莲种子萌发及幼苗生长过程中抗氧化酶活性的变化
张 曼， 裴康康， 孔德政
【摘 要】以“寸三莲”种子为例，详细分析了其萌发及幼苗生长过程中，子叶和胚中抗氧化酶活性的变化.“寸三莲”种子在正常的萌发条件下，SOD活性变化比较平缓，且子叶和胚中SOD活性变化趋势一致，均为先上升后下降，这可能与萌发过程中氧自由基含量的变化有关；在整个发芽进程中，POD活性远远高于子叶POD活性；CAT活性相对稳定，而胚中CAT活性变化较大. 【期刊名称】河南科学 【年(卷),期】2010(028)005 【总页数】3
【关键词】“寸三莲”种子；萌发；超氧化物歧化酶；过氧化物酶；过氧化氢酶
脂质过氧化是种子衰老的一个重要原因，而产生脂质过氧化的元凶就是自由基活性氧.经过科学研究已发现，种子内存在健全的清除自由基的酶促保卫系统，包括超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxi－dase，POD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）和谷光甘肽过氧化物酶等. 莲子素有“千年不烂”的古话，是经科学测定的寿命最长的种子[1]，而SOD，POD，CAT是莲胚轴抗氧化系统中的关键酶.本实验皆在通过测定“寸三莲”种子在不同萌发时期的抗氧化酶的变化趋势，初步探讨莲种子的萌发生理，为以后延长种子寿命、提高种子发芽潜力提供理论依据.
1 材料与方法
1.1 试验材料
2006年5月于武汉洪湖购得2005年9月采收的“寸三莲”种子，所选种子籽粒饱满圆润，呈卵圆形.“寸三莲”为子莲系列，在我国种植面积较广，具一定代表性. 1.2 处理方法
经沉水法筛选出饱满健康、大小一致的“寸三莲”种子，将其浸泡于浓硫酸中2 h后，用自来水（pH 6.5）反复冲洗至中性.将冲洗好的莲子放入发芽盆中，置于恒温为25℃的人工气候箱中培养，每天换水一次，逐日观察发芽情况.根据发芽时间的不同进行取样，将同一天萌发的种子放在一起，自放入种子的第1天、第3天、第5天、第7天、第9天、第11天、第13天及第15天分别取样，直至新根出现结束.把取好样的种子用自来水冲洗干净，剥去果皮和外种皮，将种子的子叶和胚（即种子去掉子叶后剩余的部分，包括种子萌发后产生的器官）分开，分别对子叶和胚进行测定. 1.3 测试指标与方法
抗氧化酶活性测定采用文献［2］中的方法，稍加修改.
2 结果与分析
2.1 “寸三莲”种子萌发及幼苗生长过程中SOD活性的变化
“寸三莲”种子萌发生长过程中，子叶和胚中SOD活性变化趋势一致，但露白初始胚中的SOD活性高于子叶中SOD活性，并在整个进程中始终保持高于子叶酶活性的状态.“寸三莲”种子生长第1～9天子叶和胚的SOD活性均呈不同程度的上升趋势，但子叶中的酶活性变化幅度较胚中稍大.子叶与胚的酶活性均在第9天达到最高值，分别为209.53U/g和219.63U/g.之后，二者SOD酶活性均开始下降，子叶的下降幅度仍然比胚大.
由图1可知，“寸三莲”种子在发芽第1天就已经具有一定的SOD酶活性，说明在吸胀过程中，子叶和胚均含有一定数量的活性氧.究其产生原因可能是莲子成熟后积累了一些有害物质，这些有害物质在萌发过程中进行的代谢活动导致活性氧的产生；吸胀期莲子呼吸作用加强，也会产生大量活性氧；种子浸泡于水中，氧气供应不足，萌发环境的恶劣也是活性氧累积的原因.大量实验发现，SOD清除超氧自由基具有显著作用.从图1中还可以看出，子叶和胚中SOD活性均于第9天达到一个小高峰，这可能与萌发过程中氧自由基含量的增多有关，幼苗对外界不良环境的抵抗只有依靠高活力的酶活性才能够保证幼株的正常生长.
2.2 “寸三莲”种子萌发及幼苗生长过程中POD活性的变化
从图2中可以明显看出，在整个发芽进程中，“寸三莲”种子胚的POD活性远远高于子叶的POD活性.从萌发第1天至第7天，虽然子叶与胚中POD的变化呈上升趋势，但幅度都不是很大，酶活性处于缓慢上升期.第7天以后，胚中POD活性开始大幅度上升，在第7～9天 POD活性增强幅度最大，增长趋势一直保持到第13天并达到最高峰，之后开始下降，POD活性保持在一个较高水平上.而子叶中POD活性变化始终十分缓慢，最终酶活性处于较低水平. “寸三莲”种子子叶POD活性相对较弱，且变化幅度较小，可能是因为子叶的主要作用是提供并运输养料，代谢活动相对较弱；也可能因为子叶中含有某些还原性物质，使得POD活性变化受到抑制.莲胚是分生和分化部位的集中体，具有较强的POD活性.POD在植物体内与多种代谢活动有关，如参与细胞分化、影响一系列生理活性分子的合成与降解.种子萌发，打破了最初的静止状态，种子的代谢活动快速恢复.通过一系列的生理活动如呼吸、RNA和蛋白质合成、
莲种子萌发及幼苗生长过程中抗氧化酶活性的变化
