伯乐树种子发芽过程中SOD、POD酶活性变化研究

王 娟，刘仁林

1.云南师范大学文理学院，云南 昆明 650202；2.赣南师范学院化学与生命科学学院，江西 赣州 341000

伯乐树种子发芽过程中SOD、POD酶活性变化研究

王 娟1，刘仁林2

1.云南师范大学文理学院，云南 昆明 650202；2.赣南师范学院化学与生命科学学院，江西 赣州 341000

SOD和POD是植物适应多种逆境胁迫的重要酶类，在植物有效防御逆境胁迫方面发挥着重要作用。对伯乐树种子发芽过程中的SOD、POD酶活性进行测定，结果表明，在伯乐树种子发芽过程中，SOD、POD酶活性不断升高，其活性变化规律基本一致，且在胚根、胚芽的活性大于胚轴。

伯乐树；种子发芽；酶活性

伯乐树（Bretschneidera sinensis Hemsl.）是我国特有的、古老的单种科和孑遗种，在研究被子植物的系统发育和古地理、古气候等方面具有重要科学价值[1]。伯乐树零星分布于四川、云南、贵州、广西、广东、湖南、湖北、江西、浙江、福建等省区低海拔至中海拔的山地林中[2]。因长期以来破坏严重，现有母树资源稀少，结实率低，天然更新困难，处珍稀濒危境地，先后被列为国家一级珍贵树种和国家一级重点保护野生植物[3～5]。

目前国内外对伯乐树的研究较少，主要集中在人工育苗、系统分类、化学成分及种子休眠特性上[6]。种子萌发过程中酶活性的变化是最为明显的现象之一，由于伯乐树种子具有深休眠、自然萌发困难、成苗率低等特性[7]，因此本研究旨在对伯乐树种子发芽过程中的SOD、POD活性变化进行测定，为揭示种子萌发过程中的关键影响因子、提高种子发芽率、恢复伯乐树种群数量提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

第1阶段种子：休眠的伯乐树种子；第2阶段种子：胚轴和胚根长度达2～3 cm的伯乐树种子；第3阶段种子：胚芽刚长出新叶之前，胚根和胚轴总长度为4～7 cm、胚芽长度为4～7 cm的伯乐树种子，见图1。

1.2 实验方法

采用氮蓝四唑法测定超氧化物岐化酶SOD活性，愈创木酚法测定过氧化物酶POD活性。

2 实验结果

2.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定

第1阶段将休眠状态的新鲜种子直接进行测定，发芽的第2、第3阶段将种子的各个部分用解剖刀取下后分别进行测定。测定结果如表1、图2所示。

SOD作为植物抗氧化酶系统的第一道防线，能清除细胞内过量的超氧阴离子自由基，维持活性氧代谢的平衡[8]。由表1、图2可知，SOD在伯乐树种子发芽过程的3个阶段，酶活性呈现逐渐增加的变化，说明种子在发芽的过程中由于呼吸作用、一些积累在种子中的有害物质的代谢活动，及不利萌发环境的影响，导致活性氧的不断产生积累，SOD清除超氧自由基具有显著作用[8]。不论在哪个阶段，胚根中酶的活性最高，其次是子叶，胚轴中酶的活性较低。胚根在种子萌发过程中最先突破种皮接触外部环境，生长发育较快，代谢旺盛，故SOD酶的活性也会相应较高。胚轴位于胚芽和胚根之间，并与子叶相连，主要作用是把子叶中储存的物质运输到生长迅速的胚芽和胚根，所以SOD的活性较低。

2.2 过氧化物酶（POD）活性的测定

第1阶段将休眠状态的新鲜种子直接进行测定，发芽的第2、第3阶段将种子的各个部分用解剖刀取下后分别进行测定。测定结果如表2、图3所示。

POD是活性较高的适应性酶，能够反映植物生长发育的特性、体内代谢状况以及对外界环境的适应性[9]。由表2、图3可知，POD在伯乐树种子发芽过程中3个阶段的活性呈现逐渐增加的变化；第2、3阶段胚根中POD的活性最高，其次是子叶；在第3阶段，随着胚芽的生长，胚芽中POD活性也较高。在发芽的第2阶段，胚芽还未明显发育，到了发芽的第3阶段，胚芽得到了迅速的生长，代谢活动旺盛，POD不仅含量上升，活性也不断增强。子叶作为种子储存养料的地方，在种子萌发过程中也有较强的代谢活动，分解并运输营养物质，因此，POD的活性也维持在较高水平。

表1 SOD活性测定结果（单位：U）

表2 POD活性测定结果（单位：U）

图1 伯乐树种子不同阶段形态图

图2 SOD活性变化规律

图3 POD活性变化规律分析

3 结论与讨论

SOD和POD二者统称为保护酶系统，并且协同一致，防御活性氧（如超氧自由基）或其他过氧化物自由基对细胞膜系统的伤害，从而抵御不良环境的影响和细胞衰老。在伯乐树种子发芽过程中，SOD、POD酶活性不断升高，参与一系列复杂的生理生化反应，通过生成一些代谢物，逐步解除种子的休眠，并为萌发提供有利的营养物质。从图2、图3可以看出，伯乐树种子发芽的整个过程中，SOD和POD的活性变化规律基本一致，且胚根、胚芽作为萌发的主要部位，酶活性均较强；子叶作为贮藏物质的部分，生命活动和物质转化旺盛，所以这些部位两种保护酶的量相对胚轴多。

参考文献：

[1]张荣京，陈红锋.国家一级保护植物——伯乐树[J].生物学通报，2009，44(10):7.

[2]傅书遐，傅坤俊.中国植物志[M].北京:科学出版社，1984，34（1）:8.

[3]傅立国.中国植物红皮书[M].北京:科学出版社，1992: 194-195.

[4]于永福.国家重点保护野生植物名录(第一批)[J].植物杂志，1999，5:4-11.

[5]汪松，解焱.中国物种红色名录[M].北京:高等教育出版社，2004:336.

[6]康华靖，陶月良，陈子林，等.伯乐树种子不同条件贮藏下前后生理比较[J].中国野生植物资源，2011，30(1): 35-38.

[7]傅瑞树，潘景聪，房丹，等.钟萼木种子贮藏和休眠解除技术的研究[J].武夷科学，2005:21.

[8]张曼，裴康康，孔德政.莲种子萌发及幼苗生长过程中抗氧化酶活性的变化[J].河南科学，2010，28（5）:547-549. [9]何学利.植物体内的保护酶系统[J].现代农业科技，2010:37-38.

1005-2690（2016）05-0032-03

S792.99

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2016-04-20