月季感染白粉病后葉片抗氧化酶活性與MDA含量的變化

1、收稿日期:2010 01 26基金項目:蘭州市科技計劃項目(2008 1 43月季感染白粉病后葉片抗氧化酶活性與MDA 含量的變化閆亞杰1,耿廣琴2,李 濤3(1.蘭州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理中心,甘肅蘭州 730010;2.甘肅中醫(yī)學(xué)院,甘肅蘭州 730000;3.蘭州市園林植保站,甘肅蘭州 730030摘 要: 以月季常見栽培品種粉和平(Pink peace、達拉斯(Dallas、紅勝利(Red success為研究對象,比較了白粉病脅迫下不同抗性品種的月季葉片中抗氧化酶及丙二醛含量的變化.結(jié)果表明,受白粉病脅迫后,3個不同抗性品種的月季葉片中的超氧化物歧化酶(SOD、過氧化物氫酶(CAT、過

2、氧化物酶(POD酶活力均明顯增加,但增加的幅度表現(xiàn)出明顯的種間差異,粉和平的抗氧化酶活性增幅最大,達拉斯次之,紅勝利最小.受白粉病脅迫后,3個不同抗性品種的月季葉片中的丙二醛(MDA含量也表現(xiàn)出顯著的升高,但易感病型品種紅勝利的M DA 含量的增幅最大,含量也最高.以上結(jié)果表明抗病品種能對白粉病的脅迫做出敏感反應(yīng),抗病性強,清除活性氧的能力也強.關(guān)鍵詞: 月季;白粉病;超氧化物歧化酶;過氧化物氫酶;過氧化物酶;丙二醛中圖分類號: S 685.12 文獻標(biāo)志碼: A 文章編號:1004 0366(201003 0068 04Changes in the Activities of Antioxi

3、dant Enzymes and MDA ContentsWhen the Rose Cultivars Are Infected with Powdery MildewYAN Ya jie 1,GENG Guang qin 2,LI T ao 3(1.Lanz hou A dminis trative Center of A gr o Pr od uct Quality ,L anz hou 730010,China;2.Gansu College of T r aditional Chinese Medicine ,L anz hou 730000,China;3.Lanz hou L a

4、nd scap e Plant P r otection S tation,L anz hou 730030,ChinaAbstract: T he chang es in the activities of Antiox idant Enzy mes and M DA contents w ere studied after the rose cultivars w ere infected w ith pow dery mildew.T he results indicated that the SOD,POD,CAT activities displayed a sig nificant

5、 rise in the thr ee species:Pink Peace,Dallas,Red Success.But the chang es were dif ferent:The activity of antiox idant enzymes o f Pink Peace w as hig gest,the second species w as nex t in activi ty and Red Success w as the least.The MDA contents in the thr ee different species also increased sig n

6、ifi cantly,ho w ever in the deg ree of variance in susceptible species,Red Success w as the big gest in MDA con tents.T he above results show ed w e concluded that the resistant species had a hig her sensitivity to pow dery mildew ,and a hig her capacity of r esistance against ox idativ e stress.Key

7、 words: ro se;po w dery mildew ;SOD;CAT;POD;M DA第22卷 第3期2010年9月甘肅科學(xué)學(xué)報Journal of Gan su SciencesVol.22 No.3Sep.2010月季(Rose chinensis,又名月月紅,為薔薇科低矮直立的落葉或半常綠小灌木.它以花型優(yōu)美,色彩艷麗,香味濃郁等特點備受人們喜愛.但在栽培過程中常常會遭受到白粉病的危害,嚴(yán)重時發(fā)病率達50%70%,該病的病原菌為薔薇單絲殼菌(Spha erotheca pannose(W all:Lev.白粉病危害月季的葉片、花蕾、嫩梢,引起葉、梢皺縮枯萎、花蕾畸形或完全不能開

8、放,盡管月季白粉病不會導(dǎo)致植株立即死亡,但嚴(yán)重影響其觀賞價值.超氧化物歧化酶(SOD,過氧化物氫酶(CAT和過氧化物酶(POD是植物體內(nèi)重要的抗氧化酶,在清除過量的自由基和過氧化物、抑制膜脂質(zhì)過氧化、保護細胞免遭自由基傷害等方面起著重要作用1.目前國內(nèi)對植物抗氧化防御系統(tǒng)的研究多集中于農(nóng)藥2、重金屬3及空氣污染4等方面,而有關(guān)病害對植物抗氧化防御系統(tǒng)的影響的研究很少有報道.試驗選擇園林綠化中普遍栽培的植物 月季為研究對象,對不同抗性品種受白粉病脅迫后葉片中抗氧化酶(SOD,CA T,POD及脂質(zhì)過氧化水平的變化進行了比較研究,以期探討白粉病脅迫下月季植株抗氧化酶活性及脂質(zhì)過氧化水平的變化規(guī)律,

9、為月季白粉病的預(yù)防和防治及抗性育種提供理論依據(jù).1 實驗部分1.1 材料采集2006年5月于蘭州市植物園分別剪取3年生的高抗病性品種粉和平、抗病性中等品種達拉斯、易感病型品種紅勝利的同品種、同方位、同高度的具有典型白粉病特征的嫩葉(病葉及健康植株的嫩葉(健葉.1.2 粗酶液的制備將月季葉片用去離子水沖洗干凈,吸水紙吸干表面水,稱取約0.3g樣品,剪碎,于研缽中加入預(yù)冷的3mL0.05m ol/L,pH7.0磷酸緩沖液(PBS,冰浴研磨至勻漿,4 下離心10000r/m in 20min,取上清液,分成3份,保存于-80 低溫冰箱中,用于測定酶活性和M DA含量.1.3 SOD酶活性測定測定采用

10、N BT光還原法,以抑制NBT光還原50%作為1個酶活性單位(U5;CA T活性測定采用紫外分光光度法,以在25 下,100s內(nèi)在反應(yīng)體 系中使H2O2分解一半時的酶量為一個酶單位(U6;POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法,以每OD470nm/min變化0.01為1個酶活性單位(U7;M DA含量測定采用TBA法8.樣品上清液中蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍比色法9. 1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用SPSS11.0軟件,結(jié)果以平均數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)誤差表示,健葉與病葉之間的差異顯著性采用t檢驗,P<0.05為差異顯著,P<0.01為差異極顯著.2 結(jié)果2.1 SOD酶活力變化2.2 CA

11、T酶活力變化3種月季的健葉中,CAT酶活力均處于較低的水平,其中達拉斯葉片中的CAT酶活力略高于粉和平和紅勝利見圖2.受白粉病感染后,3種月季的CAT酶活力變化幅度不大,與對照相比,粉和平升高1.29倍(P<0.05,差異顯著;達拉斯升高1.1169第22卷 閆亞杰等:月季感染白粉病后葉片抗氧化酶活性與M DA含量的變化倍,紅勝利升高1.10倍,二者差異均不顯著(P >0.05.2.3 POD 酶活力變化 .2.4 MDA 含量變化3種月季的健葉中,M DA 含量均處于較低的水平.受白粉病感染后,粉和平、達拉斯、紅勝利的MDA 含量分別升高2.45倍、2.97倍、3.41倍,均達到

12、極顯著差異(P <0.01見圖 4.3 討論作為在有氧條件下生長的生物,植物在代謝過程中會產(chǎn)生O 2、H 2O 2、OH -等活性氧.植物為保證其正常的代謝機能,本身對活性氧的氧化傷害具有相應(yīng)的適應(yīng)和抵御能力,表現(xiàn)在其體內(nèi)存在著一套精細而又復(fù)雜的抗氧化系統(tǒng),負責(zé)對活性氧的防御和清除10.SOD 、CAT 、POD 是植物體中3種重要的抗氧化酶,三者協(xié)同作用,保護植物體內(nèi)膜系統(tǒng)免受活性氧的傷害.有研究表明,在逆境脅迫下,植物體中清除活性氧的一些抗氧化酶的活力會發(fā)生變化,其活力變化是植物對不利環(huán)境產(chǎn)生的一種抗逆反應(yīng)11.在研究中,3種不同抗性的月季在受到白粉病脅迫后,葉片中的SOD 、CA

13、T 、POD 酶活力均明顯高于對照,表明植物受病害脅迫后,誘導(dǎo)了體內(nèi)的抗氧化酶活力,加速了對活性氧清除.結(jié)合抗氧化酶活性受白粉病脅迫后在不同抗性品種間的變化差異,可以看出,粉和平的抗氧化酶活力增幅最大,達拉斯次之,紅勝利最小,表明抗病品種對白粉病的脅迫反應(yīng)較敏感,清除活性氧的能力也較強.在3種月季中,SOD 、POD 酶活力的增加幅度較大,而CAT 酶活力變化幅度較小,表明對活性氧清除起主要作用的是SOD 和POD,CAT 對活性氧的清除所起作用相對較小.M DA 被認為是植物體在逆境條件下發(fā)生膜脂質(zhì)過氧化作用的重要產(chǎn)物之一,其含量是衡量機體內(nèi)過氧化反應(yīng)發(fā)生程度和 抗氧化劑 缺乏之間的指標(biāo)12

14、.上述研究表明,3種不同抗性的月季在受到白粉病脅迫后,MDA 含量都有所增加,表明在病害脅迫下植物體內(nèi)產(chǎn)生了大量的自由基,抗氧化酶活性雖然明顯升高,但其清除活性氧自由基的速度落后于活性氧自由基的膜脂質(zhì)過氧化水平,因此造成了細胞膜系統(tǒng)不同程度的過氧化損傷.在3種月季中,紅勝利葉片中M DA 含量最高,說明在白粉病脅迫下,易感病型品種葉片中自由基積累的最多,因此細胞膜系統(tǒng)損壞的也最為嚴(yán)重.綜上所述,3種不同抗性的月季品種,在受到白粉病脅迫后,體內(nèi)的抗氧化酶活性被明顯的誘導(dǎo),但仍不足以清除體內(nèi)過量的自由基.3種月季品種對白粉病脅迫的反應(yīng)敏感性差異,表明不同抗性品種的月季的抗氧化能力與其對白粉病的抵抗

15、能力存在密切聯(lián)系,抗病性強,其抗氧化能力也強.抗氧化能力及脂質(zhì)過氧化水平可以為月季白粉病的防治及抗病品種的選育提供理論依據(jù).參考文獻:1 Gutterige J M.S uperoxid e Depen dent Formation of Hyd rox yRadicals and Lipid Perox idation in the Pres ence of Iron S alts J.Bioch emical,1982,206:605 609.2 徐敦明,馬志卿,馮俊濤,等.毒死蜱和鬼臼素脅迫對蔬菜上海青抗氧化酶系及丙二醛的影響J.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2004,23(6:1089 1092.

16、70甘肅科學(xué)學(xué)報 2010年 第3期3 吳靈瓊,成水平,楊立華,等.Cd 2+和Cu 2+對美人蕉的氧化脅迫及抗性機理研究J .農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2007,26(4:1365 1369.4 朱松玲,呂廣宇.空氣污染對幾種植物抗氧化氫酶活性的影響J .泰山學(xué)院學(xué)報,2003,25(6:90.5 Beyer W F,Fr idovich I.Assaying for Superoxide Dism utas eActivity.S om e large Consequ ences of M in or Changes in Con ditionJ.An alytical Biochemistry,

17、1987,161(2:559 566.6 Ch an ce B,M aehly A C.M ethods of Enzymology.(Vol M .New York:Academic Press,1955:764 765.7 張志良.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)M .(第2版.北京:高等教育出版社,1990:154 155.8 Zhao S J,Xu C C,Zou Q,e t a l .Improvements of M ethod forM easuremen t of M alondialdehvde in Plant tissu es J.PlantPhsysiology Commu nica

18、tion ,1994,30(3:210 270.9 Bradford M M.A Rapid an d Sensitive M eth od for Quantization of M icrogram Quantities of Protein Utilizin g the Prin ciple of Protein dye bindin gJ.Anal.Biochem,1976,72:248 254.10 尹永強,胡建斌,鄧明軍.植物葉片抗氧化系統(tǒng)及其對逆境脅迫的響應(yīng)進展J.中國農(nóng)學(xué)通訊,2007,23(1:105 110.11 王小平,華春,劉少華.H g 2+污染下苦草的細胞膜脂質(zhì)過氧化和抗氧化酶活性的研究J .南京小莊學(xué)院學(xué)報,2005,21(5:121 124.12 程曉平,陳雁君,武文華,等.丙溴磷脅迫對油菜超氧化物歧化酶丙二醛的影響J.濟寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2008,31(1:1 2.13 閆亞杰,楊莉萍,段宇紅,等.抗蚜威在不同類型土壤中的殘留消解動態(tài)研究J.甘肅科學(xué)學(xué)報,2006,18(1:71 73.作者簡介:閆亞杰(1972 男,天津市人,2004年獲甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位,現(xiàn)任蘭州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理中心高級農(nóng)藝師,主要研究方向為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)