不同油茶品种叶片3种保护酶活性分析

邓艳　常明山　朱英芝　李德伟　吴耀军　蒋学建

摘要：【目的】测定不同油茶品种健康叶片中的3种保护酶活性，为油茶抗病性、抗逆性机理研究提供参考依据。【方法】采用紫外—可见分光光度计法，测定岑软3号油茶、博白大果油茶、普通油茶、岑软2号油茶、香花油茶和陆川油茶6个油茶品种叶片的过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性。【结果】6个品种油茶叶片的POD活性排序为普通油茶>（博白大果油茶和岑软3号油茶）>（岑软2号油茶、香花油茶和陆川油茶），CAT活性排序为岑软3号油茶>（普通油茶、博白大果油茶和岑软2号油茶）>（香花油茶和陆川油茶），SOD活性排序为陆川油茶>岑软3号油茶>（博白大果油茶、普通油茶、岑软2号油茶和香花油茶）。【结论】以油茶健康叶片中POD、CAT和SOD活性高低可判断油茶的抗病性或抗逆性强弱。

关键词： 油茶；过氧化物酶（POD）；过氧化氢酶酶（CAT）；超氧化物歧化酶（SOD）；活性分析

中图分类号： S794.4 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）05-0686-04

Abstract：【Objective】The activities of 3 protective enzymes in healthy leaves of Camellia oleifera were determined， in order to provide references for studying disease-resistant mechanism of C. oleifera. 【Method】With six Camellia oleifera cultivars as tested materials， the enzyme activity of peroxidase（POD）， catalase（CAT） and superoxide dismutase（SOD） were determined using UV-vis spectrophotography. 【Result】Different C. oleifera cultivars were ranked based on their POD activities as follows： common C. oleifera cultivar>（C. gigantocarpa and Cenruan 3）>（Cengruan 2， C. osmantha Ye CX and C. vietnamensis）； different C. oleifera cultivars were ranked based on their CAT activities， as follows： Cenruan 3>（common C. oleifera cultivar， C. gigantocarpa and Cengruan 2）>（C. osmantha Ye CX and C. vietnamensis）； different C. oleifera cultivars were ranked based on their SOD activities， as follows： C. vietnamensis>Cenruan 3>（C. gigantocarpa， C. oleifera， Cengruan 2 and C. osmantha Ye CX）. 【Conclusion】POD activity of C. oleifera and CAT activity of Cenruan 3 are higher， which play important role in resistance to disease. The SOD activity of C. vietnamensis is higher， and improved biotic tolerance of plants.

Key words： Camellia oleifera； peroxidase（POD）； catalase（CAT）； superoxide dismutase（SOD）； activity analysis

0 引言

【研究意義】油茶（Camellia oleifera Abel.）在我國湖南、广西及江西均有大面积分布，是我国南方特有的重要木本油料树种，其主产品茶油素具有理想的保健、医药及化妆等功效，有“东方橄榄油”的美誉。油茶根系发达，能保持水土，抗污染能力强，但近年来油茶炭疽病的发生已严重威胁油茶林的健康生长。病原菌侵染导致植株体内活性氧迸发（夏民旋等，2015），而活性氧的平衡与自由基的清除均需要植物过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）等保护酶来调控。因此，分析不同油茶品种叶片的POD、CAT和SOD活性，对油茶抗感炭疽病鉴定和抗性机制研究具有重要意义。【前人研究进展】CAT能催化细胞内过氧化氢，与植物的抗逆性和氧化衰老等生理代谢过程有关（南芝润和范月仙，2008）。SOD是广泛存在于植物、微生物等生物体内的一类金属酶，能专一清除植物体内的超氧阴离子自由基，减轻细胞膜脂的损伤（董传媛，2009）。前人对油茶保护酶活性的研究多集中于抗感病机制方面。朱建华和叶国藩（1990）通过开展油茶POD时相变化研究，结果表明，接种48 h前，酶活性与抗病性呈正相关，接种48 h后，酶活性与感病性呈正相关，且感病后POD活性均升高。邢会琴等（2007）研究认为，POD具有增强植物抵抗病原菌的能力。束庆龙和张良富（2009）、董传媛等（2013）测定分析不同抗感油茶植株酶活性和内含物，结果表明，酶活性与发病率呈正相关。杨光道（2011）研究发现，油茶POD与抗炭疽病的相关性较弱。【本研究切入点】目前，已有大量研究表明POD、CAT和SOD作为植物细胞保护酶相互协调可清除植物体内过剩的自由基，维持植物体内动态平衡，其活性高低与植物防御代谢及抵抗能力均有一定关联（梁艳荣等，2003），但对健康油茶叶片中该3种酶活性高低的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】分析6个油茶品种健康叶片的POD、CAT和SOD活性，旨在为油茶抗病性机理研究提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验林概况

油茶叶片采样于广西林业科学研究院南宁市老虎岭试验林区，油茶平均高度1.5～1.8 m，生长健康。样地位于东经108°18′、北纬22°55′，属亚热带海洋性季风气候，年均温度21.6 ℃，相对湿度79.0%，年均降水量1304.2 mm。林区主要种植油茶、桉树、松树等，林下植被较少。6个油茶品种均为2011～2012年种植，各品系单独、行状种植。

1. 2 试验材料

供试油茶品种为岑软3号油茶、博白大果油茶、普通油茶、岑软2号油茶、香花油茶和陆川油茶。

1. 3 试验方法

1. 3. 1 取样及样品处理 选择未受病虫为害的油茶植株作样株，6个品种油茶叶片同时取样，自其嫩芽向下50 cm采集新鲜完整、大小基本一致的叶片，将相同品种叶片装入同一自封袋中并标记，迅速带回实验室，-20 ℃保存，测前取出剪碎。

1. 3. 2 样品测定 POD活性采用愈创木酚氧化分光光度法进行测定（陈建勋和王晓峰，2006；刘萍和李明军，2007；张以顺等，2009），以每分钟光密度变化值（△OD470/gFW·min）表示酶活力。CAT活性參照陈建勋和王晓峰（2006）、刘萍和李明军（2007）、张以顺等（2009）的方法进行测定，略有改动，以每分钟光密度变化值（△OD240/gFW·min）表示酶活力。SOD活性采用氮蓝四唑（NBT）光化还原法进行测定（陈建勋和王晓峰，2006；邵登魁等，2006；刘萍和李明军，2007；张以顺等，2009）。

1. 4 统计分析

试验数据采用Excel 2003和SPSS 13.0进行统计分析，并以单因素方差分析比较不同油茶品种酶活性差异。

2 结果与分析

2. 1 6个油茶品种叶片的POD活性

从图1可以看出，普通油茶叶片的POD活性最高，为0.023 U/gFW·min，其次为岑软3号油茶和博白大果油茶，分别为0.017和0.013 U/gFW·min，二者均显著小于普通油茶（P<0.05，下同）；岑软2号油茶、香花油茶和陆川油茶叶片的POD活性分别为0.008、0.008和0.007 U/gFW·min，三者均显著小于普通油茶、岑软3号油茶和博白大果油茶。由此可见，上述6个油茶品种催化过氧化物的能力排序为：普通油茶>（博白大果油茶、岑软3号油茶）>（岑軟2号油茶、香花油茶和陆川油茶）。由于POD活性越高的品种具有越强的抵抗病原菌能力，因此表明普通油茶、博白大果油茶和岑软3号油茶抗病能力较其他油茶品种强。

2. 2 6个油茶品种叶片的CAT活性

从图2可以看出，岑软3号油茶叶片的CAT活性最高，为0.427 U/gFW·min；博白大果油茶、普通油茶和岑软2号油茶的CAT活性分别为0.327、0.292和0.240 U/gFW·min，显著低于岑软3号油茶；香花油茶和陆川油茶叶片的CAT活性最低，分别为0.188和0.187 U/gFW·min，与岑软3号油茶、博白大果油茶、普通油茶和岑软2号油茶差异显著。由此可见，6种油茶催化过氧化氢的能力排序为：岑软3号油茶>（普通油茶、博白大果油茶和岑软2号油茶）>（香花油茶和陆川油茶）。由于CAT活性高的品种可更好地避免细胞受损，因此表明岑软3号油茶普通油茶、博白大果油茶和岑软2号油茶的抗逆性较其他油茶品种强。

2. 3 6个油茶品种叶片的SOD活性

从图3可以看出，陆川油茶叶片的SOD活性最高，为92.57 U/gFW，其次为岑软3号油茶，为35.16 U/gFW，二者差异显著；博白大果油茶、普通油茶、岑软2号油茶和香花油茶叶片的SOD活性分别为8.00、21.00、9.33和14.13 U/gFW，均与陆川油茶及岑软3号油茶存在显著差异。可见，6种油茶清除自由基的能力排序为：陆川油茶>岑软3号油茶>（博白大果油茶，普通油茶，岑软2号油茶、香花油茶）。由于SOD活性高的品种可有效减轻细胞膜脂损伤，因此说明陆川油茶、岑软3号油茶抵抗生物胁迫能力较其他油茶品种强。

3 讨论

本研究分别分析了6个品种油茶叶片中的POD、CAT及SOD活性，并对比了3种酶活性高低与6个油茶品种抗病性及抗逆性强弱的关系。

POD是植物体内重要的呼吸酶类，具有催化过氧化物的能力，其活性与酚类物质代谢及抗性有关（朱建华和叶国藩，1990；郭文硕和黄宗安，2000；邵登魁等，2006；陈慧珍，2013）。朱建华和叶国藩（1990）研究发现，油茶POD酶活性与油茶抗、感病有关联性，且存在时相变化规律。本研究发现普通油茶叶片的POD酶活性最高，且与其他供试品种差异显著，说明普通油茶正常植株具有较强的抗病原菌侵染能力，而其他供试品种的抗病原菌侵染能力相对较弱。本研究未进行酶活性的动态变化测试，如果后期的研究对健康 油茶植株进行病菌侵染、逆境等生物与非生物胁迫后跟踪测试POD活性的时相变化，将能更准确判断不同油茶品种在不同生长时期的抗病性和抗逆性强弱。

CAT是POD体系中重要的标志性酶，由于本研究仅测试了健康油茶植株叶片酶活性，尚未进行酶活性动态变化测定，因此，CAT、POD、SOD 3种酶活性间的相关性无法确定，下一步将重点进行油茶品种间酶活性的相关分析。

SOD作为一种抗氧化酶，能有效清除生物体内的自由基，修复受损细胞核，起保护细胞的作用（邵登魁等，2006；陈慧珍，2013）。本研究中发现SOD活性最高的为陆川油茶，说明陆川油茶清除自由基的能力较其他品种强，具有较强的修复细胞和抵抗逆境胁迫能力。

4 结论

本研究结果表明，以油茶健康叶片中3种酶活性的高低可判断油茶抗病性或抗逆性的强弱，其中，普通油茶的POD和岑软3号油茶CAT活性较高，抗病能力较强；陆川油茶的SOD活性较高，抵抗生物胁迫能力较强。

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（责任编辑 思利华）