黄瓜种子萌发中淀粉酶、脂肪酶和过氧化物酶活性变化
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2 结果与分析
2.1 黄瓜种子萌发过程中酶活性变化
2.1.1 淀粉酶活性变化 由图 1 可知袁2 个黄瓜品种种子在
发芽过程中袁琢-淀粉酶活性变化趋势相似袁 发芽培养的前
响作用因品种不同而存在差异遥
关键词院黄瓜曰种子曰萌发曰酶活性曰淀粉酶曰脂肪酶曰过氧化物酶
DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2014.01.018
中图分类号院S642.2
Leabharlann Baidu
文献标识码院 A
文章编号院 1000-1700渊2014冤01-0083-04
Changes of Enzymatic Activities of Amylase, Lipase and Peroxidase in Cucumber Seed During Germination
沈阳农业大学学报袁圆园14原02袁45穴1雪院83-86 允燥怎则灶葬造 燥枣 杂澡藻灶赠葬灶早 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁圆园14原02袁45穴1雪院83-86
黄瓜种子萌发中淀粉酶尧脂肪酶和过氧化物酶活性变化
张蕙心袁司龙亭 *袁唐慧珣
渊沈阳农业大学 园艺学院, 沈阳 110161冤
在萌发初期活性均较低袁中期显著上升袁后期下降袁催化脂肪分解成供给种子萌发的碳水化合物曰过氧化物酶活性变化均呈上升趋
势袁与种子萌发密切相关遥 M6 和 M87 的种子萌发与 琢-淀粉酶活性相关极显著渊r=0.949袁r=0.989冤袁与过氧化物酶活性相关极显著 渊r=0.952,r=0.954冤遥 脂肪酶活性与 M87 种子的萌发有显著关系渊r=0.896冤袁与 M6 种子的萌发相关性不显著袁其活性对种子萌发的影
体来看袁M87 的脂肪酶活性要高于 M6 的脂肪酶活性遥
2.1.3 过氧化物酶活性变化 由图 3 可知袁2 个黄瓜品种种子的过氧化物酶活性变化趋势一致遥 在种子萌发的
整个过程中袁酶活性呈现逐渐升高的趋势遥 酶活性在发芽培养的前 24h 较低袁随后逐渐上升袁随着萌发进行升
高速度也在加快遥 过氧化物酶活性在 24h 后有大幅增强袁随后持续上升遥 过氧化物酶在种子萌发初期最为活
seed germination
图 3 黄瓜种子萌发中过氧化物酶活性变化 Figure 3 Changes of peroxidase activities in
cucumber seed germination
其中与 琢-淀粉酶活性相关系数达到 0.949 和 0.989袁呈极显著正相关袁淀粉酶的活性随着萌发时间的延长逐渐 增大袁在萌发末期出现下降趋势遥M87 在种子萌发时脂肪酶的活性与萌发率的相关系数是 0.896袁存在一定的相 关性袁M6 的脂肪酶活性与萌发率相关性不显著袁 说明脂肪酶活性对种子萌发的影响作用因品种不同而存在差 异遥 M6 和 M87 的萌发率与过氧化物酶活性的相关系数分别为 0.952 和 0.954袁均达到极显著相关遥
1.2 方法 取 100 粒黄瓜种子作为 1 个处理袁种子用蒸馏水冲洗数次后放入垫有双层滤纸的培养皿中袁加入 20mL 清
水袁30益恒温培养箱中进行发芽培养遥 分别在 12袁24袁36袁48袁60袁72h 取样测定种子酶活性和萌发率袁每处理 3 次 重复遥
淀粉酶活性测定采用 3,5-二硝基水杨酸法[10]袁先测定淀粉酶总活力袁然后在 60益加热 15min袁钝化 茁-淀粉 酶袁测定 琢-淀粉酶活力袁用淀粉酶总活力减去 琢-淀粉酶活力即为 茁-淀粉酶活力袁每个酶单位用室温下单位组 织每分钟生成的麦芽糖含量渊mg冤表示遥脂肪酶采用碱式滴定法测定其活性[11]袁每个酶活力单位用滴定时每消耗 1.0mL0.05mol窑L-1NaOH 表示遥过氧化物酶用愈创木酚法测定其活性[12]袁以每分钟在 470nm 波长下吸光度值变化 0.01 为一个活力单位表示酶活性遥
收稿日期院2013-08-18 基金项目院辽宁省教育厅重点实验室基金项目渊2009S092冤 作者简介院张蕙心渊1987-冤袁女袁沈阳农业大学硕士研究生袁从事黄瓜种子休眠生理机制研究遥 * 通讯作者 Corresponding author院司龙亭渊1955-冤袁男袁
沈阳农业大学教授袁博士袁从事蔬菜遗传育种研究遥
摘要院为探明酶在黄瓜种子萌发中的作用袁以 2 个黄瓜高代自交系华北型 M6 和华南型 M87 为试材袁分别采用 3,5-二硝基水杨酸
法尧碱式滴定法及愈创木酚法测定淀粉酶尧脂肪酶和过氧化物酶的活性遥 结果表明院种子发芽过程中 2 个黄瓜品种总淀粉酶活性变
化趋势相似袁在萌发初期逐渐升高袁末期降低袁说明淀粉水解是种子萌发所需主要物质和能量的来源曰脂肪酶活性变化趋势一致袁
cucumber seed germination
活性开始下降袁M6 下降较为明显遥
2.1.2 脂肪酶活性变化 由图 2 可知袁2 个黄瓜品种种子的脂肪酶活性变化趋势相似遥 发芽培养的前 24h 内脂
肪酶活性均较低袁随着萌发时间逐渐增加袁其脂肪酶活性不断增加袁在萌发中期渊36h冤开始显著上升袁M6 的脂肪酶
24h 酶活性均较低遥 M6 在萌发 48h 时 琢-淀粉酶活性达到最
大值袁为 6.45mg窑g-窑1 min-1袁随后活性开始降低遥 M87 在萌发
60h 时达到最大袁随后下降遥 M87 的 琢-淀粉酶活性总体略低
于 M6袁但差异不显著遥 2 个黄瓜品种种子 茁-淀粉酶活性均
在发芽培养的前 24h 迅速上升袁 在发芽中期短暂降低后又
2.2 黄瓜种子萌发与酶活性相关性分析
由表 1 可知袁M6 的淀粉酶活性与萌发率相关系数为 0.898袁M87 的相关系数为 0.855袁均呈现出密切相关袁
第1期
张蕙心等院黄瓜种子萌发中淀粉酶尧脂肪酶和过氧化物酶活性变化
- 85 -
图 2 黄瓜种子萌发中脂肪酶活性变化 Figure 2 Changes of lipase activities in cucumber
- 84 -
沈阳农业大学学报
第 45 卷
种子萌发过程中几种酶活性的研究报道不多遥 本研究通过对黄瓜种子萌发过程中酶活性变化分析袁试图阐明 这些酶在种子萌发调控中的作用袁为进一步深入研究黄瓜种子萌发过程中生理指标变化提供参考依据遥
1 材料与方法
1.1 材料 供试黄瓜(Cucumis sativus L.)品种为 M6 和 M87袁2012 年生产的种子袁由沈阳农业大学黄瓜育种课题组提供遥
缓慢升高遥 M6 和 M87 的种子总淀粉酶活性在发芽培养的
前期呈现迅速上升趋势袁 在 24h 后上升幅度开始减小袁在 60h 时 达 到 最 大 值 袁M6 为 58.54mg窑g -1窑min -1袁M87 为 56.31mg窑g-1窑min-1袁这与种子中淀粉的降解有关遥 此后总酶
图 1 黄瓜种子萌发中淀粉酶活性的变化 Figure 1 Changes of amylase activities in
跃袁对许多生理活性分子的合成与分解产生重要影响袁在种子萌发过程中起到关键作用遥 M6 的过氧化物酶活
性在 72h 达到最大值袁为 3217mg窑g-窑1 min-1袁M87 在 72h 达到最大值袁为 2319mg窑g-1窑min-1遥 从总体来看袁M6 的过
氧化物酶活性要高于 M87 的过氧化物酶活性遥
活性在 48h 达到最大值袁为 0.81mg窑g-窑1 min-1袁M87 在 60h 达到最大值袁为 1.01mg窑g-窑1 min-1遥 萌发后期脂肪酶活性下
降袁M6 的脂肪酶活性在 72h 降到最小值袁为 0.22 mg窑g-窑1 min-1袁M87 在 72h 降到最小值袁为 0.59mg窑g-窑1 min-1遥 从总
ZHANG Hui-xin袁SI Long-ting*袁TANG Hui-xun
(College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China)
Abstract院 To research the effect of enzymes and provide reference for physiological indices during seed germination of cucumber袁two inbred lines M6 and M87 were used to investigate the changes of enzymes activities through 3,5-2nitro salicylic acid method, Alkali titration type and Guaiacol method. During the seed germination of two varieties, changes of total amylase activities were similar, which showed a trend of rapid rise in the early germination, and decrease after 24h. The changes of lipase activities were consistent, and reached the maximum at 48h of M6 and 60h of M87. The changes of peroxidase activity were similar during seed germination which showed increase trend. The correlation coefficient of the germination of M6 and M87 with 琢-amylase reached 0.949 and 0.989 respectively, and reached 0.952 and 0.954 respectively with peroxidase activity. The lipase activities were correlated with the germination of M87 with the correlation coefficient of 0.896, and was not significantly associated with the germination of M6, whose activities on seed germination have interspecific differences due to different varieties. Key words院cucumber; seed; germination; enzymatic activity; amylase; lipase; peroxidase
黄瓜种子内部的各种酶在吸水以后开始发挥作用袁酶的活化及物质代谢的正常进行是种子顺利发芽最重 要的生理保证[1]遥 植物种子萌发引起一系列基因表达及酶活化袁是生命周期里活动最为强烈的一个阶段[2-3]遥 种 子萌发和幼苗生长初期淀粉在 琢-淀粉酶的作用下水解为小分子的糖类物质袁为供种子萌发和幼苗生长提供营 养及能量袁因此 琢-淀粉酶活性的强弱与各类作物种子萌发速率及其随后的生长发育有密切关系[4]遥贮存物质的 水解是种子萌发过程中最主要的生理活动[5]遥 脂肪是黄瓜种子中的主要贮存物质袁其含量为 32.00%耀37.30%[6]遥 脂 肪酸含量随脂肪酶活性变化持续增加袁用于满足新生组织细胞物质的构建和增强细胞的渗透调节能力袁有助于 细胞适应寒冷袁抵抗低温胁迫[5]遥 研究表明袁黄瓜种子在低温下的发芽能力与脂肪酶的活性高低及活性高峰的 出现有关[7]遥 植物体内的抗氧化酶系统在保护细胞膜系统[8]袁使其免受活性氧或其他过氧化物自由基的伤害方 面起到十分重要的作用遥 过氧化物酶作为植物体细胞生长和发育重要的生理生化标志袁同时也是萌发的关键 因素[9]遥 前人对黄瓜种子的酶活性变化研究多是针对染病或有其他外源因素影响情况下某种酶进行分析[5-6]袁对
2 结果与分析
2.1 黄瓜种子萌发过程中酶活性变化
2.1.1 淀粉酶活性变化 由图 1 可知袁2 个黄瓜品种种子在
发芽过程中袁琢-淀粉酶活性变化趋势相似袁 发芽培养的前
响作用因品种不同而存在差异遥
关键词院黄瓜曰种子曰萌发曰酶活性曰淀粉酶曰脂肪酶曰过氧化物酶
DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2014.01.018
中图分类号院S642.2
Leabharlann Baidu
文献标识码院 A
文章编号院 1000-1700渊2014冤01-0083-04
Changes of Enzymatic Activities of Amylase, Lipase and Peroxidase in Cucumber Seed During Germination
沈阳农业大学学报袁圆园14原02袁45穴1雪院83-86 允燥怎则灶葬造 燥枣 杂澡藻灶赠葬灶早 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁圆园14原02袁45穴1雪院83-86
黄瓜种子萌发中淀粉酶尧脂肪酶和过氧化物酶活性变化
张蕙心袁司龙亭 *袁唐慧珣
渊沈阳农业大学 园艺学院, 沈阳 110161冤
在萌发初期活性均较低袁中期显著上升袁后期下降袁催化脂肪分解成供给种子萌发的碳水化合物曰过氧化物酶活性变化均呈上升趋
势袁与种子萌发密切相关遥 M6 和 M87 的种子萌发与 琢-淀粉酶活性相关极显著渊r=0.949袁r=0.989冤袁与过氧化物酶活性相关极显著 渊r=0.952,r=0.954冤遥 脂肪酶活性与 M87 种子的萌发有显著关系渊r=0.896冤袁与 M6 种子的萌发相关性不显著袁其活性对种子萌发的影
体来看袁M87 的脂肪酶活性要高于 M6 的脂肪酶活性遥
2.1.3 过氧化物酶活性变化 由图 3 可知袁2 个黄瓜品种种子的过氧化物酶活性变化趋势一致遥 在种子萌发的
整个过程中袁酶活性呈现逐渐升高的趋势遥 酶活性在发芽培养的前 24h 较低袁随后逐渐上升袁随着萌发进行升
高速度也在加快遥 过氧化物酶活性在 24h 后有大幅增强袁随后持续上升遥 过氧化物酶在种子萌发初期最为活
seed germination
图 3 黄瓜种子萌发中过氧化物酶活性变化 Figure 3 Changes of peroxidase activities in
cucumber seed germination
其中与 琢-淀粉酶活性相关系数达到 0.949 和 0.989袁呈极显著正相关袁淀粉酶的活性随着萌发时间的延长逐渐 增大袁在萌发末期出现下降趋势遥M87 在种子萌发时脂肪酶的活性与萌发率的相关系数是 0.896袁存在一定的相 关性袁M6 的脂肪酶活性与萌发率相关性不显著袁 说明脂肪酶活性对种子萌发的影响作用因品种不同而存在差 异遥 M6 和 M87 的萌发率与过氧化物酶活性的相关系数分别为 0.952 和 0.954袁均达到极显著相关遥
1.2 方法 取 100 粒黄瓜种子作为 1 个处理袁种子用蒸馏水冲洗数次后放入垫有双层滤纸的培养皿中袁加入 20mL 清
水袁30益恒温培养箱中进行发芽培养遥 分别在 12袁24袁36袁48袁60袁72h 取样测定种子酶活性和萌发率袁每处理 3 次 重复遥
淀粉酶活性测定采用 3,5-二硝基水杨酸法[10]袁先测定淀粉酶总活力袁然后在 60益加热 15min袁钝化 茁-淀粉 酶袁测定 琢-淀粉酶活力袁用淀粉酶总活力减去 琢-淀粉酶活力即为 茁-淀粉酶活力袁每个酶单位用室温下单位组 织每分钟生成的麦芽糖含量渊mg冤表示遥脂肪酶采用碱式滴定法测定其活性[11]袁每个酶活力单位用滴定时每消耗 1.0mL0.05mol窑L-1NaOH 表示遥过氧化物酶用愈创木酚法测定其活性[12]袁以每分钟在 470nm 波长下吸光度值变化 0.01 为一个活力单位表示酶活性遥
收稿日期院2013-08-18 基金项目院辽宁省教育厅重点实验室基金项目渊2009S092冤 作者简介院张蕙心渊1987-冤袁女袁沈阳农业大学硕士研究生袁从事黄瓜种子休眠生理机制研究遥 * 通讯作者 Corresponding author院司龙亭渊1955-冤袁男袁
沈阳农业大学教授袁博士袁从事蔬菜遗传育种研究遥
摘要院为探明酶在黄瓜种子萌发中的作用袁以 2 个黄瓜高代自交系华北型 M6 和华南型 M87 为试材袁分别采用 3,5-二硝基水杨酸
法尧碱式滴定法及愈创木酚法测定淀粉酶尧脂肪酶和过氧化物酶的活性遥 结果表明院种子发芽过程中 2 个黄瓜品种总淀粉酶活性变
化趋势相似袁在萌发初期逐渐升高袁末期降低袁说明淀粉水解是种子萌发所需主要物质和能量的来源曰脂肪酶活性变化趋势一致袁
cucumber seed germination
活性开始下降袁M6 下降较为明显遥
2.1.2 脂肪酶活性变化 由图 2 可知袁2 个黄瓜品种种子的脂肪酶活性变化趋势相似遥 发芽培养的前 24h 内脂
肪酶活性均较低袁随着萌发时间逐渐增加袁其脂肪酶活性不断增加袁在萌发中期渊36h冤开始显著上升袁M6 的脂肪酶
24h 酶活性均较低遥 M6 在萌发 48h 时 琢-淀粉酶活性达到最
大值袁为 6.45mg窑g-窑1 min-1袁随后活性开始降低遥 M87 在萌发
60h 时达到最大袁随后下降遥 M87 的 琢-淀粉酶活性总体略低
于 M6袁但差异不显著遥 2 个黄瓜品种种子 茁-淀粉酶活性均
在发芽培养的前 24h 迅速上升袁 在发芽中期短暂降低后又
2.2 黄瓜种子萌发与酶活性相关性分析
由表 1 可知袁M6 的淀粉酶活性与萌发率相关系数为 0.898袁M87 的相关系数为 0.855袁均呈现出密切相关袁
第1期
张蕙心等院黄瓜种子萌发中淀粉酶尧脂肪酶和过氧化物酶活性变化
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图 2 黄瓜种子萌发中脂肪酶活性变化 Figure 2 Changes of lipase activities in cucumber
- 84 -
沈阳农业大学学报
第 45 卷
种子萌发过程中几种酶活性的研究报道不多遥 本研究通过对黄瓜种子萌发过程中酶活性变化分析袁试图阐明 这些酶在种子萌发调控中的作用袁为进一步深入研究黄瓜种子萌发过程中生理指标变化提供参考依据遥
1 材料与方法
1.1 材料 供试黄瓜(Cucumis sativus L.)品种为 M6 和 M87袁2012 年生产的种子袁由沈阳农业大学黄瓜育种课题组提供遥
缓慢升高遥 M6 和 M87 的种子总淀粉酶活性在发芽培养的
前期呈现迅速上升趋势袁 在 24h 后上升幅度开始减小袁在 60h 时 达 到 最 大 值 袁M6 为 58.54mg窑g -1窑min -1袁M87 为 56.31mg窑g-1窑min-1袁这与种子中淀粉的降解有关遥 此后总酶
图 1 黄瓜种子萌发中淀粉酶活性的变化 Figure 1 Changes of amylase activities in
跃袁对许多生理活性分子的合成与分解产生重要影响袁在种子萌发过程中起到关键作用遥 M6 的过氧化物酶活
性在 72h 达到最大值袁为 3217mg窑g-窑1 min-1袁M87 在 72h 达到最大值袁为 2319mg窑g-1窑min-1遥 从总体来看袁M6 的过
氧化物酶活性要高于 M87 的过氧化物酶活性遥
活性在 48h 达到最大值袁为 0.81mg窑g-窑1 min-1袁M87 在 60h 达到最大值袁为 1.01mg窑g-窑1 min-1遥 萌发后期脂肪酶活性下
降袁M6 的脂肪酶活性在 72h 降到最小值袁为 0.22 mg窑g-窑1 min-1袁M87 在 72h 降到最小值袁为 0.59mg窑g-窑1 min-1遥 从总
ZHANG Hui-xin袁SI Long-ting*袁TANG Hui-xun
(College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China)
Abstract院 To research the effect of enzymes and provide reference for physiological indices during seed germination of cucumber袁two inbred lines M6 and M87 were used to investigate the changes of enzymes activities through 3,5-2nitro salicylic acid method, Alkali titration type and Guaiacol method. During the seed germination of two varieties, changes of total amylase activities were similar, which showed a trend of rapid rise in the early germination, and decrease after 24h. The changes of lipase activities were consistent, and reached the maximum at 48h of M6 and 60h of M87. The changes of peroxidase activity were similar during seed germination which showed increase trend. The correlation coefficient of the germination of M6 and M87 with 琢-amylase reached 0.949 and 0.989 respectively, and reached 0.952 and 0.954 respectively with peroxidase activity. The lipase activities were correlated with the germination of M87 with the correlation coefficient of 0.896, and was not significantly associated with the germination of M6, whose activities on seed germination have interspecific differences due to different varieties. Key words院cucumber; seed; germination; enzymatic activity; amylase; lipase; peroxidase
黄瓜种子内部的各种酶在吸水以后开始发挥作用袁酶的活化及物质代谢的正常进行是种子顺利发芽最重 要的生理保证[1]遥 植物种子萌发引起一系列基因表达及酶活化袁是生命周期里活动最为强烈的一个阶段[2-3]遥 种 子萌发和幼苗生长初期淀粉在 琢-淀粉酶的作用下水解为小分子的糖类物质袁为供种子萌发和幼苗生长提供营 养及能量袁因此 琢-淀粉酶活性的强弱与各类作物种子萌发速率及其随后的生长发育有密切关系[4]遥贮存物质的 水解是种子萌发过程中最主要的生理活动[5]遥 脂肪是黄瓜种子中的主要贮存物质袁其含量为 32.00%耀37.30%[6]遥 脂 肪酸含量随脂肪酶活性变化持续增加袁用于满足新生组织细胞物质的构建和增强细胞的渗透调节能力袁有助于 细胞适应寒冷袁抵抗低温胁迫[5]遥 研究表明袁黄瓜种子在低温下的发芽能力与脂肪酶的活性高低及活性高峰的 出现有关[7]遥 植物体内的抗氧化酶系统在保护细胞膜系统[8]袁使其免受活性氧或其他过氧化物自由基的伤害方 面起到十分重要的作用遥 过氧化物酶作为植物体细胞生长和发育重要的生理生化标志袁同时也是萌发的关键 因素[9]遥 前人对黄瓜种子的酶活性变化研究多是针对染病或有其他外源因素影响情况下某种酶进行分析[5-6]袁对