低溫脅迫下圓柏屬植物抗氧化系統(tǒng)在葉片中的亞細胞定位研究.pdf

1、本文以祁連圓柏(Sabinaprzewalskii)和圓柏(Sabinachinensis)幼苗為材料，研究了低溫脅迫對圓柏屬植物葉片亞細胞中脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物及抗氧化系統(tǒng)的影響，探討其在亞細胞組分中的分布差異，并對所得數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析和多重比較，旨在篩選出能有效清除活性氧的亞細胞抗氧化系統(tǒng)，有助于理解常綠木本植物的抗凍適應機理，為克隆亞細胞組分中的抗氧化物質(zhì)基因提供理論依據(jù)。研究結果表明:
　　不同溫度（20℃、4℃、0℃和-

2、6℃）下處理相同時間，在低溫脅迫初期，圓柏屬植物MDA含量劇烈增加，而在低溫脅迫后期，MDA含量呈先降后升的變化趨勢。相同溫度下處理不同時間（4d、8d、12d、16d和20d），圓柏屬植物亞細胞中MDA含量變化趨勢為先升后降。另外，兩樹種相比，祁連圓柏亞細胞中MDA含量均較圓柏的含量低，且兩種圓柏屬植物亞細胞中MDA定位為葉綠體＞線粒體＞細胞溶質(zhì)。
　　不同溫度（20℃、4℃、0℃和-6℃）下處理相同時間，圓柏屬植物抗氧化酶活性

3、(SOD、POD、APX和GR)呈先升后降的變化趨勢，且大多在4℃時達到最高值。然而，圓柏屬植物CAT活性沒有顯著地升高，表明該酶對低溫脅迫不敏感，不是主要的活性氧清除酶。相同溫度下處理不同時間（4d、8d、12d、16d和20d），圓柏屬植物抗氧化酶活性(SOD、CAT、APX和GR)的變化趨勢均為先升后降。但是，POD活性變化趨勢卻是在低溫脅迫后期明顯升高，說明在低溫脅迫初期，植物葉片POD活性比其余抗氧化酶響應緩慢，該酶在抗氧化防

4、護系統(tǒng)中對逆境脅迫不敏感。此外，兩樹種相比，祁連圓柏亞細胞中抗氧化酶SOD、APX和GR較圓柏的高，而POD和CAT活性低于圓柏，且兩種圓柏屬植物亞細胞中SOD和APX定位為葉綠體＞細胞溶質(zhì)＞線粒體，CAT定位為線粒體＞葉綠體＞細胞溶質(zhì)，GR定位為線粒體＞細胞溶質(zhì)＞葉綠體，祁連圓柏POD定位為細胞溶質(zhì)＞葉綠體＞線粒體，圓柏POD定位為細胞溶質(zhì)＞線粒體＞葉綠體。
　　不同溫度（20℃、4℃、0℃和-6℃）下處理相同時間和相同溫度下處

5、理不同時間（4d、8d、12d、16d和20d），圓柏屬植物抗氧化劑含量(ASA和GSH)均呈先升后降的變化趨勢，這符合一般植物的應激性規(guī)律，即脅迫溫度降低，亞細胞中抗氧化劑增多以清除活性氧，低溫脅迫對抗氧化劑有一定的誘導作用，但隨處理時間延長，葉片中抗氧化劑隨之降低，表明過剩活性氧得以清除，植物對低溫脅迫已產(chǎn)生了適應性。另外，兩樹種相比，祁連圓柏亞細胞中抗氧化劑ASA較圓柏的高，而GSH含量低于圓柏，且兩種圓柏屬植物亞細胞中ASA定位

6、為葉綠體＞細胞溶質(zhì)＞線粒體，GSH定位為線粒體＞細胞溶質(zhì)＞葉綠體，ASA-GSH循環(huán)定位為葉綠體＞線粒體＞細胞溶質(zhì)。
　　概括而言，低溫脅迫下，兩種圓柏屬植物亞細胞中抗氧化物質(zhì)大多表現(xiàn)為先升高后降低，這表明植物各亞細胞組分具有協(xié)調(diào)抗氧化防護的能力。此外，圓柏屬植物脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物(MDA)，抗氧化酶(SOD、APX和GR)及抗氧化劑（ASA和GSH）在亞細胞中分布差異達到極顯著，說明脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物和抗氧化物質(zhì)在各亞細胞中分布各不相同