李玥瑩, 于樹濱, 張煒彤, 高華晨, 陳 欲

(沈陽師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 沈陽 110034)

高粱又被稱為烏禾、蜀黍,為禾本科高粱屬1年生草本植物,是人類栽培的重要谷類作物之一[1]。高粱的作用多樣,可以當(dāng)作青飼或青貯飼料,或適于作干草的專用品種[2]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明,高粱多酚具有抗氧化、抗誘變、抗癌、抑菌等功效,已在藥品、化妝品等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用[3]。在食品加工業(yè)中,高粱紅色素已批準(zhǔn)列入我國食品添加劑目錄[4]。

在植物細(xì)胞中,SOD清除自由基,催化超氧陰離子自由基,使之發(fā)生歧化反應(yīng),生成O2和 H2O,將其轉(zhuǎn)化成活性較弱的過氧化氫,減輕超氧陰離子自由基對(duì)植物體的毒害作用[5]。POD清除植物體內(nèi)的過氧化氫,避免植物受傷害[6]。CAT是一種四聚體血紅蛋白,分為2種類型:Ⅰ和Ⅱ[7],在植物生長的過程中,對(duì)植物的抗干旱,增強(qiáng)耐鹽能力,減輕重金屬毒害等方面都有活性增加的體現(xiàn),說明了CAT可以增強(qiáng)植物的抗性[8]。MDA使細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性發(fā)生改變,導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能改變[9],丙二醛的含量高低反映了植物膜系統(tǒng)的受損傷程度和植物的抗逆性強(qiáng)弱[10]。

本研究通過對(duì)22種高粱品種SOD、POD、CAT的活性以及MDA含量的測(cè)定,揭示不同雜交品種高粱不同時(shí)期抗性生理生化指標(biāo)的差異,對(duì)其進(jìn)而比較分析,并利用關(guān)鍵的代謝物對(duì)雜交高粱的抗逆性進(jìn)行調(diào)控,以達(dá)到選育雜交高粱優(yōu)異種質(zhì)資源,提高高粱產(chǎn)量的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)試材由遼寧省農(nóng)科院提供,22種粒用高粱雜交品種及編號(hào)分別是遼粘6(5401)、遼粘3(5402)、遼雜19(5403)、遼雜36(5404)、遼夏梁1(5405)、遼2297(5406)、遼2697(5407)、遼5397(5408)、遼糯7(5409)、遼糯11(5410)、遼雜35(5411)、01-26B(5412)、凡B-34(5413)、003B(5414)、LB-16(5415)、P01B(5416)、01-22B(5417)、1053B(5418)、0-01(5419)、9544·7037(5420)、NK1(5421)和3550(5422)。

1.2 樣品采集

樣品分別于2018年6—9月中旬進(jìn)行采集,采集對(duì)象分別為苗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期的粒用高粱葉片。

1.3 試驗(yàn)方法

1) 酶提取介質(zhì)及酶提取液的配制[11];

2) SOD的測(cè)定:采用氯化硝基四氮唑藍(lán)法[12];

3) POD的測(cè)定:采用愈創(chuàng)木酚法[13];

4) CAT的測(cè)定:采用紫外分光光度計(jì)法[14];

5) MDA的測(cè)定:采用硫代巴比妥酸法[15]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 22種高粱品種不同時(shí)期SOD活性的測(cè)定

苗期,遼雜19的SOD活性最高,凡B-34的SOD活性最低,遼糯7和遼糯11的SOD活性差異不顯著;拔節(jié)期,遼2297的SOD活性最高,遼夏梁1、遼2297和0-01差異不顯著,遼雜19的SOD活性最低;抽穗期時(shí),9544·7037的SOD活性最高,遼2297的SOD活性最低;成熟期,003B的SOD活性最高,1053B的SOD活性次之,遼5397未測(cè)出數(shù)值(見表1)。

2.2 22種高粱品種不同時(shí)期POD活性的測(cè)定

表2 22種高粱品種不同時(shí)期CAT活性(U·g-1·min-1)

表3 22種高粱品種不同時(shí)期MDA含量(μmol·ml-1)

苗期、拔節(jié)期以及抽穗期階段測(cè)得的POD活性不理想。在苗期階段,測(cè)出了遼雜19、01-26B和0-01的POD活性,其中,遼雜19的POD活性最高,0-01的POD活性最低;在拔節(jié)期階段,測(cè)出了0-01和NK1的POD活性。其中,NK1的POD活性最高,0-01的POD活性最低;在抽穗期階段,測(cè)出了遼雜36、003B、LB-16、P01B、0-01、9544·7037和3550的POD活性。其中,遼雜36的POD活性最高,0-01的POD活性最低;在成熟期階段,遼糯7的POD活性最高,NK1的POD活性最低。

2.3 22種高粱品種不同時(shí)期CAT活性的測(cè)定

苗期時(shí),遼粘6的CAT活性最高,與遼粘3的CAT活性沒有明顯差異,遼雜19、遼雜35的CAT活性次之,遼雜19和遼雜35相比沒有明顯差異。1053B的CAT活性最低;拔節(jié)期時(shí),遼粘3的CAT活性最高,9544·7037的CAT活性最低,遼糯7、遼糯11、遼雜35的CAT活性沒有顯著差異;抽穗期時(shí),遼糯7的CAT活性最高,遼雜36(5404)的CAT活性最低;成熟期時(shí),遼雜36的CAT活性與其他品種相比較最高,003B次之;遼夏梁1未測(cè)出數(shù)值,其他品種的CAT活性沒有顯著差異(見表2)。

2.4 22種高粱品種不同時(shí)期MDA含量的測(cè)定

苗期,遼粘3的MDA含量最高,遼2697次之,遼雜36的含量最低,遼雜36和9544·7037無顯著差異;拔節(jié)期,P01B品種的MDA含量最高,遼雜36的MDA含量最低,遼粘6、遼雜19、遼2297、遼5397、遼雜35、01-26B、凡B-34、003B和LB-16未測(cè)出數(shù)值,9544·7037和3550無顯著差異;抽穗期,遼雜36的MDA含量最高,LB-16的MDA含量最低;成熟期,P01B的MDA含量最高,遼粘6的MDA含量最低,遼粘6、遼粘3、遼雜19、遼糯7和003B的MDA含量無顯著差異,遼雜35未測(cè)出數(shù)值(見表3)。

3 結(jié) 語

本文以國內(nèi)22種高粱品種為試材,分別在其苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期獲取高粱葉片。通過對(duì)22種高粱品種SOD活性、POD活性、CAT活性以及MDA含量的測(cè)定,從而揭示不同雜交品種高粱不同時(shí)期抗性生理生化指標(biāo)的差異,對(duì)其進(jìn)而比較分析,并利用關(guān)鍵的代謝物對(duì)雜交高粱的抗逆性進(jìn)行調(diào)控,以達(dá)到選育雜交高粱優(yōu)異種質(zhì)資源,提高高粱產(chǎn)量的目的。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:SOD在苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期的活性最高的品種分別是遼雜19、遼2297、9544·7037、003B;POD在苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期的活性最高的品種分別是遼雜19、NK1、遼雜36、遼糯7;CAT在苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期的活性最高的品種分別是遼粘6、遼粘3、遼糯7、遼雜36;MDA含量在苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期的含量最高的品種分別是遼粘3、P01B、遼雜36、P01B。綜合4個(gè)生長時(shí)期來看,遼粘3、遼雜19、遼糯7和遼雜36在其生長時(shí)期的抗逆性較強(qiáng),遼粘6、0-01、LB-16和凡B-34的抗逆性最弱,其余8個(gè)品種的抗逆性相當(dāng)。