驅(qū)蚊草不同部位抗氧化系統(tǒng)的研究.pdf

1、驅(qū)蚊香草(Pelargonium×Citrenella)，又名蚊凈香草(Mosquito abjection vanilla)，是荷蘭植物學(xué)家迪克通過植物細(xì)胞分離、細(xì)胞基因重組融合生物轉(zhuǎn)基因技術(shù)將中國牧草香茅草的基因轉(zhuǎn)入香葉大竺葵(Pelargonium graveolens)內(nèi)，培育出來的一種多年生草本芳香植物，驅(qū)蚊香草屬于牻牛兒苗科(Geraniacea)、天竺葵屬(Geranium)，驅(qū)蚊香草生命周期為8年。不但驅(qū)蚊，凈化空氣。其

2、葉片婆娑，四季長綠，具有美麗的外型，姿態(tài)優(yōu)稚。置于室中，也是非常好的觀賞植物。經(jīng)濟(jì)價(jià)值相當(dāng)可觀。以前的很多研究都集中在驅(qū)蚊香草的栽培、繁殖、有效成分香茅醛以及驅(qū)蚊效果方面。很少有生理生化方面的研究。本文系統(tǒng)地研究了驅(qū)蚊草不同節(jié)位(幼葉、成熟葉、老葉、幼莖、成莖、老莖以及根)抗氧化系統(tǒng)的差異。主要研究了不同部位位的生理生化指標(biāo)(可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛含量)、活性氧含暈和產(chǎn)生能力(超氧陰離子自由基、羥自由基、過氧化氫)、抗氧化酶類(超

3、氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、抗壞血酸過氧化物酶、谷胱甘肽還原酶)的活性以及超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶的同工酶譜，以及抗氧化非酶物質(zhì)(抗壞血酸、谷胱甘肽、α-生育酚)等的差異，填補(bǔ)當(dāng)前對驅(qū)蚊草的生理生化特別是抗氧化系統(tǒng)研究的空白，為驅(qū)蚊草物抗氧化劑資源的開發(fā)利用和研究提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： 1.驅(qū)蚊草不同部位丙二醛、可溶性蛋白和可溶性糖含量的差異 驅(qū)蚊草各節(jié)位MDA含量都表現(xiàn)出：幼葉(幼莖)

4、<成熟葉(成莖)<老葉(老莖)的逐漸上升的趨勢，衰老的黃葉中和木質(zhì)化的莖中MDA含量明顯增高；各節(jié)位可溶性糖含量呈幼葉(幼莖)>成熟葉(成莖)>老葉(老莖)的整體下降趨勢；且葉中各部位的可溶性糖含量整體高于莖中可溶性糖含量；驅(qū)蚊草各節(jié)位可溶性蛋白差異不顯著。 2.驅(qū)蚊草不同部位抗氧化酶活性差異 驅(qū)蚊草葉中各部位超氧化物歧化酶(SOD)活性整體高于莖中各部位超氧化物歧化酶的活性。在葉SOD活性表現(xiàn)出：幼葉>成葉>老葉，呈逐

5、漸下降趨勢；在莖中表現(xiàn)出：成熟莖段>幼莖>已木質(zhì)化的老莖；葉中POD活性：幼葉<成熟葉<老葉，呈逐漸上升趨勢；幼葉中過氧化物酶(POD)活性最低僅為0.6378U·g-1·min-1而老莖中的中過氧化物酶(POD)活性最高，達(dá)39.4097 U·g-1·min-1。在莖中變化趨勢不明顯，但老莖POD活性顯著增高；過氧化氫酶(CAT)活性：成熟葉(成熟莖)>老葉(老莖)>幼葉(幼莖)，且莖中各部位中的過氧化氫酶(CAT)活性高于葉中各部位

6、CAT活性。根中CAT活性與老葉和幼莖中CAT活性接近；老莖中抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性最高，為13.3930U·g-1·min-1而根中抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性最低為3.2903 U·g-1·min-1，各部位APX活性高低依次為老莖>幼莖>成熟葉>成熟莖>老葉>幼葉>根；谷胱甘肽還原酶(GR)的活性表現(xiàn)為：老莖<根<成熟葉；成熟葉(莖)>幼葉(莖)>老葉(莖)。綜合看來，在幼葉(莖)和根中超氧化物歧化酶(SOD)為關(guān)鍵

7、酶，在幼葉抗氧化系統(tǒng)中起主要作用，成熟葉(莖)中過氧化氫酶(CAT)活性所占比例較高，在老葉(莖)中POD、APX活性相對高于其他部位，GR在驅(qū)蚊草抗氧化系統(tǒng)中活性甚微，相對在成熟葉中含量較高。因此在驅(qū)蚊草抗氧化酶系統(tǒng)中起的作用可能較小。 3. 驅(qū)蚊草不同部位產(chǎn)生活性氧的能力分析 超氧陰離子(O-·2)產(chǎn)生速率表現(xiàn)出：老葉>幼莖>成熟葉>幼葉>成熟莖>老莖>根。超氧陰離子自由基含量表現(xiàn)出：葉>莖>根。羥自由基的產(chǎn)生速率：

8、老葉>成熟葉>成熟莖>幼莖>老莖>幼葉>莖>根。葉中過氧化氫產(chǎn)生速率整體高于莖中過氧化氫產(chǎn)生速率，而在葉中過氧化氫產(chǎn)生速率呈現(xiàn)：幼葉<成熟葉<老葉逐漸上升趨勢，老葉中過氧化氫產(chǎn)生速率為最高，老葉>成熟莖>成熟葉>老莖>幼葉>幼莖>根。 4. 驅(qū)蚊草各部位小分子抗氧化劑含量變化 抗壞血酸在驅(qū)蚊草成熟葉中含量最高，成熟葉中VE含量極顯著高丁驅(qū)蚊草其它部位中VE含量，驅(qū)蚊草各部位中VE含量差異與驅(qū)蚊草各部位抗壞血酸含量差異趨于

9、一致。 總體看來，總抗氧化能力葉>莖>根。在葉中，總抗氧化能力老葉>成熟葉>幼葉；在莖中總抗氧化能力成熟莖>幼萃、老莖，根中總抗氧化能力較低，水平基本與老莖相當(dāng)，此變化趨勢與活性氧產(chǎn)生速率成止相關(guān)。 5. 驅(qū)蚊草各部位抗氧化酶同工酶電泳分析 驅(qū)蚊草植株不同部位的SOD同工酶電泳總共顯示5條酶帶(A1～A5)；其中，活性較強(qiáng)的帶有三條(A2，A3和A5)；在葉中，幼葉和成熟葉中均有4條(A2～A5)，都缺少A1帶；

10、老葉中有5條帶(A1～A5)。說明隨著葉片的衰老，出現(xiàn)了A1帶，從酶譜還可以看出，SOD酶活性：幼葉>成熟葉>老葉，這與之前各部位活性測定結(jié)果基本一致；在莖和根中，SOD均表現(xiàn)為三條強(qiáng)帶(A2，A3，A5)，未見特異譜帶，從酶譜還可以看出幾個(gè)部位活性基本相當(dāng)，成熟莖和老莖略強(qiáng)于幼莖，此結(jié)果與之前活性測定基本一致。 驅(qū)蚊草植株不同部位的POD同工酶電泳圖譜表明，總共出現(xiàn)約7條酶帶(A1～A7)；其中，活性強(qiáng)的帶有4條(A2，A3，