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何谓“阿斯巴甜” - 老年 - 家庭健康 -

时间:2016-07-27 12:39:49来源:网络收集Tags:     ()

李昌亨,高美英,张鹏飞,纪 薇,温鹏飞

(山西农业大学园艺学院,山西 太谷 030801)

摘 要:以酿酒葡萄赤霞珠叶片为试材,采用短波紫外(UV-C,254 nm)照射,初步研究了UV-C照射0,30,60,120,240 min后对葡萄叶片中抗氧化酶系的影响。结果表明,UV-C照射后,随时间的延长,活性氧清除系统中超氧化物歧化酶(SOD)活性和脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量均呈先升高后下降的趋势;过氧化物酶(POD)活性呈先升高后下降再升高的趋势。方差分析结果表明,SOD活性与对照间差异达到显著水平;POD活性与对照间差异达到极显著水平;MDA含量与对照间差异均未达显著水平。

关键词:UV-C;葡萄叶片;抗氧化酶系

中图分类号:S663.1 文献标识码:A 文章编号:1002-2481(2014)04-0332-04

收稿日期:2013-11-29

基金项目:国家自然科学基金项目(31372013,30800740);山西农业大学学术骨干培养计划项目(XG201219)

作者简介:李昌亨(1989-),男,山西洪洞人,在读硕士,研究方向:葡萄逆境生理及分子生物学。温鹏飞为通讯作者。

近年来,由于工业化和城市化的迅速发展,导致平流层臭氧的快速消耗,从而使得到达地面的紫外线(UV)强度增大,而高强度的紫外辐射对光合生物体的影响已引起了人们的普遍关注[1]。植物在正常生长情况下,体内的抗氧化系统使活性氧的产生和清除处于动态平衡状态,在逆境(干旱、高温、UV等)条件下,体内抗氧化系统清除活性氧能力下降[2-4],导致细胞内会产生大量的活性氧,高浓度的活性氧会对植物产生毒害作用,清除细胞内过量的活性氧是生物体应对紫外胁迫的一项重要机制[1]。而目前普遍认为,抗氧化酶系是高等植物清除活性氧的重要防御系统。抗氧化酶类包括对活性氧直接起作用的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)以及作用范围较广的过氧化物酶(POD)等[3]。

短波紫外线(UV-C)可以在不同程度上诱导生物体内活性氧代谢相关酶活性的上升,利于活性氧的清除,从而维持活性氧代谢的平衡[5],保护植物不受活性氧的伤害。

目前,有关紫外线辐射增强对植物抗氧化系统影响的研究已经很多。大量研究证明,由活性氧引起的氧化胁迫是绿色植物不可避免的邯郸好的癫痫病医院是哪里现象。刘长虹等[6]研究表明,UV-C处理番茄提高了抗氧化酶CAT,SOD,GR的活性,显著提高了番茄果实的总抗氧化能力;刘鹏等[7-8]研究表明,在增强紫外线辐射处理下,抗氧化酶活性增强;而晏斌等[9]研究认为,随着辐射时间的延长,抗氧化酶活性逐渐降低,即对活性氧的清除作用逐渐减弱。前人的研究大多集中在不同辐射剂量下叶片内抗氧化酶系活性的变化情况,而对保持最适当抗氧化酶系活性时的阈值研究相对较少。

本试验以赤霞珠(Vitis vinifera L. cv. Cabernet Sauvignon)叶片为材料,研究其在不同时长紫外线照射下,抗氧化酶系活性及过氧化产物MDA含量的变化情况,旨在寻求葡萄对UV-C的耐性阈值,为后续的试验奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

赤霞珠葡萄种植于山西农业大学园艺站内,定植于2007年,篱架,株行距为1.0 m×2.5 m,南北行向,正常管理。

1.2 试验设计

UV-C辐射处理:UV-C光源由3支40 W中波紫外线灯(254 nm,ZSZ 型石英紫外线杀菌灯,天津广泽特种光源有限公司生产)组成,将UV-C灯组置于葡萄植株正前方,根据植株生长情况,不断调整灯管与葡萄植株顶部之间的高度(间距为30~50 cm),确保辐射强度的恒定性。

试验共设3个处理,CK为对照组,只接受自然光照射,即UV-C照射时长为0 min;T1,T2为人工增加UV-C辐射处理组,照射时长分别为5,10 min。随机选取长势较一致的3株赤霞珠进行UV-C照射,8:00开始,累计处理5,10 min,分别于照射后的0,30,60,120,240 min取样,随机选择照射后新梢中上部10~15片叶,去除病虫害叶、损伤叶,混匀后,迅速带回实验室,4 ℃贮存待用。

1.3 测定项目及方法

采用氮蓝四唑(NBT)光还原法[10]测定超氧化物歧化酶(SOD)活性;采用愈创木酚法[11]测定过氧化物酶(POD)活性;采用硫代巴比妥酸比色法[12]测定丙二醛(MDA)含量。

1.4 数据处理

采用Excel 2003分析试验数据及绘制折线图,利用SAS进行方差数据分析,利用标记字母法表示多重比较结果。

2 结果与分析

2.1 UV-C照射后葡萄叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化

SOD是生物防御活性氧伤害的重要保护酶之一。由图1可知,赤霞珠葡萄植株接受UV-C照射后,叶片内SOD活性表现为先上升后下降的趋势。CK(不遭受UV-C照射)葡萄叶片SOD活性基本保持不变,而UV-C照射诱导叶片内SOD活性明显增强,UV-C照射5,10 min处理的SOD活性均在照射后60 min达到最大值,分别比对照增加了39.2%和59.1%,且差异达显著水平。表明UV-C照射羊癫疯对人们的伤害和影响很大吗导致了活性氧的产生,从而激活或诱导SOD活性增强。此后,随着时间的推移,SOD活性逐渐下降,至处理后240 min,UV-C照射5 min处理的SOD活性低于对照。此外,从图1还可看出,UV-C处理时间不同,叶片SOD活性变化也有所不同,虽然SOD活性在2种UV-C处理中均于处理后60 min达最大值,但UV-C照射10 min处理下SOD活性上升更为明显。

2.2 UV-C照射后葡萄叶片中过氧化物酶(POD)活性的变化

POD 是清除过氧化物的酶。由图2可知,赤霞珠葡萄遭受UV-C照射后,叶片中POD活性均高于对照,表明UV-C照射激活了葡萄叶片的POD。处理组POD活性表现为前期上升后期下降的趋势。UV-C处理后30 min内,叶片中POD活性均有所增强,但UV-C照射5 min与照射10 min处理间差异不明显;照射后30~60 min,处理组POD活性明显高于对照,且UV-C照射5 min处理的POD活性明显低于UV-C照射10 min。方差分析结果表明,照射后60 min,3个处理的POD活性之间差异达极显著水平;照射后60~120 min,处理组POD活性迅速降低,至120 min,与对照间差异不明显;照射后120~240 min,POD活性略有回升。

2.3 UV-C照射后葡萄叶片丙二醛含量的变化

MDA 为膜脂过氧化产物,其值的大小表示膜脂的过氧化程度。从图3可以看出,UV-C照射后,赤霞珠葡萄叶片内MDA含量表现为先上升后下降的趋势,且整个试验期间,处理组MDA含量均高于对照组。此外,照射时间不同,MDA含量变化也有所不同,UV-C照射5 min 处理在照射后60 min内,MDA含量持续增加;60 min后,MDA含量有所降低。而UV-C照射10 min则在照射后30 min达到最大值,随后表现为持续下降的趋势。方差分析表明,不同处理与对照间差异均未达到显著水平。

3 讨论

大量研究表明,当作物衰老和处于干旱、盐渍、高温、低温、紫外及重金属污染等逆境条件下,会产生更多的氧自由基[13],而SOD,CAT和POD是植物抗氧化酶系统中最为重要的3种保护酶,三者相互协调,可有效地清除代谢过程中产生的活性氧,使生物体内活性氧维持在一个较低的水平,防止活性氧引起的膜脂过氧化及其伤害过程[14]。

3.1 UV-C照射后葡萄叶片中SOD活性的变化

SOD是存在于植物细胞中最重要的清除氧自由基的酶之一[13],其活性水平与植物在逆境下出现的伤害或植物对逆境的不同抵抗能力有关。在保护酶系统中,SOD可催化2个O2-发生歧化反应,生成H2O2和O2,而H2O2在O2-存在的条件下又会生成毒性更强的·OH。因此,要防止活性氧伤害就必须将H2O2和O2-迅速清除掉,以减轻膜脂过氧化作用[3]。本研究结果表明,在UV-C辐射增强条件下,葡萄植株启动了保护酶系统,UV-C辐射后葡萄叶片中郑州癫痫医院的效果怎么样的SOD活性呈先升高后降低的趋势,与晏斌等[9]的研究结论吻合。表明在辐射初期,UV-C照射会导致活性氧产生,从而激活或诱导SOD活性增强,以利于清除辐射诱导产生的大量H2O2及O2-等,降低活性氧的伤害。但随着时间的增加,SOD和POD的活性呈下降趋势,表现出抑制作用,可能是由于强UV-C辐射钝化了SOD,POD的活性[15]。

3.2 UV-C照射后葡萄叶片中POD活性的变化

POD广泛存在于植物体内不同组织中,它作为活性较高的适应性酶,能够反映植物生长发育的特点、体内代谢状况以及对外界环境的适应性。植物体内的POD主要清除H2O2,它们将H2O2还原为H2O[16]。本试验结果表明,POD活性总体呈先升高后降低再升高的趋势,由此可知,在辐射前期由于保护酶系统起到了主要的抗氧化作用,而辐射后期抗氧化酶活性开始下降,可能会随着UV-C处理的延长,抑制POD活性,因而清除能力下降,抵不上活性氧产生的速度,造成活性氧的水平进一步增高,破坏了膜系统[9]。

3.3 UV-C照射后葡萄叶片中MDA含量的变化

MDA是细胞膜脂过氧化作用的产物,常用来表示植物对逆境条件反应的强弱,是衡量植物在逆境中膜脂过氧化程度的常用指标之一。撒玉霞等[1]研究证实,UV-B辐射会导致发菜细胞中MDA含量增加。本试验结果表明,在高强度UV-C辐射条件下,MDA含量的变化随着处理后的时间延长呈先逐渐增高后缓慢降低的趋势。在UV-C辐射增强条件下,MDA含量明显增加,反映出UV-C辐射增强对植物膜系统的破坏表现在膜脂过氧化上,可能破坏了膜结构。这与陈拓等[17]在其他植物上的研究结论基本一致。而MDA含量的缓慢降低,可能与不同试验者选用的试验材料不同有关,因植物对UV-C辐射的敏感性具有明显的品种间差异。同时,李群等[18]研究认为,环境因素的变化对不同酶活性的诱导方式不同,酶活力的变化又与其在体内的产生及代谢过程有关,与其在体内的作用机制也有一定的关系,因此,对于同一环境因子的刺激,体内不同酶的反应也不同。

4 结论

UV-C辐射处理后时间延长致使SOD活性增强,呈先升高后降低的趋势,且在辐射后的60 min时活性达到最大;在UV-C辐射5 min后的不同采摘时间与对照间差异均达到显著水平,而UV-C辐射10 min后的不同采摘时间中,60 min时与对照间差异达到极显著水平。UV-C辐射处理后时间延长致使POD活性增强,呈先升高后降低再升高的趋势,且在辐射后的60 min时活性达到最大,与对照间差异达到极显著水平。

UV-C辐射处理后时间延长使MDA含量增加,呈先升高后降低趋势,且在辐射后的30~60 min时含量达到最大,且与对照间差异均未达显著水平。

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