污水灌溉对小麦幼苗抗氧化酶活性的影响
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作者: 陈璨 周琳 葛红莲
摘要：采用土培的方法研究污水胁迫对小麦幼苗抗氧化酶（ＣＡＴ、ＳＯＤ、ＰＯＤ）活性、细胞膜透性、丙二醛（ＭＤＡ）含量的影响。结果表明，低浓度污水处理能激活小麦幼苗叶片抗氧化酶活性；高浓度污水可使小麦幼苗叶片的抗氧化酶活性显著降低，并促进ＭＤＡ积累和膜通透性增加。
关键词：污水胁迫；小麦幼苗；抗氧化酶
中图分类号：Ｑ９４５．７８ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０12）17－3710-03
Effects of Sewage Irrigation on Antioxidant Enzymes Activity of Wheat Seedlings
ＣＨＥＮ Ｃａｎ，ＺＨＯＵ Ｌｉｎ，ＧＥ Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎ，ＣＨＥＮ Ｌｏｎｇ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｚｈｏｕｋｏｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｚｈｏｕｋｏｕ ４６６００１，Ｈｅｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｅｗａｇｅ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｎｚｙｍｅｓ（ＣＡＴ， ＳＯＤ ａｎｄ ＰＯＤ）， ｍｅｍｂｒａｎｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ， ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＭＤＡ ｉｎ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｓｏｉｌ ｃｕｌｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｏｗ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｓｅｗａｇｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｕｌｄ ａｃｔｉｖａｔｅ ｔｈｅ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｎｚｙｍｅｓ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ； ｗｈｉｌｅ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｎｚｙｍｅｓ， ａｎｄ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＭＤＡ ａｎｄ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｙｔｏｐｌａｓｍ ｍｅｍｂｒａｎｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｅｗａｇｅ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ； ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｌｉｎｇ； ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｎｚｙｍｅｓ
我国淡水资源匮乏，分布不均，污染也较为严重，污水的资源化问题已经受到关注和重视，国内外对于污水灌溉的研究已经积累了丰富的经验［１］。污水灌溉不仅提供了灌溉所需的水资源，缓解了干旱缺水地区农业用水的供需矛盾，为农业生产提供了大量的营养物质，还可增加土壤有机质含量，但也可能会因携带有害物质而引起土壤、作物中重金属积累和有毒有机物含量超标以及土壤微生物的改变，导致农产品品质变差，产生作物生长发育受阻甚至死亡等不良后果［２－４］。小麦是我国北方干旱半干旱地区最主要的粮食作物，是污水灌溉的主要对象之一。目前污灌对植物的伤害效应研究较多，但主要集中于植物生长发育的外在表现、内部结构、过氧化胁迫、光合系统等方面［５，６］。此次试验采用土培的方法，研究沙颍河污水对小麦幼苗抗氧化酶系统的影响，以期为污灌、污水改良和耐污小麦品种的培育提供必要的理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 材料培养与处理
以河南栽培的小麦品种周麦１８（以Ｚ１８表示）和花培５号（以Ｈ５表示）为材料，种子由周口市农科院提供；污水取自周口市川汇区内的沙颍河与贾鲁河交汇处的河水；原液即沙颍河污水，清水为自来水；土壤是麦田土。
选取子粒饱满、大小均匀的小麦种子，洗净后分别放入去离子水中浸泡、催芽１ ｄ，均匀种植于土培盘中，用同等体积不同清水污水比例的水浇灌培养。分别用清水、污水体积比为１∶０（对照，记作Ａ０）、４∶１（Ａ１）、３∶２（Ａ２）、２∶３（Ａ３）、１∶４（Ａ４）、０∶１（Ａ５）培养小麦。隔天浇水１次，浇透为止，所有处理设３次重复。幼苗培养条件为：白天温度（２５±０．５） ℃，每日光照１２ ｈ，光强为３００ μｍｏｌ／（ｍ２·ｓ），夜晚温度（１８±０．５） ℃。培养１５ ｄ后取材测定各种生理指标，以上样品的每种处理每个指标均重复测定３次，取平均值。
１．２ 测试指标及方法
１．２．１ 酶液的提取 取０．１ ｇ小麦幼苗的叶片或根组织在预冷的磷酸缓冲液（ｐＨ ７．８）中匀浆，４ ℃下离心３０ ｍｉｎ （１３ ０００ ｒ／ｍｉｎ），上清液即为酶液提取液。
超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性（Ｕ／ｇ）测定采用王爱国等［７］的方法，以抑制氮蓝四唑（ＮＢＴ）光氧化还原５０％的酶量为１个活力单位（Ｕ）。过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性［Ｕ／（ｇ·ｍｉｎ）］的测定采用光吸收法，过氧化物酶（ＰＯＤ）活性［Ｕ／（ｍｇ·ｍｉｎ）］的测定用愈创木酚法，丙二醛（ＭＤＡ）含量的测定（μｇ／ｇ）采用硫代巴比妥酸（ＴＢＡ）法，用电导仪法测定细胞质膜透性［８］。结果用ＳＰＳＳ １１．０软件处理分析。
１．２．２ 污水理化性质的测定 用重铬酸钾氧化法测定化学需氧量（ＣＯＤ），以过滤烘干称重法测定悬浮物（ＳＳ），全磷（ＴＰ）测定用钼蓝比色法，全氮（ＴＮ）测定用过硫酸钾氧化-分光光度法，氨态氮（ＮＨ３－Ｎ）测定用纳氏分光光度法［９］；铅（Ｐｂ）、镉（Ｃｄ）的测定用原子吸收分光光度法［１０］；汞（Ｈｇ）的测定采用高锰酸钾－过硫酸钾消解法［１１］；ｐＨ用酸度计测定。取５个不同采样点的水，测定９次后取平均值，各供试污水的理化指标和含量见表１。
２ 结果与分析
２．１ 污水对小麦幼苗叶片抗氧化酶活性的影响
从表２可以看出，随着污水浓度的增大，两个品种ＣＡＴ活性呈现先升高后降低的趋势。在处理Ａ３时ＣＡＴ活性达到最高值，此时Ｈ５是对照的１．２５倍，Ｚ１８是对照的１．２６倍，然后随着污染的加重ＣＡＴ活性快速下降，Ｚ１８的下降速度大于Ｈ５；至处理Ａ５时，Ｈ５的ＣＡＴ活性是对照的８０．1％，Ｚ１８是对照的７５．４％，差异达显著水平（Ｐ＜０．０５）。污水胁迫小麦幼苗时ＣＡＴ活性发生明显的变化，暗示小麦幼苗对其做出积极响应。
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