貯藏條件對桃葉衛(wèi)矛種子酶活性的影響

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(1.東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150040； 2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 黑龍江 哈爾濱 150030)

·問題探討·

貯藏條件對桃葉衛(wèi)矛種子酶活性的影響

李萍1，蘇晴2，宋紅1

(1.東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150040； 2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 黑龍江 哈爾濱 150030)

本試驗以桃葉衛(wèi)矛(EuonymusbungeanusMaxim.)種子為材料，通過測定貯藏過程中桃葉衛(wèi)矛種子內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)2種酶活性變化，研究其在不同貯藏方法和貯藏溫度下種子活力發(fā)生的變化。結(jié)果顯示，桃葉衛(wèi)矛種子的SOD和POD活性最高的貯藏條件為-20 ℃、錫紙袋密封貯藏，而種子保護酶活性最低的是-25 ℃、布袋貯藏的種子。

桃葉衛(wèi)矛； 種子； 貯藏條件； 酶活性

桃葉衛(wèi)矛(EuonymusbungeanusMaxim．)又名開夜合、絲綿木，是衛(wèi)矛科衛(wèi)矛屬落葉大灌木或小喬木。樹冠圓形或卵形，樹皮灰褐色，小枝綠色，近四棱形。葉對生，邊緣有細鋸齒。聚傘花序腋生，花3～7朵，黃綠色。蒴果4瓣裂，淡紅色或帶黃色；種子有桔紅色假種皮。花期5—6月，果熟期9—10月。隨著人們對生物能源的高度重視，桃葉衛(wèi)矛作為一種重要的能源油料樹種[1]，逐漸成為了新興的科研樹種之一。近些年關(guān)于桃葉衛(wèi)矛的研究成果多集中于它的繁殖技術(shù)、發(fā)芽特性[2]等，但是對于生產(chǎn)實踐中亟待解決的桃葉衛(wèi)矛種子的貯藏方法卻鮮有報道。桃葉衛(wèi)矛實生苗育苗簡易、經(jīng)濟，能滿足生產(chǎn)上大量用苗的需求。為保持較好的種子活力，提高田間出苗率，必須掌握影響桃葉衛(wèi)矛種子活力變化的生理生化因素，本試驗通過研究不同貯藏條件下桃葉衛(wèi)矛種子內(nèi)部POD和SOD酶活性變化，探索保持較高種子活力的貯藏方法，使種子更好地發(fā)揮作用，達到培育優(yōu)質(zhì)苗木的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和儀器設(shè)備

1.1.1 試驗材料

試驗材料采自東北林業(yè)大學(xué)校園內(nèi)，所選桃葉衛(wèi)矛樹齡為10年左右。10月份采收桃葉衛(wèi)矛種子，晾曬后經(jīng)過脫粒、凈種、干燥等步驟調(diào)制種子供試驗選用。

1.1.2 儀器設(shè)備

MGC-400 B型智能光照培養(yǎng)箱，BS 323 S電子天平，烘干箱，紫外分光光度計，電導(dǎo)儀，離心機等。

1.2 生理生化指標測定方法

超氧化物歧化酶(SOD)含量測定參照NBT(氮藍四唑)光還原法[3]，過氧化物酶(POD)含量測定參照王學(xué)奎的方法[4]。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

運用Excel、SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、方差分析及差異性分析，并釆LSD法進行多重比較，用Photoshop繪制和編輯圖像。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子貯藏過程中超氧化物歧化酶(SOD) 活性變化

超氧化物歧化酶(SOD)是存在于生物體內(nèi)能有效清除超氧自由基的一類金屬酶，當SOD活性改變或下降時會影響機體內(nèi)自由基的生成和清除的動態(tài)平衡，產(chǎn)生過多的自由基，而自由基會對機體產(chǎn)生迅速而強烈的損傷，常導(dǎo)致一系列疾病的發(fā)生和進一步加重[5]。

2.1.1 溫度對桃葉衛(wèi)矛種子超氧化物歧化酶(SOD) 活性的影響

圖1 不同溫度貯藏桃葉衛(wèi)矛種子SOD活性變化

圖2 不同貯藏方法下桃葉衛(wèi)矛種子SOD 活性變化

從圖1可看出，相同貯藏方法下，隨著貯藏時間的變化，25 ℃貯藏的種子SOD活性逐漸呈下降趨勢，而5 ℃、-20 ℃貯藏的種子SOD活性呈先下降后上升最后又下降的趨勢；貯藏1年、5 ℃貯藏種子SOD活性變化幅度較大。從圖1-A中可以看出，桃葉衛(wèi)矛種子在貯藏2年后，各個貯藏溫度(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)下的SOD活性分別是貯藏前的9.94%、36.99%、64.13%。

2.1.2 貯藏方法對桃葉衛(wèi)矛種子超氧化物歧化酶(SOD) 活性的影響

從圖2看出，在貯藏溫度相同的條件下，布袋貯藏種子的SOD活性變化幅度較大，下降速度快，其他2種方法貯藏種子SOD活性變化較緩慢。從圖2-A中可看出，桃葉衛(wèi)矛種子在貯藏2年后，各種貯藏方法(布袋、密封罐、錫紙袋)下的SOD活性分別是貯藏前的4.61%、9.94%、32.57%。

2.1.3 貯藏方法和溫度對桃葉衛(wèi)矛種子超氧化物歧化酶(SOD)活性的綜合影響

從圖3可看出，種子貯藏2年后，在相同的溫度條件下，布袋貯藏種子SOD活性低，錫紙袋貯藏種子SOD活性高。貯藏在布袋中的種子在各個溫度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的SOD活性分別是貯藏前的4.61%、27.32%、48.03%。25 ℃條件下各種貯藏方法(布袋、密封罐、錫紙袋)的SOD活性分別是貯藏前的4.61、9.94%、32.57%。25 ℃、布袋和-20 ℃、錫紙袋貯藏種子SOD活性分別是貯藏前的4.61%和70.17%，2種貯藏方法下的SOD活性相差超過種子SOD活性的一半以上。

方差分析結(jié)果(表1)表明，不同貯藏溫度和貯藏方法對桃葉衛(wèi)矛種子SOD活性的影響非常明顯，桃葉衛(wèi)矛種子低溫、密封貯藏可以減慢老化速度，減少種子的損傷，保持種子長期自主修復(fù)機制，使種子的SOD活性更高，從而保持更高的種子活力。

表1 不同貯藏方法和溫度對貯藏2年桃葉衛(wèi)矛種子SOD活性影響的方差分析

變異系數(shù)平方和SS自由度df均方MSF值P值溫度28705．444214352．7229．8810．0002貯藏方法1940．9242970．4625．1950．0001溫度×方法30646．368a47661．5928．5380．0000誤差19926．37644981．594總計224739．85512

注：雙因素方差分析置信區(qū)間為95%。下同。

2.2 種子貯藏過程中過氧化物酶(POD)活性變化

圖4 不同溫度下桃葉衛(wèi)矛種子POD活性變化

圖5 不同貯藏方法下桃葉衛(wèi)矛種子POD活性變化

過氧化物酶( POD) 是植物抗氧化酶系統(tǒng)中重要的酶，在植物防御反應(yīng)中, POD有清除植物體內(nèi)過剩ROS，保護細胞免受 ROS 過氧化損傷, 具有提高植物抗逆性的功能[6-7]。POD可以與 SOD 相互協(xié)調(diào)有效清除代謝過程中產(chǎn)生的活性氧，從而防止了活性氧引起的膜脂過氧化及其他傷害[8-9]。

圖3 不同貯藏方法和溫度對貯藏2年 桃葉衛(wèi)矛種子SOD活性的影響

2.2.1 溫度對桃葉衛(wèi)矛種子過氧化物酶(POD)活性的影響

從圖4可看出，貯藏方法相同條件下，隨著貯藏時間的變化，25 ℃貯藏種子POD活性呈迅速降低的趨勢，-20 ℃貯藏種子POD活性變化幅度小、速度較慢，溫度越高，下降的速度越快。從圖4-A中可以看出，種子貯藏半年后，各個溫度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的POD活性分別比貯藏前下降了57.99%、6.64%、9.44%；種子貯藏1年后，各個溫度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的POD活性分別比貯藏前下降了58.86%、9.67%、13.75%；貯藏2年后，各個溫度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的POD活性分別比貯藏前下降了92.26%、74.76%、53.84%。在貯藏過程中，溫度對POD活性的影響非常顯著。

2.2.2 貯藏方法對桃葉衛(wèi)矛種子過氧化物酶(POD)活性的影響

從圖5可看出，貯藏溫度相同條件下，25 ℃貯藏種子POD活性在貯藏1年時間內(nèi)呈直線下降的趨勢，隨后下降速度變慢。圖5-A中，布袋貯藏種子在貯藏1年內(nèi)下降速度迅速，此貯藏前下降了85.92%，比錫紙袋貯藏種子POD活性下降多達1倍多。從圖5-C可以看出，桃葉衛(wèi)矛種子在貯藏1年后，各個貯藏方法(布袋、密封罐、錫紙袋)的POD活性分別是貯藏前的65.52%、86.24%、91.72%。貯藏2年后，各個貯藏方法(布袋、密封罐、錫紙袋)的POD活性分別是貯藏前的46.91%、53.84%、74.85%，錫紙袋與布袋貯藏種子POD活性相差27.94%，且隨著貯藏時間的延長，兩者之間的差距越來越大。

2.2.3 貯藏方法和溫度對桃葉衛(wèi)矛種子過氧化物酶(POD)活性的綜合影響

從圖6可看出，種子貯藏2年后，布袋、25 ℃貯藏種子POD活性最低，錫紙袋、-20 ℃貯藏種子POD活性最高，兩者差距非常明顯。錫紙袋和密封罐貯藏種子2年后，在各個溫度下(25 ℃、5 ℃、-20 ℃)的POD活性比例分別是4.86、1.71、1.15。

對不同貯藏溫度和貯藏方法貯藏的桃葉衛(wèi)矛種子POD活性進行雙因素方差分析，結(jié)果表明(表2)，貯藏溫度和方法對桃葉衛(wèi)矛種子POD含量的影響明顯，差異達到極顯著水平；貯藏溫度和方法對POD活性的綜合影響顯著。

圖6 不同貯藏方法和溫度對貯藏2年桃葉衛(wèi)矛種子 POD活性的影響

表2 不同貯藏方法和溫度對貯藏2年桃葉衛(wèi)矛種子POD活性影響的方差分析

變異系數(shù)平方和SS自由度df均方MSF值P值溫度48451．472224225．73612．1460．02貯藏方法67275．13233637．56516．8650．011溫度×方法115726．602428931．6514．5050．012誤差7978．25941994．565總計513934．96112

3 結(jié) 論

通過測定貯藏過程中桃葉衛(wèi)矛種子內(nèi)SOD和POD 2種酶活性變化，研究其在不同貯藏方法和貯藏溫度下種子活力發(fā)生的變化，得到以下結(jié)論：

1) 貯藏溫度對種子酶活性的影響：低溫對SOD、POD活性造成的影響較小，對種子內(nèi)部活動影響最小，更有利于種子貯藏。

2) 貯藏方法對種子酶活性的影響：錫紙袋貯藏種子SOD活性、POD活性下降速度慢，幅度??；布袋貯藏種子SOD活性、POD活性下降速度最快。說明桃葉衛(wèi)矛種子最適合用錫紙袋貯藏，不適合用布袋貯藏。

3) 貯藏溫度和方法對種子酶活性的影響：溫度和貯藏方法共同對種子酶活性的影響非常顯著。貯藏2年后POD、SOD活性最高的條件為-20 ℃、錫紙袋貯藏，則桃葉衛(wèi)矛種子最佳的貯藏條件為-20 ℃、錫紙袋密封貯藏，而活性最低的是25 ℃、布袋貯藏下的種子。

4 討 論

優(yōu)質(zhì)種子是提高苗木生產(chǎn)中產(chǎn)量和質(zhì)量的基礎(chǔ)，發(fā)芽率不能很好地反映出苗情況，甚至有差異，而種子生理生化反應(yīng)更能準確地反映種子內(nèi)在品質(zhì)，因此探索種子貯藏過程中生理生化各項指標的變化對于保持種子活力具有重要的意義。種子入庫后，與周圍環(huán)境形成一個小的生態(tài)系統(tǒng)，其中影響種子活力的主要因素是貯藏溫度和水分，密封貯藏為種子提供穩(wěn)定的水分環(huán)境。所以，掌握種子貯藏環(huán)境的溫度、濕度、密封性等對安全貯藏種子有重要意義[10]。但是在種子貯藏過程中種子活力減弱與其他因素有關(guān)，如細胞膜結(jié)構(gòu)破壞和透性增加以及有毒物質(zhì)的積累等，但是由于種子細胞膜透性及內(nèi)源激素變化的原因較多，保護種子質(zhì)膜完整性、保護種子保護酶活性和減少有毒物質(zhì)積累，還需要做進一步的深入研究。

[1]劉慧娟.內(nèi)蒙古非糧油脂植物資源調(diào)查及五種植物油脂理化性質(zhì)分析[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文,2013:35.

[2]宋紅,丁格根其爾.桃葉衛(wèi)矛種子發(fā)芽影響因素研究[J].種子,2013,32(1):87-88.

[3]王學(xué)奎.植物生理生化實驗原理和技術(shù)(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2006(5):167-172.

[4]周曉華,馬卉芳,趙盼.Ni-SOD模擬物的合成及其SOD活性測定[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2010,26(22):170-174.

[5]丁克祥.SOD臨床研究概況[M].見:丁克祥主編.SOD臨床研究.北京:原子能出版社,1992:1-12.

[6]Diatloff E.,Smith F.W.,Asher C.J.Rare earth elements and plant growth:I.Effects of lanthanum and cerium on root elongation of corn and mungbean[J].Journal of Plant Nutri-tion,1995,18(10):1 963-1 976.

[7]Price A.H.,Atherton N.M.,Herdry G.A.F.Plants under drought-stress generate activated oxygen[J].Free Radical Res.Commllum,1980(8):61-66.

[8]周光宇.有關(guān)同工酶分析的幾個問題[J].植物生理學(xué)通訊,1983(1):14-15.

[9]胡能書.同工酶技術(shù)及其應(yīng)用[M].長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1985.

[10]胡晉.種子貯藏加工[M].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2001.

Effect of Different Storage Condition on Enzyme Activity ofEuonymusbungeanusSeed

LIPing1,SUQing2,SONGHong1

2016-07-20

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金(編號：DL13 EA 07-2)。

李 萍(1992—)，女，山東省菏澤人；在讀研究生，研究方向：種質(zhì)資源的保護和開發(fā)利用；E-mail：302600987@qq.com。

宋 紅(1966—)，女，高級工程師，研究方向：種質(zhì)資源保護與園林植物培育；E-mail：851100942@qq.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.12.066

S 792.99

A

1001-4705(2016)12-0066-04