碱胁迫下杜鹃花抗氧化体系的响应及亚细胞分布

作者：刘攀; 耿兴敏^*; 赵晖

来源：园艺学报, 2020, 47(05): 916-926.

DOI：10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0314

• 杜鹃
• 碱胁迫
• 亚细胞分布
• 抗氧化体系

为探讨杜鹃花属(Rhododendron)植物的耐碱性机理,以3个杜鹃花园艺栽培品种‘胭脂蜜’(R. obtusum‘Yanzhimi’)、‘红珊瑚’(R. obtusum‘Hongshanhu’)及‘红月’(R. obtusum ‘Hongyue’)为试验材料,对植株进行为期2个月的NaHCO3和Na2CO3混合碱胁迫处理,观察植株在碱胁迫下的形态变化并测定叶片叶绿体、线粒体和细胞溶质3个亚细胞部位中活性氧及抗氧化体系的活性。结果表明:根据碱害指数,3个杜鹃花品种耐碱性从高到低依次为‘胭脂蜜’>‘红珊瑚’>‘红月’。在碱胁迫下,3个品种的3个亚细胞部位中H2O2和超氧阴离子水平显著提高,导致MDA含量增加,抗氧化酶的变化存在品种间差异。‘胭脂蜜’的3个亚细胞部位中SOD、POD、CAT和GR酶活性显著提高,APX在叶绿体和细胞溶质中的活性显著上升;而‘红珊瑚’仅叶绿体中的CAT和APX、线粒体中的SOD、POD和CAT以及细胞溶质中的SOD、GR活性显著提高;‘红月’的SOD活性在线粒体和细胞溶质中显著提高,CAT活性在叶绿体和线粒体中显著提高,POD及APX活性显著下降,GR活性无显著变化。碱胁迫下,3个品种的非酶促抗氧化剂AsA和GSH含量在叶绿体中降低,在线粒体和细胞溶质中增加。抗碱性强的‘胭脂蜜’在碱胁迫后ROS水平较稳定,MDA含量较低,SOD、POD、APX和GR活性较高。3个亚细胞部位比较发现,细胞溶质中H2O2和超氧阴离子的水平显著高于线粒体和叶绿体,抗氧化酶SOD、POD和GR及抗氧化剂AsA和GSH也主要分布在细胞溶质中,活性氧与抗氧化系统的亚细胞分布具有较高的一致性;APX主要分布在叶绿体中;CAT在线粒体活性最高。碱胁迫下不同亚细胞部位活性氧积累和过氧化损伤程度不同,相应的抗氧化防御体系在各亚细胞的响应也不同,细胞溶质是杜鹃花活性氧产生和清除的主要场所。

• 单位
  南京林业大学