模拟酸雨对木兰科树种叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

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1、李志国等：模拟酸雨对木兰科树种叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响783模拟酸雨对木兰科树种叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响李志国,姜卫兵*,翁忙玲,姜武南京农业大学园艺学院，江苏南京210095摘要：酸雨对森林、水体和农田等生态系统造成的危害受到许多研究者的重视，并已取得一些成果，但关于木本园林植物的伤害机理及抗性机制没有得到澄清，尤其是对抗氧化系统的影响研究较少。采用盆栽法，以木兰科（Magnoliaceae）树种抗酸性强的阔瓣含笑（Micheliaplatypetala）和抗酸性弱的红花木莲（Manglietainsignis）为试材，研究了不同pH值模拟酸雨处理对叶片膜脂过氧化和抗氧化

2、系统的影响。结果表明，随着酸雨pH值的下降，两树种叶片抗氧化剂抗坏血酸（ASA）和谷胱甘肽（GSH）质量分数下降；抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）及谷胱甘肽还原酶（GR）活性下降，而过氧化物酶（POD）活性变化趋势不一致，阔瓣含笑一直呈上升趋势，红花木莲则先上升后下降。此外，超氧阴离子（O2·‾）产生速率上升，丙二醛（MDA）含量和膜透性增加；相关性分析表明，O2·‾产生速率与MDA和膜透性呈显著正相关，与抗氧化酶SOD，GR和抗氧化剂ASA质量分数呈显著负相关，说明酸雨降低了植物体防御活性氧伤害有关的酶系统和非酶系统抗性能力，提高了体内活性氧含量，膜脂过氧化加剧。与红花木莲相比，阔瓣含笑

3、具有较强的抗氧化能力。本研究结果从自由基的产生及清除的角度，探讨木本园林植物的伤害机理以及抗性机制，也为该类园林树种在江南城市中的选择提供一些科学参考依据。关键词：木兰科树种；模拟酸雨；膜脂过氧化；抗氧化系统中图分类号：X171.5；S685文献标识码：A文章编号：1672-2175（2007）03-0779-06李志国等：模拟酸雨对木兰科树种叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响78320世纪80年代，欧洲和北美的一些发达国家的森林大面积非人为减少[1]，究其原因，可能是随着工业的迅速发展，硫化物和氮氧化物被排放的愈来愈多，这些气态化合物在大气中反应生成硫酸或硝酸，随雨、雪、雹、雾等从大气层降

4、落而造成的[2]。固许多国内外研究者采用模拟酸雨条件来研究酸雨对植物的影响，特别是对树苗的影响。有人认为酸雨对树苗产生肥效作用,促进树苗的生长[3]，也有人认为对树苗的生长会有毒害作用[4]，但也有人认为酸雨根本不会对树苗的生长产生影响[5]。中国是世界上最第三大酸雨区，主要以硫酸型降水类型为主[6]。笔者认为酸雨对树苗产生的不同作用，可能与当地形成酸雨的因素与树苗的抗酸型有关。兴起于20世纪90年代初的自由基生物学是一门新兴学科[7]。许多逆境都能导致机体活性氧代谢的失调与自由基的积累，并进一步导致细胞膜结构损伤，所以，植物抗逆性的形成常常与抗氧化系统的活性增强密切相关[8-9]。业已查

5、明，在逆境胁迫时，植物体内可通过调节抗氧化酶类物质（如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、谷胱甘肽还原酶（GR）等）和抗氧化剂（如谷胱甘肽（GSH）、抗坏血酸（ASA）等）来抵御和清除活性氧，阻抑膜脂过氧化，维持膜的稳定性[10]。为了进一步揭示酸雨对植物的致伤机理，国内外已经对上百种常见园林树种的酸雨胁迫进行了研究[11-12]，而对新优园林绿化植物研究甚少，尤其是酸雨胁迫对木兰科植物影响尚未见报道。近年来，木兰科的许多树种因其四季常绿、树型美观、观赏价值高、适应性广等优点备受人们青睐[13-14]，并且在城市园林绿化中广泛应用。因此，本文根据当地自然降水的主要成分配置不同浓

6、度的模拟酸雨，以2个抗酸型不同的木兰科树种为材料，研究了酸雨胁迫下木兰幼苗叶片中活性氧、丙二醛、抗氧化酶及非酶促抗氧化剂等指标，以期从自由基的产生及清除的角度，探讨酸雨对木兰科树种幼苗的影响，也为该类园林树种在江南城市中的推广应用提供一些科学参考依据。1材料与方法1.1材料试验于2005年6—9月南京农业大学校园内进行。供试树种选择木兰科经研究评价为抗酸性强的阔瓣含笑（Micheliaplatypetala）和抗酸性弱的红花木莲（Manglietainsignis）（待发表），苗木来源于江苏省林业科学院，选用生长一致、株高25～45cm的2年生实生容器苗，种植在内径30cm、深25cm的花

7、盆中；盆土按照园土∶基质∶有机肥=1∶1∶1的容积比例混合，每盆3株，常规管理；随机分成4李志国等：模拟酸雨对木兰科树种叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响783个组，进行模拟酸雨处理；为避免降雨干扰，采用在简易塑料薄膜大棚下栽培。1.2模拟酸雨的配制模拟酸雨的离子成分根据当地自然降雨的主要化学成分配制，先按SO42-∶NO3-=5∶1体积比配制pH1.0酸雨母液，用北京哈纳科仪厂生产的HI99121便携式土壤酸度计测定并配