低温下千丽2号、弄口早椒及其父母本抗氧化酶活性的变化

吕晓菡 柴伟国

（杭州市农业科学研究院蔬菜所，310024）

低温下千丽2号、弄口早椒及其父母本抗氧化酶活性的变化

吕晓菡 柴伟国

（杭州市农业科学研究院蔬菜所，310024）

以辣椒幼苗为试材，研究了杂交子代之间、子代与父母本之间抗氧化酶活性对低温逆境响应的差异。结果表明，低温胁迫后千丽2号的各个抗氧化酶活性均高于或接近两亲本中的较高一方。然而弄口早椒却基本介于两亲本之间，特别是SOD活性上显著低于其父母本。在对两个子代的抗氧化酶活性进行分析时发现，千丽2号除了POD活性与弄口早椒相接近之外，其他的酶活性均明显高于弄口早椒。

抗氧化酶 子代 父母代

辣椒（Capsicum annuumL.）是我国种植面积较大、供应期较长的蔬菜之一，在我国已基本实现了周年供应。然而，早春和晚秋的低温易对辣椒生产造成不同程度障碍，导致辣椒减产。许多研究表明，植物的抗寒性是植物适应低温条件的一种生理反应，与细胞膜的结构、生理活性及其酶防御系统的活性有着密切关系[1]。然而，对植物子代与父母本之间耐寒性的差异和遗传方面的研究还不多见。因此，本试验以辣椒为试材，初步探讨了辣椒子代之间、子代与父母本之间对低温逆境的抗性的差异以及遗传特性的主要机理，希望获得育成耐寒性品种的新思路，最终实现更有效的辣椒周年供应。

1 材料与方法

1.1 试材的培养与处理

供试的辣椒品种为9311-16-2-2（弄口早椒母本）、9321-9-2（弄口早椒父本、千丽2号父本）、弄口早椒、ASC0503（千丽2号母本）、千丽2号。供试材料于2007年8月上旬在杭州市农业科学研究院蔬菜研究所温室内开始栽培。先将供试种子在30℃的温度下浸泡4 h，然后放入垫有两层充分湿润的滤纸的培养皿中在25℃条件下催芽，当胚芽长至0.5 cm时，播于装满蛭石的穴盘中，再放在温室中育苗，温度约为25℃/15℃（昼/夜）。待辣椒长到8～9叶时，选择长势较为整齐的辣椒幼苗备用。

将辣椒幼苗置于10℃/8℃（昼/夜），光照时间为12 h的生化培养箱中，处理10 d。冷处理后对辣椒幼苗抗氧化系统中的APX，CAT，G-POD，SOD的活性进行测定。

1.2 抗氧化酶活性的测定

称取0.5 g叶片，在5 mL预冷的pH值 7.8（0.05 mol/L）磷酸缓冲液中冰浴研磨，于 4℃下12 000 r/min离心15 min，上清液即为酶提取液。SOD酶活性的的测定用Giannopoliti等[2]的方法，测定560 nm处OD值的变化。POD酶活性的测定用Rao等[3]的方法，在470 nm比色，测定其单位时间内吸光度的变化。APX酶活性的测定用Du等[4]方法，在290 nm比色，测定其单位时间内吸光度的变化。CAT酶活性的测定用 Cakrnank等[5]方法，在240 nm比色，测定其单位时间内吸光度的变化，各抗氧化酶活性测定的比色均用UV-1601型分光光度计（日本岛津）进行。

2 结果与分析

2.1 低温下千丽2号、弄口早椒及其父母本APX活性的变化

抗坏血酸过氧化物酶（APX）是植物体内尤其是叶绿体中清除H2O2的关键酶，APX活性的升高有利于植物体内H2O2的清除[6]。本试验结果表明（图1），低温处理后，千丽2号辣椒幼苗的APX活性明显高于弄口早椒，而且千丽2号的APX活性稍高于其两亲本，弄口早椒的APX活性则介于其父母本之间。

图1 低温胁迫后APX活性的变化

图2 低温胁迫后POD活性的变化

图3 低温胁迫后CAT活性的变化

图4 低温胁迫后SOD活性的变化

2.2 低温下千丽2号、弄口早椒及其父母本POD活性的变化

过氧化物酶（POD）是植物在逆境条件下酶促防御系统的关键酶之一，它与超氧化物歧化酶、过氧化氢酶相互协调配合，清除过剩的自由基，使体内自由基维持在正常的动态水平，以提高植物的抗逆性[6]。本试验结果表明（图2），低温处理后，POD活性千丽2号、弄口早椒及其父母本都比对照有明显的下降，其中，弄口早椒母本9311-16-2-2下降的速度最快。然而，千丽2号与弄口早椒的POD活性表现的差异则不是很明显。

2.3 低温下千丽2号、弄口早椒及其父母本CAT活性的变化

过氧化氢酶（CAT）主要存在于过氧化体中，其活性与植物的代谢强度及抗寒、抗病能力有一定关系。植物在受到胁迫或病害时，先产生H2O2和其他活性氧，而过氧化氢酶能分解H2O2，从而清除过氧化体中的H2O2[6]。本试验结果表明（图3），低温处理后千丽2号、弄口早椒及其父母本的CAT活性都显著提高，其中，千丽2号、弄口早椒的父本——9321-9-2的CAT活性最高。然而此时千丽2号和弄口早椒的CAT活性则较接近。

2.4 低温下千丽2号、弄口早椒及其父母本SOD活性的变化

SOD是存在于植物细胞中最重要的清除自由基的酶类之一，它的主要功能是清除积累过多的O2.-，缓解逆境对植物体的伤害[6]。从图4可知，低温处理后，千丽2号的SOD活性显著高于弄口早椒。并且此时，千丽2号的SOD活性均高于其父母本，而弄口早椒的SOD活性则明显低于其两亲本。

3 小结与讨论

抗坏血酸过氧化物酶（APX）、愈创木酚过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）被认为是清除活性氧过程中最主要的抗氧化酶类。它们能够在逆境胁迫和衰老过程中清除植物体内过量的活性氧，维持活性氧的代谢平衡和保膜结构，协同抵御不良环境的胁迫，从而保证植物的正常生长；正常情况下，自由基的产生与清除之间保持着平衡状态，但在逆境条件下，植物细胞内的活性氧产生与清除的平衡关系受到破坏，积累的自由基就会对细胞造成伤害。因此，抗氧化酶活性含量常被作为研究植物在逆境胁迫下受伤害程度的非常重要的生理指标[7～8]。通过本试验可知，各个品种的辣椒幼苗在低温胁迫后它们的APX，POD，CAT，SOD都与对照产生了明显的差异，有的酶活性均被激活如CAT（图3），有的酶活性均明显下降如POD（图2），而有的酶活性变化因品种的不同而不同。这充分说明，植株体内的抗氧化酶系统是一个复杂的体系，系统中的各个酶对低温逆境的响应是各不相同的。同时我们也可以发现，千丽2号的各个抗氧化酶活性均高于或接近两亲本中的较高一方。然而弄口早椒却基本介于两亲本之间，特别是SOD活性显著低于其父母本。在对两个子代的抗氧化酶活性进行分析时发现，千丽2号除了POD活性与弄口早椒相接近之外，其他的酶活性均明显高于弄口早椒的酶活性。

综上所述，千丽2号的抗氧化酶活性基本高于其亲本，也高于弄口早椒。换而言之，千丽2号的耐寒性强于其父母本，也强于弄口早椒。通过对上述的试验的分析我们发现，千丽2号和弄口早椒是同一父本不同母本，两母本的大部分抗氧化酶活性也相差不大，甚至弄口早椒的母本（9311-16-2-2）在CAT、APX的活性上还略高于千丽 2号的母本（ASC0503）,但是由于千丽2号的母本（ASC0503）虽然不是每个酶活性都很突出，但它的各个酶活性都在所有的品种中都保持相对的稳定，因此它的抗氧化酶综合活性应该比弄口早椒的母本（9311-16-2-2）稍高，子代千丽2号的抗氧化酶活性也比弄口早椒高。这充分说明，当我们已有一个目标性状优秀的父本时，母本的目标性状越稳定，子代的目标性状越突出。因此，如果我们筛选母本时，运用生化手段对其进行抗氧化酶的测定，这样就可以大大减少工作量，获得抗氧化酶活性强的子代，对育成耐寒性强的新品种，并最终实现周年供应起到极大的推动作用。

[1]钱龙.低温胁迫对辣（甜）椒幼苗膜脂过氧化水平及保护酶活性的影响[J].园艺学报，1994，21（2）：203-204.

[2]Giannopolitis C N，Ries S K F.Superoxide dismutasesI. Occurrence in higher plants[J].Plant Physiol，2002，59：309-314.

[3]Vander P,Varum K M,Domard A,et al.Comparison of the ability of partially N-acetylated chitosans and chitooligosaccharides to elicit resistance reaction in wheat leaves[J]. Plant Physiol,1996,118:1 353-1 359.

[4]Du J M,Gemma H，Iwahori S.Effects of Chitosan Coating on the Storage of Peach,Japanese Pear,and Kiwifruit[J]. J Jap Soci for Hort Sci,1997,66(1):15-22.

[5]Cakrnank I,Marsdmer H.Magnesium deficiency and high light intensity enhance activities of superoxide dismutase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase in bean leaves[J].Plant Physial，1991，98：l 222-l 227.

[6]郁继华，张国斌，冯致，等.低温弱光对辣椒幼苗抗氧化酶活性与质膜透性的影响[J].西北植物学报，2005，25（12）：2 478-2 483.

[7]王国莉，郭振飞.植物耐冷性分子机理的研究进展[J].植物学通报，2003，211（6）：671-679.

[8]黄荣峰，王学臣.植物对低温胁迫响应的分子机理[J].农业生物技术学报，2001，9（1）：92-96.

Determination of the Antioxidant Enzymes Activity of Qianli No.2,Nongkou Zaojiao And Their Parents in Low Temperature in Pepper

LV Xiaohan,CHAI Weiguo
(Institute of Vegetables,Hangzhou Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310024)

The differences were investigated between offspring and parents in tolerance to chilling.The results showed that the activity of the antioxidant enzymes of Qianli No.2 were higher than its parents,or to be close to the higher parent.But, those in Nongkou Zaojiao ranged two parents,especially the activity of SOD was lower than its parents.Except the activity of POD,the activity of other Antioxidant enzymes(APX,CAT,SOD)in Qianli No.2 was higher than that in Nongkou Zaojiao.

Antioxidant enzymes;Hybrid;Parents

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.12.006

吕晓菡（1982-），女，硕士，助理农艺师，从事辣椒育种及植物抗逆生理研究工作，电话：0571-86299819，13093780940。E-mail：huikelly@zju.edu.cn

2009-02-20