锌对菠菜叶绿素含量及保护酶活性的影响

摘 要：采用砂培试验的方法，研究不同浓度硫酸锌浸种（0、0.1、0.2、0.5、1mg/L）对菠菜叶绿素含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活及性丙二醛（MDA）含量的影响。结果表明：当硫酸锌浓度在0～0.5mg/L范围内时，随着硫酸锌浓度增大，菠菜中叶绿素含量、SOD、POD、CAT活性升高，MDA减少；当硫酸锌浓度大于0.5mg/L时，随着硫酸锌浓度的增大，叶绿素含量下降、SOD、POD、CAT活性降低，MDA含量升高。

关键词：锌；菠菜；叶绿素含量；保护酶活性

中图分类号：S636.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032010

锌是植物体必需的微量元素之一，是植物体内多种酶的组成成分和活化剂，参与植物体内生长素的合成，对叶绿素的合成和光合作用有很大影响，并与植物体蛋白质的合成有密切联系[1]。锌作为植物生长不可缺少的重要营养元素，在植物生理代谢方面具有非常重要的作用，同时它还有加速创伤愈合，维持细胞完整性和生理反应的作用。锌也是人体必需的微量元素，缺锌会影响人的生长和智力发育，所以对植物微量元素锌的研究有重要意义。

菠菜（Spinacia oleracea L.），属于藜科菠菜属，2年生草本植物，营养价值高，中国普遍栽培[2]。目前，有关锌对蔬菜保护酶活性影响的研究主要集中在茄果类、瓜类蔬菜以及小白菜上[3-5]，锌对菠菜保护酶活性影响的研究尚未见报道。本试验研究不同浓度的锌浸种对菠菜叶绿素含量及保护酶活性的影响，以期为科学施肥，进一步提高菠菜产量和品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验场地与材料

试验山西师范大学现代文理学院植物生理实验室进行，供试种子为日本大叶菠菜种子。

1.2 试验设计

试验设0、0.1、0.2、0.5、1mg/L 5个ZnSO4・7H2O浓度，分别用Zn0、Zn1、Zn2、Zn3 、Zn4表示。

1.3 试验方法

1.3.1 幼苗培养

选择大小一致、颗粒饱满的菠菜种子，用不同浓度ZnSO4・ 7H2O溶液浸种12h，在4℃左右冰箱中处理24h，放到温度为20℃的恒温箱中催芽，发芽后将种子播于盛有沙子的穴盘中，保持穴盘中沙子湿润，出苗后开始施用Hoagland标准营养液，每周1次。幼苗长出4～5片真叶后开始测定指标。

1.3.2 测定方法

叶绿素含量的测定用乙醇丙酮混合液法[2]；丙二醛含量的测定用硫代巴比妥酸法（TBA）；超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定用氮蓝四唑法，以抑制NBT光化学还原的50%为一个酶活性单位；过氧化物酶（POD）活性的测定用愈创木酚法，以每1g鲜重每1min在470nm处光吸收变化0.1为一个过氧化物酶活性单位；过氧化氢酶（CAT）活性测定用紫外吸收法，以每克鲜重每分钟在240nm处光吸收变化0.1为一个过氧化氢酶活性单位[1]。

2 结果与分析

2.1 锌对菠菜叶绿素含量的影响

叶绿素含量是植物体重要的生理指标，在一定程度上可以反映光合作用的强弱和植物产量的高低 [2]。

从表1可以看出，不同浓度锌处理的叶绿素a、叶绿素 b和叶绿素总量均显著高于对照，当硫酸锌浓度为0.5mg/L时，达到最大，显著高于其它处理，分别比对照增加68.52%、61.54%、66.25% ；当硫酸锌浓度为1mg/L时，叶绿素a、叶绿素 b和叶绿素总量与浓度0.5mg/L时相比显著降低，分别下降24.18%、23.80%、24.06%。

2.2 锌对菠菜保护酶活性及丙二醛（MDA）含量的影响

过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）是植物体内酶促防御系统的重要保护酶[1，5]，可作为植物抗逆性的生理生化指标。

从表2可以看出，当硫酸锌浓度低于0.5/Lmg/L时，菠菜中SOD活性随着硫酸浓度的增大而显著升高，大于0.5mg/L时，其活性随着浓度的增大而减小；在浓度为0.5mg/L时，SOD活性最大，比对照处理高140.82%；当浓度为1mg/L时，SOD活性比对照升高85.21%，比浓度为0.5mg/L时降低23.09%；与对照比较，所有锌处理的POD活性显著提高，随着锌浓度的增大，菠菜叶片中过氧化物酶活性分别增加15.76%、43.84%、169.95、108.37%，硫酸锌浓度为0.5mg/L时最大，当硫酸锌浓度为1mg/L时，菠菜过氧化物酶活性下降，较浓度为0.5mg/L时酶活性降低22.81%；锌浓度在0～0.5mg/L范围内，随着锌浓度的增大， CAT活性持续升高，在0.5～1mg/L范围内，随着锌浓度的增大，CAT活性降低，处理组CAT活性均显著高于对照组，分别比对照增加45.89%、127.26%、197.95%、119.86%；锌浓度为1mg/L时的菠菜CAT活性比0.5mg/L时下降26.21%。

丙二醛（MDA）是膜脂过氧化的终产物之一，其含量的高低可作为植物体内细胞受胁迫严重程度的指标之一，丙二醛（MDA）含量与植物衰老及逆境伤害有密切关系[6]。如表2所示，与对照组相比，处理组的MDA的含量显著减少，随着锌浓度的增大，MDA含量分别下降32.1%、42.67%、71.33%、59.3%；锌浓度为1mg/L时的丙二醛含量较锌浓度为0.5mg/L时有所升高，增加41.86%。

3 结论

3.1 对叶绿素含量的影响

叶绿素含量的高低可以反映植物光合作用的强弱，在一定程度上还影响着植物的新陈代谢和产量高低[2]。从本试验研究结果来看，随着锌浓度的增高，菠菜叶绿素含量先升高后下降，在一定范围内锌可以有效提高菠菜中叶绿素的含量，但浓度过高会导致叶绿素含量的下降。

3.2 对保护酶活性及MDA含量的影响

丙二醛（MDA）含量作为检验植物抗性的重要生理指标之一，并且测定丙二醛含量可以用来考察植物体细胞受胁迫程度的严重性。本试验研究结果表明，菠菜中MDA含量随着锌浓度的升高先下降后增高，当锌浓度为0.2mg/L时，菠菜中的MDA含量最低，这时的菠菜体内细胞受胁迫程度最小。

从试验结果看，随着锌浓度的升高，菠菜中的SOD活性、POD活性、CAT活性都呈先升后降的趋势，当锌浓度为0.5mg/L时菠菜的SOD、POD、CAT活性最大，此时菠菜机体损伤程度最小。

综合菠菜的生长生理指标，最适合菠菜生长的硫酸锌浓度为0.5mg/L。

参考文献

[1]杜新民，张永清.施锌对石灰性褐土上小白菜光合作用及保护酶活性的影响[J].西北植物学报，2008，28（6）：1203-1207.

[2]张秀君，孙钱钱，江丕文，等.菠菜叶绿素提取方法的比较研究[J].作物杂志，2011（3）：57-60.

[3]孙涌栋，罗未蓉，陈碧华，等.Zn2+对黄瓜发芽期生理特性的影响[J].生态环境，2008，17（1）：307-311.

[4]孙天国，沙伟，接晶.锌胁迫对甜瓜幼苗生理活性的影响[J].北方园艺，2010（16）：51-53.

[5]杜新民.锌对黄瓜幼苗根系生长及保护酶活性的影响，农学学报，2012，2（07）：55-58.

作者简介：杜新民（1962-），男，硕士，副教授，主要从事蔬菜生理生态方面的研究工作。