浅析酶促和非酶促抗氧化系统在玉米胚脱水耐性获得中的作用

王学永　于飞

[摘 要] 酶促抗氧化系统主要由超氧物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）组成。非酶促抗氧化系统主要由抗坏血酸（AsA）和还原性谷胱甘肽（GSH）组成。本文在原有工作的基础上阐述了酶促和非酶促抗氧化系统在玉米胚脱水耐性获得中的作用。

[关键词] 酶促 非酶促抗氧化系统 玉米胚脱水耐性

[中图分类号] S513 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650（2017）03-0099-01

本文在对酶促和非酶促抗氧化系统在玉米胚脱水耐性获得中的作用展开实验研究的过程中，将农华101作为实验材料，该种子由中国农业大学农学院提供。2015年7月对该种子进行了种植，并在管理中应用了常规水肥；在抽穗散粉以后，采用人工的方式进行授粉；DPA为授粉后天数，对不同DPA下的玉米種子进行收取并作为本次实验过程中的关键材料。在采收种子以后，还必须剥出胚，同时应用脱水措施，并精确测定各项参数。

1 脱水处理

种子进行脱水处理时，需要首先在干燥器中倒入饱和的LiBr溶液，该干燥器应放置于25摄氏度、7%相对湿度的环境中，接下来将不同发育时期的玉米胚放置其中，对不同发育期的玉米胚进行脱水处理，通常需要进行24小时，确保每一个胚的含水量都能够低于0.05±0.01g/g[1]。

2 测定含水量

玉米胚进行脱水处理以后，将其取出，并进行17小时的烘干，烘干的温度应保持在103摄氏度，充分进行三次烘干操作。干重是表示含水量的基础，含水量以干重为基础来表示（gH2Og-1DW，gg-1）。

3 测定存活率

在培养皿中倒入1%琼脂，并将胚移植到培养皿中进行萌发，每一个培养皿中移植25个胚，设置3次重复。萌发时间为7天，在对其进行萌发的过程中，要确保恒温箱始终保持在25摄氏度，以胚根伸长长度2mm为其存活的判定标准。

4 测定相对电解质渗漏率

相对电解质渗漏率的测定使用的是DDS-307电导率仪，在实际测定的过程中，将20ml的去离子水倒入到干净的试管中，同时将5个胚放入其中，并及时展开初始电导率e0的测定；并将试管静止放置2小时左右，在2小时的时间里，应进行三次晃动，然后对电导率进行测定，用e1来表示；接下来将胚进行2小时的蒸煮，水浴应达到100摄氏度，将其急性冷却处理，并进行总电导率的测定，用e2来表示。那么就会产生（e1-e0）/e2×100，每组数据重复测定五次，求其平均值。

5 玉米胚发育过程中脱水耐性的获得及其变化

授粉以后，14天内的玉米胚无法萌发；16DAP的萌发率是53.8±4.8%；18DAP的萌发率则达到100%，但是在这一过程中，耐脱水性在胚中是非常低的，在进行脱水处理后，此时的胚完全丧失存活率。授粉以后，胚的脱水耐性在第28天开始获得，在进行脱水处理以后，其产生了2.5%的存活率；372DAP的萌发率是43.75±0.25%；36DAP的萌发率是100%。

发育中的胚，产生了逐渐下降的相对电解质渗漏率。胚的相对电解质渗漏率在14DAP和50DAP中产生了不同的值，即38.75±3.27%、7.94±0.92%，下降率高达80%。同未脱水的胚相比，相对电解质渗漏率在脱水胚中更高。例如，14DAP中产生了47%的增长率，36DAP中产生了22%的增长率；50DAP中产生了1.7%的增长率；随着胚的不断成长和发育，其相对电解质渗漏率产生了逐渐降低的现象。

6 玉米胚发育过程中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性的变化

在玉米胚不断发育的过程中，DHAR的活性、APX、SOD（超氧化物歧化酶）在未脱水胚中呈现出不断降低的趋势；但CAT的活性是在不断增加，呈现出明显上升的趋势；在玉米胚的发育早期，GR活性呈现出先上升后下降的趋势，GR的活性在第22DAP最高； DHAR活性则呈现出无规律的变化。

整个玉米胚的发育过程中，同未脱水胚相比，SOD和DHAR活性在脱水胚中，都明显较高，但是APX活性在脱水胚中要相对较低，但是二者之间的差距并不大。在早期发育的过程中，同未脱水胚相比，CAT和GR活性在脱水胚中要相对较低；而在后期发育的过程中，同未脱水胚相比，CAT和GR活性在脱水胚中要相对较高[2]。

7 玉米胚发育过程中抗坏血酸（AsA）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量的变化

在授粉以后，玉米胚从第16天开始一直到第22天，都无法对AsA进行有效的检测，AsA在24～50DAP的胚中，增加的幅度却相对较高，值得注意的是，这一过程中，该因素的含量是基本相同的，通常都维持在0.17mg/g DW左右。在发育中，GSH含量的增加幅度相对较高，在16DAP到50DAP之间，产生了1.24%的增长率。相比于未脱水的胚，AsA和GSH在脱水胚中明显较低。

8 玉米胚发育过程中MDA含量的变化

玉米胚在发育过程中，MDA含量不断降低，同未脱水胚相比，MDA含量在脱水胚中明显较高。例如，在16DAP和50DAP之间，MDA含量在胚中分别为56.93和29.49nmol/g DW，在脱水后这一数值分别增长到100%和70%。

9 结束语

本文在对玉米胚脱水耐性展开研究的过程中，将材料的基础设定为玉米胚，其正处于发育过程中，并详细分析了抗氧化系统与发育变化二者的联系。结果充分说明，在授粉后的18天玉米胚才体现萌发能力，但是这一过程中是没有较高的耐脱水性的；而在36天以后，耐脱水能力在胚中才能够得到充分的体现。经过此项研究，为我国玉米种植以及扩大玉米使用范围奠定了良好的基础。

参考文献

[1] 胡皓月，许自成，李志刚等.不同种类有机酸及其配施对烤烟生长和叶片非酶促活性氧代谢的影响[J].中国土壤与肥料，2015（1）：53-58，63.

[2] 苏霞利，周小华，陆瑶等.类肌肽4（5）-丙氨酰胺-5（4）-羧酸咪唑的非水相酶促合成[C].第七届中国酶工程学术研讨会论文集.2014：84-85.