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园艺学报, 2018, 45 (1): 30 40. Acta Horticulturae Sinica 30 doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0388; http: /www. ahs. ac. cn 收稿日期 : 2017 09 22; 修回日期 : 2018 01 09 基金项目 : 国家自然科学基金项目( 31572084) ;国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目( CARS-29) ;长江学者和创新团队发展计划项目( IRT15R42) ;山东省公益性重点研发计划项目( 2017GNC13112) * 通信作者 Author for correspondence( E-mail: duyuanpeng001163.com) NaCl 胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片活性氧代谢及清除系统的影响 付晴晴,谭雅中,翟 衡,杜远鹏*(山东农业大学园艺科学与工程学院 /作物生物学国家重点实验室,农业部黄淮地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室,山东泰安 271018) 摘 要: 探究耐盐性不同的葡萄株系叶片活性氧产生及其清除系统对盐胁迫的响应,以期揭示耐盐性较强的葡萄种间杂交 F1代株系的耐盐机制。采用组培苗营养液培养方式,以山葡萄左山一与砧木SO4 杂交初选的耐盐性较强的 F1代株系( A15、 A17)为试材,以 1103P 为参照品种,进行 100 mmol L-1 NaCl 处理,测定各株系叶片的 产生速率、 H2O2含量、相对电导率、 MDA 含量和叶绿素含量以及抗氧化酶活性和抗氧化物质含量等指标,并观察叶绿体超微结构。结果表明, 100 mmol L-1 NaCl 胁迫下,耐盐性较强的 A15 和 A17 能够维持较高的 SOD、 CAT、 POD 等抗氧化酶的活性,保持 AsA-GSH 循环系统中较高的 AsA 和 GSH 含量以及 APX、 GR 等酶的活性, ROS、 MDA 产生较少,相对电导率升高幅度较小,叶绿体结构较完整,维持较高的叶绿体色素含量;而耐盐性较弱的 1103P 体内产生大量的 ROS 和MDA,叶绿体膜结构的完整性遭到破坏,叶绿素含量下降幅度大。 关键词: 葡萄;砧木;杂交株系; NaCl 胁迫;叶片;活性氧代谢 中图分类号: S 663.1 文献标志码: A 文章编号: 0513-353X( 2018) 01-0030-11 Effects of Salt Stress on the Generation and Scavenging of Reactive Oxygen Species in Leaves of Grape Strains with Different Salt Tolerance FU Qingqing, TAN Yazhong, ZHAI Heng, and DU Yuanpeng*( College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, State Key Laboratory of Crop Biology, Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region, Ministry of Agriculture, Taian, Shandong 271018, China) Abstract: In order to study the generation and scavenging of reactive oxygen species( ROS) in leaves of grape strains with different salt tolerance under salt stress, the salt-tolerance tissue culture hybrids( A15 and A17) of Vitis amurensis Rupr. Zuoshan 1 SO4 were used as materials to be irrigated with 100 mmol L-1 NaCl, and tissue culture 1103P was used as negative control. production rate, H2O2content, MDA content, relative electrical conductivity, chlorophyll content, antioxidant enzyme activities and antioxidant substances were determined. The results showed that, under salt stress, SOD, CAT and POD activities, AsA and GSH content and APX and GR activities in leaves were higher in salt-tolerance 付晴晴,谭雅中,翟 衡,杜远鹏 . NaCl 胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片活性氧代谢及清除系统的影响 . 园艺学报, 2018, 45 (1): 30 40. 31 hybrids A15 and A17, ROS and MDA content were lower, and the increment of relative electrical conductivity was less, the structure of chloroplast was integrated, and the chloroplast content was higher;while the overproduction of ROS and MDA damaged the membrane integrity and reduced chloroplast content in 1103P. Salt-tolerance hybrids A15 and A17 remained high antioxidase activity and AsA-GSH cycle efficiency, reduced the damage of membrane caused by lipid peroxidation, maintained the structure and function integrity of chloroplast. Keywords: grape; rootstock; hybrid strain; NaCl stress; leaf; ROS metabolism 中国西北干旱、半干旱地区是葡萄发展的重要产区,随着集约化栽培面积的扩大,盐渍化土壤对葡萄造成的生理障害问题越来越明显,土壤的盐渍化是制约该地区葡萄产业发展的重要问题。前人研究发现,利用耐盐性较强的砧木品种能够提高葡萄砧穗组合的耐盐性( Fisarakis et al., 2001;Paranychianakis & Angelakis, 2008; Verma et al., 2010) 。但目前生产上采用的抗寒性较强的贝达砧木在该地区出现严重的缺铁黄化等盐害现象 (杜远鹏 等, 2015) ,而 1103P 虽然比其他砧木具有较强的耐盐性( Galet, 1991) ,但仍不能满足生产需求,筛选出耐盐性强的砧木是当务之急。 在盐逆境胁迫下,葡萄叶片细胞的色素系统遭到严重破坏(王连君 等, 1995)而叶绿体是对盐碱胁迫最为敏感的细胞器(朱宇旌和张勇, 2000) 。 NaCl 胁迫条件下植物体内产生大量的活性氧( reactive oxygen species, ROS) ,如 OH、 、 H2O2等(樊怀福 等, 2007) ,并大多集中在叶绿体和线粒体内,影响机体各项生理代谢活动的正常运行(王爱国 等, 1989) 。过量的 ROS 会使细胞膜系统发生过氧化,破坏细胞膜系统结构和功能的完整性( Salin, 1988; Amako et al., 1994; Foyer & Noctor, 2000) ,阻碍叶绿体及线粒体电子传递和光呼吸等途径( Wang & Han, 2000) ,从而打破植物体内 ROS 代谢平衡。在长期进化过程中植物体内形成了一套清除逆境条件下产生的 ROS 的清除系统 ( Banerjee et al., 1999) 。 盐逆境胁迫下, 植物不仅可以利用超氧化物歧化酶 ( superoxide dismutase,SOD) 、过氧化氢酶( catalase, CAT)和过氧化物酶( peroxidase, POD)等抗氧化酶,减轻或清除ROS 的伤害( Stewart & Bewley, 1980) ,而且抗坏血酸谷胱甘肽( AsA-GSH)循环也是植物体内ROS 清除的一条重要途径 ( Manisha et al., 1999) , 主要有抗坏血酸过氧化物酶 ( ascorbate peroxidase,APX) 、谷胱甘肽还原酶( glutathione reductase, GR)和还原型抗坏血酸( ascorbic acid, AsA)以及还原型谷胱甘肽( reduced glutathione, GSH)等起重要作用( Bowler et al., 1992) 。 本课题组前期利用山葡萄左山一为母本,以砧木 SO4 为父本进行杂交初选出抗根瘤蚜 /抗寒群体中的 F1代株系(杜远鹏 等, 2017) ,并进行了耐盐性鉴定(付晴晴 等, 2017) ,筛选出的杂交 F1代株系 A15、 A17 的耐盐性优于常用抗盐性较强的砧木 1103P,而各株系的耐盐性差异机制有待进一步研究。本试验中进一步研究 NaCl 胁迫下抗盐葡萄株系体内 ROS 代谢的机制,以期揭示杂种砧木适应盐胁迫的机制。 1 材料与方法 1.1 试验材料及处理 以左山一 ( Vitis amurensis Rupr.) SO4( V. berlandieri V. riparia)种间杂种砧木 F1代的两个株系 A15 和 A17 为试材,以目前生产上 1103P( V. berlandieri V. rupestris)为参照品种。所有供试材料均为组培苗。 Fu Qingqing, Tan Yazhong, Zhai Heng, Du Yuanpeng. Effects of salt stress on the generation and scavenging of reactive oxygen species in leaves of grape strains with different salt tolerancee. 32 Acta Horticulturae Sinica, 2018, 45 (1): 30 40. 图 1 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片叶绿素含量的影响 不同小写字母表示同一处理天数不同株系间差异显著 ( P 0.05) 。下同。 Fig. 1 Effects of salt stress on chlorophyll content in leaves of different grape strains with different salt tolerance Different lowercase letters indicate significant differences of different strains at the same treatment day( P 0.05) . The same below. 选取长势一致且继代 50 d 的组培苗,将其根上 MS 固体培养基洗净后放入 30 mL MS 液体培养基(不含琼脂和蔗糖)中预处理 2 d。正式处理时将组培苗放入装有 30 mL 含 100 mmol L-1 NaCl的 MS 液体培养基中,对照加入等量 MS 液体培养基,每天更换 1 次培养基,每瓶 1 棵组培苗,每个处理 20 瓶。于处理的 0、 3、 6、 9 和 12 d 取样,测定相关指标。 叶片栅栏组织细胞叶绿体超微结构观察试验选取长势一致的组培苗,洗净培养基,放于 MS 液体培养基内预处理 2 d,之后放入装有 30 mL 含 100 mmol L-1 NaCl 的 MS 液体培养基中,对照加入等量 MS 液体培养基,处理 36 h 后取中部功能叶备用。 1.2 测定项目及测定方法 2017 年 1 3 月在山东农业大学本部园艺学院作物生物学重点实验室内完成。 测定叶片叶绿素、MDA 含量以及 SOD、 CAT 活性(赵世杰 等, 2002) , 产生速率(李忠光和龚明, 2005) , H2O2含量(林植芳 等, 1988) , POD 活性(李合生, 1999) , AsA 含量( Jiang & Zhang, 2001) , GSH含量( Nagalakshmi & Prasad, 2001) , APX 和 GR 活性( Nakano & Asada, 1981) 。 叶绿体超微结构观察:将各株系功能叶片切成 0.5 cm 0.5 cm 左右的方块,迅速放入 2.5%的pH 6.8 的戊二醛固定液中,在 4 条件下固定 24 h 后用 1%锇酸固定 5 h, pH 6.8 的 0.1 mol L-1磷酸缓冲液冲洗 5 次, 4 下每次间隔 20 min 进行,用 50%、 70%、 95%、 100%乙醇依次进行脱水后转移至环氧丙烷内, 最后用 Epon812 包埋剂进行包埋处理, 用 1KB 超薄切片机将样品切成 50 70 nm的薄片,经过醋酸双氧铀柠檬酸铅双重染色,在 JEM-100 型透射电镜下进行观察并拍照。 采用 Excel 2013 软件处理数据和制图,采用 DPS 软件进行方差分析, LSD 法多重比较检验差异显著性。 2 结果与分析 2.1 盐胁迫对不同耐盐性葡萄株系叶片叶绿素含量和叶绿体超微结构的影响 从图 1 可以看出,随着 NaCl 胁迫时间的推移, 1103P、 A15 和 A17 均表现降低趋势,并且对照 1103P 的叶绿素含量始终低于株系A15 和 A17, 1103P、 A15 和 A17 的叶绿素含量在处理 12 d 后分别比处理前降低了 35.42%、28.82%和 24.91%,说明盐胁迫后 A15 和 A17的叶绿素含量降低幅度较小,抵御盐胁迫的能力较强。 从图 2, A、 C、 E 可以看出盐处理前各株系的叶绿体紧贴细胞壁排列,结构完整,形态饱满,基粒片层平型排列,整齐有序,并且整个叶绿体膜系统结构完整。 100 mmol L-1 NaCl胁迫处理后,对照 1103P 株系的叶绿体开始变形扭曲,形状变圆,部分膜结构开始模糊,基粒片层变形、松散,并且与对照相比出现了更付晴晴,谭雅中,翟 衡,杜远鹏 . NaCl 胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片活性氧代谢及清除系统的影响 . 园艺学报, 2018, 45 (1): 30 40. 33 多的淀粉颗粒(图 2, B) ;相比之下,耐盐性较强的 A15 和 A17 叶绿体并未出现明显的变形,基粒片层保持较完整的结构,但叶绿体与细胞壁已出现分离趋势(图 2, D、 F) 。 图 2 耐盐性不同葡萄株系叶片叶绿体的超微结构 CW:细胞壁; CM:叶绿体膜; T:液泡膜; GL:基粒片层; SG:淀粉颗粒; MB:多泡体。 Fig. 2 Ultrastructure of chloroplast in leaves of different grape varieties with different salt tolerance CW: Cell wall; CM: Chloroplast membrane; T: Vacuolar membrane; GL: Base grain layer; SG: Starch granules; MB: Multi-vesicle bodies. 2.2 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片 产生速率和 H2O2含量的影响 逆境胁迫下, 和 H2O2是引发细胞膜脂过氧化关键的活性氧( ROS) ,其含量变化与细胞膜系Fu Qingqing, Tan Yazhong, Zhai Heng, Du Yuanpeng. Effects of salt stress on the generation and scavenging of reactive oxygen species in leaves of grape strains with different salt tolerancee. 34 Acta Horticulturae Sinica, 2018, 45 (1): 30 40. 统完整性密切相关。图 3 显示,耐盐性不同的各株系随着 NaCl 胁迫时间的延长, 产生速率均迅速升高, 1103P 在各测定时间点均高于 A15 和 A17,胁 迫 至 12 d 时 1103P 高峰值分别比 A15 和 A17高出 35.72%、 65.89%。盐胁迫下的 H2O2含量随着处理时间的推移呈现先升高又降低的趋势, 1103P的 H2O2含量在各测定时间点均显著高于 A15 和 A17,胁迫至 12 d 时 1103P、 A15 和 A17 的 H2O2含量分别是各自处理前的 4.37 倍、 3.10 倍和 2.58 倍, 1103P 的高峰值分别比 A15 和 A17 的高峰值高出 80.00%和 86.27%。 综合分析, 1103P 的 产生速率和 H2O2含量高于耐盐性较强的 A15 和 A17。 图 3 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片 产生速率和 H2O2含量的影响 Fig. 3 Effects of salt stress on production rate and H2O2content in leaves of different grape strains with different salt tolerance 2.3 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系 MDA 含量和叶片相对电导率的影响 由图 4 可以看出,随着 NaCl 胁迫时间的延长,耐盐性不同的葡萄株系叶片的 MDA 含量和相对电导率均呈升高趋势,但升高幅度各异。 1103P 的升高幅度较大,并且在各时间点均显著高于 A15和 A17,胁迫至 12 d 时 1103P、 A15 和 A17 分别是处理前的 2.56 倍、 2.39 倍和 1.71 倍。盐胁迫后各株系相对电导率均呈升高趋势,且 1103P 的升高幅度较大,处理至 12 d 时, 1103P、 A15 和 A17分别是处理前的 3.36 倍、 2.63 倍和 2.65 倍。这说明,与对照 1103P 相比,盐胁迫后 A15 和 A17 的膜脂过氧化程度较低,膜脂过氧化产物 MDA 的积累量较少,对膜的伤害较轻。 图 4 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片 MDA 含量和相对电导率的影响 Fig. 4 Effects of salt stress on MDA content and relative electrical conductivity in leaves of different grape strains with different salt tolerance 付晴晴,谭雅中,翟 衡,杜远鹏 . NaCl 胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片活性氧代谢及清除系统的影响 . 园艺学报, 2018, 45 (1): 30 40. 35 2.4 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片 SOD、 CAT 和 POD 活性的影响 对照株系 1103P 的 SOD 活性在 NaCl 胁迫至 3 d 时达到最大值,比处理前升高了 52.04%,而耐盐性较强的 A15 和 A17 株系在胁迫至 6 d 时出现峰值,分别比处理前升高了 81.15%和 45.17%,胁迫 12 d 时 A17 的 SOD 活性显著高于 1103P 和 A15(图 5, A) 。 1103P、 A15 和 A17 的 CAT 活性分别在胁迫至 3、 9 和 6 d 达到峰值,分别是处理前的 2.90 倍、4.42 倍和 2.06 倍,胁迫至 12 d 时 A17 活性分别是 1103P 和 A15 的 2.45 倍和 3.28 倍(图 5, B) 。 盐胁迫条件下, 1103P、 A15 和 A17 分别于处理的 3、 6 和 9 d 的 POD 活性升高最大,分别是处理前的 2.65 倍、 2.24 倍和 2.67 倍,而 1103P 在胁迫至 6 d 后即急剧下降, 12 d 时比处理前降低了21.09%,而 A15 和 A17 胁迫至 12 d 分别比处理前升高了 41.62%和 114.3%(图 5, C) 。 这说明盐胁迫下的 A17 能够持续维持较高水平的 SOD、 CAT 和 POD 活性,其次是 A15,而以1103P 降低幅度最大。 图 5 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片 SOD、 CAT 和 POD 活性的影响 Fig. 5 Effects of salt stress on SOD, CAT and POD activities in leaves of different grape strains with different salt tolerance 2.5 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片 AsA-GSH 循环的影响 2.5.1 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片AsA和GSH含量的影响 AsA 是植物组织细胞叶绿体和细胞质中的抗氧化物质,它可以直接与 O21、 和 H2O2等 ROS反应; GSH 是植物体内代谢和氧化胁迫产生的过氧化物的有效清除剂,可以增强植物对胁迫环境的抵抗能力。 由图 6 可以看出, AsA 含量随 NaCl 胁迫时间的增加, 1103P 和 A17 均在胁迫至 9 d 最高,分别比胁迫前升高了 39.14%和 79.80%,而胁迫至 12 d 分别比处理前升高 11.06%和 57.95%, A15 随胁迫时间的推移呈升高降低又升高趋势,胁迫至 12 d 比处理前升高了 83.73%,说明与 1103P 相比,Fu Qingqing, Tan Yazhong, Zhai Heng, Du Yuanpeng. Effects of salt stress on the generation and scavenging of reactive oxygen species in leaves of grape strains with different salt tolerancee. 36 Acta Horticulturae Sinica, 2018, 45 (1): 30 40. 盐胁迫后的 A15 和 A17 的 AsA 含量升高幅度较大。 GSH 含量在盐胁迫中以 1103P 的波动幅度较大,胁迫至 12 d 比处理前降低了 9.37%,而 A15和 A17 在胁迫中普遍维持较高水平,胁迫至 12 d 分别比处理前升高了 24.22%和 19.86%。 图 6 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片 AsA 和 GSH 含量的影响 Fig. 6 Effects of salt stress on AsA and GSH contents in leaves of different grape strains with different salt tolerance 2.5.2 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片APX和GR活性的影响 APX和 GR等都是 AsA-GSH循环系统中的关键酶。 图 7显示, 100 mmol L-1NaCl胁迫中的 1103P的 APX 活性变化幅度较大,胁迫至 12 d 比处理前降低了 82.36%,而 A15 和 A17 盐处理 12 d 分别比处理前升高了 29.50%和 2.51%。 A15 和 A17 的 GR 活性在各处理时间均显著高于 1103P, 1103P、 A15 和 A17 的 GR 活性均在盐胁迫 6 d 达到峰值,分别比处理前升高了 167.45%、 196.68%和 270.46%,胁迫至 12 d 的 1103P 和A15 的 GR 活性比处理前降低了 29.50%和 20.91%,而 A17 比处理前升高了 23.20%。 图 7 盐胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片 APX 和 GR 活性的影响 Fig. 7 Effects of salt stress on APX and GR activities in leaves of different grape strains 3 讨论 本研究发现,随着盐胁迫天数的增加, 1103P 叶片的 O2-产生速率、 H2O2和 MDA 含量以及相对电导率均表现较大的升高幅度,说明盐胁迫下耐盐性较弱的 1103P 的 ROS 迅速增加,细胞膜脂过付晴晴,谭雅中,翟 衡,杜远鹏 . NaCl 胁迫对耐盐性不同葡萄株系叶片活性氧代谢及清除系统的影响 . 园艺学报, 2018, 45 (1): 30 40. 37 氧化程度加剧,细胞内物质大量外渗,膜的稳定性下降,造成叶绿体色素降低幅度较大,叶绿体结构松散变形,基粒片层模糊不清,失去完整的膜结构。 A15 和 A17 对应各指标的升高幅度较小,能够更好地保持细胞膜系统的完整性,维持较高的叶片叶绿素含量,维持膜结构的稳定,维持基粒片层清晰并整齐排列,进而维持光系统补光色素复合体中的天线色素比例,更有效地捕获光能(秦玲 等, 2012) 。 维持膜系统的完整性是植物抗盐的关键,在长期的进化过程中,植物也相应形成了酶促和非酶促两大活性氧清除系统。其中, SOD、 CAT 和 POD 等是植物体内 ROS 代谢的重要酶类,可在一定程度上减缓或抵御逆境对植物的伤害( Liang et al., 2003) 。 SOD 是 ROS 清除的第一道防线,可以催化 发生歧化反应生成 H2O2和 O2( Apen & Hirt, 2004) , CAT 和 POD 在清除 H2O2过程中发挥重要作用。 Mittova 等( 2002)报道,与栽培番茄相比,野生番茄的耐盐性与 SOD、 POD 等活性的提高有关;本试验中发现,盐胁迫下随 ROS 的增加,叶片中 SOD、 CAT、 POD 等酶的活性均呈先升高又降低的趋势,说明盐胁迫下植株体内的抗氧化能力增强,以及时清除过量的 ROS,降低对细胞膜系统的伤害; 1103P 在盐胁迫下的抗氧化酶活性增加迅速,但随后的降低幅度也较大,而耐盐性较强的 A15 和 A17 在盐胁迫下能够长时间维持较高的酶活性。此外, AsA-GSH 循环系统是植物在逆境胁迫下清除 ROS 和自由基的重要机构( Bowler et al., 1992) 。 AsA-GSH 循环中参与抗氧化的重要组成酶和抗氧化物质主要有 APX、 GR、 AsA 和 GSH 等。 AsA 在 APX 的催化作用下与 H2O2发生反应, H2O2能够接受还原型辅酶( nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH)的电子被还原成 H2O,从而清除逆境胁迫下 H2O2产生的毒性( Smirnoff & Wheeler, 2000) ;植物细胞内 GSH 含量是评价 AsA-GSH 循环运行速率高低的重要因素之一,较高的 GSH 含量可增强膜蛋白结构的稳定性, GSH 除参与 AsA-GSH 循环外还可直接参与自由基的清除,并由还原态转变成氧化型谷胱甘肽( oxidized glutathione, GSSG) , GR 是维持 AsA-GSH 循环有效运行的关键酶,其能利用 NADPH 的电子将 GSSG 还原成 GSH,使细胞内 GSH 库维持在还原状态( Smirnoff & Wheeler,2000; Jin et al., 2003) ,因此, AsA 和 GSH 含量以及 APX 和 GR 活性等被众多学者认为是植物机体抗氧化能力的重要标志,能够有效清除植物体内逆境胁迫下积累的 ROS 和自由基,有利于提高植物的抗盐性。 Vaidy Anathan 等( 2003)的研究表明,在 NaCl 胁迫下耐盐水稻品种比盐敏感品种具有较高的 AsA 和 GSH 等抗氧化物质的含量,维持较高的抗氧化酶活性。 Foyer 等( 1983)发现菠菜叶片中 30% 40%的 AsA 定位于叶绿体中,因此推测植物叶片叶绿体内可能有较多的 AsA 积累。AsA 的一个重要功能是清除光合作用及光呼吸中产生的 ROS,保护叶绿体免受氧化损伤( Noctor & Foyer, 1998) 。 NaCl 胁迫下的 1103P 和 A17 的 AsA 含量呈先升高又降低的趋势, A15 表现升高、降低又升高的趋势,说明胁迫下 AsA 的升高是葡萄株系的盐应激反应,而后大量的 AsA 被用来清除 NaCl 胁迫及光呼吸产生的 ROS, 进而保护叶绿体免受氧化损伤, 导致 AsA 含量降低 (吕新民 等,2016) 。盐胁迫后 1103P 叶片中的 GSH 含量降低明显,这可能是由于盐胁迫下 GSH 再生不足或AsA-GSH 合成受阻所致( Amor et al., 2006) ;耐盐性较强的 A15 和 A17 的 GSH 在盐胁迫后出现先升高又降低的趋势,说明耐盐性较强的葡萄种间 F1代株系在盐胁迫下的 GSH 的合成有利于增强其抗逆性,但随胁迫时间的延长,细胞内大量的 GSH 用于各种解毒过程而使其含量降低(马进 等,2015) 。 在逆境胁迫下, APX 参与 AsA 清除 H2O2的过程, 因此其活性也标志着 H2O2清除的能力 ( Foyer & Halliwell, 1976) 。刘建新等( 2010)在黑麦草幼苗上的研究发现, NaCl 胁迫期间的 APX 活性均显著高于对照;吕新民等( 2016)的研究发现, NaCl 胁迫下的酸枣幼苗叶片中的 APX 活性呈下降趋势;在 NaCl 胁迫下,耐盐性较强的葡萄株系 A15 和 A17 的 APX 呈现先下降又升高的趋势,这Fu Qingqing, Tan Yazhong, Zhai Heng, Du Yuanpeng. Effects of salt stress on the generation and scavenging of reactive oxygen species in leaves of grape strains with different salt tolerancee. 38 Acta Horticulturae Sinica, 2018, 45 (1): 30 40. 与马进等( 2015)在紫花苜蓿上的研究结果一致。 GR 是活性氧清除系统中的限速酶,前人研究认为,抗逆性强的植株往往能维持较高 GR 活性( Sekmen et al., 2007; Aghaei et al., 2009) 。本研究中, A15 和 A17 在盐胁迫下一直维持较高的 GR 活性, 可以表明, 耐盐性较强的 A15 和 A17 将 GSSG转化为 GSH 的能力强,具有较强的 H2O2清除能力。 4 结论 在 100 mmol L-1 NaCl 胁迫下,耐盐性强的葡萄种间杂交 F1代株系 A15 和 A17 能够保持较高的 SOD、 CAT 和 POD 等抗氧化酶的活性,以及维持 AsA-GSH 循环系统的高效运行,进而更有效地清除过量的 ROS,抑制膜脂过氧化伤害,维持膜结构和功能的完整性,保证叶片生理功能的正常运行;而耐盐性相对弱的 1103P 的 ROS 清除能力较差,造成大量的 ROS 的积累,加剧了膜脂过氧化程度,破坏了叶片叶绿体的结构和功能。 References Aghaei K, Ehsanpour A A, Komatsu S. 2009. Potato responds to salt stress by increased activity of antioxidant enzymes. Journal of Integrative Plant Biology, 51 (12): 1095 1103. Amako K, Chen G X, Asada K. 1994. Separate assays specific for ascorbate peroxidase and guaiacol peroxidase and for the chloroplastic and cytosolic isozymes of ascorbate peroxidase in plants. Plant Cell Physiology, 35 (3): 497 504. Amor N B, Jimenez A, Lundqvist M, Sevilla F, Abdelly C. 2006. Response of antioxidant systems to NaCl stress in the halophyte Cakile maritima. Physiol Plant, 126 (3): 446 457. Apen K, Hirt H. 2004. Reactive oxygen species: metaboli
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