雪岭云杉落针病抗氧化酶活性变化的研究

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1、云杉落针病病菌侵染后雪岭云杉叶片内保护酶活性的变化新疆天山西部国有林管理局尼勒克林场妥桂香摘要：以新疆天山西部尼勒克林区海拔1500m到2000m的雪岭云杉林为研究对象，通过测定不同海拔下落针病针叶片中抗氧化保护酶(过氧化物酶(POD)，过氧化氢酶(CAT)，MDA)活性的变化，来分析雪岭云杉落针病适应高山极端环境的机制。结果表明:雪岭云杉落针病针叶内，3种防御性酶的含量都呈现上升趋势。落针病的云杉针叶内，POD、PPO、CAT含量普遍较健康云杉针叶内含量高。这表明了云杉受病原菌侵染后，3种防御性酶含量与感病程度成正相关。关键词：雪岭云杉云杉落针病病菌保护酶活性雪岭云杉是天山特有种常绿乔木

2、，分布海拔在1200m-3000m之间，是一种耐阴树种。具有很强的适应性，云杉的根系极为发达，在净化空气、调蓄和涵养水源、调节降水、保持水土、改善环境、保持生态平衡等方面均起着举足轻重的作用；同时，它又是上好的木材，是新疆用于建筑、家具、造纸等方面的主要原料，因此保护雪岭云杉对新疆的经济建设也有着举足轻重的意义。但近年来，雪岭云杉病害的危害程度明显高于虫害，尤其是云杉落针病的危害程度明显增高，且易造成灾害性发生，特别是在多年生的更新地病害尤甚。对落针病的病原微生物鉴定和防治上也做了研究工作。本文研究了雪岭云杉抗氧化酶系统活性随海拔梯度的变化，以期为揭示云杉抗氧化系统对抗逆性、高寒、抗病等环

3、境的适应机制提供依据。1、材料和方法1.1采样点概况与采样方法样品于2008年7月上旬采集，采样地点位于尼勒克林区唐布拉管护所。位于东经82°51′～83°06′，北纬40°03′～40°15′,年平均降水量800～900毫米,年平均气温3℃～7℃,7月平均气温16℃。属温带大陆性气候区。林下土壤为山地灰褐色森林土，表层有明显而较厚的枯落物层，腐殖质层较厚。在尼勒克林区坡地上每隔约100m海拔随机分别选取并采集5棵落针病相同的雪岭云杉针叶和健康针叶，带回实验室备用。1.2酶测定方法1.2.1POD活性POD活性的测定：取叶片0.5g于冰冻研钵中，加5ml预冷的0.05mol／LPBS(10

4、0mmol/L,PH6.O)在冰浴上研磨成浆，用PBS3mL清洗研钵归入相应离心管,4℃下4000r／min离心10min，上清液即为粗酶液；POD活性用愈创木酚法测定[9]．1.2.2丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴比妥酸法测定[9]。1.2.3CAT活性CAT活性的测定：取叶片0.5g于冰冻研钵中，加5ml预冷的0.05mol／LPBS(PH7.8)在冰浴上研磨成浆，4℃下10000r／min离心20min，上清液即为粗酶液；CAT活性测定用紫外分光光度法[9]．2结果与分析2.1海拔高度对植物过氧化物酶的影响由图1可以看出，雪岭云杉叶片（健康叶和病叶）中过氧化物酶(POD)活性随

5、着海拔高度的增加而增加。健康叶中POD活性的变化幅度在1.5～15.56U／(g·min)之间，海拔最高处POD含量是低海拔处的10.28倍；落针病叶中POD活性的变化幅度在3.2-20.1U／(g·min)之间，海拔最高处POD含量是低海拔处的6.26倍。2种叶片POD活性在相同海拔梯度上差异较为显著。图1、不同海拔高度雪岭云杉健康叶与落针病叶片的过氧化物酶活性变化2.2海拔高度对植物丙二醛含量的影响由图2可以看出，雪岭云杉叶中的丙二醛(MDA)含量与海拔梯度呈极显著正相关，高海拔处叶片中MDA含量是低海拔处（健康叶与病叶）的3.7倍和4.2倍，MDA随海拔梯度上升的平均增幅分别为1.6

6、6umol／g和2.89umol／g；在相同海拔梯度上，健康叶片中的MDA含量均显著高于落针病叶片。图2、不同海拔高度雪岭云杉健康叶与落针病叶片的丙二醛含量2.3海拔高度对过氧化氢酶的影响从图3可以看出，雪岭云杉叶片中（病叶与健康叶）的过氧化氢酶(CAT)活性也随着海拔高度的增加而增加，表明随着海拔的升高(低温寒冷、强辐射)，2种叶片都能相应增强过氧化氢酶活性，防止膜的损伤；相同海拔梯度上，病叶中CAT活性高于健康叶，平均高出1.54U／(g·min)。图3、不同海拔高度雪岭云杉健康叶与落针病叶片的过氧化氢酶活性变化3讨论与结论3.1海拔高度对植物抗氧化酶活性的影响POD是活性较高的适应性

7、酶，是细胞中降解ROS的保护酶复合物的一员，其主要作用是清除H2O2，以保护细胞；CAT主要存在于植物的乙醛酸循环体中，主要功能是清除光呼吸或脂肪酸β一氧化过程中形成的H202。各种病原微生物或胁迫对植物体的伤害大多与植物体内自由基代谢平衡有关。雪岭云杉落针病中病原菌侵入植物组织中，诱发了其体内抗性反应，体内发生一系列的非特异性防御反应，动员机体的代偿适应功能来抵抗和适应各种刺激，活性氧(AOS)含量升高便是应急反应的主