摘 要:以美味獼猴桃品種秦美的組培苗為試材，研究了脯氨酸對(duì)高溫脅迫下獼猴桃苗抗熱性相關(guān)生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，脯氨酸可抑制高溫脅迫下獼猴桃葉細(xì)胞膜透性和丙二醛(MDA)含量的增大，且增強(qiáng)了超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、過(guò)氧化物酶(POD)和抗血酸過(guò)氧化物酶(APX)的活性，與此同時(shí)也增加了抗壞血酸(AsA)和還原型谷胱甘肽(GSH)的含量。

關(guān)鍵詞:脯氨酸;獼猴桃苗;高溫脅迫;抗熱性;生理指標(biāo)

中圖分類號(hào):S663.401 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):1001-4942(2010)05-0044-04

獼猴桃是一種不耐高溫的果樹(shù)，在高溫脅迫下，其葉和果實(shí)極易發(fā)生灼燒而受到傷害。在逆境條件下高等植物體內(nèi)積累脯氨酸及脯氨酸在植物抗逆中的生理作用已有報(bào)道，但這些工作大多集中在水分脅迫和滲透脅迫研究[1]。蘚類植物在一定范圍的高溫脅迫下，其體內(nèi)游離脯氨酸的含量隨處理溫度的升高和處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增加[2]。脯氨酸對(duì)高溫脅迫下獼猴桃抗熱性相關(guān)生理效應(yīng)尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)研究了脯氨酸對(duì)高溫脅迫下獼猴桃苗抗熱性相關(guān)生理指標(biāo)的影響，以期為脯氨酸在獼猴桃生產(chǎn)中的應(yīng)用尤其是緩解獼猴桃高溫傷害提供參考。

1 材料與方法

試驗(yàn)材料為美味獼猴桃(Actinidia deliciosa C. F. Liang et A.R.Ferguson)品種秦美培養(yǎng)30 d生長(zhǎng)基本一致的組培苗，繼代培養(yǎng)基是MS+1.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L IBA，在培養(yǎng)基中分別加入0(對(duì)照)、0.5、5、50 μmol/L的脯氨酸，置于25℃、光照為80 μmol/(m²#8226;s) (12h光/12h暗)培養(yǎng)室中培養(yǎng)20 d后，放入40℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行高溫處理2、4、6、8、10 h。然后從中選取生長(zhǎng)基本一致的葉片進(jìn)行生理生化指標(biāo)的測(cè)定。數(shù)據(jù)為重復(fù)測(cè)定3次的平均值，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行整理、分析和做圖。

丙二醛(MDA)含量和細(xì)胞膜透性測(cè)定參照陳建勛等(2002)[3]的方法，超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性、AsA和GSH含量測(cè)定參照高俊鳳(2004)[4]的方法，抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性測(cè)定參照Nakano 和Asada[5]的方法略加修改，即在3 ml反應(yīng)體系中，加入50 mmol/L、pH=7.0 磷酸緩沖液(PBS)1.8 ml 、15 mmol/L ASA 0.1 ml 、0.3 mmol/L H2O2 1 ml、酶提取液0.1 ml，以加同體積50 mmol/L pH=7.0 磷酸緩沖液(PBS)為對(duì)照，用分光光度計(jì)測(cè)定1 min內(nèi)OD290 nm值的變化，每變化0.01定義為一個(gè)酶活力單位(U)，結(jié)果用U/gFW表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 脯氨酸對(duì)高溫脅迫下獼猴桃苗膜透性和MDA含量的影響

圖1、2顯示，隨著高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，獼猴桃葉細(xì)胞膜透性呈增大的趨勢(shì)，在0~4 h脯氨酸對(duì)葉細(xì)胞膜透性的增大抑制效果不明顯，而在4~10 h脯氨酸對(duì)細(xì)胞膜透性的增大則有緩解作用;MDA含量隨高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)明顯增加，

在0~6 h內(nèi)脯氨酸對(duì)MDA含量的增大抑制效果不明顯，而在6 h后各濃度的脯氨酸處理的獼猴桃葉細(xì)胞的MDA含量都不同程度地低于對(duì)照。所以認(rèn)為脯氨酸可抑制高溫脅迫下獼猴桃葉細(xì)胞膜透性和MDA含量的增大。

2.2 脯氨酸對(duì)高溫脅迫下獼猴桃苗抗氧化酶活性的影響

如圖3所示，在2~6 h高溫脅迫下SOD活性都呈增大趨勢(shì)，6 h后SOD活性都有不同程度的下降，但0.5、5 μmol/L脯氨酸處理的獼猴桃苗SOD活性高于2 h時(shí)的活性。在高溫脅迫下用0.5、5 μmol/L的脯氨酸處理獼猴桃，其葉細(xì)胞SOD活性明顯高于對(duì)照。

由圖4看出，隨高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，各種濃度脯氨酸處理的CAT活性都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且都顯著高于對(duì)照，其中以5、50 μmol/L脯氨酸處理的效果最為明顯。圖3、4表明，脯氨酸能不同程度地提高高溫脅迫下獼猴桃葉細(xì)胞中SOD、CAT的活性。

圖5顯示，隨高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，POD活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在0~10 h內(nèi)各濃度的脯氨酸處理POD活性都高于對(duì)照，在4~10 h內(nèi)，與對(duì)照差異達(dá)到顯著水平，其中以5 μmol/L的脯氨酸處理效果最為明顯。

圖6表明，在高溫脅迫下APX活性也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，各濃度處理在2~10 h都高于對(duì)照，差異也達(dá)顯著水平，其中以50 μmol/L的脯氨酸處理效果最為明顯。

2.3 脯氨酸對(duì)高溫脅迫下獼猴桃苗AsA和GSH含量的影響

AsA和GSH是植物體內(nèi)重要的抗氧化劑。由圖7可知，隨高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，各種濃度脯氨酸處理的AsA含量都表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)。在0~6 h內(nèi)，各種濃度處理的AsA含量均高于對(duì)照;在6~10 h內(nèi)0.5、5 μmol/L的脯氨酸處理的AsA含量顯著高于對(duì)照，其中以5 μmol/L的脯氨酸處理效果最為明顯。

圖8顯示，在2~8 h內(nèi)，GSH含量表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，但各濃度脯氨酸處理的GSH含量均低于對(duì)照;在6~10 h內(nèi)，GSH含量均有不同程度的下降，但以對(duì)照的GSH含量下降最為明顯，在8~10 h內(nèi)，各濃度脯氨酸處理的GSH含量均不同程度地高于對(duì)照，說(shuō)明隨高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，脯氨酸能抑制GSH含量的下降。

3 討論與結(jié)論

脯氨酸是一種小分子的滲透物質(zhì)，是水溶性最大的氨基酸，植物在受到逆境脅迫時(shí)都能積累高水平的脯氨酸。有學(xué)者把植物在逆境脅迫下脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化，作為抗脅迫性的重要生理指標(biāo)[6]。高溫脅迫下的草坪草，其體內(nèi)脯氨酸含量明顯增加，可以作為選擇耐高溫草坪草品種的指標(biāo)[7]。本試驗(yàn)研究了在高溫脅迫下獼猴桃苗培養(yǎng)基中加入脯氨酸后對(duì)抗熱性相關(guān)生理指標(biāo)的影響，結(jié)果表明，脯氨酸可抑制細(xì)胞膜透性的增大和MDA含量的增加，與此同時(shí)也不同程度地提高了抗氧化酶活性和抗氧化劑含量。其它的研究也表明，脯氨酸不僅是氧化還原信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的重要分子，也是一種重要的活性氧螯合劑，所有植物在各種脅迫條件下都可以產(chǎn)生活性氧，而脯氨酸可以激發(fā)體內(nèi)SOD、CAT、POD等抗氧化酶的活性，也可以高效清除羥自由基，穩(wěn)定蛋白質(zhì)、DNA和細(xì)胞膜的穩(wěn)定性[8，9]。近年來(lái)，利用植物基因工程手段進(jìn)行脯氨酸合成相關(guān)基因的植物轉(zhuǎn)化，提高脯氨酸的累積量，提高植物耐受環(huán)境脅迫能力的研究取得了很大進(jìn)展[10]。所以，通過(guò)本試驗(yàn)和前人的研究，說(shuō)明脯氨酸在提高植物抗逆性的應(yīng)用中有一定的參考價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn):

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