植物组织中sod、pod和ca酶活性的比较研究

植物组织中sod、pod和ca酶活性的比较研究

氧气是土壤氧气生长所必需的物质。当植物组织在生长过程中受到外部寒冷、水和干旱等环境的影响时，植物对光能的吸收效率降低，体内的co含量降低。SOD、POD和CAT在生物学抗性研究中是非常关键的指标,为了提高植物的活性氧清除系统,人们采用各种技术试图提高植物的抗逆性。但是,对于植物组织中SOD、POD、CAT酶提取条件的系统性研究相对较少。因此,本实验通过探究不同提取条件对植物组织中SOD、POD、CAT酶活性的影响,为人们提高植物的抗逆性做前期铺垫,进一步优化从植物组织中提取SOD、POD和CAT酶的过程,从而找到能保证酶活性不丧失,并快速、简便提取植物组织中SOD、POD、CAT酶的最佳条件,提高酶活性的测定效率。本实验采用比色法研究了3种植物不同pH的提取缓冲液、提取温度和提取时间对3种植物(苹果、大蒜、番茄)中SOD、POD、CAT酶活性的影响,希望可以为今后研究植物中这3种抗氧化性酶的相关理论提供参考。1材料和方法1.1ple番茄、番茄、大蒜和solaumsqum的包装实验材料选取新鲜、健康的植物,包括成熟的苹果(MaluspumilaMillapple)、番茄(Solanumlycopersicum)和大蒜(Alliumsativum)。在做实验之前,首先需要将它们用保鲜膜包装好,然后放在—20℃的冰箱中保存,以用于后续实验。磷酸缓冲液,甲硫氨酸溶液,氮蓝四唑溶液,EDTA-Na1.2仪器和检测方法SP-754紫外分光光度计、ST-16R台式高速冷冻离心机:上海Thermo有限公司;BS223S型精密电子分析天平:赛多利斯科学仪器有限公司;HH-6数显恒温水浴锅:国华电器有限公司;250D光照培养箱:常州国华电器有限公司。1.3试验条件1.3.1酶活性的测定SOD活性常采用核黄素-NBT法测定1.3.2酶活性的测定POD活性常采用愈创木酚法测定1.3.3酶活性测定CAT活性常采用紫外吸收法测定1.3.4数据分析和处理通过MicrosoftExcel2010软件录入数据并作图,使用SPSS中的Duncan法检测、进行差异显著性检验分析。2结果与分析2.1不同的提取条件对sod酶活性的影响2.1.1不同ph的磷酸缓冲液对sod酶活性的影响由图1可知,当提取缓冲液的pH为6.0时,植物组织中(大蒜、番茄和苹果)SOD酶的酶活性均不高,且都显著低于其他2个处理下所测定的酶活性。而对于大蒜和苹果来说,用pH为7.0或8.0的磷酸缓冲液提取植物组织中的SOD酶时,两者的酶活性差异不显著;而就番茄而言,3个不同处理之间均存在显著差异,但当提取缓冲液的pH为8.0时,SOD的酶活性最高。2.1.2其它处理对sod酶活性的影响由图2可知,通过室温下研磨(20℃)来提取植物组织中的SOD酶时,酶活性显著低于另外2种处理时的SOD酶活性。而提取温度为—20℃或0℃时,SOD酶活性显著高于在室温下提取的酶活性,但两者之间差异不显著,且通常当提取温度为—20℃时,酶活性最高。因此,在冰上研磨有利于提高SOD酶的提取效率。2.1.3不同提取温度对sod酶活性的影响由图3可知,当提取时间为3min时,SOD酶活性最高,显著高于提取时间为1min时的酶活性,但与提取时间为5min时的酶活性相比差异不显著。研究表明,在提取SOD酶的过程中,仅研磨1min,研磨不充分,提取时间太短,酶活性不高。而通常对于大部分成熟植物组织而言,提取3min时酶活性最高,提取5min与提取3min相比,酶活性没有显著提高。所以,研磨太长时间意义不大。在提取SOD酶的过程中,提取时间把握在3min左右最佳,酶的提取效率最高。2.2不同的提取条件对葡萄酶活性的影响2.2.1不同处理对叶片酶活性的影响由图4可知,当提取缓冲液的pH为7.0时,3种植物组织中POD酶的酶活性均不高,且都显著低于其他2个处理下所测定的酶活性。而用pH为6.0或8.0的磷酸缓冲液提取植物组织中的POD酶时,两者的酶活性差异不显著。但是,与其他2组处理相比,当使用pH为8.0的磷酸缓冲液提取时,POD酶的活性最高。2.2.2pod酶活性由图5可知,通过室温下研磨(20℃)来提取植物组织中的POD酶时,酶活性显著低于另外2种处理时的POD酶活性。而提取温度为—20℃或0℃时,POD酶活性显著高于在室温下提取的酶活性,但两者之间差异不显著,且通常当提取温度为—20℃时,酶活性最高。因此,在冰浴上研磨有利于提高POD酶的提取效率。2.2.3mtdd不同部位的酶活性由图6可知,当提取时间为3min时,POD酶活性最高,显著高于提取时间为1min时的酶活性,但与提取时间为5min时的酶活性相比差异不显著。研究表明,在提取POD酶的过程中,仅研磨1min,研磨不充分,提取时间太短,酶活性不高。而通常对于大部分成熟植物组织而言,提取3min时酶活性最高,提取5min与提取3min相比,酶活性没有显著提高。所以,研磨太长时间意义不大,在提取POD酶的过程中,提取时间把握在3min左右最佳,酶的提取效率最高。2.3不同的提取条件对ga酶活性的影响2.3.1不同种植物中cat酶活性的比较由图7可知,与前面2种酶(SOD、POD)活性相比,用任意一种pH的磷酸缓冲液提取时,3种植物组织中CAT酶的酶活性均不高。经查阅资料和实验探究表明,成熟植物组织中CAT酶含量不高,且易失活、易分解。图7也反映出,3种植物组织不同处理下所测得的CAT酶活性均差异不显著。因此,CAT可以用3种缓冲液中的任意一种提取,对酶活性均影响不大。2.3.2其他处理对cat酶活性的影响由图8可知,通过室温下研磨(20℃)来提取植物组织中的CAT酶时,酶活性显著低于另外2种处理时的CAT酶活性。而提取温度为—20℃或0℃时,3种植物的CAT酶活性显著高于在室温下提取的酶活性,但两者之间差异不显著,且就番茄组织而言,在提取温度为—20℃时,酶活性最高。因此,在冰浴上研磨有利于提高植物中CAT酶的提取效率。2.3.3不同提取时间对cat酶活性的影响由图9可知,就大蒜和苹果而言,提取时间为3min时,CAT酶的酶活性最高,而且显著高于提取时间为1min时的酶活性;但是,与提取时间为5min时的酶活性相比差异并不显著。研究表明,在提取CAT酶的过程中,仅研磨1min,研磨不充分,提取时间太短,酶活性不高。而通常对于大部分成熟植物组织而言,提取3min时酶活性最高,提取5min与提取3min相比,酶活性没有显著提高。所以,研磨太长时间意义不大,在提取CAT酶的过程中,提取时间把握在3min左右最佳,酶的提取效率最高。3不同提取温度和时间对sod酶活性的影响在研究植物抗性时,需要准确快速地获得酶活力的大小。在进行植物组织中酶活力测定时,通常都需要破碎细胞和提取。因此,提取缓冲液的pH、提取温度、提取时间以及提取液中的一些其他成分都会对酶活性产生影响。本实验以新鲜大蒜、番茄、苹果的成熟组织为材料,探究了不同提取条件对植物组织中SOD、POD、CAT酶活性的影响。实验结果表明,SOD不适合在低pH(6.0)提取缓冲液下提取,POD不适合在pH7.0的缓冲液下提取,CAT可以用3种缓冲液中的任意一种提取,对酶活性均影响不大。SOD、POD、CAT这3种酶的最适提取温度均为—20℃,常温下提取酶的活性最低,但—20℃与0℃下提取对酶活性的影响差别不大。就提取时间而言,通常最佳提取时间为3min。提取5min与提取3min相比,酶活性没有显著提高。所以,研磨太长时间意义不大,在提取SOD酶的过程中,提取时间在3min左右最好,酶的提取效率最高。究其原因,可能存在以下几方面的影响:第一,一些酶对不同pH耐受性较差,例如SOD对低pH耐受性较差(提取缓冲液的pH为6.0时,酶活性最低)本实验所得出的相关结论,即SOD、POD与CAT均可运用pH8.0的缓冲液提取,但需在冰上研磨充分提取,进而提高测定效率。SOD、POD、CAT作为植物抗氧化系统中最重要的酶是科学研究中的重要指标,经常放在一起研究。经阅读相关文献发现,之前的研究人员在做相关研究时,却总是根据3种酶分别的最适pH来设定相应的提取缓冲液的pH值,这使得测定这3种酶活性的工作量大大增加。而本实验通过进一步研究分析发现,这3种酶