干旱胁迫对小麦幼苗过氧化物酶同工酶的影响

干旱胁迫对小麦幼苗过氧化物酶同工酶的影响

摘要:以河南广泛种植的4个小麦品种幼苗为材料,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,研究了经干旱处理后,4种小麦幼苗根和叶的过氧化物酶同工酶谱及酶活性的变化｡结果表明,4种小麦根和叶过氧化物酶同工酶酶带分为A区､B区､C区｡在干旱胁迫下,酶带数目增加,且A､B､C 3个区酶带均有不同程度的加深｡干旱胁迫后,4个品种小麦幼苗根和叶中POD活性显著增强｡

关键词:干旱胁迫;小麦;过氧化物同工酶

Effect of Drought Stress on Peroxidase Isoenzyme of Wheat Seedlings

Abstract: Taking the seedlings of four wheat varieties that widely adopted in wheat production of Henan as experimental materials, the effects of drought treatment on POD activity and isozyme patterns of roots and leaves of wheat seedlings were studied by the method of PAGE. The results showed that the POD isoenzyme bands in the roots and leaves of four wheat varieties were divided into region A, region B and region C. Under the drought stress, the numbers of POD isoenzyme bands increased and the bands of three regions were strengthened. After drought treatment, POD activitys in the roots and leaves of wheat seedlings were highly increased.

Key words: drought stress; wheat; POD isoenzyme

随着温室效应的进一步加剧,干旱已成为影响全球农产品产量的最大因素｡我国作为粮食生产大国,干旱问题亟须引起我们的注意｡近年来的研究表明,近几十年内中国的干旱事件仍将较为频繁,特别是在中国北方地区,干旱化趋势仍将继续[1]｡因此,研究干旱状态下的植物尤其是小麦､玉米等重要农作物的生理变化具有重要意义｡

目前,小麦抗旱机制的研究主要集中在形态结构方面,包括根系构型､结构及叶片形态;生理机制方面,包括光合作用､渗透调节､酶及蛋白质含量;分子生物学等方面[2]｡

同工酶是生物体内的一种重要的蛋白质,与生物体的遗传､生长发育､代谢调节及抗性生理都有着重要关系,主要包括过氧化物酶(POD)､淀粉酶(AMYZ)､乙醇脱氢酶(ADH)､苹果酸脱氢酶(MDH)､超氧化物歧化酶(SOD)､酯酶(EST)､过氧化氢酶(CAT)等｡POD与植物的抗逆性有关,是植物体内重要的保护酶之一[3],普遍存在于植物各种组织器官中,具有物种组织器官和发育阶段的特异性[4]｡它对环境变化十分敏感,如辐射､重金属､低温､p

1.2.1材料的培养与处理4个小麦品种,各选取50粒成熟饱满的种子,用0.1%的氯化汞(HgCl2)消毒处理10 min,流水冲洗10 min,25℃催芽24 h后,将萌发一致的种子播种于装有石英砂的花盆中,置于温室中培养,温度(28±2)℃/(20±2)℃,相对湿度80%｡每天浇灌1/2 Haogland营养液,幼苗生长至一叶一心期(约10 d),将幼苗分

为正常对照组和持续干旱组｡持续干旱组小麦停止给其加营养液,5 d后分别对两个组小麦的根､叶进行取样分析｡每处理3次重复｡

1.2.2POD同工酶活性测定小麦幼苗根和叶各称取0.5 g,加入2 mL 50 mmol/L PBS(pH值7.8, 内含0.1 mmol/L EDTA和1% PVP),冰浴研磨至匀浆,再加入缓冲液冲洗2~3次,并使最终体积为5 mL, 匀浆液于4℃下10 000 r/min冷冻离心10 min,取出上清液,即为酶提取液,用于POD活性测定和POD同工酶电泳｡

酶活性的测定反应体系为: 0.05 mol/L pH值7.8的磷酸缓冲液50mL,30% Hp 1.2.3POD同工酶电泳POD同工酶电泳采用北京六一垂直板电泳槽进行｡采用10%的分离胶,4%的浓缩胶,点样量30 μL,在浓缩胶中稳定电压为90V,进入分离胶后稳定电压为200V,3~4 h完成电泳｡同工酶电泳的染色采用醋酸-联苯胺法染色(0.1 g联苯胺+0.9 mL冰醋酸+dH2O 97.1 mL+3% H2O2 2.0 mL),室温下染色1~5 min,看到酶带显蓝色,即取出放入流水中冲洗过夜,酶带渐变成亮棕色｡

2结果与分析

2.1干旱胁迫对小麦幼苗POD同工酶酶谱的影响

根据4个小麦品种的POD同工酶电泳图谱结果,为了更加直观､清晰地对比和分析,绘制电泳图谱示意图如图1｡根据POD酶带的集中程度和迁移率的大小,可将酶谱带区分为A区､B区､C区｡从图1中可知,A区酶带中,干旱处理后4个小麦品种幼苗根和叶酶带的染色均有不同程度的加深,濮麦9号和周麦18处理后叶的酶带数新增了一条｡B区酶带中,干旱处理后濮麦9号根和叶､新麦18叶和周麦18根和叶的POD酶带数都有不同程度增加,并且染色加深｡C区酶带中,在原来的无带区,干旱处理后,新增加了1条酶带,并且染色较深,而酶带数目没有变化的品种则染色加深｡

2.2干旱胁迫对小麦幼苗POD同工酶活性的影响

4个小麦品种幼苗干旱处理后根和叶中POD同工酶活性变化情况见图2｡由图2可知,经干旱处理后,4个品种小麦幼苗根和叶中POD活性均有较大程度的增强,甚至是成倍地增加｡各品种小麦幼苗干旱处理前和处理后,根部的POD活性均高于叶中POD活性｡

3讨论

4个小麦品种幼苗干旱处理后POD酶谱呈现相似的变化规律｡谱带的变化主要表现在胁迫后谱带数目的变化(增加)和谱带染色程度的变化(加深),这与以前的研