CaCl2对NaCl胁迫下甘薯幼苗叶片SOD和POD活性的影响

李百伟 孙存华

【摘 要】以徐薯18为材料，通过浇灌不同浓度（0.6%、1.2%、1.8%）CaCl2研究了盐胁迫下CaCl2对甘薯幼苗叶片SOD和POD活性的影响，揭示植物在外源钙调控下的对盐害的生态响应机理，为作物抗盐性的遗传改良提供新的理论材料。试验结果表明：施加外源钙SOD和POD活性都增强，具体表现为添加1.2%CaCl2>添加1.8%CaCl2>添加0.6%CaCl2。因此一定程度内施加外源钙可以缓解盐对植物的损伤。

【Abstract】The effects of CaCl2 on the activities of SOD and POD in sweet potato seedlings under salt stress were studied under the different concentration （0.6%， 1.2% and 1.8%） of CaCl2 by using Xu Shu 18 as the material. The ecological response mechanism of plants to salt damage under the control of exogenous calcium was revealed， which provides a new theoretical material for the genetic improvement of salt resistance of crops. The results showed that when exogenous calcium is applied， the activity of SOD and POD will be enhanced. The specific performance is adding 1.2%CaCl2> adding 1.8%CaCl2> adding 0.6%CaCl2. Therefore， the rational application of exogenous calcium can relieve the damage of salt to plants.

【關键词】CaCl2 ；NaCl胁迫；甘薯；幼苗叶片；SOD；POD

【Keywords】 CaCl2；NaCl stress； sweet potato； seedling leaves； SOD； POD

【中图分类号】Q944.5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）03-0183-02

1 引言

随着地球环境的恶化加剧，人口增长，粮食供需矛盾加剧。耕地有限，且土壤沙漠化盐碱化非常严重，已经成为人类面临的生态危机之一，制约了农业发展，所以开发利用盐碱地有着十分重要的现实意义。甘薯耐贫瘠，适应性强，可以作为经济的粮食和饲料作物。提高甘薯抗盐栽培具有远大的前景。本试验以徐薯18为材料，通过研究在NaCl环境下加入不同浓度CaCl2后它的SOD和POD活性的变化，探究钙对甘薯受盐害的缓解机制，为甘薯耐盐育种及抗盐栽培提供理论依据。

2 材料和方法

2.1 材料

取徐薯18四叶一心顶部茎蔓移栽到装有石英砂的塑料盒中，先用Hoagland溶液，在露天条件下培养。

2.2 材料的处理

发根正常后分别用0（CK1）、2%NaCl（CK2）、2%CaCl2（CK3）、T1（2%NaCl +0.6% CaCl2）、T2（2%NaCl +1.2% CaCl2）、T3（2%NaCl +1.8% CaCl2）的Hoagland溶液进行根部胁迫处理，分别处理0、1、3、5、7天，每个处理三次重复，每盒三株，从植株上部第3-5对功能叶片进行各项生理指标的测定

2.3 SOD的测定

①粗酶液的提取[2]：称取0.05g甘薯幼苗新鲜叶片，剪碎于预冷的研钵中，加入1ml预冷50mmol/L PH=7.0的磷酸缓冲液在冰浴上研磨成匀浆，加缓冲液定容到5ml， 4000r/min 4℃离心15min，上清液即为SOD的粗酶提取液。②SOD的测定：南京建成生物工程研究所生产的超氧化物歧化酶（SOD）测试盒。

2.4 POD活性的测定

采用愈创木酚法[3]。

2.5 数据处理方法

采用Excel 2003作图、应用SPSS17.1进行数据分析。

3 讨论

3.1 不同浓度CaCl2对NaCl胁迫下甘薯幼苗叶片的SOD的影响（图1）

从图1中可以看出T1、T2和T3组甘薯幼苗SOD活性始终都比CK2组活性大，且都呈现先增加后下降的趋势，前3天，所有盐胁迫下的外源钙处理组SOD活性和对照组差异都不显著（P>0.05）。第5天时所有盐胁迫下的外源钙处理组与CK2差异显著（P<0.05），甘薯幼苗SOD活性分别是CK2组的1.77、2.01和1.88倍，第5天后SOD活性都有所下降，到第7天时，所有盐胁迫下的外源钙处理组与CK2组差异极显著（P<0.01），甘薯幼苗叶片内SOD活性分别是CK2组的1.82、2.35和2.10倍，整个过程中这三组中同一时间T2组SOD活性始终最大，T1最小。CK3组SOD活性始终上升，第5天时和CK1差异显著（P<0.05），到第7天时对比CK1组差异极显著（P<0.01），SOD活性是CK1组的2.29倍。

3.2 不同浓度CaCl2对NaCl胁迫下甘薯幼苗叶片的POD的影响

POD的影响

图中所示T1、T2和T3组甘薯幼苗POD活性始终都在CK2组活性之上，且趋势都是先增加后降低，前3天，所有盐胁迫下的外源钙处理组相比CK2组差异并不显著（P>0.05）。到第5天时所有盐胁迫下的外源钙处理组对比CK2差异极显著（P<0.01），甘薯幼苗POD活性分别是CK2组的1.60、1.75和1.66倍，第5天之后POD活性开始降低，第7天时，和CK2组差异仍旧极显著（P<0.01），甘薯幼苗POD活性分别是CK2组的1.46、1.59和1.55倍，整个实验过程中这三组中同一时间 POD活性始终都是T2>T3>T1。CK3组POD活性始终上升，到第7天时和CK1差异显著（P<0.05），POD活性是CK1组的1.70倍。

4 讨论

植物体内自由基存在着生成和清除反应，正常情况下两种反应处于平衡状态。当植物受到环境胁迫时，这种平衡就会被打破，自由基积累，膜透性差别丧失，导致膜的孔隙变大、通透性增加、代谢紊乱，从而使得植物受到伤害[5、6]。植物细胞内有两大系统可以清除自由基，分别是酶促保护系统和非酶促的保护系统，SOD、CAT是酶促保护系统的重要组成部分[7、8]。在此系统中，SOD能够歧化O2-为O2和H2O2（2O2-+2H+→H2O2+O2）。高浓度H2O2主要通过CAT清除，使得H2O2被控制在较低水平。SOD和POD可以维持植物体内活性氧自由基在较低水平，植物才能正常的生长和代谢。活性氧清除能力决定了细胞对胁迫的抗性，整个保护酶系防御能力的变化是这几种酶彼此协调的综合结果。

SOD和POD是植物体内主要的保护酶。当植物处在逆境中时，会产生大量的活性氧，活性氧造成的伤害可以通过提高植物自身保护酶系统的活性，并通过氧化还原反应来缓解。本试验中，在盐胁迫下SOD和POD活性都呈现先上升后下降的趋势，当施加不同浓度的CaCl2后三种保护酶活性都变大，1.2%CaCl2比0.6%CaCl2处理效果更明显而1.8%CaCl2处理和1.2%CaCl2组相比并没用随着浓度增加效果更显著，可能是由于CaCl2雖能提供钙，但是也增加了NaCl胁迫所形成的Cl-含量。因此，SOD和POD活性变化反映了不同钙浓度下甘薯幼苗耐盐性的强弱，外源钙处理可以提高SOD、POD的活性，及时有效的消除盐胁迫产生的活性氧，缓解其对甘薯幼苗造成的膜损伤。

【参考文献】

【1】李合生.植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

【2】汤章城，魏家绵，陈因，等.现代植物生理学实验指导[M].北京：科学出版社，1999.

【3】张志良，瞿伟菁.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社， 2003.

【4】赵可夫，邹琦，李德全.盐分和水分胁迫对盐生和非盐生植物细胞膜脂过氧化作用的效应[J].植物学报，1993.

【5】余叔文，汤章城.植物生理学与分子生物学（2版）[M].北京：科学出版社，1998.

【6】余叔文，汤章城.植物生理学与分子生物学（2版）[M].北京：科学出版社，1998.

【7】赵福庚，刘友良.胁迫条件下高等植物体内脯氨酸代及调节的研究进展[J].植物学通报，1999，16（5）：540-546.

【8】杨淑慎，高俊凤.活性氧、自由基与植物的衰老[J].西北植物学报，2001，21（2）：215-220.