SO2 胁迫对拟南芥抗氧化酶活性的影响.doc

SO2胁迫对拟南芥抗氧化酶活性的影响
王磊,仪慧兰*
山西大学生命科学与技术学院,山西太原 030006
摘要:SO2是一种常见的全球性大气污染物,对人类健康和生态系统有严重的危害。多数植物在SO2胁迫时不能正常生长发育,因此研究SO2对植物的影响、分析植物逆境生理过程,对损伤和抗逆机理研究具有重要意义。文章以3周龄的拟南芥(Arabidopsis thalianal L.)植株为实验材料,对幼苗进行SO2(、10、30 mg·m-3)连续熏气,定时(8、56、104、152 h)检测地上部分抗氧化酶活性和可溶性蛋白质含量的变化。结果表明,SO2熏气前期超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性诱导性增高,其中SOD活性增加最快,8 h后即显著高于对照,并具有浓度效应,POD活性在SO2暴露8 h后略有增高,56 h、104 h时明显增加;熏气152 h后,SOD和POD活性显著降低。处理组和对照组的过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性蛋白质含量在熏气前期略有增高,152 h后有所降低。研究结果表明,环境中较高浓度的SO2对植物细胞具有氧化胁迫作用,并可能产生氧化损伤效应。
关键词:SO2;拟南芥;抗氧化酶
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2007)06-1612-03
大气SO2污染是一个全球性的问题,主要来源于含硫矿物的燃烧和冶炼。我国作为以煤炭为主要能源的国家之一,SO2污染非常严重。环境中高浓度的SO2能干扰植物的新陈代谢,加快呼吸作用[1],减少可溶性糖的含量[2],降低光合效率,破坏叶绿素[3],诱发染色体畸变[4]。而且,SO2污染与人类的某些疾病相关[5]。因此,关于SO2毒性的研究十分重要。
生理条件下植物细胞中活性氧的产生和消除处于动态平衡中。逆境中植物受到的伤害,通常是由于胁迫产生了大量活性氧造成的[6]。研究表明,SO2对植物的伤害与细胞内活性氧自由基的爆发有关[7-8],但目前为止,SO2的损伤机理还不清楚。拟南芥是国际上公认的模式植物,对它的研究成果可以推广到其它植物,尤其是十字花科的经济作物。本实验通过分析SO2对拟南芥植株生理生化指标的影响,研究SO2的氧化损伤效应,探讨SO2的毒性作用机制。
1 材料与方法
材料
以拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)哥伦比亚生态型(Col-0)为实验材料。四月上旬将拟南芥种子用牙签点播到蛭石:泥炭藓:珍珠岩(1:1:1)的营养介质上,于4 ℃暗处春化2 d,放入人工气候箱22 ℃培养,相对湿度60%~80%,光照周期为光照/黑暗16 h/8 h。取3周龄幼苗用于实验。
熏气
将幼苗放入熏气室内适应1 d后,分别用不同浓度的SO2(, 10, 30 mg·m-3)在室温、自然光照下熏气。采用静态熏气,由K2S2O5+2HCl→ 2KCl+H2O+2SO2↑,定量产生SO2气体,并采用甲醛吸收-副玫瑰苯***分光光度法监测SO2浓度,控制上述反应保持熏气室内SO2浓度稳定。分别于熏气第1、3、5、7 d的下午15:00取植株地上部分检测所需指标,重复3次。
指标测定
取植株地上部分,加入提取液(50 mmol·L-1磷酸缓冲液,pH ,含2 mmol·L-1