细胞分裂素对小麦幼苗生长相关酶活性的影响

来源:用户上传      作者: 吴娟娟

　　摘要：利用细胞分裂素处理小麦幼苗叶片，测量了小麦超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性、过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性及丙二醛（ＭＤＡ）含量的变化。结果表明，浓度为５ ｍｇ／Ｌ细胞分裂素可以提高矮秆小麦的ＳＯＤ、ＰＯＤ活性，降低ＭＤＡ的含量，有助于小麦的生长，延缓衰老。
　　关键词：小麦；细胞分裂素；超氧化物歧化酶；过氧化氢酶；过氧化物酶；丙二醛
　　中图分类号：Ｓ５１２．１０１ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０11）24－5044-02
　　
　　Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ ｏｎ Ｇｒｏｗｔｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｅｎｚｙｍｅｓ ｏｆ Ｗｈｅａｔ Ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
　　
　　WU Juan-juan
　　（Medicine School of Nantong University， Nantong 226001，Jiangsu，China）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｌｅａｆ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｗｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ， ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＳＯＤ， ＣＡＴ， ＰＯＤ ａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔ of ＭＤＡ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ５ ｍｇ／Ｌ ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ ｉncreased ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＳＯＤ， ＰＯＤ，ＣＴＡ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＭＤＡ． ５ ｍｇ／Ｌ ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ could ｐｒｏｍｏｔｅ ｗｈｅａｔ ｇｒｏｗｔｈ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗｈｅａｔ； ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ； SOD； CAT； POD； ＭＤＡ
　　
　　细胞分裂素是一类促进细胞分裂的植物激素，在生理活性上表现促进细胞分裂和伸长、诱导愈伤组织分化和气孔张开，对植物的生长发育和一些生理过程都有很大的作用［１，２］。近年来，细胞分裂素在农业上的应用越来越广泛，ＣＴＫ类植物生长调节剂在农业生产中得到了广泛的应用［３］。喷施细胞分裂素会导致影响植株生长的多种生理生化指标产生变化，如抗氧化酶类活性变化，丙二醛含量的变化［４］。通过喷施同一浓度细胞分裂素，测定不同喷施时间下的超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性、过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性及丙二醛（ＭＤＡ）含量的变化，初步分析了细胞分裂素在小麦体内的作用，旨在探讨其对小麦生长的影响。
　　１ 材料与方法
　　１．１ 材料
　　供试材料为小麦矮化突变体ＤＹ。
　　１．２ 方法
　　１．２．１ 材料培养及处理 取小麦材料ＤＹ置于大的培养皿中，加入适量的水（以水刚好没过种子颗粒为宜），浸泡2 d，待大多数种子萌发后，选择颗粒饱满、萌发良好的种子，置于各个小的培养皿中培养。在小的培养皿中，铺设折叠的纱布（将长２５ ｃｍ、宽８ ｃｍ的纱布折叠５层），将小麦种子均匀放入培养皿中，呈同心圆状（每个小的培养皿中放颗粒２５～３０粒），每颗小麦种子的萌发方向均指向圆心方向。加入适量的自来水（水以刚好没过种子颗粒为宜），在同等条件下进行培养。到叶片刚长出时，进行下步试验。
　　用５ ｍｇ／Ｌ浓度的细胞分裂素对ＤＹ的叶片进行喷施，每次每株定量喷施１～２ ｍＬ，每天喷施两次，共进行１０ ｄ，每隔一天取叶片。取样时，每次均取相应的对照样品，分开保存于低温冰箱中，用于不同生理生化指标的测定。
　　１．２．２ 酶液提取 不同取样时间试验组和对照组均称取０．８ ｇ小麦叶片，加少量碳酸钙粉末和１０ ｍＬ磷酸缓冲液研磨，匀浆后，４ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心２０ ｍｉｎ，取上清液，分装在刻度为１．５ ｍＬ的小管中，每组分装５管，低温保存，待用。
　　１．２．３ 生理指标测定 ＳＯＤ活性测定：采用氮蓝四唑（ＮＢＴ）光化还原法［５］，测定样品在５６０ ｎｍ处的吸光度，以抑制ＮＢＴ光化还原的５０％为一个酶活单位，ＳＯＤ比活性＝［（ＯＤｍａｘ－ＯＤ５６０ｎｍ）／ＯＤｍａｘ］／０．５／蛋白质量，计算酶活性，以Ｕ／ｍｇ表示；ＣＡＴ活性测定：向各管中加入１ ｍＬ Ｈ２Ｏ２（０．２％）、２ ｍＬ Ｈ２Ｏ，１０ μＬ酶提取液，启动反应，分光光度计测４７０ ｎｍ处ＯＤ值，每隔1 min记录1次，记录４次，计算出平均每分钟ＯＤ值的降低量。根据蛋白质浓度计算蛋白质量，根据酶的活性单位计算酶的比活性，以Ｕ／ｍｇ表示；ＰＯＤ活性测定：采用愈创木酚法［６］，测定４７９ ｎｍ下ＯＤ值，ＰＯＤ比活性 ＝酶活性／蛋白质量；丙二醛（ＭＤＡ）含量测定：采用ＮＢＴ光化还原法，取样品溶液３００ μＬ于试管中，加入４．０ ｍＬ ＴＢＡ（０．５％）溶液，混合后于沸水浴中反应２０ ｍｉｎ，冷却后离心，上清液分别于５３２ ｎｍ、６００ ｎｍ和４５０ ｎｍ波长下测定ＯＤ值。ＭＤＡ（μｍｏＬ／Ｌ）＝６．４５（ＯＤ５３２ｎｍ－ＯＤ６００ｎｍ）－０．５６ＯＤ４５０ｎｍ。
　　１．２．４ 蛋白质浓度测定 参照Ｂｒａｄｆｏｒｄ法测定蛋白质浓度。
　　２ 结果与分析
　　２．１ 超氧化物歧化酶活性与喷施激素的时间关系
　　５ ｍｇ／Ｌ的细胞分裂素处理后，与对照组比较，相同生长时间内，小麦ＳＯＤ活性高于对照组，试验组ＳＯＤ活性随着处理天数的增加，呈现先略有下降而后上升趋势，最高ＳＯＤ活性出现在第１０天。该结果显示细胞分裂素能促进小麦抗氧化酶类ＳＯＤ的活性，有利于小麦的生长。
　　
　　
　　２．２ 过氧化氢酶活性与喷施激素的时间关系
　　与对照组比较，细胞分裂素处理小麦2~8 d时，ＣＡＴ活性总体上要低于对照组，且酶活性随着处理天数的增加，呈现先略有下降而后上升趋势，最高ＣＡＴ活性出现在第１０天，且超过对照组，说明细胞分裂素对ＣＡＴ酶活性的抑制作用随处理时间延长而减弱。
　　
　　
　　２．３ 过氧化物酶活性与喷施激素的时间关系
　　试验结果显示，随时间的变化，对照组之间的ＰＯＤ活性变化不明显；试验组的ＰＯＤ活性要远远高于对照组，且酶活性随着处理时间的延长，呈现先略有下降而后上升的趋势。ＰＯＤ活性在细胞分裂素处理的第１０天达到最高。
　　
　　
　　２．４ 丙二醛含量与喷施激素的时间关系
　　随着处理天数的递增，试验组和对照组的丙二醛含量均平缓递增，相同处理时间下，2~8 d时对照组丙二醛含量高于试验组。丙二醛是反映膜脂过氧化程度的重要指标，ＭＤＡ积累越多，表明组织的保护能力越弱［７］。试验结果显示，喷施５ ｍｇ／Ｌ的细胞分裂素在处理2~8 d时有助于延缓植物衰老，有利于小麦生长。
　　
　　
　　３ 结论与讨论
　　用５ ｍｇ／Ｌ的细胞分裂素处理水培的矮秆小麦幼苗，研究了小麦幼苗叶片ＳＯＤ活性、ＣＡＴ活性、ＰＯＤ活性及ＭＤＡ含量的变化。结果显示，随着处理天数的增加，ＳＯＤ、ＣＡＴ、ＰＯＤ活性都呈现先略有下降而后上升的趋势，对照组的各种酶活性或不变或稍下降或略有增加，说明喷施合适浓度的细胞分裂素有助于延缓小麦幼苗的衰老，这与张治礼［８］关于内源细胞分裂素调控油菜叶片衰老进程的研究结果相符合。随着细胞分裂素处理天数的增多，ＭＤＡ含量缓慢升高，究其原因可能是后期随着小麦幼苗的生长，种植提供的营养不足，麦苗开始衰老导致的。

　　植株生育后期体内许多需氧代谢过程产生的活性氧增加，超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）能及时清除活性氧，减缓活性氧对细胞及组织造成的损害，有利于植株生长，提高光能利用率，增加产量［９，１０］。细胞分裂素的喷施对植物抗氧化性影响的研究有重要意义，细胞分裂素在农业上的应用越来越广泛，许多绿叶蔬菜用细胞分裂素处理后能延长贮藏时间。利用喷施细胞分裂素，分析小麦幼苗叶片抗氧化酶类活性的变化，对深入认识植物激素调控植物生长、发育和衰老的机制有重要意义［11，12］，能为农作物产量提高和品质调控以及育种创新打下理论基础。
　　
　　参考文献：
　　［１］ Ｂｕｃｈａｎａｎ Ｂ Ｂ， Ｇｒｕｉｓｓｅｍ Ｗ， Ｊｏｎｅｓ Ｒ Ｌ． Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ［Ｍ］． Ｈｏｂｏｋｅｎ， Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ： Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ，２００２．
　　［２］ 高金山，边庆华，张永忠，等． 细胞分裂素ＣＰＰＵ的研究进展［Ｊ］． 农药，２００６，４５（３）：１５１-１５４．
　　［３］ ＹＯＲＤＡＮＯＲ Ｉ， ＴＳＯＮＥＶ Ｔ， ＧＯＬＴＳＥＶ Ｖ， ｅｔ ａｌ． Ｇａｓ ｅｘｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｄｕｒｉｎｇ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ［Ｊ］． Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃａ，１９９７，３３：４２３-４３１．
　　［４］ 徐莉莉，李 萍，王玉林，等． 细胞分裂素类物质对镉胁迫下玉米幼苗生长和抗氧化酶活性及脯氨酸含量的影响［Ｊ］． 环境科学学报， ２０１０，３０（１１）：２２５６－２２６３．
　　［５］ 中国科学院上海植物生理研究所，上海市植物生理学会．现代植物生理学试验指南［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９９．３０５－３０６．
　　［６］ 张志良，瞿伟菁．植物生理学实验指导［Ｍ］．第三版．北京：高等教育出版社，２００３．１２３－１２４．
　　［７］ 刘连涛，李存东，孙红春，等． 棉花叶片衰老生理研究进展［Ｊ］． 中国农学通报，２００６，２２（７）：３１６－３２１．
　　［８］ 张治礼． 内源细胞分裂素调控油菜叶片衰老进程的研究［Ｄ］． 海口：华南热带农业大学， ２００２．
　　［９］ 杨淑慎，高俊凤，李学俊，等．杂交春性小麦叶片衰老与保护酶系统活性的研究［Ｊ］． 中国农业科学，２００４，３７（３）：４６０－４６３．
　　［１０］ 李合生，孟庆伟，夏 凯，等．现代植物生理学［Ｍ］． 北京：高等教育出版社，２００２．２３２－２３８．
　　［１１］ 沈法富，喻树迅，范术丽，等．不同短季棉品种生育进程中主茎叶内源激素的变化动态［Ｊ］． 中国农业科学，２００３，３６（９）：１０１４－１０１９．
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