玉米叶片衰老相关保护性酶特性研究

张伟玮　魏镇泽

摘要：以粮饲兼用玉米新品种富农1号和中单2号为试验材料，研究了不同衰老类型玉米衰老过程中保护性酶SOD、CAT、POD活性等生理指标的变化规律。富农1号与中单2号相比，叶片衰老过程中SOD、CAT活性下降较慢，POD活性较低且升高幅度小。

关键词：衰老；酶特性；研究

中图分类号： S513 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.08.099

1 材料与方法

1.1 试验材料

富农1号、中单2号。

1.2 试验方法

取0.5克剪碎的样品，置于预冷的研钵中，加入适量提取介质和石英砂，研磨提取（冰浴），匀浆于4℃条件下，置入10000转/分钟离心5分钟，上清液即为酶提取液。用此酶液测定超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮蓝四唑（NBT）光下还原法，测定过氧化氢酶（CAT）活性使用紫外吸收法[1]，测定过氧化物酶（POD）活性使用愈创木酚法[2]。

2 结果与分析

超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）在植物对膜脂过氧化的酶促防御系统中都是重要的保护性酶[3]。在玉米叶片衰老过程中，3种酶的活性变化趋势不尽相同。

2.1 不同衰老类型玉米叶片衰老过程中SOD活性的变化

研究表明，SOD活性高则抗膜脂过氧化及衰老能力强，其变化随叶片衰老进程产生应激反应而增加，当叶片衰老进程达到一定程度，SOD活性则开始下降，衰老程度越高，SOD活性迅速下降。本试验测定超氧化物歧化酶（SOD）活性使用氮蓝四唑光下还原法（NBT），结果显示，玉米棒三叶中SOD活性在开花10天后呈下降趋势。品种间比较，富农1号叶片中的SOD活性显著地高于同期的中单2号，且下降幅度较小。

2.2 不同衰老类型玉米叶片衰老过程中CAT活性的变化

CAT可以清除植物在衰老时由于体内活性氧代谢加强而积累的H2O2，在衰老过程中，其活性变化趋势与SOD相同，也表现为下降。本研究采用紫外吸收法测定过氧化氢酶（CAT）活性，结果表明，两品种玉米棒三叶中CAT活性在开花或开花10天后均呈下降趋势。品种间比较，富农1号叶片的CAT活性显著地高于同期的中单2号，且下降幅度较小，而中单2号CAT活性在开花后即呈下降趋势，说明富农1号具有较高的活性氧清除能力，利于维持光合值持续期，是获得高产的生理基础。

2.3 不同衰老类型玉米叶片衰老过程中POD活性的变化

普遍认为，POD可以清除活性氧化物代谢中活性氧的积累，防御活性氧的伤害，叶片功能得到延长和提高，在叶片生长的一定阶段内叶片的抗衰老能力随POD活性增高而加强；研究表明，POD活性在植物衰老时呈增强趋势。本试验用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）活性，结果表明，玉米开花后，两品种棒三叶中POD活性的变化趋势基本一致，均表现为随着叶片的衰老而缓慢增加。品种间比较，富农1号叶片的POD活性显著低于中单2号，说明衰老过程中的玉米叶片POD失去保护作用，或许有反向效果。

3 结论与讨论

3.1 SOD活性的变化

玉米棒三叶中SOD活性在开花10天后呈下降趋势。品种间比较，富农1号叶片中的SOD活性显著地高于同期的中单2号，且下降幅度较小。李柏林等关于燕麦连体与离体叶片衰老的研究表明，衰老叶片SOD活性下降，本研究结果与该结果一致。

3.2 CAT活性的变化

两品种玉米棒三叶中CAT活性在衰老过程中均呈下降趋势，其中，中单2号CAT活性在开花后即呈下降趋势，富农1号CAT活性则在开花10天后开始下降。品种间比较，富农1号叶片的CAT活性显著地高于同期的中单2号，且下降幅度较小。于振文、张炜等在1996年关于小麦光合作用和衰老的研究结果表明，在小麦衰老过程中，叶片CAT活性逐渐下降，本研究结果与此结果一致。

3.3 POD活性的变化

研究指出POD的作用具有双重性，其一可以清除H2O2作为保护酶系统的成员之一；其二参与活性氧的产生、叶绿素降解并引发膜脂过氧化，从而产生伤害效应。也有研究指出，因植物器官发育和衰老程度不同POD活性变化有差异。本研究表明，POD活性在玉米生育后期随叶片的衰老呈上升趋势；参试的两品种相比较，富农1号叶片的POD活性显著低于同期的中单2号，且增加幅度很小，说明POD在叶片衰老过程中可能参与了活性氧的产生，但具体生理机理有待进一步研究。

参考文献

[1] 邹琦.植物生理学实验指导[M].北京：中国农业出版社，2000.

[2] 张治安.植物生理学实验指导[M].北京：中国农业科学技术出版社，2004：136-137.

[3] DUAN Y X（段咏新），LI S Q（李松泉），FU J R（傅家瑞）.Effects of calcium on delaying senescence of leaves in hybrid rice[J].Hybrid Rice（杂交水稻），1997，12（6）：23-25（in Chinese）.

作者简介：张伟玮，硕士，甘肃农业大学，研究方向：作物遗传育种。

网络出版时间：2015-4-3 10：32：40

网络出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/22.1186.S.20150403.1032.001.htmlendprint