盐胁迫对鱼腥草几种膜保护酶活性的影响

吕金海，刘鹏

（怀化学院1.民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室；2.风景园林学院，湖南怀化418008）

盐胁迫对鱼腥草几种膜保护酶活性的影响

吕金海1，2，刘鹏2

（怀化学院1.民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室；2.风景园林学院，湖南怀化418008）

以峨眉蕺菜和湘白鱼腥草为材料，研究了NaCl胁迫对其膜脂过氧化和膜保护酶系统的影响.结果表明：随着NaCl浓度的增加，两个品种MDA含量呈现明显上升趋势；SOD、POD、CAT活性呈现先上升后下降的趋势；两者地下茎、地上茎、叶的伤害率呈上升趋势.鱼腥草受到盐胁迫时，最先受到影响的是叶片，其次是地上茎，再次是地下茎.峨眉蕺菜的膜系统耐盐胁迫的能力较强，膜脂过氧化的产物含量比较低，而湘白鱼腥草对盐胁迫反应较快，但波动较大，膜系统耐盐胁迫的能力较弱.

盐胁迫；鱼腥草；膜脂过氧化；酶活性

1 前言

鱼腥草（Houttuynia cordata Thunt.）为三白草科蕺菜属植物，别名侧耳根、猪鼻孔，是国家卫生部正式确定为“药食两用”的品种之一，被2005年版《中华人民共和国药典》收载[1].鱼腥草含有鱼腥草素、月桂醛、钾盐，黄酮类等功能性成分，具有清热、解毒、利尿、消肿、止血等功效；对胃病、各种化脓性疾病、子宫瘤等也有很好的疗效；长期食用，可以减少和预防各种疾病的发生.同时，它又具有很高的营养价值.每100 g鲜嫩鱼腥草茎叶含有蛋白质0.8 g，碳水化合物3 g，粗纤维1.2 g，维生素B10.013 mg，维生素B20.172mg，维生素C33.7 mg；此外，鱼腥草还含有K、Na、Ca、Mg、Zn、Mn和17种氨基酸[2].峨眉蕺菜是蕺菜属的一个自然变异类群，湘白鱼腥草是选育的一个栽培品种，我们以峨眉蕺菜和湘白鱼腥草为材料，开展耐盐性研究.

相关的研究表明，由高浓度的NaCl等盐分引起的植物氧化胁迫是非生物胁迫中一个非常重要的潜在因素.在高盐胁迫条件下，植物体内SOD等酶的活性与植物的抗氧化胁迫能力呈正相关，而且在盐分胁迫下，盐生植物与非盐生植物相比，其SOD、CAT、POD活性更高，因而更能有效地清除活性氧，防止膜脂过氧化.

近年来，人们对植物抗盐性的研究，已从植物形态指标器官、组织和细胞发展到分子水平，并取得显著进展[3].然而有关鱼腥草抗盐性方面的研究国内尚未报道.为此，本文以湘白鱼腥草和峨眉蕺菜，研究了NaCl胁迫对它们的膜脂过氧化和几种保护酶活性的影响.为鱼腥草抗盐机理的研究、抗盐良种的选择和推广提供理论依据.

2 材料与方法

2.1 实验材料处理

选用峨眉蕺菜和湘白鱼腥草为材料.共设5个NaCl浓度水平，分别为0、0.1、0.15、0.2、0.25 mol/L，每个处理设三个重复，每个重复5株.选生长状态良好、无病的鱼腥草地下茎进行盆栽营养繁殖.待其生长至成熟，将其移入温室内，编号处理.从2010年9月3号开始加盐，每天分别浇灌不同浓度的NaCl溶液150 mL，经过预备实验发现，5 d后材料发生较明显变化.所以本次实验要测定的指标在第6 d进行，取材为每株从上到下数第三片叶的生理指标.

2.2 实验方法

2.2.1 丙二醛（MDA）含量和酶活性测定方法丙二醛（MDA）含量的测定采用硫代巴比妥酸法，超氧化物歧化酶（SOD）采用邻苯三酚法，过氧化物酶（POD）活性测定采用愈创木酚法，过氧化氢酶（CAT）活性测定采用紫外吸收法[4].

2.2.2 植物电导度的测定选取鱼腥草叶片剪下除去尘土，称取两份质量均为2 g，一份插入水杯中，置于室温下做对照，用注射器抽出细胞间隙中的空气，在杯中准确加入蒸馏水20 mL，浸没叶片，静置20 min，然后用玻璃棒轻轻搅动叶片，在20-25℃恒温下用电导仪测定溶液电导率，再放入100℃沸水浴中15 min，以杀死植物组织，取出后用自来水冷却10 min，在室温下测定其电导率.

3 结果与分析

3.1 盐胁迫对鱼腥草叶MDA含量的影响

图1 NaCl胁迫对峨眉蕺菜和湘白鱼腥草叶MDA含量的影响

由图1可以看出，NaCl浓度在0-0.25 mol/L之间，湘白鱼腥草叶的MDA含量呈上升趋势；NaCl浓度在0-0.25 mol/L之间，湘白鱼腥草的MDA含量小幅稳定上升.NaCl浓度在0-0.15 mol/L之间，峨眉蕺菜的MDA含量上升不明显；NaCl浓度在0.15-0.25 mol/L之间，峨眉蕺菜的MDA含量上升约一个百分点，但总体平均水平峨眉蕺菜的MDA含量低于湘白鱼腥草.

3.2 盐胁迫对鱼腥草地下茎、地上茎、叶SOD活性的影响

图2 NaCl胁迫对峨眉蕺菜和湘白鱼腥草地下茎SOD活性的影响

图2 表明，湘白鱼腥草和峨眉蕺菜两者地下茎的SOD酶活性都是呈现出先增加后减少的趋势.在盐浓度为0.1 mol/L处，峨眉蕺菜SOD活性最强；在0.15 mol/L处，湘白鱼腥草SOD活性最强.总体来说，峨眉蕺菜SOD酶活性水平高于湘白鱼腥草，峨眉蕺菜对于抗盐的反应速度较快.

本研究表明，湘白鱼腥草地上茎的SOD活性总体呈平缓趋势，说明盐胁迫对湘白鱼腥草的地上茎的影响相对较少，但对峨眉蕺菜的影响比较明显，呈现出先下降后上升变化.在0.15 mol/L的时候，峨眉蕺菜SOD活性最强，说明峨眉蕺菜通过自身调节，SOD活性抵抗外界的盐胁迫；当盐浓度高于0.15 mol/L的时候，超出了地上茎的自身抵抗能力，所以开始下降趋势.在NaCl浓度0-0.10 mol/L之间时，湘白鱼腥草叶的SOD活性呈直线上升趋势；在0.10-0.25 mol/L之间时，湘白鱼腥草叶的SOD活性下降.在NaCl浓度0-0.15 mol/L之间时，峨眉蕺菜叶的SOD活性上升；在0.15-0.25 mol/L之间时，峨眉蕺菜叶的SOD活性下降.说明湘白鱼腥草叶在0-0.15 mol/L浓度NaCl胁迫下可能诱导或者激活SOD，使峨眉蕺菜叶的SOD活性增强.当盐浓度超过0.15 mol/L时，活性氧的积累已超过鱼腥草本身所调控的范围，植物体内的过多的活性氧自由基无法清除，导致SOD本身活性下降.总体SOD活性水平是峨眉蕺菜超过湘白鱼腥草.

3.3 盐胁迫对鱼腥草地下茎、地上茎、叶POD活性的影响

图3 NaCl胁迫对峨眉蕺菜和湘白鱼腥草地下茎POD活性的影响

图3 可以看出，随着NaCl浓度增加，两种鱼腥草地下茎的POD活性变化均不大，说明盐胁迫对其地下茎POD活性影响较少，但湘白鱼腥草地下茎的POD活性高于峨眉蕺菜.

本研究表明，随着NaCl浓度增加，两种鱼腥草地上茎的POD活性变化都是先上升再减少，并且其POD活性最高点对应的盐浓度均为0.1 mol/L，说明其两者地上茎的所能承受的最适盐浓度都是0.1 mol/L，但湘白鱼腥草地上茎的POD活性略高于峨眉蕺菜.在NaCl浓度0-0.25 mol/L范围内，两品种鱼腥草叶的POD活性均呈现先上升后下降的趋势.在0.15 mol/LNaCl浓度处理下，这两个品种的POD活性均达到最高点，与最低点相比，峨眉蕺菜叶的POD活性上升约40 U，而湘白鱼腥草的上升约20 U.湘白鱼腥草叶POD活性一直比峨眉蕺菜低，所以湘白鱼腥草在减少H2O2对植株的伤害作用方面较峨眉蕺菜差.

3.4 盐胁迫对鱼腥草地下茎、地上茎、叶CAT活性的影响

图4 NaCl胁迫对峨眉蕺菜和湘白鱼腥草地下茎CAT活性的影响

图4 可以看出，随着NaCl浓度增加，两种鱼腥草地下茎的CAT活性都是先增加后减少，都表现了其抵抗外界盐胁迫的过程，但两者的CAT活性最高点不同，湘白鱼腥草地下茎的最高点在0.1 mol/L的盐浓度处，而峨眉蕺菜地下茎的最高点到了0.2 mol/L，这说明两者地下茎的所能承受的最适盐浓度不同，湘白鱼腥草在0.1 mol/L盐浓度，而峨眉蕺菜在0.2 mol/L盐浓度.

本研究表明，随NaCl浓度增加，两种鱼腥草地上茎的CAT活性都是先增加后减少，都表现了其抵抗外界盐胁迫的过程，但两者的CAT活性最高点不同，湘白鱼腥草地上茎的最高点在0.1 mol/L的盐浓度处，而峨眉蕺菜茎的最高点到了0.2 mol/L，这说明湘白鱼腥草和峨眉蕺菜地上茎的所能承受的最适盐浓度不同，分别为0.1和0.2 mol/L盐浓度.随NaCl浓度增加，峨眉蕺菜和湘白鱼腥草叶的CAT活性总体都是先上升后下降的趋势.在NaCl浓度0.15 mol/L时，湘白鱼腥草叶的CAT活性达到最高点；在0.15-0.25 mol/L之间时，湘白鱼腥草叶的CAT活性下降.在0-0.10 mol/L之间时，峨眉蕺菜叶的CAT活性上升；在Nacl浓度0.15 mol/L时，峨眉蕺菜叶的CAT活性也达到最高点.

3.5 盐胁迫对鱼腥草地下茎、地上茎、叶的伤害率的影响

图5表明，NaCl胁迫对湘白鱼腥草地下茎的影响比较明显，其中在0-0.2 mol/L盐浓度处理时，其伤害率急上升明显；在0.2-0.25 mol/L时，趋于平缓，其中在0.2 mol/L时达到最大伤害值.而峨眉蕺菜从0-0.20 mol/L一直呈缓慢上升趋势.这表明峨眉蕺菜对低NaCl浓度的胁迫有一定的适应性，随着NaCl浓度的加大，对两种鱼腥草地下茎的膜结构伤害在增加；当超过0.2 mol/L趋于平缓，表明此时对膜透性的影响已经达到最大值.

本研究表明，NaCl胁迫对峨眉蕺菜地上茎的伤害率影响比较明显，其中在0-0.20 mol/L NaCl浓度处理时，其伤害率一直缓慢上升，但两者都是在0.20 mol/L处达到最高点.随着NaCl浓度加大，对两种鱼腥草地上茎的膜结构伤害也同时增加，当超过0.2 mol/L时，趋于平缓，表明此时对膜透性的影响已经达到最大值.NaCl胁迫对湘白鱼腥草叶的影响从0.1-0.25 mol/L比较明显；从0-0.1 mol/L伤害率变化平缓；从0.1-0.25 mol/L一直缓慢上升，其中在0.20 mol/L时，达到最高点，表明此时对膜透性的影响已经达到最大值.而峨眉蕺菜从0-0.15 mol/L一直比较平缓，这表明峨眉蕺菜对低NaCl浓度的胁迫有一定的适应性.当超过0.15 mol/L时，随着NaCl浓度的加大，对峨眉蕺菜叶的膜结构伤害增加，最高点为0.25 mol/L.

图5 NaCl胁迫对峨眉蕺菜和湘白鱼腥草地下茎的伤害

4 结论与讨论

盐胁迫造成植物的脂质过氧化作用，MDA是其最终产物之一，其含量的多少可反映细胞膜受损伤程度的大小[5].MDA可以通过影响细胞质膜透性及膜蛋白而影响细胞对离子的吸收和积累及活性氧代谢系统的平衡，最终对细胞造成损伤甚至导致死亡，其含量的多少可以反映细胞膜受损程度的大小.本次实验结果表明湘白鱼腥草，是一个缓慢上升过程，上升表明其膜系统受NaCl胁迫刺激使其膜系统受伤害，NaCl胁迫浓度超过0.15 mol/L后面又上升表明损伤已经超过鱼腥草自身修复的速率，盐胁迫正在对植物造成伤害.而峨眉蕺菜在0.15 mol/L后开始上升说明自身修复能力较强但不持久，这与张桂菊，吴军等人的研究结果一致[6].由MDA得整体变化可以看出在整个处理期间湘白鱼腥草变化较明显，而峨眉蕺菜表现较缓慢，说明在NaCl胁迫下峨眉蕺菜过氧化反应并不是很强烈，其对膜系统结构和功能的破坏不大，并且在低浓度下两者的差别不多.由此可以推断，在NaCl胁迫下，湘白鱼腥草比峨眉蕺菜损伤修复浓度低，损伤已经超过鱼腥草自身修复的速率后，MDA含量急剧上升，脂质过氧化程度低，峨眉蕺菜表现出较好的抗性.

超氧化物歧化酶（SOD）一直被认为是生物体内最重要的抗氧化酶之一，它可以歧化超氧化物阴离子自由基为O2和H2O2，从而有效降低自由基对膜系统的伤害[7].然而SOD在清除自由基因子也会产生对植物体不利的H2O2，而POD、CAT等酶就能将过量的H2O2及时清除，三者协同作用能有效防止植物体内的膜脂过氧化.本研究发现，两种鱼腥草都有先上升后下降的趋势，表明植物SOD受盐胁迫的影响，开始有所增加，但由于后面的浓度过高，使SOD酶活性受损.

在NaCl胁迫下，湘白鱼腥草比峨眉蕺菜的CAT活性都有先下降后上升的趋势，这可能是钠离子影响了CAT活性，但此时并启动自身的CAT酶修复系统，而湘白鱼腥草在0.15 mol/L时下降，使盐胁迫的影响超出了自身的修复能力，活力下降.在0.15-0.25 mol/L时，虽然SOD酶活性有所下降，但峨眉蕺菜的CAT活性仍然增加，这说明虽然SOD酶将超氧自由基转化为H2O2的能力有所下降，但CAT把H2O2转换成O2和H2O的能力水平仍在较高水平.这与孙景宽[8]等人的研究结果相符.通过对两种鱼腥草地下茎、地上茎、叶的伤害率的测定，表明盐胁迫对鱼腥草叶和地下茎的影响较大.

通过对两种鱼腥草不同部位的SOD、POD、CAT的酶活性影响比较发现，其波动变化最大的叶片，其次是地上茎，再次是地下茎.从而证明鱼腥草受到盐胁迫时，最先受到影响的是叶片.当鱼腥草受盐胁迫的时候，与SOD、POD相比，CAT最先反应，对CAT影响最大.

综上所述，峨眉蕺菜的膜系统对耐盐胁迫的能力较强，膜脂过氧化的产物含量比较稳定，而湘白鱼腥草反应较快，但波动较大，膜系统的抗盐能力不强.在盐胁迫下，峨眉蕺菜叶和地上茎的伤害较大，而对湘白鱼腥草的地上茎和地下茎的伤害较大.植物的抗盐机理是一个多基因控制的数量性状，这也决定了抗盐机理的复杂性.本实验仅研究了保护酶对鱼腥草耐盐胁迫程度的影响，至于其它因素的影响还有待深入研究.

[1]籍秀梅，马丽萍.鱼腥草的研究进展[J].河南职工医学院学报，2007，2（1）：91-93.

[2]何士敏，方平，郭利佳.鱼腥草抗氧化成分的研究[J].西南农业学报，2009，22（3）：625-631.

[3]孙方行，孙明高，魏海霞，等.NaCl胁迫对紫荆幼苗膜脂过氧化及保护酶活性的影响[J].河北农业大学学报，2006，29（1）：16-19.

[4]王学奎.植物生理生化实验原理和技术（第二版）[M].高等教育出版社，2006：169-282.

[5]冯蕾，白志英，路丙社，等.NaCl胁迫对色木槭和流苏膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响[J].西北林学院学报，2008，23（4）：5-7.

[6]张桂菊，吴军，王玉忠，等.NaCl胁迫对光蜡树幼苗保护酶系统的影响[J].河南农业科学，2007（9）：75-78.

[7]和红云，薛琳，田丽萍，等.低温胁迫对甜瓜幼苗膜透性及膜脂过氧化物的影响[J].北方园艺，2008（6）：4-7.

[8]孙景宽，刘俊华，陈印平.孩儿拳种子萌发特性和抗氧化系统对盐胁迫的响应[J].种子，2009，28（1）：25-28.

The Impact of Salt Stress on Several Membrane Protective Enzyme Activity of Houttuynia Cordata Thunb.

LV Jin-hai1，2，LIU Peng2
（1.Key Laboratory of Hunan Province for Study and Utilization of Ethnic Medicinal Plant Resources；2.College of Landscape Architecture，Huaihua University，Huaihua 418008）

The two varieties，i.e.Houttuynia Cordata and Xiangbai Houttuynia were used to study the impact of NaCl stress on their membrane lipid peroxidation and membrane protective enzyme systems.The results showed that：with the increasing concentration of NaCl，malondialdehyde（MDA）levels showed a gradual upward trend，and superoxide dismutase（SOD），peroxidase（POD），and catalase（CAT）activities increased at first and then decreased；The injury of their stems was similar，showing the rising trend.Then the cordate Houttuynia Cordata

the salty coercion，what came under the influence first was the leaf blade，next was the root，was the stem once more.The Omei cordate Houttuynia Cordata's membrane system can bear strongly the salty coercion，and the membrane fat peroxidation's product content was quite stable.But the Xiangbai Houttuynia Cordata response to the salty coercion was very quick，fluctuated big，and the membrane system's anti-salty ability was not strong.

salt stress；Houttuynia Cordata；membrane lipid peroxidation；membrane protective enzyme

Q945

A

1671－9743（2017）05－0001－04

2016-10-17

湖南省重点建设学科经费资助项目（2011-42）.

吕金海，1968年生，男，湖南永顺人，教授，研究方向：资源植物开发与利用.