“靓鼠”植物生理障碍修复剂对干旱胁迫菜瓜苗抗氧化酶活性的影响

刘乐承，高候磊

(长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

“靓鼠”植物生理障碍修复剂对干旱胁迫菜瓜苗抗氧化酶活性的影响

刘乐承，高候磊

(长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

温室穴盘栽培的菜瓜(CucumismeloL.var.flexuosusNaud.)幼苗经0、2、4、6d干旱胁迫后，喷施稀释250、500、750、1000倍的“靓鼠”植物生理障碍修复剂，以喷清水作对照，处理24h后测定叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活性。结果显示，“靓鼠”植物生理障碍修复剂处理能使菜瓜幼苗的SOD活性和POD活性上升，但使其CAT活性降低。由此并结合形态表现表明，“靓鼠”生理修复剂处理能提高菜瓜苗的抗旱性。

菜瓜(CucumismeloL.var.flexuosusNaud.)；幼苗；干旱胁迫；抗氧化酶；活性

菜瓜(CucumismeloL.var.flexuosusNaud.)别名蛇甜瓜，是葫芦科甜瓜属甜瓜种中适合于酱渍的变种，分布中近东、南亚及中国，我国各地多有栽培。菜瓜腌制品质地脆嫩、风味独特[1]，但是由于生食口感差，从20世纪80年代开始，菜瓜逐渐被甜瓜、西瓜淘汰。近年来，随着人们消费习惯的改变，菜瓜越来越受人们欢迎。但是，菜瓜的研究还不够系统深入。

当今全球有1/3以上的土地处于干旱和半干旱状态，其他地区在作物生长季节也常发生不同程度的干旱[2]。干旱胁迫对作物生产的影响十分普遍，因而植物干旱胁迫的研究对农业生产具有十分重要的意义。“靓鼠”植物生理障碍修复剂是以天然可再生的植物性原料经生物降解而成，具有优良的表面活性，适用于对遭受冻害、淹水、干旱等不良环境因素胁迫植物的修复。本研究以菜瓜苗为材料，干旱胁迫后采用“靓鼠”植物生理障碍修复剂处理，测定超氧化物歧化酶(SOD)、超氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活性，以测试“靓鼠”生理修复剂的效果，也为今后进一步发掘利用菜瓜资源做一点基础性工作。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用菜瓜为湖北荆州地方品种；试验用“靓鼠”植物生理障碍修复剂由广东曼德隆园艺有限公司提供；试验用32穴穴盘长5.5cm、宽5.5cm、高11cm，试验用基质中泥炭∶蛭石∶珍珠岩(体积比)=5∶2.5∶2.5。

1.2 方法

试验于2011年5月中旬在长江大学园艺园林学院教学实习基地的温室中进行。对穴盘栽培的菜瓜幼苗经干旱胁迫0(无胁迫)、2、4、6d后，分别喷施稀释250、500、750、1000倍的“靓鼠”生理修复剂，以清水处理作对照，共20个处理，单穴为1小区，每穴3株菜瓜实生苗，每个处理重复3次，共60盆，随机排列。修复处理24h后，采集各个处理叶片用于测定。CAT采用紫外吸收法测定[3]，SOD采用氮蓝四唑(NBT)法测定[4]，POD用愈创木酚比色法[5]。采用DPS V7.05进行方差分析，采用Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 “靓鼠”生理障碍修复剂处理对干旱胁迫菜瓜苗SOD活性的影响

由表1可以看出，无干旱胁迫时，所有“靓鼠”生理障碍修复剂处理的SOD活性显著高于CK(清水)，但表现出处理浓度越低SOD活性越高的趋势。干旱胁迫2d后，仅稀释1000倍修复剂处理的SOD活性显著高于CK，其他处理间差异不显著；干旱胁迫4d后，仅稀释500倍处理的SOD活性显著高于CK，其他处理间差异不显著；干旱胁迫6d后，除稀释1000倍处理的SOD活性与CK差异不显著外，其他处理均显著高于CK。结果表明，使用“靓鼠”生理修复剂可以使菜瓜苗叶片中SOD的活性增加，但无干旱胁迫或胁迫时间短(2d)时表现出使用浓度越高SOD活性越低的趋势，而在受到干旱胁迫时间长(4～6d)则表现出修复剂使用浓度越高SOD活性越高的趋势。

表1 干旱胁迫菜瓜苗“靓鼠”处理后的SOD活性比较 U·g-1

注：同列不同小写字母表示差异显著，大写字母表示差异极显著，表2～4同。

2.2 “靓鼠”生理障碍修复剂处理对干旱胁迫菜瓜苗POD活性的影响

由表2可知，无干旱胁迫时，使用“靓鼠”生理障碍修复剂后，除稀释500倍处理的POD活性与CK差异不显著外，其他处理均显著高于CK，而且表现出处理浓度越低POD活性越高的趋势。干旱胁迫2d后，除稀750倍修复剂处理的POD活性与CK差异不显著外，其他处理均显著高于CK；干旱胁迫4d后，所有处理的POD活性均显著高于CK；干旱胁迫6d后，除稀释250倍处理的POD活性显著低于CK外，其他处理均显著高于CK，而且表现出处理浓度越高POD活性越低的趋势。结果表明，使用“靓鼠”生理障碍修复剂可以使菜瓜苗叶片中POD活性增加，无干旱胁迫时表现出处理浓度越高酶活性越低的趋势，且在受到干旱胁迫时也表现出胁迫时间越长修复剂使用浓度越高酶活性越低的趋势。

表2 干旱胁迫菜瓜苗“靓鼠”处理后的POD活性比较 △D470·g-1·min-1

2.3 “靓鼠”生理障碍修复剂处理对干旱胁迫菜瓜苗CAT活性的影响

由表3可以看出，无干旱胁迫时，所有“靓鼠”生理障碍修复剂处理的CAT活性显著低于CK的，而且处理浓度越低CAT活性越低。干旱胁迫2d后，除稀释750倍修复剂处理的CAT活性与CK差异不显著外，其他处理显著高于CK；干旱胁迫4d后，除稀释500倍处理的CAT活性显著高于CK外，其他处理显著低于CK；干旱胁迫6d后，除稀释1000倍处理的CAT活性显著高于CK外，其他处理显著低于CK。结果表明，无干旱胁迫时“靓鼠”生理修复剂处理不仅不能使CAT的活性增加反而使其降低，但表现出处理浓度越高CAT活性越高的趋势，而受到干旱胁迫时修复剂多数处理也降低CAT活性。

表3 旱胁迫下不同药剂浓度处理菜瓜苗CAT活性的影响 U·g-1·min-1

3 讨论

SOD、POD和CAT等是植物适应多种逆境胁迫的重要酶类，被称为植物保护酶系统[6]。植物在水分胁迫时保护酶系统可以有效地防御和清除自由基，以维持植物体内活性氧离子代谢的动态平衡，保护细胞免遭氧化伤害；酶活性越高，植物的抗逆性越强[7]。本研究中，“靓鼠”生理障碍修复剂能使干旱胁迫菜瓜苗叶片中SOD和POD的活性增加，可能是因为“靓鼠”生理障碍修复剂有助于SOD和POD的活性增加或发挥作用，因此可能有利于菜瓜苗抗旱性的增强。本研究还发现，无干旱胁迫时“靓鼠”生理修复剂处理不仅不能使CAT的活性增加反而使其降低，而且受到干旱胁迫时修复剂多数处理也降低CAT活性，可能由于“靓鼠”生理障碍修复剂抑制CAT发挥作用或维持活性。尽管“靓鼠”生理修复剂处理不仅不能使受干旱胁迫的菜瓜苗叶片中CAT的活性增加反而使其降低，但能使受干旱胁迫的菜瓜苗叶片中SOD和POD的活性增加，结合形态表现来看，“靓鼠”生理修复剂处理能提高受干旱胁迫菜瓜苗的抗旱性，因而可以通过进一步试验后应用于农业实践。然而研究发现，虽然“靓鼠”生理障碍修复剂能使SOD和POD的活性增加，但无干旱胁迫时表现出修复剂使用浓度越高2种酶活性越低的趋势，而随着胁迫时间的延长，SOD活性表现出修复剂使用浓度越高酶活性越高的趋势，POD活性则表现为修复剂使用浓度越低酶活性越高，其机制有待于进一步研究明确；同样，“靓鼠”生理修复剂对CAT活性的影响机制以及对MDA的影响也有待于进一步研究。

[1]马君岭，李学玲，王春明．菜瓜定植后的田间管理[J]．种子科技，2010，(10)：39-40．

[2]陈珂，焦娟玉，尹春英．植物对水分胁迫的形态及生理响应[J]．湖北农业科学，2009，48(4)，992-995．

[3]Cakmak I,Marschner H.Magnesium deficiency and high light intensity enhance activities of superoxide dismutase,ascorbate peroxidase,and glutathione reductase in bean leaves [J].Plant Physiology,1992,98: 1222-1227.

[4]Giannopolitis C N,Ries S K.Superoxide dismutases: I.Occurrence in higher plants [J].Plant Physiology,1977,59:309-314.

[5]蒋德安．植物生理学实验指导[M]．成都：成都科技大学出版社，1999．

[6]Fridovich I.The biology of oxygen radical [J].Science.1978,201: 875-880.

[7]Bowler C,VAN M,Inzc D.Superoxide dismut ase and stress t olerance [J].Annu Rev Plant mol Bio1,1992,43: 83-116.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.07.004

Q946.5；Q945.78

A

1673-1409(2012)07-S013-03

2012-05-11

湖北省移民局资助项目(鄂移财峡[2209]117号)。

刘乐承(1964-)，男，湖北洪湖人，博士，教授，研究方向园艺植物遗传育种。