杜梨根部保护酶活性与抗碱性关系研究

胡映泉

(山西省林木育种研究中心，山西 太原 030031)

一些盐生植物具有吸盐作用，可以直接吸收土壤中的盐分。所以，种植耐盐碱植物可以有效缓减土壤的盐渍化程度。笔者采用不同浓度的碱对杜梨进行处理，研究碱对杜梨根部超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、氧化氢酶(CAT)活性的胁迫效应，探讨不同浓度碱胁迫对杜梨抗性的影响，以期为晋北地区利用盐碱地种植杜梨提供理论依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为金沙滩林场营养钵栽植的1年生杜梨和氢氧化钠(NaOH)。

1.2 试验地

本试验在山西省晋中市太谷县山西农业大学附近的泰尔苗圃进行。

1.3 试验设计

先在试验地施100 mmol/L的NaOH，使整个试验地土壤呈碱性。再采用完全随机区组设计，共设7个碱分梯度处理，分别为：0 mmol/L(对照)，100 mmol/L，200 mmol/L，300 mmol/L，400 mmol/L，500 mmol/L，600 mmol/L.每个处理种植8株杜梨，重复3次。采取多次施用、逐级递增的方式进行施碱。当达到预期设定的碱浓度后，每隔一定时间施加相同量的水。

1.4 试验方法

1.4.1 取样方法

3月到10月，每月28日对每个碱胁迫处理下的杜梨进行一次取样。每个重复每个碱处理下随机选取1株杜梨，剪取根部用冰壶带回实验室，立即放于4 ℃冰箱内待测。

1.4.2 测定方法

先用流动水将所取样品表面冲洗干净，再用无离子水冲洗2次～3次，之后用吸水纸吸干样品表面水分，测定酶活性。超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的测定分别采用NBT还原法和愈创木酚法，过氧化氢酶(CAT)的测定采用紫外吸收法。

1.4.3 抗碱性评价方法

植物的抗碱性是植物在高碱分浓度胁迫下出现的复杂生理生化反应，植物可以通过积聚体内的保护酶来提高自身的抗碱能力。笔者采用隶属函数法对杜梨保护酶进行综合评定，其公式为：

Uij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin).

式中：Uij——i种类j指标的抗热隶属函数值；

Xij——i种类j指标的测定值；

Xjmin——所有种类j指标的最小值；

Xjmax——所有种类j指标的最大值；

i——某个品种；

j——某项指标。

根据上述公式分别计算出各种酶活性的隶属函数值进行累加，再求取平均隶属值作为杜梨抗碱能力综合评定标准，进行比较排序。

2 结果分析

2.1 不同碱分处理杜梨根部SOD活性的变化

不同浓度碱胁迫对杜梨根部超氧化物歧化酶活性的影响见表1.

表1 不同浓度碱胁迫对杜梨根部SOD活性的影响

由表1可知，在碱分浓度为200 mmol/L，500 mmol/L，600 mmol/L时，3月份树液流动期SOD酶活性较高，随气温的回升其活性逐渐降低。而其它碱分浓度及对照4月份的SOD酶活性比3月份有所升高。这可能是由于经过冬季休眠后，杜梨根部的细胞膜极易受低温侵害，导致活性氧的生成与自动清除动态失衡，树体自我调节，通过提高根部SOD活性来消除过剩的活性氧。

5月份和7月份分别是杜梨的生长初期、速生期，苗木营养生长逐渐旺盛，体内自由基含量较少，自由基或其衍生物对树体造成的伤害也小。所以，此时SOD酶活性也比较小，变化趋势较平稳。但是碱分浓度为600 mmol/L时，7月份杜梨根部SOD酶活性为最大值。说明杜梨在碱分浓度为600 mmol/L时抗性很强。可见SOD不仅与杜梨的抗碱性相关，也是杜梨抗逆性的基础条件之一。

6月份和8月份杜梨苗木生长旺盛，随着气温的回升和碱分浓度的升高，植物内活性氧的生成与自动消除动态失衡，树体通过提高SOD活性消除活性氧来达到自我保护的目的。但是碱分浓度为600 mmol/L时除外。

2.2 不同碱分处理杜梨根部POD活性的变化

不同浓度碱胁迫对杜梨根部过氧化物酶活性的影响见表2.

表2 不同浓度碱胁迫对杜梨根部POD活性酶的影响

从表2中可以看出，3月份为树液流动期，不同碱分浓度下杜梨根部POD酶活性均较高，其原由与SOD酶活性一致。5月份杜梨进入生长期，在碱分浓度为500 mmol/L时POD酶活性达到了最大值，为0.7 u/g；在碱分浓度为300 mmol/L时，POD酶活性达到了最小值，为0.18 u/g，二者相差0.52 u/g.除碱分浓度为100 mmol/L，500 mmol/L时POD活性高于对照外，其它碱分浓度时POD活性均低于对照。表明杜梨在碱分浓度为500 mmol/L时抗性较强。

2.3 不同碱分处理杜梨根部CAT活性的变化

不同浓度碱胁迫对杜梨根部过氧化氢酶活性的影响见第40页表3.

从表3可以看出，3月份树液流动期，碱分浓度为100 mmol/L，300 mmol/L，600 mmol/L时，杜梨根部CAT活性较高，4月份有所降低，在5月生长期达到峰值，随后变化比较平缓。碱分浓度为0 mmol/L，200 mmol/L，400 mmol/L，500 mmol/L时，3月份杜梨根部CAT活性较低，在速生期6月和7月达到峰值。

表3 不同浓度碱胁迫对杜梨根部CAT活性的影响

2.4 抗碱性综合评定

不同浓度碱胁迫下，杜梨根部保护酶活性综合评价结果见表4.

表4 不同浓度碱胁迫下杜梨根部保护酶活性综合评价

由表4可以看出，不同浓度碱胁迫下，杜梨根部保护酶活性综合评价结果的排序为：400 mmol/L>200 mmol/L>0 mmol/L>100 mmol/L>500 mmol/L>600 mmol/L>300 mmol/L.因此，碱分浓度为400 mmol/L时，杜梨根部表现出了最强的抗碱性。

3 结论

综合分析得出，碱分浓度为500 mmol/L和400 mmol/L时，在生长期杜梨根部过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)活性均较高。保护酶活性是反应植物抗性能力的重要指标，抗碱性强的植物能维持较高的酶活性。通过对不同碱分浓度处理下杜梨根部保护酶活性进行综合评价和分析，对不同处理杜梨根部的抗碱能力进行科学排序，分析得出碱分浓度为400 mmol/L时，杜梨根部表现出了最强的抗性。