水分胁迫对3个枣品种过氧化氢酶含量的影响

摘要：  通过设置4个不同土壤水分处理梯度，采用大平顶枣、金铃圆枣和三星大枣2年生嫁接苗进行盆栽控水试验，研究在不同水分胁迫条件下，随着胁迫时间延长，3个枣苗品种叶片过氧化氢酶的活性变化。结果表明：三星大枣在不同水分胁迫下，过氧化氢酶活性比较大。因此，三星大枣相比其他2个枣品种抗旱性是最强的。

关键词：  水分胁迫;  枣苗;  过氧化氢酶

中图分类号：   S 665. 1               文献标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2020）02 - 0021 - 02

植物在遭受外界环境胁迫时，细胞膜上的受体物质接收并传递胁迫信号，促发活性氧的产生。过氧化氢酶作为过氧化氢专一清除剂，在植物抗逆上起重要作用。目前，在水分胁迫条件下，针对枣叶片过氧化氢酶含量的研究很少，本试验通过盆栽人为控制土壤水分，研究了3个枣苗品种在不同水分胁迫下的过氧化氢酶变化情况。旨在为开展枣树抗旱性鉴定及抗旱育种提供理论依据。

1 试验材料与方法

1. 1 材料及处理

于2014年4月下旬开始，将3个枣苗品种的2年生嫁接枣苗分别盆栽于花盆中，盆土中土壤的最大持水量为46.03%，利用环刀法测出土壤容重为1.12 g/cm3。按照土壤容积含水量划分出4个土壤水分处理梯度，即对照（CK）：28.35%～30.93%;轻度水分胁迫（S1）：20.62%～23.20%;中度水分胁迫（S2）：15.46%～18.04%;重度水分胁迫（S3）：10.31%～12.89%。7月份以前为缓苗阶段，7月份以后，开始进行不同水分处理的控水试验，搭建遮雨棚，利用土壤水分测定仪于每天15點左右测定花盆内土壤容积含水量，从而补充当天丢失的水分。选取无病虫害，并且叶片在枝条位置上大致相同的叶片，分别测定不同水分处理条件下的叶片过氧化氢酶指标，每个指标重复测定3次，每隔10天测定一次。

1. 2 过氧化氢测定方法

采用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性。反应原理：通过加入反应过量的过氧化氢溶液，在酸性条件下，经酶促反应后，用标准高锰酸钾溶液滴定多余的过氧化氢，求出消耗的过氧化氢含量，从而测定该过氧化氢酶活性大小[ 1 ]。

2 结果与分析

过氧化氢酶（CAT）是催化过氧化氢分解成氧和水的酶，存在于细胞的过氧化物体内。其作为细胞中的抗氧化防御酶，在植物受外界环境胁迫时，可以清除由于植物体内活性氧代谢加强而产生的过氧化氢，过氧化氢酶受到过氧化氢诱导，终止进一步生物自由基连锁反应，是植物重要的酶促防御系统之一。

由图1、图2可以看出，随着水分胁迫强度的增加，3个枣品种的CAT值基本呈现降低趋势。在CK水分处理条件下，3个枣品种的变化趋势基本一致，呈“先升后降”。在S1水分处理条件下，3个枣品种变化趋势也基本一致，呈“升-降-升-降”;在水分胁迫0～10天内，这3个枣品种都增加了少量CAT，它可以清除H2O2，使得H2O2不致于与O2在铁螯合物作用下反应生成非常有害的-OH，减少枣苗细胞膜系统受到伤害;在胁迫后期，即30～40天，随着胁迫时间的延长，CAT活性随之迅速下降，细胞膜系统受到了伤害。在S2水分处理条件下，3个枣品种CAT的变化趋势均呈现出“先降后升”的趋势，在0～20天内，CAT值就开始不断下降;到第20天时，受到细胞膜伤害程度最大，其中，三星大枣CAT值下降幅度最小，大平顶枣的CAT值下降幅度最大，三星大枣抗旱性更强一些。在重度胁迫S3水分处理条件下，在0～10天内，CAT值开始有小幅度上升;在10～20天内，CAT值下降幅度最大，说明胁迫到第20天时，细胞膜系统受到了比较严重的伤害。从图2可以看出，三星大枣相比其他枣品种的CAT活性较强，但随着细胞膜结构的破坏，CAT的防御能力也在不断衰弱。

3 结论与讨论

3. 1 植物在逆境胁迫下，会产生有毒有害物质，CAT在植物体内正是起着清除过氧化氢的作用，从而减轻对植物体的毒害。3个枣品种CAT 活性除了在S2水分胁迫处理外，在水分胁迫过程中均先增强后减弱，CAT活性变化是枣品种抵御水分胁迫的有效途径。其中三星大枣CAT活性比较强，大平顶枣CAT活性比较弱。

3. 2 过氧化氢酶活性为机体提供了抗氧化防御机理，能让过氧化氢分解成水和分子氧，使细胞免于遭受过氧化氢的毒害。有研究证实，通过增强抗氧化酶活性及增强活性氧代谢来增强植物耐受性，将过氧化氢酶基因KatG转进棉花中，转基因棉花表现出较好的抗旱性[ 6 ]。目前，已从一些植物中克隆了CATs，其不但具有各自的时空表达模式，而且其不同成员在植物中有不同的功能。

参考文献

[1] 张以顺，  黄霞，  陈云凤.  植物生理实验教程[M].  北京：  高  等教育出版社，  2009.

[2] 张述义，  邵嘉鸣，  李新凤，  等.  水分胁迫对小麦芽和根中脯氨酸含量及电导率的影响[J].  干旱地区农业研究，  2013（3）：156 - 160.

[3] 徐建欣，  杨洁，  高玉尧，  等.  水分胁迫对3个不同地区橡胶草生理特性的影响[J].  干旱地区农业研究，  2016（3）：  159 - 165.

[4] 单立山，  李毅，  石万里，  等.  土壤水分胁迫对红砂幼苗生长和渗透调节物质的影响[J].  水土保持通报，  2015（6）：116-119.

[5] 冯淑华，  陈雅君.  三叶草对干旱胁迫的反应及适应性研究[D].哈尔滨：  东北农业大学，  2012.

[6] 蔡永智，  祝建波，  郝晓云，  等.  转过氧化氢酶基因katG棉花的抗旱性[J].  西北农业学报，  2013，  22（12）：  56 - 61

第1作者简介：  马艳丽（1978-），  女，  高级工程师，  主要从事林地经济研究。

收稿日期： 2020 - 01 - 20

（责任编辑：   张亚楠）