乳H2O2含量、樹葉MDA含量出現(xiàn)先上升后下降的趨勢，體內(nèi)SOD、POD活性也呈現(xiàn)類似的趨勢，而對CAT活性則有明顯的抑制作用。適宜濃度（0.05～0.10 g/L）的稀土處理能夠提高橡膠樹抗氧化酶的活性，清除活性氧自由基，緩解外界刺激對細胞膜氧化損傷，從而提高抵御外界刺激的能力。

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責任編輯：沈德發(fā)