黄连木雌、雄株叶片几种保护酶活性及主要内含物含量的比较

黄连木雌、雄株叶片几种保护酶活性及主要内含物含量的比较马丽媛;齐国辉;李保国;郭素萍;卢铁兵
【摘要】为揭示黄连木不同性别植株的生理差异,以黄连木雌株和雄株叶片为试材,对叶片POD、SOD、CAT活性及MDA、可溶性蛋白、可溶性糖含量进行了测定.结果表明:黄连木雄株叶片POD活性在5月21日和6月8日极显著高于雌株,且雌株、雄株叶片POD活性在6月8日均达到最大值,分别为15.53 OD/g(FW)和21.31OD/g(FW)；雌、雄株叶片SOD活性在5月21日、8月8日、9月8日和10月8日呈现极显著差异,5-6月雌株叶片SOD活性高于雄株,而7- 10月低于雄株,雌株叶片SOD活性变化幅度大,在6月份达到最大值22.50OD/g(FW),8月初达到最小值7.18 OD/g(FW)；雄株叶片CAT活性在10月8日极显著高于雌株叶片,雄株CAT活性在9月8日达到最小值,为27.98酶分解的H2O2mg/g(FW)；雌、雄株叶片MDA含量差异性不显著；雌、雄株叶片可溶性蛋白质含量均在5月21日出现最小值,分别为5.06 mg/g和5.95 mg/g,在10月8日达到最大值,分别为11.27 mg/g和12.84mg/g;雌、雄株叶片可溶性糖含量在10月8日存在显著差异,且达到最大值,分别为0.018％和0.026％.%To reveal the physiological differences in male and female trees of Pistacia chinensis Bunge, the activities of POD,SOD and CAT, the contents of MDA, soluble protein and soluble sugar in male and female tree leaves were determined in this trial. The results showed that the activity of POD in female and male tree leaves reached the maximum value of 15. 53 OD/g(FW) and 21.31 OD/g(FW) on June 8, and showed significant differences on May Zl and June 8. The activity of SOD in male and female tree leaves was significantly different on May 21, August 8,September 8 and October 8, and it was higher in
male ones in May and June, while lower in male ones from July to October. The activity of SOD in female tree leaves reached the maximum value of 22.
50 OD/g(FW) in June, and reached the minimum value of 7. 18 OD/g (FW) in early August. The activity of POD in male and female tree leaves was significantly different on October 8, the activity of POD in male tree leaves reached the minimum value of 27. 98 H2O2mg/g(FW)on September 8. The content of MDA was not significantly different between male and female tree leaves. Soluble protein content in female and male tree leaves appeared the minimum values of 5. 06 mg/g and 5. 95 mg/g on May
21 ,and reached the maximum values of 11. 27 mg/g and 12. 84 mg/g on October 8. Soluble sugar content in female and male tree leaves reached the maximum values of 0. 018% and 0. 026% on October 8, and showed significant differences.
【期刊名称】《河北农业大学学报》
【年(卷),期】2012(035)002
【总页数】5页(P48-52)
【关键词】黄连木;雌株;雄株;保护酶;内含物
【作者】马丽媛;齐国辉;李保国;郭素萍;卢铁兵
【作者单位】河北农业大学林学院,河北保定071000;河北农业大学林学院,河北保定071000;河北农业大学林学院,河北保定071000;河北农业大学林学院,河北保定071000;河北农业大学林学院,河北保定071000
【正文语种】中文
【中图分类】S727.4
黄连木（Pistacia chinensis Bunge），别名药木、药树、楷树、黄楝树、药瘤木，属漆树科（Anacardiaceae）黄连木属，雌雄异株，落叶树种［1］，在我国分布广泛，是一种优良的绿化、用材、观赏、药用和油料树种，是一种可以带动多种产业发展的高效树种［2］。

黄连木是重要的生物质能源植物，其油是不干性油，可用做工业原料或食用［3］。

用黄连木油脂生产的生物柴油与普通柴油主要成分的碳链长度极为接近［4］，因此非常适合用来生产生物柴油，目前已受到广泛重视［5］。

黄连木雌株结果，果实含油量可达35%以上，种子含油率达40%左右，
具有较高的栽培价值［6］，而雄株只能作为授粉树，栽培的经济效益较低，因此，对黄连木苗木的性别鉴定尤其是早期鉴定显得尤为重要，对科学搭配雌雄株比例、提高栽培效益具有重要意义。

由于多数雌雄异株植物在幼苗期未表现出外部形态差异，而雌雄植株之间存在许多生理及代谢差异，对其进行研究有助于性别的早期鉴定。

从生理学角度看，许多因子是通过调节内源激素的水平和酶的活性来影响植物的性别分化［7］。

乙烯是植物性别表现的内源激素［8］，乙烯的形成与植物体中氧
自由基的水平密切相关［9］。

超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）及过氧化物酶（POD）作为保护酶，能够使细胞内氧自由基的产生与清除维持一种
动态平衡［10－11］，其活性的高低影响氧自由基的水平，进而影响乙烯的形成。

因此，植株的性别表现与保护酶的活性必然有某种内在的联系。

近年来，人们对雌雄异株植物的生理学差异进行了一些研究，詹亚光等研究发现水曲柳雌、雄株的SOD、POD活性在不同月份间均存在极显著差异［12］。

有研究用乙烯利和氯甲
丹（2－氯己基磷酸）处理番木瓜雄株，发现产生两性花和雌花，诱导的两性花和雌花后来都能结果，这种性反转同时伴有可溶性蛋白和POD质和量上的变化［13］。

王双明等研究表明银杏雄株叶片的可溶性糖、蛋白质含量均大于雌株［14］。

而关于黄连木雌雄株保护酶活性和MDA、可溶性蛋白、可溶性糖含量的研究尚未见报道。

为此，研究了黄连木雌、雄株叶片的POD、SOD、CAT活性及MDA、可溶性蛋白、可溶性糖含量，以期为雌雄株鉴定提供理论依据。

1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于河北省顺平县神南乡新华村，该地区属太行山区，地理坐标为东经114°54′49″，北纬39°1′38″，海拔为50～276m，属暖温带大陆性季风气候，四季分明，春季多风沙，夏季炎热干燥，冬季寒冷有雪；年平均气温在12.3℃左右，1月平均气温－3.9℃，7月平均气温25.8℃，无霜期180d；年均降雨量529mm，降雨多集中在6―8月份。

试验树呈自然散生状分布，其他植被主要有荆条和菅草。

土壤主要为石灰岩风化物，较贫瘠。

1.2 材料
试验材料为生长正常、立地条件及树体生长情况基本一致的70年生黄连木雌、雄株各5株，于2010年5月21日、6月8日、7月8日、8月8日、9月8日和10月8日采集健壮发育枝新梢中部发育健全无病虫害的叶片，每株树东、西、南、北4个方向各选取2个发育枝，每个发育枝采集10～15枚叶片，冰盒冷藏保存
带回实验室，－70℃保存，用于SOD、POD、CAT活性和MDA、可溶性蛋白质、可溶性糖含量的测定。

1.3 方法
SOD活性测定采用NBT（氮蓝四唑）光化学还原法，POD活性测定采用愈创木
酚法，CAT活性测定采用高锰酸钾滴定法，MDA含量测定采用TBA法，可溶性
蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝G－250染色法，可溶性糖含量的测定采用蒽酮
比色法［15］。

2 结果与分析
2.1 黄连木雌、雄株叶片POD活性的变化
生长季节不同时期黄连木雌、雄株叶片的POD活性如图1所示。

由图1可见，各个时期雄株叶片的POD活性（FW）均高于雌株，5月21日和6月8日呈现极显著差异，其他时期差异不显著。

生长季节不同时期叶片的POD活性变化趋势均为先上升后下降再上升。

5―6月，叶片的POD活性上升，6月上旬雌、雄株叶片的POD活性均达到最大值，分别为15.53OD／g和21.31OD／g，6月中下旬―9月，叶片的POD活性下降，10月叶片的POD活性均略有上升。

图1 黄连木雌雄株叶片的POD活性Fig.1 The activity of POD in female and male tree leaves of P.chinensis Bunge注：大写字母代表1%水平上存在差异；小写字母代表5%水平上存在差异，下同。

2.2 黄连木雌、雄株叶片SOD活性的变化
生长季节内黄连木雌、雄株叶片SOD（FW）活性如图2所示。

由图2可知，5―6月雌株叶片SOD活性高于雄株，而7―10月则低于雄株。

黄连木雌、雄株间叶片SOD活性在5月21日、8月8日和9月8日、10月8日均呈现极显著差异，在7月8日呈现显著差异。

黄连木雌株叶片SOD活性变化趋势为先上升后下降再上升，5－6月初SOD活性升高，6月SOD活性达到最大值22.50OD／g，6―8月
雌株叶片SOD活性大幅度下降，8月初达到最小值7.18OD／g。

而雄株叶片SOD活性在各个时期差异不大，总体呈波浪式变化。

图2 黄连木雌、雄株叶片的SOD活性Fig.2 The activity of SOD in female and male tree leaves of P.chinensis Bunge
2.3 黄连木雌、雄株叶片CAT活性的变化
生长季节内黄连木雌、雄株叶片CAT活性（FW）如图3所示。

由图3可见，黄
连木雄株叶片CAT活性在各个时期均高于雌株，二者变化趋势大致相同，总体趋
势为5―9月活性下降，9―10月均呈上升趋势。

雌雄株叶片CAT活性只有在10月8日呈现极显著差异，其他时期二者差异不显著。

5―6月雌雄株叶片CAT活性下
降较明显，5月21日CAT活性最大，分别为58.27酶分解的H2O2mg／g和63.81酶分解的 H2O2mg／g；6―8月雄株叶片CAT活性变化不明显，7―9月雌
株叶片CAT活性下降明显；9月8日叶片CAT活性达到最小值，分别为27.98酶分解的H2O2mg／g和33.74酶分解的 H2O2mg／g。

图3 黄连木雌、雄株叶片的CAT活性Fig.3 The activity of CAT in female and male tree leaves of P.chinensis Bunge
2.4 黄连木雌、雄株叶片MDA含量的变化
生长季节内黄连木雌、雄株叶片 MDA含量（FW）如图4所示。

由图4可知，黄连木雌雄株MDA含量均呈现先下降后上升再下降的变化趋势。

雌、雄株叶片MDA含量在各个时期差异均不显著。

5―6月MDA含量下降，6月8日出现最小值，分别为1.87μmol／g和1.67μmol／g，6―7月MDA含量上升，7―10月雌
雄株MDA含量变化相对稳定。

图4 黄连木雌、雄株叶片的MDA含量Fig.4 The content of MDA in female and male tree leaves of P.chinensis Bunge
2.5 黄连木雌、雄株叶片可溶性蛋白质含量的变化
生长季节内黄连木雌雄株叶片可溶性蛋白质含量如图5所示。

由图5可见，雄株
叶片的可溶性蛋白质含量在各个时期均大于雌株，且均呈上升趋势。

雌、雄株叶片可溶性蛋白质含量在5月21日有极显著差异，在6月8日、8月8日、9月8日、10月8日存在显著差异。

5月21日雌、雄株叶片可溶性蛋白质含量最低，分别
为5.06mg／g和5.95mg／g。

10月8日黄连木雄株叶片的可溶性蛋白质含量最
高，分别为11.27mg／g和12.84mg／g。

图5 黄连木雌、雄株叶片的可溶性蛋白质含量Fig.5 The content of soluble protein in female and male tree leaves of P.chinensis Bunge
2.6 黄连木雌、雄株叶片可溶性糖含量的变化
生长季节内黄连木雌、雄株叶片可溶性糖含量如图6所示。

由图6可知，黄连木雌、雄株叶片的可溶性糖含量变化趋势相同，且雄株叶片的可溶性糖含量在各个时期均大于雌株。

雌、雄株间可溶性糖含量在10月8日呈现显著差异。

雌、雄株叶片的可溶性糖含量在5―6月、7―10月呈上升趋势，雌、雄株叶片可溶性糖含量在10月8日均达到最大值，分别为0.018%和0.026%。

图6 黄连木雌、雄株叶片的可溶性糖含量Fig.6 The content of soluble sugar in female and male tree leaves of P.chinensis Bunge
3 讨论与结论
通过对黄连木植株叶片内POD、SOD、CAT活性及MDA、可溶性蛋白质、可溶
性糖含量测定，发现POD、SOD、CAT活性和 MDA、可溶性蛋白质、可溶性糖
含量在雌、雄植株中的分布具有一定的差异性。

雄株叶片POD活性高于雌株，5
月21日和6月8日呈现极显著差异，因此这2个时期叶片POD活性作为黄连木雌、雄鉴定的参考指标；5―6月雌株叶片SOD活性高于雄株，而7―10月雄株叶
片SOD活性明显高于雌株，在5月21日、8月8日、9月8日和10月8日雌、雄株SOD活性呈现极显著差异，在7月8日呈现显著差异，这几个时期叶片SOD活性可作为雌、雄鉴定的参考指标；黄连木雌、雄株MDA的含量在各时期
均无显著性差异，因此不能作为黄连木雌、雄鉴定的依据。

氧化还原能力不同是雌、雄植株代谢差异的表现形式之一。

一般来说，雌性个体处于较还原状态，雄性个体处于相对氧化状态。

温伟庆等的研究结果表明，银杏雄株的POD和CAT活性大
于雌株，即雌株POD和CAT的活性处于较还原的状态，雄株的POD和CAT的
活性处于相对氧化的状态，并相对稳定［16］。

李珊等发现栝楼雄株的POD、SOD活性高于雌株，MDA含量雌株明显高于雄株［17］。

水曲柳雄株的POD、SOD活性均大于雌株［12］。

本研究发现，黄连木雌、雄株叶片POD活性差异
和栝楼、银杏、水曲柳等一致，说明POD活性在植物雌雄株间的差异规律有一定的普遍性；有研究表明，SOD活性在雌性系中较低［18］。

而黄连木叶片SOD
活性差异在5―6月与前人研究结果不同，可能是因为不同植物之间生理差异造成的，需要进一步验证；黄连木雌、雄株叶片MDA含量差异表现和李珊的结论不同，雌、雄株叶片MDA含量在各个时期差异性均不显著，这也许是不同种类植物之间的生理性差异。

黄连木雄株CAT活性高于雌株，雌、雄株间CAT活性在10月8
日呈现极显著差异，因此这个时期叶片的CAT活性可作为黄连木雌雄性别鉴定参
考指标；雄株叶片的可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量高于雌株，二者变化趋势一致，雌、雄株叶片的可溶性蛋白质含量在5月21日有极显著差异，在6月8日、8月8日、9月8日、10月8日存在显著差异，因此这几个时期的叶片可溶性蛋
白质含量可作为黄连木雌、雄性别鉴定的参考指标；叶片可溶性糖含量在10月8
日呈现显著差异，可以把这一时期的可溶性糖相对含量作为鉴别黄连木雌、雄的指标。

对雌、雄银杏植株叶片进行生理生化比较分析，得出叶片的CAT活性、可溶
性糖含量、可溶性蛋白质含量雄株大于雌株［16］。

黄连木CAT活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量雄株大于雌株，与银杏一致，而学者对栝楼的研究则认为雌株可溶性糖含量高于雄株［17］，这可能是木本植物与草本植物存在差异，需
要进一步验证。

通过以上分析可知，叶片POD、CAT活性和可溶性蛋白含量可作为黄连木雌雄株鉴定的参考指标，但这3个指标不能在同一时间作为黄连木雌雄鉴别的依据。

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