不同耐旱性甘薯品种活性氧代谢的研究

不同耐旱性甘薯品种活性氧代谢的研究

水支持会导致植物体内生物氧的代谢变化。水分胁迫条件下,H1材料和方法1.1试验材料的确定根据生产实际和已有研究,以及预备试验的结果,选用已知耐旱性相对强、弱的两个甘薯品种潮薯1号(耐旱)和胜利百号(不耐旱)为试验材料。1.21.2.1水条件处理试验于1997年夏天采用盆栽水分胁迫方法培养试验材料。盆容量2000cm1.2.2测量质膜透性参照上海植物生理学会的方法测定2结果与分析2.1质膜透性及细胞内电解质外渗如图1所示,在正常生长状况下,甘薯质膜透性较小,随着水分胁迫时间的延长,两个品种质膜透性均显著增大,表明水分胁迫可导致原生质膜对物质的选择透性降低,引起细胞内电解质外渗。不耐旱品种胜利百号的质膜透性的增幅明显大于耐旱的潮薯1号,说明不耐旱品种膜系统稳定性较差,在水分胁迫条件下受到的伤害也较严重。2.2水分胁迫对潮薯mda含量的影响MDA是反映细胞膜脂过氧化水平的重要指标。从图2可以看出,两个品种对照间MDA含量差异不明显。水分胁迫条件下,MDA含量(干样)上升,但上升幅度与品种的耐旱特性有关。潮薯1号在轻度水分胁迫条件下MDA含量增加较少,到停水6d后才有较明显的增加;胜利百号MDA含量在水分胁迫初期便明显增加,并随水分胁迫时间的延长,增幅明显大于潮薯1号。说明耐旱性较弱的品种对水分胁迫的适应性较差,膜系统较不稳定,较容易受到活性氧的攻击,从而表现出较高的膜脂过氧化水平。2.3正常供水时,胜利百号产生o从图3可见,正常供水时,胜利百号产生O2.4水分胁迫对甘薯叶片cat活性和lox活性的影响水分胁迫条件下甘薯叶片中酶系统活性变化见表1。正常供水时,两个甘薯品种叶片中SOD活性相似。随着水分胁迫时间的延长,甘薯叶片中的SOD活性均不断地下降,但潮薯1号下降幅度和绝对值均明显小于胜利百号。不论甘薯品种耐旱与否,CAT对水分胁迫反应较为敏感。正常供水时,潮薯1号具有较高的CAT活性。水分胁迫条件下,两品种的CAT活性均表现急剧下降。水分胁迫8d后,潮薯1号和胜利百号CAT活性分别仅为对照的16.20%和13.37%。但水分胁迫时间相同,潮薯1号降幅比胜利百号小,这在轻度水分胁迫条件下尤为明显。甘薯叶片POD活性变化与其它保护酶略有差异。在水分胁迫4d以内,潮薯1号POD活性明显上升,然后开始下降。胜利百号在水分胁迫一开始便急剧下降。这与前述H潮薯1号在水分胁迫6d以内,ASP活性降低幅度不大;水分胁迫8d时,有一个较为明显的降幅。胜利百号ASP活性则始终表现为大幅度下降。潮薯1号LOX活性明显低于胜利百号。潮薯1号叶片中LOX活性在水分胁迫2d时略有下降;水分胁迫4~6d时,缓慢上升;水分胁迫8d时呈大幅度跳跃上升,但其绝对值仍未超过胜利百号正常供水的LOX活性。胜利百号叶片中LOX活性则从水分胁迫开始就表现为持续大幅度上升。2.5水分胁迫及gsh合成变化从图5可见,轻度水分胁迫会引起甘薯体内ASA含量(干样)上升,水分胁迫程度加剧后,ASA含量又下降。但水分胁迫各时期,两个品种ASA含量变化有差异。潮薯1号ASA含量在水分胁迫初期急剧上升,并维持到6d后才开始下降,变化幅度较小。胜利百号ASA含量在水分胁迫初期急剧上升,水分胁迫4d便开始急剧下降,上升和下降时间都比潮薯1号早,变化幅度较大,表明其自身稳定性较差。两品种叶片中GSH含量(干样)变化相似。水分胁迫条件下均表现先略有下降再上升的变化趋势(图6)。GSH的合成对水分胁迫的反应有一个滞后效应。水分胁迫初期活性氧含量增加,GSH在清除活性氧的同时自身被氧化而含量下降;当活性氧或MDA含量积累到一定程度之后,GSH的合成才增大。胜利百号GSH含量下降或上升的变化幅度相对较大,而潮薯1号则表现出相对平稳的变化。3保护酶系统在古环境对甘薯抗旱性的影响膜系统常被认为是干旱伤害的最初和关键的部位。一般认为,组成植物细胞质膜磷脂的脂肪酸不饱和性较高,较容易受到O在水分胁迫条件下,耐旱特性不同的两个甘薯品种细胞质膜通透性增加和膜脂过氧化水平提高的幅度有差别,这大概与不同品种体内清除活性氧的酶系统和保护性物质所起的作用不同有关。潮薯1号各种保护酶活性的降低明显慢于胜利百号,说明水分胁迫条件下耐旱品种保护酶系统在清除活性氧、防止膜脂过氧化方面起着更加重要的作用。两品种体内保护性物质在耐旱机制上与保护酶有所差异。保护性物质GSH含量先降后升,ASA含量表现出上升的趋势,并且潮薯1号变化较为平缓,表现相对稳定。这种上升或先降后升的趋势可能是甘薯自身在受到高于正常含量的活性氧的攻击后所产生的一种反馈结果,由于潮薯1号活性氧积累比较慢,反馈的结果使得保护性物质增加也慢于胜利百号。对于POD在活性氧代谢中清除HLOX可催化不饱和脂肪酸与分子氧产生反应形成氢过氧化物,在植物体内的酶促脂质过氧化中起重要作用,并与叶片衰老相关。潮薯1号在水分胁迫6d时LOX活性上升不明显,水分胁迫8d时有一个较大幅度的跳跃性上升(笔者认为也有可能是取样误差引起),但其活性绝对值仍未超出胜利百号的对照值。胜利百号LOX活性则表现持续上升,认为LOX在促进胜利百号叶片细胞伤害上起了较大的作用。综上所述,水分胁迫条件下,甘薯体内活