直播密度對(duì)富鋅水稻生理生化特性的影響【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?0_ _屆）</b></p><p><b>　　生物工程</b></p><p>　　直播密度對(duì)富鋅水稻生理生化特性的影響</p><p><b>　　摘 要</b>&

2、lt;/p><p>　　本文以富鋅水稻植株作為材料，研究了不同直播密度對(duì)植株的莖、葉、籽粒三部分內(nèi)在生理生化特性的影響。包含有：超氧化物歧化酶（SOD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）、過氧化氫酶（CAT）的活性及葉綠素含量等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SOD和CAT活性，在播種量10~11斤/畝間活性最大；PPO活性，在12斤/畝下活性最大；PAL活性，葉中與籽粒中活性大小剛好相反；葉綠素含量在10斤/畝下最高。實(shí)

3、驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，直播密度對(duì)莖中各種酶的酶活影響不大。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，葉中各種酶的活性最高，莖次之，籽粒中最低。本試驗(yàn)結(jié)果表明，從總體考慮來看，富鋅水稻以播種量10~11斤/畝間播種為宜，此時(shí)富鋅水稻植株中各種酶的活性及葉綠素含量都較大，能夠更好的適應(yīng)環(huán)境培養(yǎng)出價(jià)值更大的水稻。本文為富鋅水稻選擇最佳適宜直播密度提供一定的理論依據(jù)，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：富鋅；水稻；直播密度；生理生化特性；影響<

4、/p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Zinc-rich rice plants were used as materials to investigate the influence on the physiological and biochemical characteristics of stem and leaf, grain

5、under the different planting density, including superoxide dismutase (SOD), phenylalanine solution ammonia enzyme (PAL), polyphenol oxidase (PPO), catalase (CAT) activities and chlorophyll content, etc. The results showe

6、d that the activity of SOD and CAT are the largest in between 10 and 11 pounds / acre of the seeding rate of live density.Then PA</p><p>　　Keywords: Zinc-rich rice; planting density; physiological and bioche

7、mical characteristics; influence</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p><b>　　2 材料與方法2</b></p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑2</p&

8、gt;<p>　　2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料2</p><p>　　2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑2</p><p>　　2.1.3 主要儀器及設(shè)備2</p><p>　　2.1.4 其他用品3</p><p>　　2.1.5 主要試劑配制3</p><p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)方法3</p>&l

9、t;p>　　2.2.1 樣品的采集與預(yù)處理3</p><p>　　2.2.2 主要生理生化特性測(cè)定4</p><p><b>　　3 結(jié)果與分析7</b></p><p>　　3.1 直播密度對(duì)富鋅水稻超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響7</p><p>　　3.2 直播密度對(duì)富鋅水稻苯丙氨酸解氨酶（PAL

10、）活性的影響8</p><p>　　3.3 直播密度對(duì)富鋅水稻多酚氧化酶（PPO）活性的影響9</p><p>　　3.4 直播密度對(duì)富鋅水稻過氧化氫酶（CAT）活性的影響10</p><p>　　3.5 直播密度對(duì)富鋅水稻葉綠素含量的影響11</p><p><b>　　4 結(jié)論11</b></p>

11、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　目前世界40%以上的人口遭受包括鋅在內(nèi)的微營養(yǎng)不良的影響,并且這一趨勢(shì)在不斷加劇，故微營養(yǎng)已成為影響人類健康的重要因素[1]。無疑，中國是受微營養(yǎng)元素缺乏最為嚴(yán)重的國家之一。其中，鋅缺乏癥在各人群中都較為普遍，學(xué)齡前兒童缺

12、鋅率高達(dá)40%~70%[2]。如何解決人們尤其是兒童缺乏微營養(yǎng)而導(dǎo)致疾病是當(dāng)前一個(gè)迫切的問題。以往解決營養(yǎng)不良問題主要有3種方法:藥劑補(bǔ)充；食品強(qiáng)化劑；飲食多樣化。但是這些方法都存在著一定的局限性，如經(jīng)濟(jì)費(fèi)用高，個(gè)人嗜好不同等原因難以實(shí)現(xiàn)。因此，目前世界范圍內(nèi)人類缺乏微量元素而營養(yǎng)不良的狀況仍未得到有效的控制。</p><p>　　近年來，很多科學(xué)家都在研究通過提高主食中微量營養(yǎng)元素的含量來滿足人們對(duì)微營養(yǎng)的需求

13、。主要是通過育種和栽培的途徑，提高作物微量元素的含量并可以穩(wěn)定地為人們提供所需的微量營養(yǎng)。國際上已將提高微量元素含量作為育種的主要目標(biāo)之一，并已在水稻、小麥、玉米等作物上展開了研究[3-4]。這一研究的提出，既經(jīng)濟(jì)又有效地從根本上解決了發(fā)展中國家人口營養(yǎng)不良的問題，尤其是中國。</p><p>　　水稻是我國最重要的糧食作物。中國是世界上100多個(gè)稻米生產(chǎn)國的“稻米王國”。因此，稻米中的鋅含量、分布及生物活性，對(duì)

14、以稻米為主食的國家來說非常重要。目前有很多科學(xué)家都致力于富鋅水稻的育種、栽培等研究。例如，安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻所從IRRI引進(jìn)的水稻種質(zhì)中篩選了2個(gè)富鐵、富鋅種質(zhì),即IR41994-50-2-1-3(S1)和IR68144-213-2-2-3(S5)，S1的鐵、鋅含量分別達(dá)到了42.86和253.29mg/kg，S5的鐵、鋅含量分別達(dá)到了36.28和352.61mg/kg[5]。王人民在研究水稻鋅營養(yǎng)基因型差異時(shí)，也發(fā)現(xiàn)水稻籽粒含鋅量與

15、水稻鋅高效基因型并無直接關(guān)系，同為鋅高效品種或鋅低效品種，其籽粒含鋅量可相差一倍以上[6]。這些研究結(jié)果都為選育和栽培高鋅水稻等進(jìn)一步的研究做準(zhǔn)備和提供了一定的依據(jù)。至今為止，關(guān)于富鋅水稻的選種，栽培，以及生理生化特征及機(jī)理都尚未十分清楚。</p><p>　　本文是以不同直播密度的富鋅水稻植株為材料。采用高速冷凍離心和比色法等方法，研究富鋅水稻植株的葉、莖、籽粒各部分的生理生化特性（超氧化物歧化酶、苯丙氨酸解氨

16、酶、多酚氧化酶、過氧化氫酶的活性及葉綠素含量）。因此，本文可以為富鋅水稻的種植、生產(chǎn)、上市，選擇適宜的種植密度提供參考?？梢愿玫墨@得高質(zhì)量、高產(chǎn)量的富鋅水稻實(shí)現(xiàn)可能，同時(shí)從真正意義上解決我國人口缺乏鋅營養(yǎng)這一危機(jī)。</p><p><b>　　2 材料與方法</b></p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑</p><p>　　2.1.1

17、實(shí)驗(yàn)材料</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)所用的材料是以寧波市余姚富鋅水稻作為種子，在余姚基地進(jìn)行播種后獲得的水稻植株。將水稻以不同播種量作為因素，對(duì)富鋅水稻植株的不同部分（葉、莖、籽粒）進(jìn)行生理生化的研究。用編號(hào)1~6表示不同直播密度的水稻樣品。具體樣品見表1。</p><p>　　表1 實(shí)驗(yàn)樣品一覽表</p><p>　　2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑</p>

18、<p>　　表2 實(shí)驗(yàn)試劑一覽表</p><p>　　2.1.3 主要儀器及設(shè)備</p><p>　　表3 主要儀器設(shè)備</p><p>　　2.1.4 其他用品</p><p>　　研缽、容量瓶（500mL、250mL、100mL、50mL、25mL）、量筒（500mL、100mL、10mL）、燒杯（1L、500mL、100m

19、L）、移液管（0.5mL、1mL、5mL）、、移液槍、洗耳球、蒸餾水、手術(shù)剪刀、一次性手套、一次性橡膠手套。</p><p>　　2.1.5 主要試劑配制</p><p>　?。?）130mmol/L甲硫氨酸（Met）溶液：稱取1.9399gMet，用磷酸緩沖液定容至100mL。</p><p>　?。?）750µmol/L氮藍(lán)四唑溶液（NBT）：稱取0.

20、06133gNBT，用磷酸緩沖液定容至100mL，避光保存。</p><p>　?。?）100µmol/L EDTA-Na2溶液：稱取0.03721gEDTA-Na2，用磷酸緩沖液定容至1000mL。</p><p>　?。?）20µmol/L核黃素溶液：稱取0.0753g核黃素，用蒸餾水定容至1000mL，避光保存。</p><p>　?。?）

21、0.02mol/L苯丙氨酸溶液：稱取3.3038g苯丙氨酸，用0.1mol/LpH8.8硼酸緩沖液定容至1000mL。</p><p>　?。?）0.1mol/L鄰苯二酚溶液：稱取1.1011g鄰苯二酚，用蒸餾水定容至100mL。</p><p>　　（7）0.1mol/LH2O2溶液：市售30%H2O2大約等于17.6mol/L，取30%H2O2溶液5.68mL，稀釋至1000mL，用標(biāo)

22、準(zhǔn)0.1mol/L高錳酸鉀溶液(在酸性條件下)進(jìn)行標(biāo)定。</p><p><b>　　2.2 實(shí)驗(yàn)方法</b></p><p>　　2.2.1樣品的采集與預(yù)處理</p><p>　　試驗(yàn)于2010年余姚進(jìn)行，以余姚富鋅水稻作為樣品種子。于7月25日在余姚試驗(yàn)田里進(jìn)行播種并分不同的播種量（8、9、10、11、12、13，單位：斤/畝），采取撒播的

23、方式進(jìn)行播種，具體見表1。待水稻即將成熟后按小區(qū)收獲植株，對(duì)新鮮植株分葉、莖、籽粒進(jìn)行分裝并冷藏于-40℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?lt;/p><p>　　2.2.2 主要生理生化特性測(cè)定</p><p>　　2.2.2.1 超氧化物歧化酶（SOD）活力</p><p>　　超氧化物歧化酶的活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）光化還原法測(cè)定[7]。該方法依據(jù)超氧化物歧化酶抑制氮藍(lán)四唑在光

24、下的還原作用來確定酶活性大小。在有氧化物質(zhì)存在下，核黃素可被光還原，被還原的核黃素在有氧條件下極易再氧化而產(chǎn)生超氧陰離子自由基，超氧陰離子自由基可將氮藍(lán)四唑還原為藍(lán)色的甲腙，后者在560nm處有最大吸收峰。而SOD可清除超氧陰離子自由基，從而抑制了甲腙的形成，其抑制強(qiáng)度與酶活性再一定范圍內(nèi)成正比。于是光還原反應(yīng)后，反應(yīng)液藍(lán)色愈深，說明酶活性愈低，反之酶活性愈高。據(jù)此可以計(jì)算出酶活性大小。SOD活性單位是抑制氮藍(lán)四唑光化還原的50%為一個(gè)

25、酶活性單位表示?？砂匆韵鹿接?jì)算SOD活性：</p><p>　　SOD總活性（酶單位/g鮮重）=（AO-AS）×VT/（AO×0.5×W×V1）</p><p>　　式中：AO為光照對(duì)照管的吸光度值；AS為樣品管的吸光度值；VT為樣液總體積（mL）；V1為測(cè)定時(shí)樣品用量（mL）；W為樣品的重量（g）。</p><p>　　酶

26、液提?。喝∫呀?jīng)過預(yù)處理的樣品0.5g置于預(yù)冷的研缽中，加入5mL預(yù)冷的50mmol/L(pH7.8)磷酸緩沖液(分幾次加入)，在冰浴下研磨成勻漿，10000r/min下離心10min(2~4℃)。上清液即為SOD粗提液。</p><p>　　顯色反應(yīng)：取5mL玻璃管（要求透明度好）7支，3支為測(cè)定管，3支為對(duì)照管，另外1支為空白對(duì)照。按下表4加入各種溶液：</p><p><b>

27、;　　表4 各溶液加入量</b></p><p><b>　　續(xù)表4</b></p><p>　　混勻后取一支對(duì)照管置暗處，其他各管于4000lx日光下反應(yīng)20min（要求各管受光情況一致，溫度高時(shí)間縮短，溫度低時(shí)間延長）。SOD活性測(cè)定與計(jì)算：至反應(yīng)結(jié)束后，以不照光的對(duì)照管作空白，分別測(cè)定其他各管的吸光度并進(jìn)行SOD活性計(jì)算。</p>&l

28、t;p>　　2.2.2.2 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活力</p><p>　　苯丙氨酸解氨酶是植物次生代謝中的一個(gè)關(guān)鍵酶。它催化L-苯丙氨酸的脫氨反應(yīng)，釋放氨而形成肉桂酸。根據(jù)產(chǎn)物反式肉桂酸在波長290nm處吸光度的變化，可以測(cè)定該酶的活性。</p><p>　　PAL活性（酶單位/g鮮重）=30min內(nèi)吸光度的差值×V/（a×W×0.01）</p

29、><p>　　式中：a為測(cè)定時(shí)的酶液用量（mL）；V為酶液總體積（mL）；W為樣品鮮重（g）。</p><p>　　本次測(cè)定參考相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行操作[8-9]。酶液提?。喝∫呀?jīng)過預(yù)處理的樣品1.0g置于預(yù)冷的研缽中，加10mL含5mmol/L的巰基乙醇硼酸緩沖液、0.5g聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和少量石英砂進(jìn)行研磨，研磨后置于離心管中10000r/min離心15min，上清液為酶粗提液。上述操作均

30、在0~4℃下進(jìn)行。</p><p>　　酶活性測(cè)定及計(jì)算：1mL酶液加1mL0.02mol/L苯丙氨酸，2mL蒸餾水，總體積為4mL。對(duì)照不加底物，多加1mL蒸餾水；反應(yīng)液置恒溫水浴37℃中保溫，0.5h后用紫外分光光度計(jì)在290nm處測(cè)定吸光度。以每小時(shí)在290nm處吸光度變化0.01所需酶量為一單位。</p><p>　　2.2.2.3 多酚氧化酶（PPO）活力</p>

31、<p>　　多酚氧化酶是一種含銅的氧化酶，常用鄰苯二酚(兒茶酚)通過比色法測(cè)量產(chǎn)物的形成，以此來測(cè)定多酚氧化酶的活力。本次測(cè)定參考蔡漢權(quán)等[10]關(guān)于橄欖材料中多酚氧化酶活力的敘述測(cè)定方法進(jìn)行。</p><p>　　PPO活力（0.01A×min-1）=A×D/（0.01×t×a）</p><p>　　式中：A為反應(yīng)時(shí)間內(nèi)吸光度的變化值；D

32、為稀釋倍數(shù)，即提取的總酶液為反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)酶液體積的倍數(shù)；t為反應(yīng)時(shí)間（min）；W為樣品鮮重（g）。</p><p>　　酶液制備：稱取已經(jīng)過預(yù)處理的樣品1.0g置于研缽中，加入0.5gPVP和10mL0.1mol/LpH6.5磷酸緩沖液，研磨成勻漿，濾液加入30%飽和度硫酸銨，離心除沉淀，上清液再加硫酸銨使達(dá)60%飽和度，離心收集沉淀。將所得沉淀溶于2~3mL0.01mol/LpH6.5磷酸緩沖液即為酶液，以上操

33、作均在4℃下進(jìn)行。</p><p>　　酶活力的測(cè)定：在試管中加入2.0mL0.05mol/LpH5.5磷酸緩沖液，1.0mL0.1ml/L鄰苯二酚，1.0mL酶液，迅速搖勻后于525nm波長處測(cè)定吸光值，然后倒入試管中，放入37℃恒溫水浴中保溫10min，加入2mL20%三氯乙酸終止反應(yīng)，離心取上清。于525nm波長處測(cè)定吸光值（以上實(shí)驗(yàn)均做3個(gè)平行）。</p><p>　　2.2.2.

34、4 過氧化氫酶（CAT）活力</p><p>　　過氧化氫酶是一種血紅蛋白酶，含有鐵，它能催化過氧化氫分解為水和分子氧，在此過程中起傳遞電子的作用，過氧化氫既是氧化劑又是還原劑。故可根據(jù)H2O2的消耗量或O2的生成量測(cè)定該酶活力大小。酶活性用每g鮮重樣品1min內(nèi)OD變化值表示：</p><p>　　CAT活性（A×g-1×min-1）=A×V/（W×

35、;a×t）</p><p>　　式中：A為反應(yīng)時(shí)間內(nèi)吸光度的變化值；V是提取酶液總量（mL）；a是測(cè)定時(shí)酶液用量（mL）；W為樣品鮮重（g）；t反應(yīng)時(shí)間（min）。</p><p>　　本次測(cè)定方法參考相關(guān)文獻(xiàn)[11]進(jìn)行操作。酶液提取：取樣品0.5g加入pH7.0的磷酸緩沖溶液少量，研磨成勻漿。將其轉(zhuǎn)移至容量瓶中，用該緩沖液沖洗研缽，并定容至10mL，于10000r/min下離

36、心15min，上清液即為過氧化氫酶的粗提液，以上操作均在4℃下進(jìn)行。</p><p>　　酶活性測(cè)定：取10mL試管4支，其中1支為對(duì)照管，3支為處理管，按表5順序加入試劑，其中對(duì)照管中加入的粗酶液為煮死后的酶液。</p><p><b>　　表5 各溶液加入量</b></p><p>　　25℃預(yù)熱后，逐管加入0.1mol/L H2O2 0.

37、3mL，每加完一管立即記時(shí)，并迅速倒入石英比色皿中，240nm下測(cè)定吸光度，每隔1min讀數(shù)1次，共測(cè)4min，待3支管全部測(cè)定完后，計(jì)算酶活力。將每分鐘OD值減少0.01定義為一個(gè)酶活力單位（以上實(shí)驗(yàn)均做3個(gè)平行）。</p><p>　　2.2.2.5 葉綠素含量</p><p>　　高等植物光合作用過程中利用的光能是通過葉綠體色素（光合色素）吸收的。葉綠體色素由葉綠素a、葉綠素b、胡蘿

38、卜素和葉黃素組成。葉綠素不溶于水，溶于有機(jī)溶劑，可用多種有機(jī)溶劑，如丙酮、乙醇或二甲基亞砜等研磨提取或浸泡提取。葉綠色素在特定提取溶液中對(duì)特定波長的光有最大吸收峰，用分光光度計(jì)測(cè)定在該波長下葉綠素溶液的吸光度（也稱為光密度），再根據(jù)葉綠素在該波長下的吸收系數(shù)即可計(jì)算葉綠素含量。</p><p>　　將測(cè)定得到的吸光值代入下面的式子：Ca=12.7A663-2.69A645</p><p>

39、　　Cb=22.9A645-4.68A663</p><p>　　據(jù)此即可得到葉綠素a和葉綠素b的濃度（Ca、Cb：mg/L），二者之和為總?cè)~綠素的濃度。最后根據(jù)下式可進(jìn)一步求出植物組織中葉綠素的含量：葉綠素的含量（mg/g）=（葉綠素的濃度×提取液體積×稀釋倍數(shù)）/樣品鮮重（或干重）。</p><p>　　操作步驟按文獻(xiàn)[12]進(jìn)行。葉綠素提?。悍Q取已經(jīng)過預(yù)處理的樣品

40、0.5g放入研缽中，加少量石英砂和碳酸鈣粉及5mL純丙酮，研磨成均漿，再加80%丙酮5mL，將勻漿轉(zhuǎn)入離心管，并用適量80%丙酮洗滌研缽，一并轉(zhuǎn)入離心管，離心后棄沉淀，上清液用80%的丙酮定容至25mL。</p><p>　　測(cè)定光密度：取葉綠體色素提取液1mL，加80%丙酮4mL稀釋后轉(zhuǎn)入比色皿中，以80%丙酮為對(duì)照，分別測(cè)定波長663nm、645nm下測(cè)定吸光度并進(jìn)行計(jì)算。</p><p&

41、gt;<b>　　3 結(jié)果與分析</b></p><p>　　3.1 直播密度對(duì)富鋅水稻超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響</p><p>　　超氧化物歧化酶（SOD）是活性氧清除系統(tǒng)中最重要的抗氧化酶，在保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷過程中具有十分重要的作用[13]。SOD能催化氧自由基的歧化反應(yīng)，生成H2O2和O2，H2O2在過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）和谷胱

42、甘肽過氧化物酶催化下轉(zhuǎn)化為水而得以清除[13-15]。因此，SOD在機(jī)體內(nèi)實(shí)為氧自由基的消除劑，是生物體抗氧化脅迫的關(guān)鍵酶類，其活性決定了O2和H2O2的濃度。</p><p>　　本試驗(yàn)對(duì)不同直播密度的富鋅水稻植株的葉、莖、籽粒的超氧化物歧化酶活性變化進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果見圖1。由圖1可見，葉和莖中SOD活性都呈隨直播密度的增大先增加后降低的規(guī)律。尤其在葉子中表現(xiàn)突出，其中在11斤/畝直播密度下活性最高。SOD活性

43、在莖中呈現(xiàn)的規(guī)律基本與葉子一致，但不是很明顯。但在測(cè)定過程中，籽粒中SOD的活性很低，很難測(cè)得。這種現(xiàn)象可能是由于植株中不同部分SOD分布的多少有關(guān)，也可能是鋅對(duì)酶分布有影響。</p><p>　　圖1 不同直播密度對(duì)富鋅水稻植株SOD活性的影響</p><p>　　注：紅色1-為葉，藍(lán)色2-為莖，-1至-6為不同直播密度</p><p>　　3.2 直播密度對(duì)富鋅

44、水稻苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影響</p><p>　　苯丙氨酸解氨酶（PAL）廣泛存在于各種植物和少數(shù)微生物中，是植物體內(nèi)次生代謝的關(guān)鍵酶和限速酶，在微生物中可催化L-苯丙氨酸脫氨生成肉桂酸和氨。PAL存在于所有綠色植物中，已從水稻、小麥、玉米等多種植物中得到分離純化。植物PAL是連接初級(jí)代謝和催化苯丙烷類代謝第一步反應(yīng)的酶，它是苯丙烷類代謝途徑中研究最多的酶。苯丙烷類途徑可生成反式肉桂酸、香豆酸、阿魏酸、

45、芥子酸等中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為香豆素、綠原酸，也可形成反式香豆酰輔酶A酯，再通過多條途徑進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素、黃酮、異黃酮、生物堿、苯甲酸酯糖苷等次生代謝產(chǎn)物。這些產(chǎn)物在植物的生長發(fā)育過程中起著重要的作用，并且與一些植物的褐變具有一定的關(guān)聯(lián)，而這些物質(zhì)的含量總是與PAL的活性密切相關(guān)，所以PAL對(duì)植物有著非常重要的生理意義。因此，PAL在植物中主要參與植物抗病、抗蟲害、抗逆境的作用[20]。</p><p

46、>　　本試驗(yàn)對(duì)不同直播密度的富鋅水稻植株的葉、莖、籽粒的苯丙氨酸解氨酶活性變化進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果見圖2。由圖2可見，不同直播密度對(duì)于富鋅水稻植株中PAL活性影響較大，葉中：播種量9斤/畝的活性最高，11~12斤/畝的活性低。而對(duì)于籽粒來說，恰好相反，直播密度為11~12斤/畝的活性高，其他播種量活性低。出現(xiàn)這樣的結(jié)果原因有很多，如在同一植株內(nèi)不同部位，同一種酶含量的分布不同；密度對(duì)PAL在植株中分布含量以及活性的影響。由此表明，不同

47、直播密度對(duì)于苯丙氨酸解氨酶活性有較大的影響。</p><p>　　圖2 不同直播密度對(duì)富鋅水稻植株P(guān)AL活性的影響</p><p>　　注：紅色1-為葉，藍(lán)色2-為莖，黃色3-為籽粒，-1至-6為不同直播密度</p><p>　　3.3 直播密度對(duì)富鋅水稻多酚氧化酶（PPO）活性的影響</p><p>　　植物組織酶促褐變是由于多酚氧化酶（

48、PPO）與酚類物質(zhì)的區(qū)域化分布被打破，PPO催化酚類物質(zhì)氧化、聚合所引起[18]。PPO分布于細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)、質(zhì)體、線粒體等細(xì)胞器中，而酚類物質(zhì)存在于液泡中，在正常條件下，由于PPO和褐變底物（酚類物質(zhì)）在細(xì)胞中區(qū)域化的分布，果實(shí)不會(huì)發(fā)生褐變。逆境或衰老等因素會(huì)刺激活性氧增加，損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu)，打破PPO與酚類物質(zhì)的區(qū)室化分布，引起果實(shí)褐變[19]。</p><p>　　本試驗(yàn)對(duì)不同直播密度富鋅水稻植株的葉、莖、籽粒的

49、多酚氧化酶活性變化進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果見圖3。由圖3可見，葉中11~13斤/每的PPO活性高；籽粒中12~13斤/畝的PPO活性較高；莖中PPO活性變化顯示，不同的直播密度對(duì)其無明顯影響。這種結(jié)果可能是由于，同一植物組織部分內(nèi)，不同酶的含量于活性不同。</p><p>　　圖3 不同直播密度對(duì)富鋅水稻植株P(guān)PO活性影響</p><p>　　注：紅色1-為葉，藍(lán)色2-為莖，黃色3-為籽粒，-1至

50、-6為不同直播密度</p><p>　　3.4 直播密度對(duì)富鋅水稻過氧化氫酶（CAT）活性的影響</p><p>　　過氧化氫酶（CAT）是生物體內(nèi)主要的抗氧化酶之一。其功能是催化細(xì)胞內(nèi)過氧化氫的分解，從而使細(xì)胞免于遭受過氧化氫的毒害。幾乎所有的生物體都存在過氧化氫酶，可以反映某一時(shí)期植物體內(nèi)代謝的變化。在植物中過氧化氫酶主要清除光呼吸、線粒體電子傳遞以及脂肪酸β-氧化等過程中產(chǎn)生的H2O

51、2[16]。</p><p>　　本試驗(yàn)對(duì)不同直播密度的富鋅水稻植株的葉、莖、籽粒的過氧化氫酶活性變化進(jìn)行了檢測(cè)，具體數(shù)據(jù)見表6。從表6中很清楚的得到葉、莖、籽粒中CAT隨反應(yīng)時(shí)間的延長平均活性降低。葉中CAT活性較莖與籽粒顯得特別高，相差很多。這可以表明葉中CAT的含量很高及活性較莖與籽粒很大。從表6中還可見：在同一反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，不同直播密度對(duì)富鋅水稻植株CAT活性的影響，葉與籽粒中CAT活性都大致呈現(xiàn)：隨著直播

52、密度的增大CAT活性是先增大后降低，其中直播密度為10~11斤/畝的CAT活性最大。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，莖和籽粒中CAT活性的變化不是很明顯?？梢?，直播密度對(duì)莖與籽粒中CAT活性的影響并不大。這可能與不同組織部位CAT的分布與含量有關(guān)，光合作主要在組織葉內(nèi)進(jìn)行，產(chǎn)生H2O2量較多，故密度主要影響植物組織葉內(nèi)CAT活性。</p><p>　　表6 不同直播密度對(duì)富鋅水稻CAT活性的影響（U*g-1*min-1）<

53、/p><p>　　注：表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差</p><p>　　3.5 直播密度對(duì)富鋅水稻葉綠素含量的影響</p><p>　　葉片葉綠素含量與光合作用密切相關(guān)，是反眏葉片生理狀態(tài)的重要指標(biāo)。在植物光合生理、發(fā)育生理和抗性生理研究中經(jīng)常需要測(cè)定葉綠素含量。葉綠素含量也是指導(dǎo)作物栽培生產(chǎn)和選育作物品種的重要指標(biāo)。</p><p>　　

54、本試驗(yàn)采用分光光度法對(duì)不同直播密度的水稻植株葉綠素含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見圖4。由圖4可見，直播密度為10斤/畝的葉綠素含量最高。但從整體來看，不同的直播密度對(duì)于富鋅水稻植株葉片中葉綠素含量影響不是很明顯。</p><p>　　圖4 不同直播密度對(duì)富鋅水稻植株葉綠素含量的影響</p><p>　　注：1-6為不同的直播密度</p><p><b>　　4

55、結(jié)論</b></p><p>　　超氧化物歧化酶（SOD）與過氧化氫酶（CAT）在生物體內(nèi)都具有非常重要的生理功能。它們都是是活性氧清除系統(tǒng)中最重要的抗氧化酶，在保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷過程中具有十分重要的作用[13]。SOD與CAT等一起構(gòu)成了生物體內(nèi)重要的酶促反應(yīng)防御體系，從而維護(hù)生物體內(nèi)細(xì)胞正常的生理代謝和生化反應(yīng)。苯丙氨酸解氨酶（PAL）和多酚氧化酶（PPO）是植物體中的保護(hù)酶，它們的強(qiáng)弱直接關(guān)系

56、到植株抵御病害的能力，它們的活性越大其抗病性越強(qiáng)；反之，活性越小，植株的抗病性越弱[18]。在植物生長發(fā)育過程中，這兩種酶的活性不斷發(fā)生變化。PAL可催化L-苯丙氨酸還原脫氫生成反式肉桂酸，再進(jìn)一步形成一系列羥基化肉桂酸衍生物，為植物保衛(wèi)素和木質(zhì)素合成提供苯丙烷碳骨架或碳橋，有利于植物抗病性表達(dá)[17]。PPO是含銅的酶，在正常的情況下，PPO和底物在細(xì)胞質(zhì)中是分開的。當(dāng)細(xì)胞受輕微破壞組織衰老時(shí)，有些細(xì)胞結(jié)構(gòu)解體時(shí)，多酚氧化酶（PPO）

57、和底物接觸，發(fā)生反應(yīng)，將酚氧化為棕褐色的醌。醌對(duì)微生物有毒，可防止植物感染。葉綠素是反映葉片生理狀態(tài)的重要指標(biāo)，其含量也是指導(dǎo)作物栽培生產(chǎn)和選育作物品種的重要指標(biāo)。</p><p>　　試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SOD和CAT的活性，在10~11斤/畝的活性最大，主要體現(xiàn)于植株的葉部分。PAL的活性：葉中，8、9、10、13斤/畝的活性大，11~12斤/畝的活性低，籽粒中剛好與葉中情況相反。PPO的活性，葉與籽粒中，13斤/

58、畝的活性最大，莖中活性無較大差異。這種結(jié)果可能是同一植株中不同組織部位酶分布不同，也可能與該富鋅水稻品種有關(guān)。試驗(yàn)測(cè)得10斤/畝下，葉綠素含量最大，但不同直播密度對(duì)于富鋅水稻植株葉片葉綠素含量的影響并不明顯。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，葉中各酶的活性最高，莖次之，籽粒中最低。從本試驗(yàn)本中所得到的結(jié)論，不僅與不同直播密度這一因素有關(guān)，也與該品種為富鋅水稻，或培養(yǎng)水稻的土壤、水源、氣候等其它因素有關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果表明，從整體上考慮，富鋅水稻以播種量10~11斤

59、/畝播種最佳，此時(shí)富鋅水稻植株中各種酶的活性及葉綠素含量都較大，植株的抗氧化、抗病蟲、抗逆境等能力更強(qiáng)。因此，本試驗(yàn)可以為以后生產(chǎn)上市富鋅水稻選擇適宜的種植方式提供一定的理論依據(jù)，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] Misra B K,Sharma R K,Nagarajan S.Plant breeding

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