文档介绍：二氧化硫对大麦幼苗的氧化损伤效应
仪慧兰,李秀娟,刘静
山西大学生命科学与技术学院,山西太原 030006
摘要:以大麦(Hordeum vulgare L.)为材料,研究SO2水合物NaHSO3-Na2SO3混合液(1∶3,mmol · L-1: mmol · L-1)对大麦幼苗的氧化损伤效应。结果表明,大麦幼苗的生长受SO2水合物浓度和作用时间的影响,低浓度促进幼苗生长,高浓度抑制生长,抑制效应随作用时间的延长而增强;在胁迫6 d后,大麦叶组织中的超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性增高,还原型谷胱甘肽(GSH)含量上升。加入外源抗氧化剂抗坏血酸(AsA)后,SO2水合物对大麦幼苗生长的抑制效应得到缓解,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量降低。研究结果表明:SO2水合物处理能引起大麦幼苗氧化胁迫,诱导抗氧化酶表达增强、活性氧清除能力提高,但活性氧的增加又会引起细胞氧化损伤,SO2对植物的伤害与其对细胞的氧化损伤有关。
关键词:二氧化硫;大麦;氧化胁迫
中图分类号:; 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)04-1442-04
硫是植物必需的元素,低浓度二氧化硫(SO2)能促进植物生长,特别是土壤中含硫不足时。但是,环境中高浓度的SO2能引起植物可见伤害,诱发叶面退绿或坏死斑,抑制光合作用,影响植物的生长发育[1,2]。研究表明,SO2进入植物体后在细胞内首先转化为HSO3-和SO32-,之后SO32-被氧化成SO42-,在此氧化过程中产生活性氧,如·OH,O2-·和H2O2等[3]。生理条件下,植物体内具有一定的保护系统,如酶系统的超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT),非酶系统的谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)等,它们协同作用使细胞内的活性氧自由基维持在一定水平,维持细胞正常的结构和功能[4]。逆境胁迫时,细胞的抗氧化系统会发生适应性改变,以提高对活性氧的防护作用;但若胞内产生了过多的活性氧自由基,就会对细胞产生一系列毒害作用。多数学者认为,SO2对植物的伤害与活性氧有关,但到目前为止,有关SO2伤害机理缺乏直接的实验证据。
本文根据SO2进入生物体后以它的水合物NaHSO3-Na2SO3(1:3,mmol· L-1:mmol· L-1)的形式对生物体产生作用的事实[5],研究其对敏感植物大麦幼苗的氧化胁迫效应,为SO2毒性机理提供实验依据。
1 材料与方法
材料
大麦(Hordeum vulgare L.)为“晋科571”。
实验方法
幼苗培养
种子用10% h,蒸馏水冲洗,浸种3 h后用湿纱布包裹,25 ℃暗培养。待种子露白后,采用滤纸法发芽,水培24 h后用于实验。
药物处理
取生长均匀一致的幼苗随机分组。SO2处理组采用NaHSO3-Na2SO3混合液(1:3,mmol· L-1∶mmol· L-1)培养,、、 mmol· L-1(以Na2SO3浓度计)。对照组用蒸馏水培养。抗坏血酸(AsA)缓解组选水培5 d的幼苗,用10 mg· L-1 h