李 鍵，劉 奕，洪 滔，林勇明，吳承禎，2，洪 偉，①

(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建福州350002;2.武夷學(xué)院生態(tài)與資源工程學(xué)院，福建南平354300)

大量研究證實:逆境脅迫會導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species，ROS)生成和清除的動態(tài)平衡破壞而出現(xiàn)ROS的積累［1－3］，同時也會導(dǎo)致植物體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng)，如過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)等保護(hù)酶活性提高［4－5］，從而清除植物細(xì)胞內(nèi)過多的 ROS，減緩逆境脅迫對植物細(xì)胞膜系統(tǒng)［6］、色素［7］、蛋白質(zhì)［8］及核酸［9］的損傷。因此研究植物活性氧代謝及其清除系統(tǒng)對于揭示植物的逆境適應(yīng)機制有重要意義。

木麻黃(Casuarina equisetifolia Forst.)，又名短枝木麻黃，廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)［10］。因其具有堅固厚重的材性和良好的抗風(fēng)、速生、耐鹽堿、耐貧瘠、耐澇等特點［11］，引種至中國后在東南沿海生態(tài)防護(hù)林、紙漿用材林及薪碳林的營建中扮演著重要角色，在維持海岸帶生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、保護(hù)沿海農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、改良受鹽堿危害的沿海沙地和防潮汐侵蝕固沙等方面都起到其他樹種無法替代的作用［12］。但木麻黃防護(hù)林可持續(xù)經(jīng)營面臨著生長年限短、林分二次更新困難、連栽導(dǎo)致生產(chǎn)力下降和防護(hù)功能衰退等問題［13－14］，許多學(xué)者試圖從植物化感作用的角度解釋其衰退原因。Suresh等［15］發(fā)現(xiàn)木麻黃小枝水浸提物能夠抑制向日葵(Helianthus annuus Linn.)、豇豆〔Vigna unguiculata(Linn.)Walp.〕和 高 粱〔Sorghum bicolor(Linn.)Moench〕的發(fā)芽和生長;而鄧桂蘭等［16］從木麻黃中分離鑒定出化感物質(zhì)，并用生物檢測方法證實這些化感物質(zhì)對其幼苗的生長有顯著的抑制作用;林武星等［17－21］用木麻黃根系水浸提液處理水培木麻黃幼苗，研究了木麻黃幼苗的生長、營養(yǎng)吸收、內(nèi)源激素、葉綠素及糖類、活性氧代謝的變化，證實了木麻黃的化感作用，并對其自身的生長與更新有顯著影響;黃舒靜等［22］發(fā)現(xiàn)來源于短枝木麻黃小枝的單寧對其幼苗的生長和發(fā)育有影響;王春晴等［23］的研究結(jié)果表明:木麻黃根系、凋落物及根際土壤水浸提液均對青皮(Vatica mangachapoi Blanco)種子的萌發(fā)有抑制作用。但迄今為止尚未見有關(guān)木麻黃化感物質(zhì)對其幼苗生理代謝影響的研究報道。

作者以木麻黃品種‘惠安1號’(‘Hui’an No.1’)水培苗為實驗材料，研究槲皮黃素－3－α－阿拉伯糖苷(Q3A)和槲皮黃素－3－β－葡萄糖苷(Q3B)2種存在于木麻黃中的化感成分［21］對其水培幼苗小枝活性氧代謝、膜質(zhì)過氧化作用及保護(hù)酶活性的影響，探尋自毒脅迫下木麻黃生理代謝的響應(yīng)機制，為抗自毒木麻黃無性系的篩選以及木麻黃連栽困難問題的解決提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

水培木麻黃枝條由福建省泉州市惠安縣赤湖國有防護(hù)林場提供，為保證材料的基因型一致，枝條均采集自‘惠安1號’木麻黃采穗圃同一株截干母樹當(dāng)年萌出的小枝。

供試用槲皮黃素－3－α－阿拉伯糖苷(Q3A)和槲皮黃素－3－β－葡萄糖苷(Q3B)購自美國Sigma公司，經(jīng)HPLC檢測純度分別大于95%和90%。

1.2 方法

1.2.1 水培苗培養(yǎng)方法 實驗于2012年5月至9月在福建農(nóng)林大學(xué)森林生態(tài)研究所進(jìn)行。在5月下旬培育水培苗，采集長度約9～10 cm小枝，用質(zhì)量濃度60 mg·L－1萘乙酸浸泡(液面在小枝基部2 cm處)24 h后用去離子水沖洗干凈，放入滅菌的小玻璃瓶中，每瓶20根，用去離子水培養(yǎng)(液面在小枝基部3 cm處)。白天置于陽光直射處，夜間移入室內(nèi)保溫，每日更換去離子水1次。水培30 d后選取株高15～16 cm、具5～6個分枝、根系長勢較一致的植株，移至MGC－800B型人工氣候箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)中，于白天(6:00至18:00)28℃ ～30℃、夜間(18:00至次日6:00)24℃ ～26℃、白天光照強度 400 μmol·m－2·s－1、晝夜空氣相對濕度 60% ～70%的條件下恢復(fù)培養(yǎng);并使用增氧泵為根系供氧。2周后用于化感處理。

1.2.2 化感處理方法 準(zhǔn)確稱取Q3A和Q3B各400 mg，分別用2 mL甲醇溶解再用去離子水稀釋至500 mL，用RE－2000A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)于50℃、30 r·min－1旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，待溶液體積減少約20%后加100 mL去離子水，重復(fù)操作4次，以去除溶液中的甲醇，然后用去離子水定容至1 L，并用去離子水稀釋至質(zhì)量濃度 12.5、25、50、100、200 和400 mg·L－1，即可用于化感處理，對照為去離子水。采用水培法進(jìn)行化感處理，水培期間氣候箱參數(shù)設(shè)置與上述一致，每日更換1次處理液，每次100 mL。實驗共14個處理，每處理3次重復(fù)，每一重復(fù)20株，分別于處理的 0、12、24、36、48、60 和 72 h 各選取 1 株，剪取每株的第1分梢，去除枝條頂端后混合，用于生理指標(biāo)測定，若第1分梢質(zhì)量不足，則再剪取第2分梢。

1.2.3 指標(biāo)測定方法 取0.2 g葉片，加入5 mL預(yù)冷的 50 mmol·L－1磷酸緩沖液(pH 7.8)，于冰浴條件下研磨，然后于4 ℃、10 000 r·min－1離心20 min，上清液即可用于丙二醛(MDA)含量及CAT、POD和SOD活性的測定。參照文獻(xiàn)［24］的方法測定H2O2含量;參照文獻(xiàn)［25］的方法測定O－·2產(chǎn)生速率;按趙世杰等［26］的方法測定 MDA 含量;采用紫外吸收法［27］165測定CAT活性;采用愈創(chuàng)木酚法［27］164測定 POD活性;采用氮藍(lán)四唑法［27］167－169測定 SOD 活性。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(LSD，P＜0.05)及方差分析。

2 結(jié)果和分析

表1 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝產(chǎn)生速率的動態(tài)變化 (±SD)1)Table 1 Dynamic change ofproduction rate in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

表1 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝產(chǎn)生速率的動態(tài)變化 (±SD)1)Table 1 Dynamic change ofproduction rate in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

1)同列中不同的小寫字母表示同一化合物不同濃度處理間差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference among different concentration treatments of the same compound(P＜0.05);同行中不同的大寫字母表示同一濃度處理在不同時間間差異顯著(P＜0.05)Different capitals in the same row indicate the significant difference among different times in the same concentration treatment(P＜0.05).2)A1－A7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200和400 mg·L－1槲皮黃素－3－α－阿拉伯糖苷(Q3A)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-α-araboside(Q3A)treatments，respectively;B1－B7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200 和400 mg·L－1 槲皮黃素－3-β-葡萄糖苷(Q3B)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-β-glucoside(Q3B)treatments，respectively.

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用Q3A進(jìn)行化感處理，隨Q3A濃度的提高和處理時間的延長產(chǎn)生速率總體上呈逐漸升高的趨勢，且在處理的0～48 h增速較快;其中，400 mg·L－1Q3A處理組的產(chǎn)生速率總體上均最高且增速最快，在48 h達(dá)到最高值(4.75 nmol·min－1·g－1)，其后產(chǎn)生速率略有下降，但差異不顯著;100和200 mg·L－1Q3A處理組產(chǎn)生速率均在72 h達(dá)到峰值，分別為4.43和4.65 nmol·min－1·g－1;50、25 和 12.5 mg·L－1Q3A 處理組產(chǎn)生速率在0～24 h增速較慢，在24 h后產(chǎn)生速率明顯增加，且均在72 h達(dá)到峰值，分別為4.22、4.01 和 3.50 nmol·min－1·g－1。

2.1.2 對H2O2含量的影響 經(jīng)不同質(zhì)量濃度Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝H2O2含量的動態(tài)變化見表2。由表2可見:在對照條件下木麻黃幼苗小枝中 H2O2含量為 0.71 ～0.79 μmol·g－1，變幅不大;而Q3A和Q3B各處理組的H2O2含量均高于對照，總體上差異達(dá)顯著水平。

隨著處理濃度的提高和處理時間的延長，各Q3A處理組的H2O2含量總體上呈逐漸增加的趨勢，總體上在處理的0～48 h增速較快。其中，用400 mg·L－1Q3A處理，H2O2含量增速最快且均最高，在48 h達(dá)到最高值(6.74 μmol·g－1);用 100 和 200 mg·L－1Q3A處理，H2O2含量均在72 h達(dá)到最高值，分別為6.21和 6.41 μmol·g－1;用 50、25 和 12.5 mg·L－1Q3A 處理，0～24 h H2O2含量增幅較為緩慢，至72 h達(dá)到峰值，分別為 5.64、5.12 和 4.44 μmol·g－1。

用不同濃度Q3B處理，小枝中H2O2含量的變化趨勢與Q3A處理類似，區(qū)別在于0～36 h H2O2含量增速較快。用400 mg·L－1Q3B處理，H2O2含量在36 h 達(dá)到最高值，為7.28 μmol·g－1;用200 mg·L－1Q3B處理，H2O2含量在 60 h 達(dá)到峰值(6.54 μmol·g－1)?？傮w上看，用不同濃度Q3B處理不同時期，H2O2含量均高于相應(yīng)濃度的Q3A處理組。

表2 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝H2O2含量的動態(tài)變化(±SD)1)Table 2 Dynamic change of H2O2content in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

表2 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝H2O2含量的動態(tài)變化(±SD)1)Table 2 Dynamic change of H2O2content in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

1)同列中不同的小寫字母表示同一化合物不同濃度處理間差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference among different concentration treatments of the same compound(P＜0.05);同行中不同的大寫字母表示同一濃度處理在不同時間間差異顯著(P＜0.05)Different capitals in the same row indicate the significant difference among different times in the same concentration treatment(P＜0.05).2)A1－A7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200和400 mg·L－1槲皮黃素－3－α－阿拉伯糖苷(Q3A)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-α-araboside(Q3A)treatments，respectively;B1－B7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200 和400 mg·L－1 槲皮黃素－3-β-葡萄糖苷(Q3B)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-β-glucoside(Q3B)treatments，respectively.

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綜合分析結(jié)果顯示:木麻黃幼苗小枝H2O2含量對Q3A和Q3B處理的響應(yīng)規(guī)律與產(chǎn)生速率類似，不同濃度Q3B處理組產(chǎn)生速率和H2O2含量的增幅均高于相應(yīng)濃度的Q3A處理組，且用400 mg·L－1Q3B處理后產(chǎn)生速率和H2O2含量峰值出現(xiàn)的時間均由48 h提前至36 h。

2.1.3 對MDA含量的影響 經(jīng)不同質(zhì)量濃度Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝MDA含量的動態(tài)變化見表3。由表3可見:在對照條件下木麻黃幼苗小枝中 MDA 含量均低于 1.97 μmol·g－1，且變幅不大;而Q3A和Q3B各處理組的MDA含量均高于對照，且總體上差異達(dá)顯著水平。

隨著處理濃度的提高和處理時間的延長，不同質(zhì)量濃度Q3A處理組的MDA含量均呈逐漸增加的趨勢，且均在72 h達(dá)到最高;其中，400 mg·L－1Q3A 處理組MDA含量在不同時期均最高;100、200和400 mg·L－1Q3A處理組MDA含量在0～48 h增速較快、在48 ～72 h 增速減緩;而50、25 和12.5 mg·L－1Q3A處理組MDA含量的增速相對緩慢。

用不同濃度Q3B處理，小枝中MDA含量變化趨勢與Q3A處理類似，不同的是400 mg·L－1Q3B處理組的MDA含量在0～36 h增速較快、在36～72 h增速減緩?？傮w上看，用不同濃度Q3B處理不同時間，MDA含量均高于相應(yīng)濃度的Q3A處理組，且木麻黃小枝MDA含量對不同濃度Q3A和Q3B化感處理的響應(yīng)規(guī)律與產(chǎn)生速率和H2O2含量相似。

表3 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝MDA含量的動態(tài)變化(±SD)1)Table 3 Dynamic change of MDA content in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

1)同列中不同的小寫字母表示同一化合物不同濃度處理間差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference among different concentration treatments of the same compound(P＜0.05);同行中不同的大寫字母表示同一濃度處理在不同時間間差異顯著(P＜0.05)Different capitals in the same row indicate the significant difference among different times in the same concentration treatment(P＜0.05).2)A1－A7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200和400 mg·L－1槲皮黃素－3－α－阿拉伯糖苷(Q3A)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-α-araboside(Q3A)treatments，respectively;B1－B7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200 和400 mg·L－1 槲皮黃素－3-β-葡萄糖苷(Q3B)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-β-glucoside(Q3B)treatments，respectively.

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2.2 對SOD、CAT和POD活性的影響

2.2.1 對SOD活性的影響 經(jīng)不同質(zhì)量濃度Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝SOD活性的動態(tài)變化見表4。由表4可見:隨處理時間延長，不同濃度Q3A和Q3B處理組SOD活性均呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢，僅到達(dá)峰值的時間有所不同;其中，400 mg·L－1Q3A處理組SOD活性在12 h達(dá)到峰值，200、100、50、25 和12.5 mg·L－1Q3A 處理組 SOD 活性分別在24、36、48、60 和 60 h 達(dá)到峰值;400、200、100、50、25和12.5 mg·L－1Q3B處理組的SOD活性分別在12、24、24、36、48和48 h達(dá)到峰值。與相應(yīng)濃度Q3A處理組相比，100、50、25 和 12.5 mg·L－1Q3B 處理組SOD活性均提前12 h達(dá)到峰值。各處理組SOD活性在處理的12～60 h均高于對照，總體上差異達(dá)顯著水平;而在處理的72 h各處理組SOD活性與對照差異不顯著。在處理的12～24 h，隨Q3A和Q3B濃度的提高SOD活性逐漸增加;而在處理的36～60 h，隨Q3A和Q3B濃度的提高SOD活性呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢，其中，用400 mg·L－1Q3A 或400 mg·L－1Q3B處理12 h，SOD活性均最高。

表4 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝SOD活性動態(tài)的變化(±SD)1)Table 4 Dynamic change of SOD activity in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

表4 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝SOD活性動態(tài)的變化(±SD)1)Table 4 Dynamic change of SOD activity in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

1)同列中不同的小寫字母表示同一化合物不同濃度處理間差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference among different concentration treatments of the same compound(P＜0.05);同行中不同的大寫字母表示同一濃度處理在不同時間間差異顯著(P＜0.05)Different capitals in the same row indicate the significant difference among different times in the same concentration treatment(P＜0.05).2)A1－A7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200和400 mg·L－1槲皮黃素－3－α－阿拉伯糖苷(Q3A)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-α-araboside(Q3A)treatments，respectively;B1－B7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200 和400 mg·L－1 槲皮黃素－3-β-葡萄糖苷(Q3B)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-β-glucoside(Q3B)treatments，respectively.

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2.2.2 對CAT活性的影響 經(jīng)不同質(zhì)量濃度Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝CAT活性的動態(tài)變化見表5。由表5可見:隨處理時間延長，不同濃度Q3A和Q3B處理組CAT活性均呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢，僅到達(dá)峰值的時間有所不同;其中，400和200 mg·L－1Q3A處理組CAT活性在24 h達(dá)到峰值，100、50、25和12.5 mg·L－1Q3A 處理組 CAT 活性分別在36、48、60 和 60 h 達(dá)到峰值;400、200、100、50、25 和12.5 mg·L－1Q3B 處理組 CAT 活性分別在24、24、24、36、48和48 h達(dá)到峰值，與相應(yīng)濃度Q3A處理組相比較，100、50、25 和12.5 mg·L－1Q3B 處理組 CAT 活性均提前12 h達(dá)到峰值。除400和200 mg·L－1Q3B處理組外，各處理組CAT活性在處理的12～60 h均高于對照，且總體上差異達(dá)顯著水平;而在處理的72 h各處理組CAT活性與對照差異不大。在處理的12～24 h，隨Q3A濃度提高CAT活性逐漸增加;而在處理的36～72 h，隨Q3A濃度提高CAT活性呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢。在處理的12～36 h，隨Q3B濃度提高CAT活性逐漸增加;而在處理的48～72 h，隨Q3B濃度提高CAT活性呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢?？傮w上看，用400 mg·L－1Q3A 或400 mg·L－1Q3B 處理24 h，CAT活性均最高。

2.2.3 對POD活性的影響 經(jīng)不同質(zhì)量濃度Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝POD活性的動態(tài)變化見表6。由表6可以看出:隨著處理時間的延長，不同濃度Q3A和Q3B處理組POD活性均呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢，僅到達(dá)峰值的時間有所不同;其中，400和200 mg·L－1Q3A處理組POD活性在12 h達(dá)到峰值，100、50、25 和 12.5 mg·L－1Q3A 處理組POD活性分別在24、36、36和36 h達(dá)到峰值;400、

200、100、50、25 和 12.5 mg·L－1Q3B 處理組 POD 活性分別在24、24、36、48、48 和 48 h 達(dá)到峰值，Q3B 各處理組POD活性峰值出現(xiàn)的時間均較相應(yīng)濃度Q3A處理組延后12 h。

表5 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝CAT活性的動態(tài)變化(±SD)1)Table 5 Dynamic change of CAT activity in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

表5 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝CAT活性的動態(tài)變化(±SD)1)Table 5 Dynamic change of CAT activity in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

1)同列中不同的小寫字母表示同一化合物不同濃度處理間差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference among different concentration treatments of the same compound(P＜0.05);同行中不同的大寫字母表示同一濃度處理在不同時間間差異顯著(P＜0.05)Different capitals in the same row indicate the significant difference among different times in the same concentration treatment(P＜0.05).2)A1－A7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200和400 mg·L－1槲皮黃素－3－α－阿拉伯糖苷(Q3A)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-α-araboside(Q3A)treatments，respectively;B1－B7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200 和400 mg·L－1 槲皮黃素－3-β-葡萄糖苷(Q3B)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-β-glucoside(Q3B)treatments，respectively.

處理2)Treatment2)不同處理時間 CAT 活性/U·g－1·min－1 CAT activity at different treatment times 0 h 12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h A1 63.07±2.47Aa 60.84±4.49Aa 65.87±2.78Aa 62.30±7.32Aa 65.16±2.18Aa 59.94±1.34Aa 65.32±2.78Aa A2 62.24±4.66Aa 66.66±4.01ABab 75.29±4.42BCa 79.76±5.83CDb 85.34±5.30DEbc 92.25±5.60Ebc 59.41±5.51Aab A3 63.73±3.19Aa 74.99±2.46Bbc 86.86±4.17Cb 92.10±3.21CDbc 95.64±2.91CDcd 100.26±12.56Db 62.71±1.69Aab A4 64.31±2.52Aa 78.02±2.53Bc 91.96±5.69CDb 95.04±7.61Dc 99.42±7.86Dd 83.03±8.47BCcd 65.07±1.37Aa A5 64.48±1.50ADa 86.64±2.20Bd 95.81±4.94Bb 110.24±5.90Cd 87.71±7.53Bbc 72.10±6.81Dad 61.50±3.50Aab A6 65.06±2.59ADa 88.91±7.55Bd 112.11±8.49Cc 92.39±6.40Bbc 82.96±6.94Bb 70.99±6.05Dad 57.48±5.67Ab A7 64.46±3.13AEa 98.32±7.36Be 123.46±8.85Cd 104.80±11.73Bcd 81.56±5.18Db 69.01±3.20Ea 56.19±3.52Ab B1 62.81±4.80Aa 62.80±4.32Aa 61.21±4.89Aa 58.73±6.03Aa 63.49±2.62Aa 64.52±2.47Aa 61.77±7.60Aab B2 61.79±6.58Aa 71.40±4.55Ba 82.50±2.76Cb 94.20±4.01Db 98.43±4.43Db 72.81±8.75Bab 61.33±3.69Aab B3 62.21±5.98Aa 81.17±5.81Bb 92.50±2.76Cb 102.53±4.97CDb 109.35±5.29Dc 78.11±11.99Bb 61.98±1.66Aab B4 60.79±6.78Aa 88.93±1.56Bbc108.55±7.29Cc 114.12±6.46Cc 98.05±7.22Bb 73.74±4.36Dab 64.80±2.54ADb B5 63.45±6.36Aa 94.44±3.73Bcd 121.28±9.37Cd 115.58±6.47Cc 84.02±8.09Bd 72.08±4.31Aab 62.71±1.93Aab B6 62.83±3.04Aa 102.75±8.72Bd 128.86±7.72Cde116.56±8.74Dc 76.97±2.98Ed 63.22±7.00Aa 57.84±6.47Aab B7 63.77±5.66Aa 113.41±7.06Be 135.43±6.84Ce 121.66±8.01Bc 75.01±4.23Dd 61.67±5.30Aa 55.23±2.65Aa

表6 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝POD活性的動態(tài)變化(±SD)1)Table 6 Dynamic change of POD activity in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

表6 用Q3A和Q3B水培處理后木麻黃幼苗小枝POD活性的動態(tài)變化(±SD)1)Table 6 Dynamic change of POD activity in branchlet of Casuarina equisetifolia Forst.seedling after hydroponics with Q3A and Q3B(±SD)1)

1)同列中不同的小寫字母表示同一化合物不同濃度處理間差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference among different concentration treatments of the same compound(P＜0.05);同行中不同的大寫字母表示同一濃度處理在不同時間間差異顯著(P＜0.05)Different capitals in the same row indicate the significant difference among different times in the same concentration treatment(P＜0.05).2)A1－A7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200和400 mg·L－1槲皮黃素－3－α－阿拉伯糖苷(Q3A)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-α-araboside(Q3A)treatments，respectively;B1－B7:分別為0(對照)、12.5、25、50、100、200 和400 mg·L－1 槲皮黃素－3-β-葡萄糖苷(Q3B)處理 Representing 0(CK)，12.5，25，50，100，200 and 400 mg·L－1quercetin-3-β-glucoside(Q3B)treatments，respectively.

處理2)Treatment2)不同處理時間POD活性/U·g－1·min－1 POD activity at different treatment times 0 h 12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h A1 30.68±0.72Aa 29.81±2.74Aa 30.53±0.50Aa 31.31±2.89Aa 31.74±1.53Aa 31.14±3.86Aa 30.00±0.80Aa A2 28.69±3.11Aa 33.76±1.34ABa 37.19±2.30Bab 46.33±6.52Cb 32.05±4.68ABa 32.96±2.23ABa 30.30±3.66ABa A3 30.49±1.84Aa 35.79±2.44Aa 43.17±5.33Cbc 51.48±7.00Dbc 32.77±2.60Aa 33.85±4.07Aa 31.32±2.92Aa A4 29.93±3.04Aa 41.21±2.06Bab 48.79±2.43Cc 56.01±6.08Dc 34.63±3.45ABa 34.46±5.57ABa 30.25±3.96Aa A5 29.65±1.89Aa 49.23±8.96Bb 58.94±9.54Bd 34.15±3.59Aa 34.33±4.64Aa 34.31±4.25Aa 30.90±2.93Aa A6 29.77±2.87Aa 63.67±9.35Bc 36.68±3.16Aab 37.37±2.91Aa 36.33±7.24Aa 34.17±4.29Aa 30.69±2.65Aa A7 29.27±2.09Aa 73.28±11.35Bc 33.74±3.11Aa 35.65±2.99Aa 34.85±4.45Aa 30.83±3.50Aa 29.76±2.11Aa B1 29.65±4.01Aa 31.35±2.58Aa 30.60±3.36Aa 29.57±3.85Aa 30.79±2.70Aa 30.81±2.65Aa 30.40±0.27Aa B2 30.37±3.84Aa 33.76±3.37Aab 40.66±2.05Bb 43.74±1.84Bb 46.10±3.82Bb 29.49±2.82Aa 30.75±2.94Aa B3 31.26±4.09Aa 37.42±2.85Bbc 45.30±3.10Cbc 48.82±2.17CDbd 52.74±2.74Dbc 31.37±3.68Aa 32.04±1.59Aa B4 30.10±0.57Aa 40.30±2.03Bc 49.31±2.50Ccd 54.41±2.70CDcd 58.77±7.75Dc 31.73±3.44Aa 31.04±2.87Aa B5 30.09±2.62Aa 46.18±3.15Bd 53.85±1.94Cd 60.62±5.18Dc 32.00±2.17Aa 29.36±3.83Aa 31.97±2.36Aa B6 31.27±2.09Aa 53.48±2.87Be 59.55±3.41Bd 53.18±3.06Bd 31.83±6.00Aa 30.95±3.87Aa 32.00±3.08Aa B7 30.40±1.65Aa 59.76±2.99Bf 66.06±5.16Bf 36.08±6.31Aa 34.04±7.23Aa 30.94±3.88Aa 31.40±6.18Aa

各處理組POD活性在處理的12～48 h均高于對照，總體上差異達(dá)顯著水平;而在處理的60～72 h各處理組POD活性均與對照差異不顯著。在處理的12 h，隨Q3A濃度提高POD活性逐漸增加;而在處理的24～72 h，隨Q3A濃度提高POD活性呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢。在處理的12～24 h，隨Q3B濃度提高POD活性逐漸增加;而在處理的36～72 h，隨Q3B濃度提高POD活性呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢?？傮w上看，用 400 mg·L－1Q3A 處理 12 h或用 400 mg·L－1Q3B處理24 h，POD活性均最高。

3 討 論

諸多研究結(jié)果表明:化感作用下植物細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基代謝失衡進(jìn)而引起自由基積累和膜脂過氧化，使膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能受到損傷，是化感作用造成細(xì)胞傷害的重要原因之一［5－9，28］。本實驗結(jié)果顯示:隨著外源化感成分Q3A和Q3B質(zhì)量濃度提高和處理時間延長，木麻黃幼苗小枝中產(chǎn)生速率和H2O2含量呈逐漸增加的趨勢，且在高濃度(400 mg·L－1)Q3A處理條件下產(chǎn)生速率和H2O2含量均在48 h達(dá)到峰值，而400 mg·L－1Q3B處理組的產(chǎn)生速率和H2O2含量則提前12 h達(dá)到峰值。木麻黃幼苗小枝中MDA含量也隨處理時間延長及Q3A和Q3B質(zhì)量濃度提高呈增加趨勢。說明在化感作用下，活性氧代謝平衡被打破，木麻黃幼苗小枝中和H2O2快速積累、MDA含量持續(xù)升高，引起膜質(zhì)過氧化作用加劇，使質(zhì)膜透性不斷增大且質(zhì)膜穩(wěn)定性持續(xù)降低。Q3A和Q3B對木麻黃幼苗小枝ROS代謝的影響機制類似但影響程度不同，Q3B處理0～36 h木麻黃幼苗小枝O產(chǎn)生速率、H2O2含量和MDA含量增速快于Q3A，且Q3B各處理組產(chǎn)生速率、H2O2含量和MDA含量水平均高于相應(yīng)濃度的Q3A處理組，因此，相對于Q3A，Q3B對木麻黃小枝細(xì)胞造成的傷害更嚴(yán)重。

在逆境條件下植物體內(nèi)ROS的增加除對細(xì)胞造成嚴(yán)重傷害外，還可以作為防御化學(xué)信號分子，啟動植物體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)［3，29］，這是植物在長期進(jìn)化過程中所形成的抗性機制，其中SOD、POD和CAT等是抗氧化系統(tǒng)中主要的活性氧清除酶。本實驗結(jié)果顯示:在Q3A和Q3B化感作用下木麻黃幼苗小枝中SOD、POD和CAT活性呈先增后降的趨勢;在化感作用初期，隨ROS累積量增加，SOD、POD和CAT活性也隨之提高;在高濃度(400和200 mg·L－1)化感作用條件下，活性氧積累急劇增加，SOD、POD和CAT活性也顯著提高;其后隨處理時間延長3個酶的活性降低，且化感成分濃度越低各保護(hù)酶活性增加越緩慢。這種現(xiàn)象與脅迫后期和H2O2積累過量，導(dǎo)致保護(hù)酶合成下降或降解增強所致。但林武星［21］的研究結(jié)果表明:木麻黃小枝POD、CAT和SOD活性隨木麻黃根系水浸提液濃度升高而下降，而MDA和H2O2含量及產(chǎn)生速率則逐漸增加，這與本研究結(jié)果有一定的差異，其原因與木麻黃不同器官化感成分存在差異有關(guān)，也說明水溶性化感成分組成復(fù)雜，要明晰其化感作用機制更為困難。在外源Q3A化感作用下木麻黃幼苗小枝保護(hù)酶活性的變化趨勢與外源Q3B化感處理基本一致僅達(dá)到峰值的時間不同，在中度(100和50 mg·L－1)和輕度(25 和 12.5 mg·L－1)Q3B 化感作用下SOD和CAT活性的峰值較相應(yīng)濃度Q3A處理均提前12 h，且Q3B各處理組SOD和CAT活性的峰值高于Q3A;而其POD活性的峰值出現(xiàn)的時間較Q3A均延后12 h，且Q3B各處理組POD活性的峰值低于Q3A。表明這2種外源化感成分對木麻黃幼苗小枝保護(hù)酶合成或降解的影響程度有差異。

綜上所述，木麻黃幼苗小枝中SOD、CAT和POD對H2O2和等ROS的清除受2類外源化感成分濃度和處理時間的影響，在中度(100和50 mg·L－1)和 輕 度(25和12.5 mg·L－1)Q3A和Q3B短期(0～48 h)作用下，ROS積累速率較慢，保護(hù)酶的清除作用有效;但當(dāng)化感成分濃度提高及處理超過一定時間后，植物體內(nèi)產(chǎn)生過量ROS，引起保護(hù)酶活性下降，對ROS的清除效率降低，引起膜質(zhì)過氧化，對植物造成不可逆的傷害，這可能是這2種外源化感成分對木麻黃的毒害機制之一。實驗結(jié)果還表明:濃度和時間的疊加效應(yīng)會加重化感物質(zhì)對木麻黃的傷害。自然界中化感物質(zhì)的釋放和積累是一個漫長的過程，因此在木麻黃造林過程中，頭茬種植的木麻黃會釋放化感物質(zhì)并對二次種植的木麻黃幼苗的生長產(chǎn)生化感作用。供試2類外源化感成分對木麻黃幼苗的化感作用程度存在差異，造成這種差異的原因還有待進(jìn)一步深入研究。

［1］李兆佳，喻 杰，樊大勇，等.克隆整合提高淹水脅迫下狗牙根根部的活性氧清除能力［J］.生態(tài)學(xué)報，2011，31(17):4992－4999.

［2］王小平，宋東杰，周泉澄，等.Cr3+脅迫對苦草葉片活性氧清除系統(tǒng)和葉細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響［J］.植物資源與環(huán)境學(xué)報，2008，17(2):56－60.

［3］袁 琳，克熱木·伊力，張利權(quán).NaCl脅迫對阿月渾子實生苗活性氧代謝與細(xì)胞膜穩(wěn)定性的影響［J］.植物生態(tài)學(xué)報，2005，29(6):985－991.

［4］王 鑫，郭平毅，原向陽，等.2，4－D丁酯對罌粟(Papaver somniferum L.)保護(hù)酶活性及脂質(zhì)過氧化作用的影響［J］.生態(tài)學(xué)報，2008，28(3):1098－1103.

［5］曹光球，楊 梅，林思祖，等.鄰羥基苯甲酸對不同化感型杉木無性系抗氧化酶活性的化感效應(yīng)［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，18(6):1267－1271.

［6］FOYER C H，NOCTOR G.Oxygen processing in photosynthesis:regulation and signaling［J］.New Phytologist，2000，146:359 －388.

［7］SALIN M L.Toxic oxygen species and protective system of the chloroplast［J］.Physiologia Plantarum，1987，72:681－689.

［8］SHAH K，KUMAR R G，VERMA S，et al.Effect of cadmium on lipid peroxidation，superoxide anion generation and activities of antioxidant enzymes in growing rice seedlings［J］.Plant Science，2001，161:1135－1144.

［9］MITTLER R，VANDERAUWERA S，GOLLERY M，et al.Reactive oxygen gene network of plants［J］.Trends in Plant Science，2004，9:490－498.

［10］MAIR A，F(xiàn)ARES A.Throughfall characteristics in three non-native Hawaiian forest stands［J］.Agricultural and Forest Meteorology，2010，150(11):1453－1466.

［11］SCHMID J L，ADDISON D S，DONNELLY M A，et al.The effect of Australian pine(Casuarina equisetifolia)removal on Loggerhead Sea Turtle(Caretta caretta)incubation temperatures on Keewaydin Island，F(xiàn)lorida［J］.Journal of Coastal Research，2008，55:214－220.

［12］林武星，葉功富，譚芳林，等.沙岸木麻黃防護(hù)林不同更新模式土壤結(jié)構(gòu)分形特征及其效應(yīng)［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008，16(6):1352－1357.

［13］張水松，葉功富，徐俊森，等.木麻黃基干林帶類型劃分和更新造林關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.林業(yè)科學(xué)，2002，38(2):44－53.

［14］MANTZ G，RONCO L，MONACO C.First record in Argentina of powdery mildew of Casuarina cunnighamiana caused by Oidium sp.［J］.Journal of Plant Pathology，2008，90(2):397.

［15］SURESH K K，VINAYA A S.Studies on the allelopathic effects of some agroforestry tree crops［J］.The International Tree Crops Journal，1987，4:109－115.

［16］鄧桂蘭，孔垂華，駱世明.木麻黃小枝提取物的分離鑒定及其對幼苗的化感作用［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，1996，7(2):145－149.

［17］林武星，洪 偉，葉功富.木麻黃根系浸提液對幼苗營養(yǎng)吸收和生長的影響［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報，2005，22(2):170－175.

［18］林武星.木麻黃自身他感作用影響因素及緩解［J］.防護(hù)林科技，2006(6):1－5.

［19］林武星.自身他感作用物對木麻黃幼苗葉綠素及糖類的影響［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報，2007，24(1):12－16.

［20］林武星.木麻黃自毒作用物對其幼苗內(nèi)源激素的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25(19):100－103.

［21］林武星.自身他感作用物對木麻黃苗木活性氧代謝影響［J］.福建農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，25(1):108－113.

［22］黃舒靜，曾 琦，張立華，等.短枝木麻黃小枝單寧對其幼苗生長及單寧含量的效應(yīng)［J］.熱帶亞熱帶植物學(xué)報，2009，17(5):471－476.

［23］王春晴，劉 強，張渝杰，等.木麻黃水浸提液對青皮種子的化感效應(yīng)［J］.西北林學(xué)院學(xué)報，2012，27(3):80－86.

［24］PROCHAZKOVA D，SAIRAM R K，SRIVASTAVA G C，et al.Oxidative stress and antioxidant activity as the basis of senescence in maize leaves［J］.Plant Science，2001，161:765－771.

［25］KE D S，WANG A G，SUN G C，et al.The effect of active oxygen on the activity of ACC synthase induced by exogenous IAA［J］.Acta Botany Sinica，2002，44(5):551－556.

［26］趙世杰，許長成，鄒 琦，等.植物組織中丙二醛測定方法的改進(jìn)［J］.植物生理學(xué)通訊，1994，30(3):207－210.

［27］李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)［M］.北京:高等教育出版社，2000.

［28］POLITYCKA B.Peroxidase activity and lipid peroxidation in root of cucumber seedlings influenced by derivatives of cinnamic and benzoic acids［J］.Acta Physiologiae Plantarum，1996，18(4):365－370.

［29］BANERJEE B D，SETH V，BHATTARYA A.Biochemical effects of some pesticides on lipid peroxidation and free-radical scavengers［J］.Toxical Letters，1999，107:33－47.