贮藏条件对桃叶卫矛种子酶活性的影响

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(1.东北林业大学园林学院， 黑龙江 哈尔滨 150040； 2.东北农业大学， 黑龙江 哈尔滨 150030)

·问题探讨·

贮藏条件对桃叶卫矛种子酶活性的影响

李萍1，苏晴2，宋红1

(1.东北林业大学园林学院， 黑龙江 哈尔滨 150040； 2.东北农业大学， 黑龙江 哈尔滨 150030)

本试验以桃叶卫矛(EuonymusbungeanusMaxim.)种子为材料，通过测定贮藏过程中桃叶卫矛种子内超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)2种酶活性变化，研究其在不同贮藏方法和贮藏温度下种子活力发生的变化。结果显示，桃叶卫矛种子的SOD和POD活性最高的贮藏条件为-20 ℃、锡纸袋密封贮藏，而种子保护酶活性最低的是-25 ℃、布袋贮藏的种子。

桃叶卫矛； 种子； 贮藏条件； 酶活性

桃叶卫矛(EuonymusbungeanusMaxim．)又名开夜合、丝绵木，是卫矛科卫矛属落叶大灌木或小乔木。树冠圆形或卵形，树皮灰褐色，小枝绿色，近四棱形。叶对生，边缘有细锯齿。聚伞花序腋生，花3～7朵，黄绿色。蒴果4瓣裂，淡红色或带黄色；种子有桔红色假种皮。花期5—6月，果熟期9—10月。随着人们对生物能源的高度重视，桃叶卫矛作为一种重要的能源油料树种[1]，逐渐成为了新兴的科研树种之一。近些年关于桃叶卫矛的研究成果多集中于它的繁殖技术、发芽特性[2]等，但是对于生产实践中亟待解决的桃叶卫矛种子的贮藏方法却鲜有报道。桃叶卫矛实生苗育苗简易、经济，能满足生产上大量用苗的需求。为保持较好的种子活力，提高田间出苗率，必须掌握影响桃叶卫矛种子活力变化的生理生化因素，本试验通过研究不同贮藏条件下桃叶卫矛种子内部POD和SOD酶活性变化，探索保持较高种子活力的贮藏方法，使种子更好地发挥作用，达到培育优质苗木的目的。

1 材料与方法

1.1 试验材料和仪器设备

1.1.1 试验材料

试验材料采自东北林业大学校园内，所选桃叶卫矛树龄为10年左右。10月份采收桃叶卫矛种子，晾晒后经过脱粒、净种、干燥等步骤调制种子供试验选用。

1.1.2 仪器设备

MGC-400 B型智能光照培养箱，BS 323 S电子天平，烘干箱，紫外分光光度计，电导仪，离心机等。

1.2 生理生化指标测定方法

超氧化物歧化酶(SOD)含量测定参照NBT(氮蓝四唑)光还原法[3]，过氧化物酶(POD)含量测定参照王学奎的方法[4]。

1.3 数据处理方法

运用Excel、SPSS 19.0软件进行数据统计分析、方差分析及差异性分析，并釆LSD法进行多重比较，用Photoshop绘制和编辑图像。

2 结果与分析

2.1 种子贮藏过程中超氧化物歧化酶(SOD) 活性变化

超氧化物歧化酶(SOD)是存在于生物体内能有效清除超氧自由基的一类金属酶，当SOD活性改变或下降时会影响机体内自由基的生成和清除的动态平衡，产生过多的自由基，而自由基会对机体产生迅速而强烈的损伤，常导致一系列疾病的发生和进一步加重[5]。

2.1.1 温度对桃叶卫矛种子超氧化物歧化酶(SOD) 活性的影响

图1 不同温度贮藏桃叶卫矛种子SOD活性变化

图2 不同贮藏方法下桃叶卫矛种子SOD 活性变化

从图1可看出，相同贮藏方法下，随着贮藏时间的变化，25 ℃贮藏的种子SOD活性逐渐呈下降趋势，而5 ℃、-20 ℃贮藏的种子SOD活性呈先下降后上升最后又下降的趋势；贮藏1年、5 ℃贮藏种子SOD活性变化幅度较大。从图1-A中可以看出，桃叶卫矛种子在贮藏2年后，各个贮藏温度(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)下的SOD活性分别是贮藏前的9.94%、36.99%、64.13%。

2.1.2 贮藏方法对桃叶卫矛种子超氧化物歧化酶(SOD) 活性的影响

从图2看出，在贮藏温度相同的条件下，布袋贮藏种子的SOD活性变化幅度较大，下降速度快，其他2种方法贮藏种子SOD活性变化较缓慢。从图2-A中可看出，桃叶卫矛种子在贮藏2年后，各种贮藏方法(布袋、密封罐、锡纸袋)下的SOD活性分别是贮藏前的4.61%、9.94%、32.57%。

2.1.3 贮藏方法和温度对桃叶卫矛种子超氧化物歧化酶(SOD)活性的综合影响

从图3可看出，种子贮藏2年后，在相同的温度条件下，布袋贮藏种子SOD活性低，锡纸袋贮藏种子SOD活性高。贮藏在布袋中的种子在各个温度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的SOD活性分别是贮藏前的4.61%、27.32%、48.03%。25 ℃条件下各种贮藏方法(布袋、密封罐、锡纸袋)的SOD活性分别是贮藏前的4.61、9.94%、32.57%。25 ℃、布袋和-20 ℃、锡纸袋贮藏种子SOD活性分别是贮藏前的4.61%和70.17%，2种贮藏方法下的SOD活性相差超过种子SOD活性的一半以上。

方差分析结果(表1)表明，不同贮藏温度和贮藏方法对桃叶卫矛种子SOD活性的影响非常明显，桃叶卫矛种子低温、密封贮藏可以减慢老化速度，减少种子的损伤，保持种子长期自主修复机制，使种子的SOD活性更高，从而保持更高的种子活力。

表1 不同贮藏方法和温度对贮藏2年桃叶卫矛种子SOD活性影响的方差分析

变异系数平方和SS自由度df均方MSF值P值温度28705．444214352．7229．8810．0002贮藏方法1940．9242970．4625．1950．0001温度×方法30646．368a47661．5928．5380．0000误差19926．37644981．594总计224739．85512

注：双因素方差分析置信区间为95%。下同。

2.2 种子贮藏过程中过氧化物酶(POD)活性变化

图4 不同温度下桃叶卫矛种子POD活性变化

图5 不同贮藏方法下桃叶卫矛种子POD活性变化

过氧化物酶( POD) 是植物抗氧化酶系统中重要的酶，在植物防御反应中, POD有清除植物体内过剩ROS，保护细胞免受 ROS 过氧化损伤, 具有提高植物抗逆性的功能[6-7]。POD可以与 SOD 相互协调有效清除代谢过程中产生的活性氧，从而防止了活性氧引起的膜脂过氧化及其他伤害[8-9]。

图3 不同贮藏方法和温度对贮藏2年 桃叶卫矛种子SOD活性的影响

2.2.1 温度对桃叶卫矛种子过氧化物酶(POD)活性的影响

从图4可看出，贮藏方法相同条件下，随着贮藏时间的变化，25 ℃贮藏种子POD活性呈迅速降低的趋势，-20 ℃贮藏种子POD活性变化幅度小、速度较慢，温度越高，下降的速度越快。从图4-A中可以看出，种子贮藏半年后，各个温度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的POD活性分别比贮藏前下降了57.99%、6.64%、9.44%；种子贮藏1年后，各个温度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的POD活性分别比贮藏前下降了58.86%、9.67%、13.75%；贮藏2年后，各个温度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的POD活性分别比贮藏前下降了92.26%、74.76%、53.84%。在贮藏过程中，温度对POD活性的影响非常显著。

2.2.2 贮藏方法对桃叶卫矛种子过氧化物酶(POD)活性的影响

从图5可看出，贮藏温度相同条件下，25 ℃贮藏种子POD活性在贮藏1年时间内呈直线下降的趋势，随后下降速度变慢。图5-A中，布袋贮藏种子在贮藏1年内下降速度迅速，此贮藏前下降了85.92%，比锡纸袋贮藏种子POD活性下降多达1倍多。从图5-C可以看出，桃叶卫矛种子在贮藏1年后，各个贮藏方法(布袋、密封罐、锡纸袋)的POD活性分别是贮藏前的65.52%、86.24%、91.72%。贮藏2年后，各个贮藏方法(布袋、密封罐、锡纸袋)的POD活性分别是贮藏前的46.91%、53.84%、74.85%，锡纸袋与布袋贮藏种子POD活性相差27.94%，且随着贮藏时间的延长，两者之间的差距越来越大。

2.2.3 贮藏方法和温度对桃叶卫矛种子过氧化物酶(POD)活性的综合影响

从图6可看出，种子贮藏2年后，布袋、25 ℃贮藏种子POD活性最低，锡纸袋、-20 ℃贮藏种子POD活性最高，两者差距非常明显。锡纸袋和密封罐贮藏种子2年后，在各个温度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的POD活性比例分别是4.86、1.71、1.15。

对不同贮藏温度和贮藏方法贮藏的桃叶卫矛种子POD活性进行双因素方差分析，结果表明(表2)，贮藏温度和方法对桃叶卫矛种子POD含量的影响明显，差异达到极显著水平；贮藏温度和方法对POD活性的综合影响显著。

图6 不同贮藏方法和温度对贮藏2年桃叶卫矛种子 POD活性的影响

表2 不同贮藏方法和温度对贮藏2年桃叶卫矛种子POD活性影响的方差分析

变异系数平方和SS自由度df均方MSF值P值温度48451．472224225．73612．1460．02贮藏方法67275．13233637．56516．8650．011温度×方法115726．602428931．6514．5050．012误差7978．25941994．565总计513934．96112

3 结 论

通过测定贮藏过程中桃叶卫矛种子内SOD和POD 2种酶活性变化，研究其在不同贮藏方法和贮藏温度下种子活力发生的变化，得到以下结论：

1) 贮藏温度对种子酶活性的影响：低温对SOD、POD活性造成的影响较小，对种子内部活动影响最小，更有利于种子贮藏。

2) 贮藏方法对种子酶活性的影响：锡纸袋贮藏种子SOD活性、POD活性下降速度慢，幅度小；布袋贮藏种子SOD活性、POD活性下降速度最快。说明桃叶卫矛种子最适合用锡纸袋贮藏，不适合用布袋贮藏。

3) 贮藏温度和方法对种子酶活性的影响：温度和贮藏方法共同对种子酶活性的影响非常显著。贮藏2年后POD、SOD活性最高的条件为-20 ℃、锡纸袋贮藏，则桃叶卫矛种子最佳的贮藏条件为-20 ℃、锡纸袋密封贮藏，而活性最低的是25 ℃、布袋贮藏下的种子。

4 讨 论

优质种子是提高苗木生产中产量和质量的基础，发芽率不能很好地反映出苗情况，甚至有差异，而种子生理生化反应更能准确地反映种子内在品质，因此探索种子贮藏过程中生理生化各项指标的变化对于保持种子活力具有重要的意义。种子入库后，与周围环境形成一个小的生态系统，其中影响种子活力的主要因素是贮藏温度和水分，密封贮藏为种子提供稳定的水分环境。所以，掌握种子贮藏环境的温度、湿度、密封性等对安全贮藏种子有重要意义[10]。但是在种子贮藏过程中种子活力减弱与其他因素有关，如细胞膜结构破坏和透性增加以及有毒物质的积累等，但是由于种子细胞膜透性及内源激素变化的原因较多，保护种子质膜完整性、保护种子保护酶活性和减少有毒物质积累，还需要做进一步的深入研究。

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Effect of Different Storage Condition on Enzyme Activity ofEuonymusbungeanusSeed

LIPing1,SUQing2,SONGHong1

2016-07-20

中央高校基本科研业务费专项资金(编号：DL13 EA 07-2)。

李 萍(1992—)，女，山东省菏泽人；在读研究生，研究方向：种质资源的保护和开发利用；E-mail：302600987@qq.com。

宋 红(1966—)，女，高级工程师，研究方向：种质资源保护与园林植物培育；E-mail：851100942@qq.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.12.066

S 792.99

A

1001-4705(2016)12-0066-04