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摘 要

以两种不同的水稻为材料，采用聚乙二醇（PEG-6000）模拟湿润条件温度条件在15℃，30℃。40℃，对两个品种镇稻和洛稻进行萌发实验。实验结果表明，随温度胁迫的增加，两种品种的水稻种子的CAT和SOD活性都表现出先上升后下降的趋势；但是SOD在温度较低的情况下，仍具有较高的酶活，所以温度胁迫对SOD的影响程度小点。

关键词：水稻，温度胁迫，CAT，SOD

Abstract: Two varieties of rice were used as experimental material and stressed under PEG6000. Zhendao and luodao germinate under different temperature potential gradient by using PEG-6000. The results of our experiment showed that the activity of the antioxidant enzymes such as CAT and SOD increased at the relative lightly stress conditions and then decreased with the decreasing water stress stimulated by PEG6000,but at lower temperature potential, SOD still has high activity; so temperature stress have little infiuence to SOD .

Keywords: rice seeds, temperature stress, CAT,SOD.

目 录

1 前言 4

1.1 SOD和CAT的来源和作用 4

1.2 温度胁迫对水稻种子萌发的影响 4

2 材料与方法 4

2.1 实验材料 4

2.2 水稻种子萌发培养 4

2.3 实验方法 4

2.3.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性测定（氮蓝四唑光化还原法） 5

2.3.2 CAT活性的测定 5

3 结果与分析 5

3.1 温度胁迫条件下SOD活性的变化 6

3.2 温度胁迫条件下CAT活性的变化 7

结 论 9

参 考 文 献 10

致 谢 11

1 前言

水稻是全世界最普遍的粮食作物。有研究表明，当温度较低时，不宜播种，虽在较低温度下种谷仍可发芽，但会影响发芽速度和出芽率，极易造成出苗不齐，增加呼吸基质的消耗，降低胚乳转化效率，有碍壮苗^[1]。种子在发芽过程中会经历着复杂的生理生化变化。在萌发过程中，水稻种子里面的贮藏物质经过水解酶的作用会转变为供胚生长所需的营养物质。在此过程中，会形成中间产物，物质之间也发生转变作用。在进行着活跃的生理生化变化外，一些化学成分发生转移，形成新的组织，同时，新的化学成分被合成^[2-5]。

1.1 SOD和CAT的来源和作用

超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, EC1.15.1.1, SOD）是1938年首次从牛红血球中分离得到的，1969年McCord等重新发现这种蛋白，并正式将其命名为超氧化物歧化酶。超氧化物歧化酶是一种源于生命体的活性物质，它能够清除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质^[6]。过氧化氢酶（CAT）是一种酶类清除剂，又称为触酶，是以铁卟啉为辅基的结合酶。它可促使H₂O₂分解为分子氧和水，清除体内的过氧化氢，从而使细胞免于遭受H₂O₂的毒害，是生物防御体系的关键酶之一。

1.2 温度胁迫对水稻种子萌发的影响

外界的许多条件可以显著性的影响水稻种子的萌发，其中温度胁迫是主要的因素^[7]。随着长期使用空调释放氟利昂等各种污染环境的行为导致全球的温度逐年递增成为农业生产中的威胁，因此植物耐热性的研究显得格外的重要。随着温室效应的加剧，我们所处的生活环境温度变化差异较大，能够极显著的影响水稻种子的萌发，其中低温会使植物的酶蛋白活性降低甚至变性，从而影响植物体内的生理机能，最严重的时候可能会导致水稻种子的死亡^[8]。并且高温也会使得植物体内的生物大分子的活性增强，但是植物体内主要是以氢键的连接作用来保持生物大分子的结构稳定性，如果没有氢键的作用，促使得被高温破坏成卷曲状态的蛋白质等连接起成为有序的排列，那么水稻种子中蕴含的生物大分子都会遭到严重的破坏，因此持续的高温逆境最容易破坏这种物质的稳定性，给植物带来严重的伤害^[9]。一般来说：在高温的环境下，生长着的植物体内发生一些异常的生理生化变化：比如逆转代谢速率；阻碍种子的生长发育；光合作用酶系统、呼吸作用酶系统和蛋白质合成酶系统等重要的酶类失活；使得种子在萌发过程中的光合作用速率下降；从而使得呼吸作用增强或进行无氧呼吸，导致种子体内有毒物质大量积累，出现生物化学伤害，导致蛋白质降解，使生物膜系统的结构和功能破坏，严重的将导致植物死亡。

2 材料与方法

2.1 实验材料

供试材料：镇稻99和洛稻998

供试试剂：PEG、Na₂HPO₄^.12H₂O、NaH₂PO₄^.2H₂O、30％的H₂O₂、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、去离子水。

2.2 水稻种子萌发培养

精选饱满的两个品种水稻种子各50粒，置于垫有两层滤纸的培养皿中。加入10ml蒸馏水，置于低温10℃、适温25℃、高温40℃的培养箱中暗中萌发，共培养5d。重复三次。五天后取出培养皿，用镊子去除根芽，将留下的种子放入试管保存于液氮中。取出20颗种子去壳，低温保存，操作动作要快，避免酶失活。

2.3 实验方法

2.3.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性测定（氮蓝四唑光化还原法）

首先我们需要配置0.05mol/L磷酸缓冲液（PBS，pH7.8）：分别取0.2mol/L 磷酸氢二钠溶液228.75ml，0.2mol/L 磷酸二氢钠溶液21.5ml，用蒸馏水定容至1000ml，即pH7.8的0.05mol/L磷酸缓冲液。其中0.2mol/L 磷酸氢二钠溶液的配制：取71.7g的 Na₂HPO₄^.12H₂O，充分溶解，用蒸馏水定容至1000ml ；0.2mol/L 磷酸二氢钠溶液的配制：取31.2g NaH₂PO₄^.2H₂O，充分溶解，用蒸馏水定容至1000ml^[10]。称取0.001g用MEDTA-Na₂磷酸缓冲液定容至100ml来配制30μM EDTA-Na₂ 溶液。称取0.1840g NBT用磷酸缓冲液定容至100ml来配制2.25mM 氮蓝四唑溶液，并且需要避光保存。称取0.0023g核黄素，用力氨酸缓冲液定容至100ml配制60μM 核黄素溶液，也需要避光保存。取2.1637Met用磷酸缓冲液（pH7.8）定容至1000ml配制14.5mM甲硫氨酸溶液。

酶液是利用0.2g去壳的种子样品，洗净后置于预冷的研钵中（研钵放在冰上，并加入1.6ml pH7.8的磷酸缓冲液研磨成浆，后转入离心管，在4℃、12000rpm下离心20min，取上清液即酶液。）

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