抗氧化系統(tǒng)參與不同抗性煙草品種幼苗對(duì)干旱和低溫綜合抗性的形成

王莎莎1盛業(yè)龍1馬文廣2郝大海1張建波1龔明1
（1. 云南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 生物能源持續(xù)開發(fā)利用教育部工程研究中心 云南省生物質(zhì)能與環(huán)境生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650500；2. 云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，玉溪 653100）

以對(duì)干旱和低溫脅迫具不同抗性的兩個(gè)煙草品種MSK326和云煙203為材料，研究了抗氧化系統(tǒng)在不同抗性煙草品種幼苗對(duì)干旱和低溫綜合抗性形成中的作用。在干旱和低溫脅迫下，MSK326的存活率均顯著高于云煙203，并具較低的葉片電解質(zhì)滲漏率和丙二醛含量，顯示了較強(qiáng)的綜合抗性。對(duì)細(xì)胞抗氧化劑和抗氧化酶的測(cè)定顯示，在干旱和低溫脅迫下，MSK326幼苗中還原型抗氧化劑AsA、GSH含量及其在總抗氧化劑中的比例，以及重要的抗氧化酶SOD、CAT、POD、APX的活性均高于云煙203，并且在脅迫后期差異尤為明顯。上述結(jié)果表明，MSK326在脅迫下具較強(qiáng)的氧化還原能力，有助于減輕干旱和低溫脅迫引發(fā)的氧化損傷，抗氧化系統(tǒng)參與了兩個(gè)抗性不同的品種對(duì)干旱和低溫脅迫綜合抗逆性的形成。

抗氧化系統(tǒng) 煙草 干旱脅迫 低溫脅迫 綜合抗逆性

煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，種植面積和總產(chǎn)量均居世界首位。煙草起源于雨量充沛的熱帶，喜溫暖而濕潤(rùn)的氣候，屬喜溫冷敏型作物，充足的水分、適宜的溫度是煙草的生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)構(gòu)成以

及形成優(yōu)質(zhì)煙葉的重要生理生化基礎(chǔ)。但我國(guó)大部分煙區(qū)尤其是北方煙區(qū)，常缺乏必要的灌溉條件，而在南方煙區(qū)，苗期冷害現(xiàn)象則時(shí)有發(fā)生，加之近年來西南地區(qū)的持續(xù)干旱，對(duì)我國(guó)的煙草產(chǎn)業(yè)造成了嚴(yán)重影響［1，2］。

活性氧（Reactive oxygen species，ROS）是一類性質(zhì)極為活潑的含氧物的總稱，是生物體有氧代謝的重要副產(chǎn)物，包括羥基自由基，超氧陰離子自由基，過氧化氫等，具有極強(qiáng)的氧化性［3，4］。為保證自身正常的代謝機(jī)能，植物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的清除活性氧的抗氧化系統(tǒng)，包括酶促系統(tǒng)（即抗氧化酶）和非酶促系統(tǒng)（即非酶類抗氧化劑），以維持植物體內(nèi)ROS產(chǎn)生和清除的動(dòng)態(tài)平衡［5］。但當(dāng)植物經(jīng)受干旱、低溫、鹽漬等逆境脅迫時(shí)，該平衡被打破，活性氧積累對(duì)膜脂、DNA等生物大分子造成過氧化損傷，以致代謝功能不可修復(fù)的喪失甚至細(xì)胞死亡［5，6］。大量研究顯示，在逆境脅迫下，不同植物甚至同種植物不同栽培種之間，其抗氧化酶的活性和抗氧化劑的含量變化差異較大［7-12］，而抗氧化系統(tǒng)的活化對(duì)植物脅迫耐受性的形成是至關(guān)重要的［6，10，12-14］。

作為中國(guó)煙草第一大省，云南以其得天獨(dú)厚的自然生態(tài)條件為煙草的生產(chǎn)和品質(zhì)形成提供了有利條件［15］。但低溫是云南中高海拔地區(qū)煙草生產(chǎn)中的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，且時(shí)常有洪澇干旱或初夏干旱伴隨出現(xiàn)，尤其是自2009年以來，西南地區(qū)持續(xù)大旱，對(duì)煙草的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量均形成了極大的危害［16］。在前期的研究中，分別開展了抗旱、抗低溫?zé)煵萜贩N的篩選和綜合評(píng)價(jià)工作［17］，本研究將針對(duì)其中兩個(gè)不同抗性煙草品種（MSK326和云煙203）分別進(jìn)行空氣干旱脅迫與低溫脅迫，通過測(cè)定葉片中主要抗氧化酶活性、抗氧化劑和丙二醛含量的變化，為探索抗氧化系統(tǒng)在不同抗性煙草品種耐旱和耐冷性形成過程中提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為煙草（Nicotiana tabacumL.）品種MSK326、云煙203，采用煙草懸浮育苗（參照GB/T 25241.1-2010 煙草集約化育苗技術(shù)規(guī)程），稱重法控制土壤水分含量（漂浮盤每孔中煙草專用基質(zhì)干重為4.5 g），在光照培養(yǎng)箱中正常培養(yǎng)至十字期。

1.2 方法

1.2.1 干旱脅迫處理 當(dāng)幼苗在漂浮盤中生長(zhǎng)到四葉一心時(shí)，排干漂浮池中的水分，并將漂浮盤架空，使培養(yǎng)基質(zhì)逐漸失水，從而對(duì)幼苗造成干旱脅迫，并在干旱脅迫的不同階段（2 d、4 d、6 d）進(jìn)行樣品采集，取葉片，液氮速凍后迅速置于-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 低溫脅迫處理 當(dāng)幼苗在漂浮盤種生長(zhǎng)至四葉一心時(shí)，培養(yǎng)溫度降至4℃低溫脅迫，其他培養(yǎng)條件不變，在低溫脅迫的不同階段（2 d、4 d、6 d）進(jìn)行樣品采集，取葉片，液氮速凍后迅速置于-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 存活率及抗逆生理指標(biāo)的測(cè)定 存活率測(cè)定參照姚艷榮等的方法［18］；相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定采用電導(dǎo)儀法［19］。

1.2.4 谷胱甘肽和抗壞血酸含量的測(cè)定 還原型谷胱甘肽（GSH）［20］、氧化型谷胱甘肽（GSSG）［21］、還原型抗壞血酸（AsA）［22］和氧化型抗壞血酸（DHA）［20］的提取參照本實(shí)驗(yàn)室以前的方法［23］。GSH和GSSG含量的測(cè)定按照Nagalakshmi和Prasad的方法［24］，ASA和DHA含量的測(cè)定按照J(rèn)iang和Zhang［25］的方法。

1.2.5 抗氧化酶活性的測(cè)定 五種抗氧化酶的提取按照參考文獻(xiàn)［26］。超氧化物歧化酶（SOD）［27］的測(cè)定用氮藍(lán)四唑（NBT）還原法測(cè)定（Giannopolitis和Ries 1977），以O(shè)D560變化0.5為一個(gè)酶活單位（U）［28］；過氧化物酶（POD）的測(cè)定參照愈創(chuàng)木酚法，以每分鐘OD470變化0.01為一個(gè)酶活單位（U）［29］；過氧化氫酶（CAT）［30］的測(cè)定參照Aebi［31］的方法，以每分鐘OD240變化0.1為一個(gè)酶活單位（U）；谷胱甘肽還原酶（GR）的測(cè)定參照Halliwell和Foyer［32］的方法，以每分鐘OD340變化0.1為一個(gè)酶活單位（U）；APX［33］的測(cè)定參照榮智媛等的方法［1］。

1.2.6 丙二醛（MDA）的含量的測(cè)定 丙二醛（MDA）的含量的測(cè)定參照趙世杰等的方法［34-36］。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理 每組試驗(yàn)重復(fù)3次，每次試驗(yàn)2個(gè)測(cè)定重復(fù)。試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件

分析。

2 結(jié)果

2.1 干旱脅迫與低溫脅迫對(duì)煙草幼苗存活率及抗逆生理指標(biāo)的影響

2.1.1 存活率的變化 由圖1可以看出，經(jīng)低溫脅迫10 d后，云煙203的存活率僅為55.34%，而MSK326的存活率仍為73.87%，是云煙203的1.33倍，差異達(dá)到極顯著（P＜0.01）；經(jīng)干旱脅迫6 d后，MSK326的存活率已劇烈降至15.73%，但仍顯著高于云煙203的存活率4.63%（P＜0.01），這在一定程度上說明MSK326對(duì)干旱、低溫的綜合抗逆性均顯著高于云煙203。

圖1 干旱脅迫與低溫脅迫下煙草幼苗存活率的變化

2.1.2 相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛（MDA）含量的影響

相對(duì)電導(dǎo)率可作為質(zhì)膜受傷害程度的一個(gè)指標(biāo)。如圖2-A所示，在未經(jīng)脅迫處理時(shí)，MSK326的葉片相對(duì)電導(dǎo)率已略高于云煙203，干旱脅迫4 d后，二者均呈現(xiàn)持續(xù)的快速升高，而云煙203的變化趨勢(shì)更為顯著，到干旱6 d時(shí)已達(dá)87.2%，是MSK326的2.75倍（P＜0.01）。在低溫處理下，MSK326和云煙203的葉片相對(duì)電導(dǎo)率在2 d時(shí)即迅速升高（圖2-B），此后持續(xù)地緩慢增加，到低溫處理6 d時(shí)，云煙203葉片相對(duì)電導(dǎo)率為已增至44.77%，顯著高于MSK326的40.76%（P＜0.05）。

丙二醛（MDA）被用作衡量脂質(zhì)過氧化程度的指標(biāo)。由圖3可知，在干旱處理過程中，MSK326與云煙203的葉片MDA含量呈現(xiàn)不同程度地持續(xù)增高，但云煙203增幅始終顯著高于MSK326（P＜0.01，圖3-A）；而在低溫脅迫初期（2 d內(nèi)），MSK326的葉片MDA含量略高于云煙203，但隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，MSK326和云煙203葉片中MDA含量均快速增加，但后者的增幅更大，到低溫處理6 d時(shí)已達(dá)MSK326的1.54倍（P＜0.01，圖3-B）。

圖2 干旱脅迫和低溫脅迫對(duì)煙草葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響

綜合上述結(jié)果可明顯看出，無(wú)論在干旱還是低溫脅迫下，MSK326的膜受傷害程度均低于云煙203，尤其在長(zhǎng)期脅迫下，這種差異更為明顯，表現(xiàn)出較強(qiáng)的脅迫耐受性。

2.2 干旱脅迫與低溫脅迫對(duì)煙草幼苗葉片抗氧化

劑含量的影響

2.2.1 谷胱甘肽含量的變化 還原型谷胱泔肽（GSH）與其氧化狀態(tài)即氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量的比值是反映植物體內(nèi)谷胱甘肽抗氧化活性的重要指標(biāo)之一。如圖4所示，干旱脅迫引起MSK326中GSH含量的升高，并伴隨著GSSG含量的下降，在干旱處理4 d和6 d的植株中GSH含量分別為未處理對(duì)照的2.24倍和1.99倍（圖4-A），而GSSG含量則分別降至對(duì)照的71%和61%。盡管總谷胱甘肽

（GSH+GSSG）含量與對(duì)照相比有所降低，但干旱脅迫顯著提高了MSK326中GSH/（GSH+GSSG）比值（圖4-D）。

圖3 干旱脅迫與低溫脅迫下煙草葉片丙二醛含量的變化

圖4 干旱脅迫下煙草葉片GSH（A）、GSH+GSSG（B）、GSSG（C）、GSH/（GSH+GSSG）比值（D）的變化

與此相反，云煙203中GSH含量?jī)H在干旱初期（2 d）快速增加，并伴隨著GSSG含量的減少，導(dǎo)致GSH/（GSH+GSSG）比值急劇升高至對(duì)照的2.41倍。但隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，GSH含量迅速回落，處理4 d和6 d植株中GSH含量?jī)H為同期MSK326的49.3%和7%（P＜0.01），而GSH/（GSH+GSSG）比值也降至同期MSK326的46%和35.2%（圖5，P＜0.01）?？傮w來說，與云煙203相比，MSK326在干旱脅迫下，尤其是脅迫后期，均維持著較高的GSH含量及GSH/（GSH+GSSG）比值，反映了較強(qiáng)的谷胱甘肽抗氧化活性。

由圖5可以看出，MSK326和云煙203葉片中GSH及GSSG含量呈現(xiàn)幾乎一致的變化趨勢(shì)和程度，

GSH含量在低溫4 d和6 d時(shí)迅速升高（圖5-A），但GSSG含量則在處理初期迅速降低，而后期又有所恢復(fù)（圖5-C），盡管總谷胱甘肽含量也呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)（圖5-B），但GSH/（GSH+GSSG）比值則隨低溫處理時(shí)間的增加而持續(xù)升高，顯示了云煙203和MSK326在低溫脅迫下維持著同樣較高水平的GSH含量和GSH/（GSH+GSSG）比值（圖5-A，圖5-D）。

圖5 低溫脅迫下煙草葉片GSH（A）、GSH+GSSG（B）、GSSG（C）、GSH/（GSH+GSSG）比值（D）的變化

2.2.2 抗壞血酸含量的變化 還原型抗壞血酸（AsA）能直接參與ROS的清除，對(duì)植物的抗氧化脅迫應(yīng)答有重要意義。從圖6可明顯看出，隨著干旱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，MSK326葉片中AsA含量持續(xù)升高，盡管氧化型抗壞血酸（DHA）和總抗壞血酸（AsA+DHA）含量在兩品種中均呈現(xiàn)“先升高后下降”的變化趨勢(shì)，但在MSK326中的變化幅度更大，造成AsA/（AsA+DHA）比值在干旱6 d時(shí)才顯著增加至未處理對(duì)照的3.16倍。而云煙203在干旱處理過程中，其AsA、DHA及總抗壞血酸含量（AsA+DHA）含量均在干旱4 d時(shí)達(dá)到最大值，由于AsA的變化幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過DHA，造成此時(shí)AsA/（AsA+DHA）比值達(dá)到對(duì)照的1.97倍，顯示在脅迫初期存在一個(gè)快速的氧化應(yīng)答過程。但到脅迫后期（6 d）時(shí)，其抗壞血酸含量迅速減少，AsA含量和AsA/（AsA+DHA）比值僅為同期MSK326的31.8%和35.9%（P＜0.01，圖6-A，6-D），表現(xiàn)出長(zhǎng)期干旱脅迫下較差的抗氧化能力。

如圖7所示，MSK326葉片中AsA、DHA含量在脅迫早期（2 d和4 d）變化不大，但在脅迫后期（6 d時(shí)）則迅速增加，且AsA的增幅更大，造成AsA/（AsA+DHA）比值仍達(dá)到未處理對(duì)照的1.88倍（圖7-D）。而與MSK326不同，云煙203葉片中AsA含量隨脅迫時(shí)間的增加持續(xù)緩慢上升，而DHA含量和總抗壞血酸（AsA+DHA）含量則先快速減少后急劇增加，導(dǎo)致AsA/（AsA+DHA）比值在脅迫早期迅速升高至同期MSK326的1.2倍以上，但后期又緩慢回落（P＜0.01，圖7-D），顯示了盡管云煙203對(duì)低溫脅迫的早期應(yīng)答可能優(yōu)于MSK326，但在長(zhǎng)期的脅迫下其ROS的清除能力則較差。

圖6 干旱脅迫下煙草葉片AsA（A）、AsA+DHA（B）、DHA（C）、AsA/（AsA+DHA）比值（D）的變化

圖7 低溫脅迫下煙草葉片AsA（A）、AsA+DHA（B）、DHA（C）、AsA/（AsA+DHA）比值（D）的變化

2.3 干旱脅迫與低溫脅迫對(duì)煙草幼苗葉片中抗氧化酶活性的影響

2.3.1 對(duì)超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響 從圖8-A中可看出，干旱脅迫初期，MSK326和云煙203中的SOD活性均快速升高，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，SOD活性逐漸下降，且云煙203的下降速度遠(yuǎn)超過MSK326，至干旱6 d時(shí)，MSK326的SOD活性仍比其未處理對(duì)照高1.8倍以上，而云煙203已降至對(duì)照水平以下，僅為同期MSK326的30.8%（P＜0.01，圖8-A），顯示出在長(zhǎng)期干旱脅迫下，與云煙203相比，MSK326維持著相對(duì)較高的SOD活性水平。在低溫脅迫的整個(gè)過程中，MSK326和云煙203均維持著較高水平的SOD活性，兩品種之間的酶活差異不顯著（圖8-B，P＜0.05）。

2.3.2 對(duì)過氧化物酶（POD）活性影響 在干旱脅迫下，MSK326和云煙203葉片中POD的活性均呈現(xiàn)“先升高后降低”的趨勢(shì)，在干旱4 d時(shí)達(dá)到最大值，此后活性又有所下降，而云煙203中POD活性的下降程度更大，到干旱6 d時(shí)僅為同期MSK326的41.67%（P＜0.01，圖8-C）。在低溫脅迫下，MSK326中POD活性在脅迫后期（4 d和6 d）持續(xù)快速升高，而云煙203中POD活性僅在低溫4 天時(shí)有一個(gè)顯著升高，之后又快速下降，到6 d時(shí)僅為同期MSK326中POD活性的23.3%（P＜0.01，圖8-D）。總的來說，在長(zhǎng)期干旱和低溫脅迫下，與云煙203相比，MSK326均維持著相對(duì)較高的POD活性水平。

2.3.3 對(duì)過氧化氫酶（CAT）活性影響 如圖8-E、F所示，干旱脅迫下MSK326和云煙203中CAT活性變化趨勢(shì)與POD相似，只是在干旱4 d和6 d時(shí)，兩品種之間的酶活差異更為顯著，云煙203中CAT活性僅為同期MSK326的49.2%和8.5%（P＜0.01）。而低溫脅迫則在早期即促進(jìn)MSK326和云煙203中CAT活性的急劇增加，盡管隨著脅迫時(shí)間的增加，兩品種中CAT活性均持續(xù)下降，但在整個(gè)處理脅迫中，MSK326的CAT活性均顯著高于云煙203（P＜0.01，圖8-F）。

2.3.4 對(duì)抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性影響由圖8-G、H可知，在未經(jīng)脅迫處理時(shí)，MSK326葉片中APX活性僅為云煙203的66.5%（P＜0.05），但干旱脅迫顯著誘導(dǎo)了MSK326葉片中APX活性的升

高，并在脅迫4 d時(shí)達(dá)到最大值，為未處理對(duì)照的2.55倍。盡管此時(shí)云煙203葉片APX活性也有所升高，但其變化幅度遠(yuǎn)小于MSK326，尤其在脅迫后期（6 d），其APX活性劇烈下降，僅為同期MSK326的47.9%（P＜0.01，圖8-G）。而圖8-H則表明，低溫脅迫4 d內(nèi)對(duì)云煙203和MSK326葉片APX活性均沒有明顯的影響，但在脅迫后期（6 d）卻極大地誘導(dǎo)了MSK326葉片APX活性的升高，使之達(dá)到同期云煙203的4.51倍（P＜0.01）。

圖8 干旱脅迫與低溫脅迫對(duì)煙草葉片SOD（A、B）、POD（C、D）、CAT（E、F）、APX（G、H）和GR（I、J）活性的影響

2.3.5 對(duì)谷胱甘肽還原酶（GR）活性影響 在干旱和低溫脅迫下，MSK326和云煙203葉片中GR活性均持續(xù)下降，尤其在干旱脅迫下，下降程度更為顯著，到干旱6 d時(shí)，二者GR活性均降至各自未處理對(duì)照的16.2%和4.9%，但此時(shí)MSK326的GR活性仍為云煙203的3.6倍（P＜0.01，圖8-I）。而在低溫脅迫下，MSK326和云煙203葉片中GR活性僅在脅迫

初期快速下降，后期則維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，且在整個(gè)低溫脅迫過程中，兩品種間的GR活性差異均不顯著（圖8-J）。

3 討論

活性氧（ROS）是植物細(xì)胞進(jìn)行有氧代謝的副產(chǎn)物，細(xì)胞中ROS水平的高低是由其產(chǎn)生和清除系統(tǒng)共同決定的［5］。在逆境脅迫下，植物細(xì)胞常常發(fā)生ROS爆發(fā)，最新的研究認(rèn)為，這類ROS具有“雙重效應(yīng)”：一方面以第二信使的形式，參與植物對(duì)脅迫響應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑；另一方面，ROS產(chǎn)生與清除平衡被打破，ROS的積累對(duì)細(xì)胞造成氧化脅迫，引發(fā)蛋白質(zhì)、DNA和膜脂的氧化損傷，造成膜結(jié)構(gòu)破壞、電解質(zhì)滲漏并加速細(xì)胞的衰老和死亡［37-39］。

為保證逆境脅迫下正常的代謝機(jī)能，植物往往主動(dòng)調(diào)動(dòng)自身的抗氧化系統(tǒng)，包括促進(jìn)抗氧化劑（GSH、AsA）的合成，以及提高抗氧化酶（SOD、POD、CAT、GR、APX等）的活性，以維持植物體內(nèi)ROS產(chǎn)生和清除的動(dòng)態(tài)平衡，增強(qiáng)對(duì)逆境脅迫的耐受性［5，37］。已有研究顯示，在逆境脅迫下，不同植物甚至同種植物不同栽培種之間，其抗氧化酶的活性和抗氧化劑的含量變化差異很大［7-12］，但關(guān)于抗氧化系統(tǒng)是否參與煙草不同抗性品種對(duì)干旱和低溫綜合脅迫耐受性形成的研究目前尚未見報(bào)道。

本研究首先將兩個(gè)煙草品種（MSK326和云煙203）分別置于干旱和低溫脅迫下，并測(cè)量其存活率、葉片相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量，通過綜合比較發(fā)現(xiàn)，不論在干旱或低溫脅迫下，與云煙203相比，MSK326均具備較高的存活率，且在同等脅迫程度下，其葉片的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量亦低于云煙203，反映了脅迫因子對(duì)其膜結(jié)構(gòu)完整性的破壞和膜脂過氧化程度較低，在總體上表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱和抗冷的綜合耐受性。

AsA和GSH是植物體內(nèi)普遍存在的小分子抗氧化劑，是自由基清除系統(tǒng)的重要組成物質(zhì)。目前的研究普遍認(rèn)為，二者不僅可以通過抗壞血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循環(huán)協(xié)同作用清除H2O2，也還單獨(dú)可以作為抗氧化劑直接參與ROS的清除，同時(shí)GSH還可以通過調(diào)節(jié)膜蛋白中巰基與二硫鍵化合物的比率，而對(duì)細(xì)胞膜起保護(hù)作用［6］。本研究的結(jié)果表明，與云煙203相比，MSK326在干旱脅迫下，尤其是干旱后期，維持著較高的GSH、AsA含量以及GSH/（GSH+GSSG）和AsA/（AsA+DHA）比值，并伴隨著較高的抗氧化酶活性（SOD、POD、CAT、APX和GR）。而盡管在低溫脅迫下，兩品種在GSH含量、GSH/（GSH+GSSG）比值和GR活性方面差異不大，但隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，MSK326仍表現(xiàn)出較高的AsA含量、AsA/（AsA+DHA）比值和SOD、POD、CAT和APX活性，這可能與本研究中采用的低溫脅迫強(qiáng)度較低有關(guān)。但總體來看，與云煙203相比，MSK326顯示出在長(zhǎng)期持續(xù)的干旱和低溫脅迫下具備較強(qiáng)的ROS清除能力，這有利于維持體內(nèi)的氧化還原平衡，表明抗氧化系統(tǒng)在不同抗性煙草品種幼苗綜合耐逆性的形成過程中發(fā)揮了重要的作用。

4 結(jié)論

在干旱和低溫脅迫下，抗性品種MSK326均具備較高的存活率，膜結(jié)構(gòu)完整性的破壞和膜脂過氧化程度較低，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱和抗冷的綜合耐受性。尤其是脅迫后期，與云煙203相比，抗性品種MSK326維持了較高的還原型抗氧化劑AsA、GSH含量及其在總抗氧化劑中的比例，并具備相對(duì)較高水平的抗氧化酶的活性，包括超氧化物歧化酶SOD、過氧化氫酶CAT、過氧化物酶POD、抗壞血酸過氧化物酶APX和谷胱甘肽還原酶GR，顯示出較強(qiáng)的氧化還原能力。

抗氧化系統(tǒng)在參與了不同抗性煙草品種幼苗對(duì)干旱和低溫綜合耐逆性的形成。

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（責(zé)任編輯 李楠）

Involvement of Antioxidant Defense System in Drought and Chilling Comprehensive Resistance Formation in Different Resistant Varieties of Tobacco Seedlings

Wang Shasha1Sheng Yelong1Ma Wenguang2Hao Dahai1Zhang Jianbo1Gong Ming1
（1. School of Life Sciences，Key Laboratory of Biomass Energy and Environmental Biotechnology of Yunnan Province，Engineering Research Center of Sustainable Development and Utilization of Biomass Energy of Ministry of Education，Yunnan Normal University，Kunming 650500；2. Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences，Yuxi 653100）

Two varieties of tobacco with different drought/chilling-resistance, MSK326 and yunyan203, were taken as experimental materials in this study, aiming at understanding the involvement of antioxidant defense system in drought and chilling comprehensive resistance formation of tobacco seedlings. MSK326 had a higher viabillity than yunyan203, with a lower relative electrolytic leakage and MDA content of leaves under both drought and chilling stress, demonstrating a higher comprehensive resistance to drought and chilling stress than yunyan203. The results of cellular antioxidant contents and enzymatic activity determination showed that, under drought or chilling stress, MSK326 could retain higher contents of AsA and GSH, ratio of reduced to total antioxidants and activities of the antioxidant enzymes（SOD, CAT, POD, APX）than yunyan203, especially at the late stage of stress. All these results indicated that an enhanced intracellular anti-oxidative capacity of MSK326 could be helpful to alleviate stress-induced oxidative damages, indicating the involvement of antioxidant system in drought and chilling comprehensive resistance formation of tobacco seedlings.

Antioxidant defense system Tobacco Drought stress Chilling stress Comprehensive resistance

2013-09-29

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30460016），中國(guó)煙草總公司云南省公司科技計(jì)劃項(xiàng)目（2011YN10）

王莎莎，女，博士，研究方向：植物逆境生理和分子生物學(xué)；E-mail：vanessa.shasha83@gmail.com；盛業(yè)龍同為本文第一作者

龔明，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：植物逆境生理和分子生物學(xué)；E-mail：gongming63@163.com