盐角草在盐胁迫条件下的POD活性变化.docx

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盐角草在盐胁迫条件下的POD活性变化

学士学位论文

系别：

生命科学系

学科专业：

生物科学

姓名：

高朋

运城学院

2013年6月

盐胁迫条件下盐角草体内过氧化物酶

（POD）活性变化研究

系别:

生命科学系

学科专业:

生物科学

姓名:

高朋

指导教师:

郭艳茹

运城学院

2013年6月

盐胁迫条件下盐角草体内过氧化物酶（POD）活性变化研究

高朋

（运城学院生命科学系，山西运城，044000）

摘要：

为了了解不同浓度盐胁迫条件下盐角草体内POD活性变化的规律及与其耐盐性的关系。

本实验采用不同浓度的NaCl溶液分别对盐角草和小麦进行胁迫处理，在盐胁迫处理后的第7天与第14天时，运用愈创木酚比色法测定盐角草与小麦体内的POD活性。

随着NaCl浓度的增加，在盐胁迫处理后的第7天时，盐角草体内的POD活性是先下降后上升再下降，小麦体内的POD活性先上升后降低，在盐胁迫处理后的第14天时，盐角草和小麦体内的POD活性都缓慢降低。

根据实验结果得出在不同浓度的NaCl溶液盐胁迫处理下，随着盐浓度的递增以及盐胁迫时间的延长，盐角草体内的POD活性逐渐降低，但仍高于小麦体内的POD活性，使得盐角草比小麦更好地适应了盐胁迫环境。

关键词：

盐角草；盐胁迫；小麦；POD

UnderSaltStressinVivoSalicorniaPeroxidase（POD）ActivityChangeResearch

GaoPeng

（DepartmentofLifeScience,YunchengUniversity,0902，Yuncheng,Shanxi,044000）

Abstract:

InordertounderstandthedifferentconcentrationsofsaltstressconditionsSalicorniaPODactivityinvivochangesinthelawanditssalttolerance.Inthisstudy,differentconcentrationsofNaClsolution,respectivelySalicorniaandwheatforstresstreatmentinthesaltstresstreatmentafterthefirst7daysand14days,usingcolorimetricdeterminationofguaiacolSalicorniaPODbodywithwheatactivity.WiththeincreaseofNaClconcentrationinthesaltstresstreatmentafterthefirstsevendays,SalicorniaPODactivityinvivoisdecreasedandthenincreasedandthendecreased,wheatPODactivityinvivofirstincreasedandthendecreasedinthesaltstresstreatmentafterthefirst14Timeless,SalicorniaandwheatPODactivityinvivoareslowlydecrease.AccordingtotheexperimentalresultsobtainedatdifferentconcentrationsofNaClsolutionundersaltstress,withincreasingsaltconcentrationandsaltstresstime,thebodyofSalicorniaPODactivitydecreased,butstillhigherthanwheatPODactivityinvivo,makingSalicorniabetteradaptedthanwheatsaltstressenvironments.

Keywords:

Salicornia;Saltstress;Wheat;POD

1前言

1.1土壤盐碱化

又称土地盐渍化，指可溶性盐碱在土壤中积聚，形成盐土和碱土的过程。

土地盐渍化是指由于自然因素和人为不合理的措施而引起的土壤盐渍化。

比如说由于蓄水工程使得蓄水区域变成了水面，拦截了径流，减少了下游水量，增加了水面蒸发，并且使库区周围地下水位上升，导致了土壤盐渍化。

土壤盐渍化是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程，也称盐碱化。

盐碱土的可溶性盐主要包括钠、钾、钙、镁等的硫酸盐、氯化物、碳酸盐和重碳酸盐。

硫酸盐和氯化物一般为中性盐，碳酸盐和重碳酸盐为碱性盐。

土壤盐碱化是一种缓变性地质灾害，有着十分严重的危害，在我国分布范围很广，大致分布在喜玛拉雅山－唐古拉山－巴颜喀拉山－秦岭-沿淮河一线以北广阔的干旱、半干旱和漠境地区（滨海半湿润地区的盐渍土除外），五个盐渍土集中分布区可分为滨海、华北平原、东北平原、西北半干旱地区、西北干旱地区。

据现有资料，我国盐渍土81.8万平方公里（现代盐渍土约36.93万平方公里，残余盐渍土约44.87万平方公里），潜在盐渍土约17.33万平方公里[1]。

目前，世界农业面临严重土地盐渍化的威胁。

土壤盐渍化造成土地利用率降低，农作物大量减产，进而影响我国粮食资源。

盐碱地分布在世界各国，其中20%的耕地受到盐害威胁,43%的耕地为干旱、半干旱地区。

我国干旱地区面积455万平方公里，占国土面积的47%，各类盐渍土总面积0.991亿平方公里，占国土面积的10.3%[2]，由于不合理灌溉导致土壤次生盐渍化，造成农作物大量减产。

减少盐渍化危害，保持农田的良性发展已引起全球科技专家的高度重视。

1.2运城盐湖

在山西南部盆地最低处的运城盐湖，处于黄河与中条山形成的漏斗形地区中，它是山西省最大的湖泊，号称“中国死海”，是世界三大硫酸钠型内陆盐湖之一。

运城盐湖形成于新生纪第四代，由于山出海走，大量含盐类的矿物质汇集在这里，经过长期的长期的沉淀蒸发，形成了天然的盐湖。

随着土壤内的有机物质不断分解，地下水位的不断上升，使得盐湖的盐碱化加剧[3]。

由于含盐量较高的盐角草靠近盐湖，而其他耐盐性较强植物如盐地碱蓬、猪毛菜、芦苇、补血草[4]虽然靠近盐湖但不能正常生长，以至于盐角草成了优势种。

1.3盐角草简介

一般来说，可以种普通的庄稼的土壤里的含盐量的要求在0.5%以下，在0.5-1.0%时，只有少数耐盐性强的作物，如棉花、番茄、甜菜等才能生长。

含盐量超过1%以上的土壤，农作物生长就比较困难，只有少数耐盐性特别强的野生植物能够生长。

世界上最著名的耐盐植物是盐角草。

它能生长在含盐量高达0.5-6.5%高浓度潮湿盐沼中。

盐角草，一年生低矮草本，盐角草属（SaliconiaL.），藜科（Chenopodiaceae），在我国西北和华北的盐土中，存活有不少盐角草，它们生于平原荒漠区湖边潮湿盐土上。

植株常发红色，茎直立，自基部分枝，直伸或上升，小枝肉质，叶肉质多汁，几不发育，近圆球形，长2-3毫米，灰绿色，基部下延，抱茎或半抱茎，成叶鞘状，仅在顶部呈近圆球形突起.穗状花序，长1-2.5厘米，直径3-4毫米，互生于近圆球形突起的苞叶叶片中，每苞叶聚生3朵花，花基部稍联合；雄蕊1-2，长过花被，子房卵形，两侧扁，柱头2种子卵圆形或圆形，种皮黄褐色，密生乳头状小突起。

花果期7-9月。

盐角草是地球上迄今为止报道过的最耐盐的陆生高等植物种类之一。

基于其显著的摄盐能力和集积特征，盐角草可作为生物工程措施的重要手段之一，盐角草种子有着高含量和优质的脂类，可开发成油料作物；盐角草植株含有大量灰分，也是一种重要的耐盐基因供体，可作为提炼钠盐等化学品的原料，也可广泛应用于农作物和生态工程植物的耐盐性遗传工程改良工作。

由于其特殊的形态和盐适应特点使其成为研究植物抗盐性的良好实验材料[5]。

呼吁重视对盐角草耐盐分子机理和开发利用开展深入研究。

1.4小麦简介

小麦属于禾本科的小麦属，它是世界上最早栽培的农作物之一。

经过长期的发展，已经成为世界上分布最广、面积最大、总产量第二、贸易额最多、营养价值最高的粮食作物之一。

新麦性热，陈麦性平。

它可以除热，止烦渴，咽喉干燥，利小便，补养肝气，止漏血唾血，可以使女子易于怀孕。

补养心气，有心病的人适宜食用。

将它煎熬成汤食用，可治淋病。

磨成末服用，能杀蛔虫，将陈麦煎成汤饮用，还可以止虚汗。

将它烧成灰，用油调和，可涂治各种疮及汤火灼伤[6]。

1.5过氧化物酶（POD）简介

POD即过氧化物酶。

过氧化物酶是由植物或微生物所产生的一类氧化还原酶,它能催化很多种反应。

过氧化物酶广泛存在于植物体中，是活性较高的一种酶。

它与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有关系。

在植物生长发育过程中它的活性不断发生着变化。

过氧化物酶主要存在于细胞的过氧化物酶体中，是以过氧化氢为电子受体催化底物氧化的酶，它以铁卟啉为辅基，可以催化胺类化合物和过氧化氢氧化酚类，具有消除酚类、胺类毒性和过氧化氢的双重作用。

因为过氧化物酶能使组织中所含的某些碳水化合物转化成木质素，增加木质化程度，所以一般老化组织中活性较高，幼嫩组织中活性较弱。

过氧化物酶可作为组织老化的一种生理指标。

POD活性的高低可以反映植物生长发育及内在代谢情况，同时也是植物抗性好坏的标志之一[7]。

此外，过氧化物同工酶在遗传育种中的重要作用也正在受到重视。

1.5.1过氧化物酶的理化性质

过氧化物酶有耐热性[8]，比线粒体小，是由一层单位膜包裹的囊泡,不同于溶酶体，直径约为0.5-1.0μm。

过氧化物酶体不是来自内质网和高尔基体，因此它不属于内膜系统的膜结合细胞器。

过氧化物酶体含有诸如过氧化氢酶和过氧化物酶等很多种类的氧化酶。

氧化酶可作用于底物，在氧化底物的同时，将氧还原成过氧化氢。

过氧化氢（H2O2,）是氧化酶催化的氧化还原反应中产生的细胞有毒性物质,存在于酶体中的氧化酶和过氧化氢酶,能够水解有毒性物质过氧化氢，从而对细胞起到保护作用。

1.5.2过氧化物酶的功能作用

POD是一类广泛存在于植物体内的氧化还原酶,它的主要生理功能是清除因各种原因（包括盐胁迫）产生的细胞内活性氧自由基的含量,抑制膜内不饱和脂肪酸的过氧化作用,维持细胞膜的稳定性和完整性,从而提高植物抗逆性。

在植物中过氧化物酶体主要有：

①参与光呼吸作用，将光合作用的副产物乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢，②在萌发的种子中，进行脂肪的β-氧化，产生乙酰辅酶A，经乙醛酸循环，由异柠檬酸裂解为乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循环，因涉及乙醛酸循环，又称乙醛酸循环体。

POD对外界环境条件的反应十分敏感[9]。

过氧化物酶是由微生物或植物所产生的一类氧化还原酶,它们能催化很多反应。

过氧化物酶是以过氧化氢为电子受体催化底物氧化的酶。

主要存在于细胞的过氧化物酶体中，以铁卟啉为辅基，可催化过氧化氢氧化酚类和胺类化合物，具有消除过氧化氢和酚类、胺类毒性的双重作用。

1.6愈创木酚比色法测定POD活性的原理

过氧化物酶广泛分布于植物的各个组织器官中，在有过氧化氢存在的条件下，过氧化物酶能使愈创木酚氧化，并生成茶褐色物质，这种茶褐色物质在470nm处有最大吸光值，故可通过测470nm下的吸光度变化测定过