大气污染对植物过氧化氢酶影响初探

康樱南

铁岭市环境监控应急响应中心

大气污染对植物过氧化氢酶影响初探

康樱南

铁岭市环境监控应急响应中心

过氧化氢酶（CAT）是植物细胞中重要的抗氧化酶之一，是细胞内防御酶系统的重要成员，它在清除活性氧，维持植物体内活性氧代谢平衡方面起着重要的作用。本文采用分光光度法，在2013 年5月11日到2013年9月12日，分别在延边大学校区内与延边大学校区外，对蒲公英，皱叶酸膜，刺菜进行采集，并对其叶片内的过氧化氢酶活性进行测定。

植物；过氧化氢酶；大气污染；指示植物筛选

一、研究方法

1.1试验材料及样本采集

1.1.1试验材料

材料：皱叶酸膜；蒲公英；刺菜。

1.1.2样本采集

自2011年5月11日至2013年9月26日对试验对象进行定期定点采样，封入自封袋，做好标记，即刻放入冰盒，使其保持原有活性，带回实验室后放入-22℃冰箱保存，备用。

1.1.3试剂、备品及仪器

试剂：KH2PO4；K2HPO4·3H2O；30% H2O2

备品：泡沫盒+矿泉水瓶=冰盒2个；自封袋N个；研钵6个；容量瓶；移液枪；小烧杯；玻璃棒；滤纸；离心管；记录本；棕色瓶8个；记号笔

仪器：TDL-4013低速大容量离心机；756MC紫外分光光度仪；HH-30恒温水浴锅；石英比色皿；电子天枰

1.2药品配制

1.2.10.05mol/L磷酸缓冲液配制

a.1mol/L磷酸缓冲液（pH=7.8）装在棕色瓶中4℃保存。KH2PO4=27.2g+水→200mL；K2HPO4·3H2O=45.644g+水→200mL。

b.0.05mol/L磷酸缓冲液（pH=7.8）装在棕色瓶中4℃保存。0.425mL KH2PO4（1mol/L）+4.575 mL K2HPO4（1mol/L）+水→100mL。

1.2.20.1mol/L H2O2配制

0.1mol/L H2O2（用30% H2O2）=776.2 µLH2O2+ 0.05mol/L磷酸缓冲液→100mL（容量瓶）。

1.3酶液提取

称取0.5g 鲜样，放入研钵，加入适量石英砂研磨，加入2+2+2=6mL 0.05mol/L磷酸缓冲液，冰浴研磨至匀浆。4000r/min离心10min，取上清液为酶提液。

1.4过氧化氢酶活性测定

采用过氧化氢氧化法（Dhindsa，et al，1981），以每分钟内⊿OD240减少0.1的酶量为1个酶活性单位（U）。取50µL酶提液，加入2.5mL 0.05mol/L磷酸缓冲液和1mL蒸馏水，设置不加酶液为对照。反应体系在30℃水浴中保温10min后，逐管加入0.3mL 0.1mol/L 的H2O2，每加完一管立即计时，并迅速倒入比色杯中，于240nm下测定吸光度，每30s读数一次，共测3次。

1.5酶活性计算和数据分析

CAT活性（U/g）=（△A240* VT）/（0.1 *VS*W*T）

式中，△A240反应时间内吸光值的变化值=最大值-其余两个值的和的1/2；VT提取酶液总体积（mL）；VS测定时取用酶液体积（mL）；W鲜样品质量（g）；T反应时间（min），得出各植物叶片内的过氧化氢酶活性。并运用SPSS Statistics软件对其进行多重性比较和独立样本T检验。

二、 结果与分析

2.1不同大气污染环境下植物叶片内过氧化氢酶活性

2.1.1蒲公英

蒲公英叶片过氧化氢酶活性与季节变化有一定相关性，春末与初秋蒲公英叶片过氧化氢酶活性不呈现显著性差异（P＜0.05）；春末与盛夏蒲公英叶片过氧化氢酶活性呈现极显著性差异（P＜0.01）；夏末秋初，蒲公英叶内过氧化氢酶活性存在极显著性差异（P＜0.01）。在整个叶片生长期过氧化氢酶活性随时间变化表现为先上升后下降的趋势。不同温度变化，不呈现一定

延边大学校区外蒲公英叶片过氧化氢酶活性与季节变化有一定相关性。在整个叶片生长期，过氧化氢酶活性随时间整体表现为先上升后下降的趋势。不同温度下，酶活性不呈现明显规律性，因此可以判定，校区外蒲公英叶内过氧化氢酶活性同温度无关。

2.1.2皱叶酸膜

延边大学校区内皱叶酸膜叶内过氧化氢酶活性变化检测值，春末与秋初皱叶酸膜叶片内过氧化氢酶活性不存在极显著差异（P＜0.01）；春末与夏末，皱叶酸膜叶内过氧化氢酶活性存在极显著性差异（P＜0.01）；夏末秋初，过氧化氢酶活性不存在显著性差异（P ＜0.05）。由此得出皱叶酸膜叶片酶活性与季节变化具有一定相关性，而在不同温度下，不呈现明显的变化规律，因此可以得出皱叶酸膜叶片过氧化氢酶活性变化与温度和天气无关。在叶片整个生长期内，酶活性整体呈现先上升，后下降的趋势。

2.1.3刺菜

延边大学校区外刺菜叶片在整个生长期来看，过氧化氢酶活性呈现先升高后降低的趋势，其叶片内酶活性变化与季节变化具有一定相关性，春末与初秋，叶片内过氧化氢酶活性存在极显著性差异（P ＜0.01）；春末夏初，刺菜叶片内过氧化氢酶活性存在极显著性差异（P＜0.01）；夏末与秋初，叶片内过氧化氢酶活性存在极显著性差异（P＜0.01）。不同温度下不呈现规律性变化，因此判定刺菜叶片过氧化氢酶活性与温度和天气无关。

2.2不同大气污染环境下过氧化氢酶活性比较

2.2.1蒲公英

校区外蒲公英叶片过氧化氢酶活性要高于校区内过氧化氢酶活性，说明大气污染对蒲公英叶内过氧化氢酶具有诱导作用。5月11 日T检验显著性概率为0.620，大于0.05，说明蒲公英叶内过氧化氢酶活性在校内与校外不存在显著性差异。5月30日—9月12日，校内与校外蒲公英叶内过氧化氢酶活性存在显著性差异（P＜0.05），其中6月19日—8月15日这段期间，校内外过氧化氢酶活性存在极显著差异（P＜0.01）。

2.2.2皱叶酸膜

校外皱叶酸膜叶内过氧化氢酶活性高于校内，说明大气污染对皱叶酸膜叶内过氧化氢酶起诱导作用。5月11日和7月28日，T检验显著性概率为0.466和0.269，说明校内外酶活性不存在显著性差异，8月15日及8月30日校内外酶活性存在极显著差异（P＜0.01）。5月30日—7月17日以及9月12日，校内外皱叶酸膜叶片内过氧化氢酶活性存在显著性差异（P＜0.05）。

2.2.3刺菜

校外刺菜叶内过氧化氢酶活性显著高于校内，说明大气污染对刺菜叶内过氧化氢酶起到诱导作用，5月11日T检验显著性概率均大于0.05，说明校内外酶活性不存在显著性差异。其他采样时间内T检验显著性概率均小于0.05，即校内外过氧化氢酶活性存在显著性差异（P＜0.05），其中7月17日，7月28日以及8月15日—9月12日，校内外过氧化氢酶活性存在极显著性差异（P＜0.01）。

3结论

过氧化氢酶对大气污染反应灵敏，此酶可作为空气污染对植物危害的监测指标之一。植物受环境因子胁迫后，体内过氧化氢增加，引起过氧化氢酶的增加，当环境胁迫到达一定程度后，即随着污染时间延长，植物体内污染物逐渐增多，当污染物积累到一定程度时，过氧化氢酶无法清除植物体内过氧化氢，因此其活性又逐渐降低。