鹽脅迫對玉簪幼苗抗氧化酶活性的影響

摘要""為探究鹽脅迫對玉簪幼苗抗氧化酶活性的影響，以玉簪幼苗作為試驗材料，盆栽培養14"d后，以清水處理為對照，采用不同濃度的NaCl溶液（0.25%、0.50%和0.75%）進行鹽脅迫處理，測定其過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性。結果表明，隨著鹽脅迫濃度的升高，玉簪幼苗CAT、SOD和POD活性呈上升趨勢；APX活性則呈下降趨勢。綜上，玉簪幼苗主要通過提高CAT、SOD和POD活性，降低APX活性來清除體內多余有害物質，以抵御鹽脅迫。

關鍵詞""玉簪幼苗；鹽脅迫；過氧化氫酶；抗壞血酸過氧化物酶

中圖分類號""S184 """"""文獻標識碼""A """"""文章編號""1007-7731（2025）07-0100-04

DOI號""10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.07.024

Effects of salt stress on antioxidant oxidase activity of Hosta plantaginea"seedlings

BAO Jiaxin¹""""WU Yingkai¹""""GAN Yaodan¹""""NIE Chunyu^1，2

（¹Daqing Normal University， Daqing 163712， China；

²Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Oilfield Applied Chemistry and Technology， Daqing 163000， China）

Abstract "To explore the effect of salt stress on antioxidant oxidase activity of Hosta plantaginea"seedlings， Hosta plantaginea"seedlings were taken as experimental materials. After 14 days of pot culture， water treatment was used as the control， the seedlings were treated with salt stress with different concentrations of NaCl solution （0.25%，0.50% and 0.75%）， and their activity of CAT， SOD， POD and APX. The results showed that the activities of CAT， SOD and POD of Hosta plantaginea"seedlings increased with the increase of salt stress concentration; the activity of APX decreased. To sum up， the seedlings of Hosta plantaginea"mainly eliminated excess harmful substances in the body by increasing the activities of CAT， SOD and POD， decreased APX activity so as to resist salt stress.

Keywords "Hosta plantaginea"seedlings; salt stress; catalase; ascorbate peroxidase

鹽脅迫是影響植物生長的重要逆境因素之一，高滲透壓會使植物細胞失水、氣孔關閉、呼吸速率下降，影響生命活動。蒸騰作用導致細胞失水，無機鹽離子積累導致細胞滲透壓失衡，對植物生長有毒害和抑制作用^[1-2]。土地鹽堿化是土壤含鹽水分蒸發后溶質積累的過程，所引起的鹽脅迫易導致作物產量下降^[3]。

植物抗氧化酶系統是抵御活性氧毒性、維持穩態和參與環境脅迫信號轉導的保護系統，抗氧化酶包括超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（Peroxidase，POD）、抗壞血酸過氧化物酶（Ascorbate peroxidase，APX）和過氧化氫酶（Catalase，CAT）等^[4]。在植物遭受鹽脅迫時，SOD可清理細胞質和相關細胞器中的超氧陰離子^[5]；CAT、POD與SOD協作分解產物；APX存在于葉綠體，能清除H₂O₂。多種酶共同組成系統，可通過觀察抗氧化酶含量分析植物抗逆性^[6]。

玉簪（Hosta plantaginea）主要分布于四川、湖北、湖南、江蘇、安徽、浙江、福建和廣東等溫暖潮濕地區，其根有藥效。該植物多應用于喬木、灌木植物下層，用作裝飾；其對營養和光照需求低，也可種在巖石園、背陰面或修飾林地、河邊等貧瘠處。其姿態優美、觀賞價值較高，是庭院常用植物之一。該植物葉片顏色多樣，可用于園藝設計，能點綴林地。眾多優良的玉簪品種正被引種至寒冷地區，為高寒地區引種栽培奠定了基礎^[7]。謝樹章等^[8]研究發現，‘金標’玉簪生根最佳培養基為1/2 MS+0.50"mg/L IBA，生根率較高；張琳等^[9]研究發現，‘夏香’‘皇家標準’和‘如此甜’等9個品種表現良好，觀賞價值較高，適宜在陜西寶雞地區進行園林推廣應用。近年來，土壤鹽堿化造成了一定的經濟損失，提高鹽堿地區的土地利用率對減少損失具有重要作用。本試驗以玉簪幼苗為對象，設置不同濃度的鹽脅迫，測定其CAT 、SOD 、POD和APX 4種過氧化物酶的活性，為提高玉簪在鹽堿地的利用率提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

試驗材料為玉簪幼苗；試驗試劑包括氯化鈉、愈創木酚、過氧化氫、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、甲硫氨酸、氮藍四唑、核黃素溶液、聚乙烯聚吡咯烷酮和EDTA-Na₂溶液等，均為化學純；試驗儀器包括紫外分光光度計、超速離心機、恒溫培養箱、離心管、電子天平和冰箱等。

1.2 試驗設計

在大慶師范學院玉簪種植區挖取株高基本一致的玉簪幼苗，將其移植到裝有濕潤土壤的花盆中進行培養，在距土表20"cm 處挖掘以防傷根^[10]。玉簪喜潮濕環境，宜在實驗室水房角落生長，每3"d澆1次水以保持潮濕。移植后連續測量5"d的芽長，有生長趨勢則移植成功，9"d后用4種不同濃度鹽水澆灌4個盆栽，鹽水濃度梯度參考曹仕龍等^[11]方法設置為蒸餾水（CK）、0.25%、0.50%和0.75% NaCl。澆灌7"d后的幼苗用于測定抗氧化酶活性。

1.3 "測定指標及方法

1.3.1 CAT活性 使用紫外分光光度法^[12]測定CAT活性。取0.2"g玉簪葉片，液氮速凍，用研缽充分研磨后加4"℃預冷的2"mL PBS（pH 7.8）。液體轉移至離心管，搖勻后4"℃、10 000 r/min離心10"min。取100 μL上清液煮沸10"min，吸取3"mL CAT反應液加入比色皿，在其中加入80 μL上清液混勻，再加80 μL PBS調零，立刻計時，每隔30"s記錄240"nm處的吸光度值5～6次。計算如式（1）～（2）。

煮沸后酶液的吸光度值=（30"s時所測的吸光值+3"min時所測的吸光值）/2 （1）

CAT活性=煮沸后酶液的吸光度值/（0.1×測定時提取液的用量×反應時間×植物鮮重） （2）

1.3.2 SOD活性 參考程艷等^[13]的方法測定SOD活性。分別稱取各處理組玉簪去脈葉片0.5"g，在預冷研缽中加入2"mL磷酸緩沖液研磨成勻漿，轉移至10"mL容量瓶。取5"mL提取液4"℃、10 000 r/min離心15"min，取上清液（酶粗提液）。取7支離心管置于冰上，1～3號管為測定管，加入1.5"mL 50"mmol/L磷酸緩沖液，再加0.3"mL 130"mmol/L 甲硫氨酸溶液、0.1"mL粗酶液和0.5"mL蒸餾水；4～7號管為樣品管，加入1.5"mL 50"mmol/L磷酸緩沖液和0.6"mL蒸餾水。7號管加試劑后遮光處理，其余6管在常溫燈光下顯色15～20"min。顯色結束，7支試管均避光處理。使用分光光度計在560nbsp;nm處測定吸光度值，計算如式（3）。

SOD活性=（對照管吸光度值－樣品管吸光度值）×樣品提取液總體積×60/對照管吸光度值×0.5×樣品鮮重×測定時粗酶液量× （3）

1.3.3 POD活性 采用愈創木酚比色法^[12]測定POD活性。冷卻19 μL 30% H₂O₂，混合后低溫保存，配置POD反應液。取0.1"mL磷酸緩沖液（pH 6.8）50"mL、愈創木酚28 μL，80"℃加熱10"min攪拌至愈創木酚溶解，避光冷卻，加入19 μL H₂O₂，混勻后4"℃避光保存。取0.1"g玉簪葉片，液氮速凍研磨后加4"℃預冷的2"mL 20"mmol/L磷酸二氫鉀溶液，轉移至離心管，搖勻后4"℃、10 000 r/min離心10"min，吸取3"mL POD反應液和160 μL上清液，混勻加進比色皿。用PBS（pH 6.0）代替上清液與POD反應液混勻，用于分光光度計調零，在470"nm處測吸光度值，每隔30"s測定1次，共5次，總計時短于210"s，計算如式（4）。

POD活性=（末次吸光度值－首次吸光度值）×樣品提取液總體積/0.01×植物鮮重×測定時提取液用量×反應時間 （4）

1.3.4 APX活性 參考杜佳庚等^[14]測定APX活性的方法。將0.5"g幼苗葉片剪碎，在研缽加石英砂等磨料和適量液氮速凍，置于冰上充分研磨，加入7.5"mL提取液與粉末混勻，液體轉至離心管，4"℃、10 000 r/min離心10"min，吸取20 μL上清液和3"mL反應液混勻后分別加入3支離心管，1號管加等體積水作空白對照，2號管加AsA，3號管加0.1"mmol/L H₂O₂，充分混勻后轉至比色皿，置于預熱分光光度計測定290"nm處的吸光度值，反應啟動后每10"s測定1次，計算如式（5）。

APX活性=吸光度值×7.5×1 000×60×1 000/植物鮮重×2.8×20×10 （5）

1.4 數據分析

采用SPSS和Excel軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 對玉簪幼苗CAT活性的影響

由圖1可知，隨著NaCl溶液濃度的提高，CAT活性呈上升趨勢，其中0.25% NaCl脅迫處理下玉簪幼苗的CAT活性較CK提高了5.03%，說明CAT活性升高有助于清除植物體內多余的H₂O₂，避免H₂O₂積累對細胞造成破壞；0.50% NaCl處理下幼苗的CAT活性較CK提高了204.58%，較0.25% NaCl處理提高190.00%；0.75% NaCl溶液處理下幼苗的CAT活性較CK提高了770.22%，較0.50%NaCl處理提高了185.71%。說明在0.75% NaCl脅迫下的玉簪幼苗CAT活性較強。

2.2 對玉簪幼苗SOD活性的影響

由圖2可知，隨著NaCl溶液濃度的提高，玉簪幼苗的SOD活性呈上升趨勢。其中0.25% NaCl處理下幼苗的SOD活性較CK提高117.46%；0.50% NaCl處理下幼苗的SOD活性較CK提高了208.32%，較0.25% NaCl處理提高了41.78%；0.75% NaCl處理下幼苗的POD活性較CK提高了238.06%，較0.50% NaCl處理提高了9.65%。表明SOD在玉簪抵御鹽脅迫過程中發揮重要作用，其對0.75%NaCl脅迫的響應較強。

2.3 對玉簪幼苗POD活性的影響

由圖3可知，0.25% NaCl處理下葉片的POD活性較CK提升1.32%。這表明POD可能與SOD、CAT共同參與清除玉簪幼苗體內過剩的自由基。0.50% NaCl處理下葉片的POD活性較CK提升1.24%，較0.25% NaCl處理下降0.08%；0.75% NaCl處理下葉片的POD活性較CK上升0.72%，較0.50% NaCl處理下葉片的POD活性下降0.51%，說明POD對0.50% NaCl脅迫響應較強。

2.4 對玉簪幼苗APX活性的影響

隨著NaCl溶液濃度的提高，玉簪幼苗的APX活性呈下降趨勢。0.25% NaCl處理下葉片的APX活性較CK下降1.43%；0.50% NaCl處理下葉片的APX活性較CK下降1.97%，較0.25% NaCl處理下降0.55%；0.75% NaCl處理下降8.37%，較0.50% NaCl處理下降6.52%，說明玉簪幼苗可通過降低APX活性來清除體內多余有害物質，以抵御鹽脅迫（圖4）。

3 結論與討論

當玉簪幼苗處于鹽脅迫環境時，葉片會產生一系列生理應答機制，具體表現為通過提高葉片中的相關酶活性，增強植株對葉片中異常積累的強氧化性自由基以及活性氧基團的清除能力，從而減輕細胞受到的傷害。里程輝等^[15]研究發現，在植物淹水過程中，各砧穗組合葉片和根系中SOD、POD、CAT和APX活性大體呈先上升后下降趨勢，可減輕對植物細胞的損傷。本試驗結果表明，隨著NaCl溶液濃度的提高，玉簪葉片CAT、SOD和POD活性大體呈上升趨勢，其中SOD活性出現上升速率逐漸緩慢的趨勢，與孫方行等^[16]研究結果相似，可能是玉簪通過提高SOD活性清除細胞內產生的活性氧自由基的能力有限，當外界NaCl濃度過高、超出其承受閾值時，細胞自由基的清除量小于產生量，易對細胞造成傷害。當鹽濃度由0.25%提升至0.50%時，玉簪POD活性呈現緩慢下降趨勢。隨著NaCl溶液濃度的提高，玉簪葉片APX活性呈現下降趨勢，與王立鳳等^[17]研究結果不同，可能是北五味子屬耐鹽植物，承受鹽濃度閾值比玉簪高。

綜上，本研究表明，當鹽脅迫濃度達0.25%時，CAT、POD和APX活性與對照相比變化較小，說明低濃度鹽脅迫下，玉簪幼苗CAT、POD和APX響應鹽脅迫的程度較小。當鹽脅迫濃度達0.50%時，CAT、SOD和POD活性較對照組升高；鹽濃度達0.75%時，CAT、SOD和POD活性繼續緩慢提升，APX活性則持續下降。隨著鹽濃度的提高，玉簪幼苗CAT、SOD和POD 3種抗氧化酶活性大體呈上升趨勢，APX則呈下降趨勢。說明玉簪幼苗主要通過提高CAT、SOD和POD活性、降低APX活性提高調節抗氧化系統，以抵御鹽脅迫。

參考文獻

[1] 范瀟琪. 鹽脅迫對公園花卉生長影響的研究進展[J]. 現代園藝，2023（24）：26-27，30.

[2] 趙占周. 土壤鹽堿化對植物的影響及改良預防措施[J]. 西北園藝（果樹），2020（6）：40-42.

[3] 阿爾祖古麗·阿卜力孜，努爾買買提·阿不林林. 新時代下鹽堿地改良與利用的科學之路[J]. 農村實用技術，2023（5）：123-124.

[4] 楊舒貽，陳曉陽，惠文凱，等. 逆境脅迫下植物抗氧化酶系統響應研究進展[J]. 福建農林大學學報（自然科學版），2016，45（5）：481-489.

[5] 李璇，岳紅，王升，等. 影響植物抗氧化酶活性的因素及其研究熱點和現狀[J]. 中國中藥雜志，2013，38（7）：973-978.

[6] 謝曉紅. 植物抗氧化酶系統研究進展[J]. 化工管理，2015（32）：99-100.

[7] 陳葉. 玉簪屬植物耐陰性研究概況及展望[J]. 江蘇農業科學，2021，49（15）：47-52.

[8] 謝樹章，楊小艷，吳紅，等. ‘金標’玉簪組培快繁技術研究[J]. 安徽農學通報，2023，29（17）：57-60.

[9] 張琳，白芳芳. 寶雞市玉簪優良品種引進與觀賞性評價[J]. 陜西林業科技，2023，51（1）：47-51.

[10] 魏國海，姜淑艷. 淺談提高幼苗成活率的方法[J]. 生物技術世界，2012，9（12）：69-70.

[11] 曹仕龍，廖暑杰，胡龍興，等. 4種飼草種子在不同濃度鹽脅迫下的萌發特性和產量[J]. 草業科學，2024，41（10）：2355-2367.

[12] 陳曉敏. 測定切花中過氧化氫酶活性的3種常用方法的比較[J]. 熱帶農業科學，2002，22（5）：13-16.

[13] 程艷，陳璐，米艷華，等. 水稻抗氧化酶活性測定方法的比較研究[J]. 江西農業學報，2018，30（2）：108-111.

[14] 杜佳庚，周瑾，李曉燕，等. 芹菜APX基因家族鑒定及其表達分析[J]. 干旱地區農業研究，2023，41（6）：54-63.

[15] 里程輝，王杰，王宏，等. 淹水脅迫下不同中間砧對岳華蘋果葉片和根系抗氧化酶、非酶類抗氧化物活性的影響[J]. 江蘇農業科學，2022，50（11）：130-135.

[16] 孫方行，孫明高，魏海霞，等. NACL脅迫對紫荊幼苗膜脂過氧化及保護酶活性的影響[J]. 河北農業大學學報，2006，29（1）：16-19.

[17] 王立鳳，劉秋月. 鹽脅迫對北五味子幼苗生理特性的影響[J]. 牡丹江師范學院學報（自然科學版），2023（4）：33-35，70.

（責任編輯：吳思文）

基金項目"國家級大學生創新創業訓練項目“5種豆科植物OPT基因家族的全基因組分析”（202310235A002）。

作者簡介"包佳欣（2003—），女，內蒙古莫力達瓦自治旗人，從事微生物工程研究。

通信作者"聶春雨（1978—），女，內蒙古涼城縣人，碩士，副教授，從事微生物工程研究。