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1、PEG胁迫对番茄幼苗叶片SOD同工酶的影响 摘要：以4个番茄品种为材料，采纳改进的氮蓝四唑光还原法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法，探讨了经聚乙二醇模拟干旱胁迫处理后，番茄幼苗叶片超氧化物歧化酶同工酶活性及酶谱的改变。结果表明，4个番茄品种的SOD同工酶活性均较比照明显增加，各品种的胁迫系数凹凸依次依次为中蔬4号、中杂105、Money maker、中杂9号；模拟干旱胁迫处理没有使各品种SOD同工酶酶谱条带数目出现增加，仍为3条，SOD同工酶条带对干旱响应敏感程度的大小排序依次为SOD-、SOD-、SOD-，其中SOD-条带的酶谱亮度、带宽在处理与比照之间均明显增加，增加程度大小的品种排序依次为中蔬4号
2、、中杂105、Money maker、中杂9号，与胁迫系数一样，说明SOD与干旱胁迫亲密相关的同工酶为SOD-，其可能是番茄耐旱品种SOD同工酶活性较高的根源；所以SOD-条带可作为番茄抗旱生理育种的筛选指标。 关键词：番茄；聚乙二醇；胁迫；超氧化物歧化酶同工酶 中图分类号：S641.2；Q945.78；Q554 文献标识码：A 文章编号：0439-811408-1833-03 干旱是影响作物生长和产量的重要环境因素之一，其会使植株在形态特征、理化特性方面发生一系列的改变，导致作物体内聚集大量的活性氧等有害物1。超氧化物歧化酶同工酶作为作物响应干旱等逆境胁迫的防卫性爱护酶之一，可以有效地清除超
3、氧阴离子自由基、防止脂质氧化、削减对膜系统的损伤2。SOD广泛存在于植物体内，已有报道表明在干旱胁迫下会引起植物SOD同工酶活性3-5及酶谱的改变6，但未见干旱胁迫对番茄SOD同工酶酶谱影响的报道。聚乙二醇是一种高分子渗透剂，能导致作物组织和细胞处于类似干旱的水分胁迫状态之中，但本身不穿越细胞壁进入细胞质，不会引起质壁分别7，因此是作物模拟干旱胁迫试验的良好替代品。本试验采纳PEG-6000模拟干旱胁迫处理，对番茄幼苗叶片的SOD同工酶活性及酶谱的改变进行了比较，以期揭示其改变规律，旨在为番茄抗旱生理育种供应参考依据。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 植物材料 供试番茄品种有中杂10
4、5、中杂9号、中蔬4号，由中国农业科学院蔬菜花卉探讨所供应；另一个番茄品种Money maker由荷兰瓦格宁根高校植物育种系供应。 1.1.2 试剂与药品 主要试剂有乙醇、HgCl2、聚乙烯吡咯烷酮、甲硫氨酸、氮蓝四唑、四甲基乙二胺、EDTA-Na2、核黄素等，均为分析纯；Hoagland培育液和磷酸盐缓冲液自配，模拟干旱胁迫用品20% PEG-6000也为分析纯。 1.1.3 仪器 主要有DYY-型电泳仪及配套电泳槽、电源、DK-S电热恒温水浴锅、PL2002 电子天平梅特勒-托利多仪器有限公司、PHS-3G pH酸度计、FYL-YS试验用冰箱、KR-GZ人工气候室等。 1.2 方法 1.2
5、.1 材料处理与取样 每个番茄品种选择101粒饱满种子，经1 g/L HgCl2溶液消毒8 min，去离子水反复冲洗；吸胀7 h后28 催芽73 h，将萌发一样的种子置于含1/2 Hoagland培育液的培育盆中水培，定苗6株/盆，然后移入昼夜温度为/的人工气候室内，幼苗经20 d培育，以加入20 % PEG-6000的1/2 Hoagland培育液的幼苗水培为处理组，同时设不加20% PEG-6000的幼苗水培为比照组，均3次重复。在培育期间，每12 h相应更换1次培育液，以削减试验的浓度误差。在试验起先时和处理后的24、48、73 h分别对2组番茄幼苗的叶片取样分析。 1.2.2 SOD同
6、工酶活性测定 SOD粗提。剪取不同处理各番茄品种幼苗叶片0.5 g，加入1 mL预冷的50 mmol/L磷酸盐缓冲液，冰浴研磨至匀浆，加磷酸盐缓冲液补充至终体积5 mL，匀浆液于4 10 000 r/min离心15 min，上清液即为SOD粗提液。 SOD活性测定及胁迫系数计算。采纳改进的NBT光还原法，酶的显色反应体系为：50 mmol/L 磷酸盐缓冲液1.50 mL，130 mmol/L 甲硫氨酸溶液0.30 mL，0.75 mmol/L NBT溶液0.30 mL，0.1 mmol/L EDTA-Na2 溶液0.03 mL，去离子水0.25 mL。各取2.65 mL反应混合液转入4支透亮度
7、好的试管内，并编号，1号、2号试管再各加入磷酸盐缓冲液0.05 mL、20 mol/L核黄素溶液0.30 mL，分别作为暗环境比照、光环境比照；3号、4号试管再各加入酶液0.05 mL、20 mol/L核黄素溶液0.30 mL，并置于4 000 lx光照度、25 下反应20 min，作为样品测试管；反应结束后，在560 nm 处测定吸光度，以每克样品抑制NBT光还原的50%为1个酶活性单位8。采纳以下公式计算SOD活性，酶活单位为U/g，求样品测试管酶活性的平均值。 SOD总活性=V/； ACK为光环境比照管的吸光度值，AE为样品管的吸光度值，V为样品液的总体积，Vt为测定时样品的用量，W为样
8、品鲜重。 胁迫系数是植物在发育过程中抗胁迫实力凹凸的一种表述，其计算公式为： SOD胁迫系数=处理组SOD总活性最大值/相应比照组SOD总活性值。 1.2.3 SOD同工酶电泳 采纳聚丙烯酰胺凝胶电泳法，上样酶量30 L，在浓缩胶里稳流20 mA，进入分别胶后稳流40 mA，67 h完成电泳。同工酶电泳染色采纳NBT染色法，凝胶依次经染液在黑暗下染色20 min、染液在黑暗下染色15 min、染液在光照下染色2030 min，转换染液期间需用去离子水冲洗凝胶，最终用95%乙醇浸泡5 min，再转入去离子水中照相，可使SOD酶带呈现出清楚透亮的酶谱。 2 结果与分析 2.1 PEG胁迫对番茄幼苗
9、叶片SOD同工酶活性的影响 在20% PEG-6000模拟干旱胁迫处理73 h内，4个番茄品种幼苗叶片的SOD同工酶活性动态改变状况见图1，处理73 h时的SOD同工酶活性与胁迫系数比较状况见表1。从图1可见，各品种在处理24、48、73 h的SOD同工酶活性均明显高于比照组，不过Money maker的SOD同工酶活性于48 h达到峰值后因持续胁迫出现了下降，其他3个品种于73 h达到峰值并呈有差异的上升趋势，说明在肯定干旱程度下，番茄可以通过提高SOD同工酶活性来适应干旱逆境，且品种间适应持续干旱的实力存在差异。由表1可知，番茄品种的胁迫系数凹凸依次依次为中蔬4号、中杂105、Money
10、maker、中杂9号，说明品种间SOD同工酶活性响应干旱胁迫的程度明显不同，其中中蔬4号响应主动，具有相对较强的清除活性氧和修复损伤、适应胁迫环境的实力。 2.2 PEG胁迫对番茄幼苗叶片SOD同工酶酶谱的影响 采纳20% PEG-6000模拟干旱胁迫处理24、48、73 h后，获得的4个番茄品种幼苗叶片SOD同工酶酶谱见图2。依据酶带电泳迁移率的大小，可将酶谱分为SOD-、SOD-、SOD- 3个条带。与比照组相比，各品种处理组的酶谱条带仍为3条，没有新增酶带，其中SOD-条带酶谱亮度、带宽在处理与比照之间无明显差异；SOD-条带仅中杂105、中蔬4号的处理48、73 h的明显增加；4个品种
11、SOD-条带均明显增加，增加程度大小的排序依次为中蔬4号、中杂105、Money maker、中杂9号。分析表明，SOD同工酶条带对干旱胁迫响应敏感程度的大小排序依次为SOD-、SOD-、SOD-，各品种间SOD-条带的酶谱亮度、带宽增幅与胁迫系数一样，因此SOD-条带的表现可以作为番茄抗旱生理育种的筛选指标参考。 3 探讨 在正常生长条件下，植物体内的活性氧产生与清除机制保持着肯定的动态平衡，但在干旱胁迫下这种平衡将被打破，造成活性氧大量积累，即氧化迸发；而与清除机制有关的SOD、过氧化氢酶和过氧化物酶等爱护酶就会协同防卫活性氧对细胞膜系统的破坏，以减轻干旱胁迫对植物的损害，重新建立动态平衡
12、9。试验发觉，PEG模拟干旱处理后，番茄幼苗叶片的SOD同工酶活性明显增加，进一步证明了SOD具备抗氧化的生理功能。SOD是生物机体内自然的自由基清除剂，可催化O2-发生歧化反应而产生H2O2和O2，从而清除活性氧，缓解干旱胁迫造成的膜系统损坏。进一步探讨发觉，4个番茄品种间适应持续干旱的实力存在差异，且胁迫系数不同，这与经PEG处理的小麦6、小黑麦10、新疆野苹果Malus sieversiiRoem.及平邑甜茶M. hupehensisRehd. var. pingyiensis Jiang11等的探讨结论相像。 试验结果表明，在PEG模拟干旱胁迫下，4个番茄品种的SOD同工酶酶谱条带数都
13、没有增加，仍为3条，对干旱胁迫响应敏感程度的大小排序依次为SOD-、SOD-、SOD-，品种间SOD-的酶谱亮度、带宽增幅与胁迫系数一样，这说明SOD与干旱胁迫亲密相关的同工酶为SOD-，其可能是番茄耐旱品种SOD同工酶活性较高的根源；因此SOD-酶带可以作为番茄抗旱生理育种的筛选指标。然而这与翁明阳6的探讨结果不尽相同，他认为经PEG胁迫的小麦幼苗有2条SOD同工酶带表达明显，特异位点POD和CAT同工酶条带的表现才可作为鉴定小麦抗旱性强弱的指标；出现这样的差异可能是试验所用材料的不同产生的。本探讨SOD同工酶酶谱改变较客观地揭示出了番茄的抗旱机理，将为进一步选育番茄抗旱新品种供应参考依据。
14、但是，抗旱机理探讨是一个非常困难的过程，PEG胁迫对番茄叶片其他爱护酶的影响尚需进一步探讨。 参考文献： 1 BRAY E A.Molecular responses to water deficitJ.Plant Physiology，11013，103：1035-1040. 2 邹春静，盛晓峰，韩文卿，等.同工酶分析技术及其在植物探讨中的应用J.生态学杂志，2003，22：63-69. 3 张春梅，邹志荣，张志新，等.外源亚精胺对模拟干旱胁迫下番茄幼苗活性氧水平和抗氧化系统的影响J.应用与环境生物学报，2022，15：301-307. 4 赵 冰，王学文，郭仰东.弱光和干旱逆境对番茄幼苗形
15、态特征及生理生化的影响J.园艺学报，2022，38：25-27. 5 高 雁，李 春，娄 恺.干旱胁迫条件下加工番茄对喷施甜菜碱的生理响应J.植物养分与肥料学报，2022，18：426-432. 6 翁明阳.小麦幼苗抗氧化系统对干旱胁迫的响应D.陕西杨凌：西北农林科技高校，2022.27-28. 7 ATREE S M， FOWKE L C. Embryogeny of gymnosperms： Advances in synthetic seed technology of conifersJ. Plant Cell， Tissue and Organ Culture，11013，35：1-
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