特定电磁波对作物幼苗抗坏血酸过氧化物酶活性和谷胱甘肽含量的影响郭静成，杨新泉（北京农业大 学生物学院，北京１０００９４）摘要特定电磁波辐射器辐照玉米、小麦、绿豆干种子及发芽种子 后，加一定量水置２８℃恒温下培育，然后定期取样分析测定幼芽和幼苗中抗坏血酸过氧化物酶活 力及ＧＳＨ和抗坏血酸含量。研究指出，特定电磁波显著提高了酶活力及上述两种生理活性物质含 量，增加幅度为１２％─６８％。作者认为用特定电磁波辐照种子和发芽种子有助于提高作物幼苗 的抗逆能力。关键词特定电磁波，ＴＤＰ辐射器，
抗坏血酸过氧化物酶，
谷胱甘肽，抗逆性农业部 植物生理生化开放实验室资助课题。ＴＨＥＥＦＦＥＣＴＯＮＡＳＣＯＲＢＩＣＡＣＩＤＰＥＲＯ ＸＩＤＡＳＥＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮＡＮＤＧＳＨＣＯＮＴＥＮＴＯＦＣＲＯＰＳＥＥＤＬＩＮＧ ＢＹＳＰＥＣＩＦＩＥＤＥＬＥＣＴＲＯＷＡＧＮＥＴＩＣＷＡＶＥ￥ＧｕｏＪｉｎｇｃｈｅｎｇ ａｎｄＹａｎｇＸｉｎｑｕａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＢｉｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＡｇｒｉ ｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｆｔｅｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｄｒｙｓｅｅｄｏｒｇｅｒｍｉｎａｔｌｖｅｓｅ ｅｄｏｆｃｏｒｎ，ｗｈｅａｔｏｒｍｕｎｇｂｅａｕｗｉｔｈｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｅｄｅｌｅ ｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅ，ａｄｄａｄｅｑｕａｔｅｗａｔｅｒａｎｄｐｕｔｉｎｕｎ ｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆ２７℃ｆｏｒｃｕｌｔｕｒｅ，ｔｈｅｎａｎａｌｙｓｅｔ ｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｏｆｔｈｂｕｄｏｒｔｈｅｓｅｅｄｉｎｇｒｅｑｕｌａｒｌｙｆｏｒｔｈ ｅａｃｔｉｖｉａｔｉｏｎｏｆａｓｃｏｒｂｉｃａｃｉｄｐｅｒｏｘｉｄａｓｅａｎｄｔｈｅｃ ｏｎｔｅｎｔｓｏｆＧＳＨａｎｄａｓｃｏｒｂｉｃａｃｉｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｒ ｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅｈａｄｒａｉｓｅｄｆｒｏｍ１２％ｔｏ６８％ｔｈｅａｃｔｉｖｉａｔｉｏｎｏｆｅｎ ｚｙｍｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｈｅｔｗｏｐｈｙｓｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｙｍ ａｔｔｅｎｓｔｈａｔｍｅｎｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅ．Ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｃｏｎｓｉｄｅｒ ｔｈａｔｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｄｒｙｓｅｅｄｏｒｇｅｒｍｉｎａｔｉｖｅｓｅ ｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｅｄｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｗｉｌｌｂｅｈ ｅｌｐｆｕｌｔｏｒａｉｓｅｔｈｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆａｎｔｉｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅ ｐｌａｎｔｓｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａ ｇｎｅｔｉｃｗａｖｅ，ＴＤＰｒａｄｉａｔｏｒ，ａｓｃｏｒｂｉｃａｃｉｄｐｅｒｏｘｉｄａ ｓｅ，ＧＳＨ，ｐｌａｎｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ特定电磁波（ＴＤＰ）辐射器在一定温度场作用 下能发射０．２２－２５卜ｍ的电磁波，此电磁波具有广泛的生物学效应＂，＇，＇＇。关于特定 电磁波对作物幼苗抗逆性影响过去有少量报道＇＇·＇＇。本试验从抗坏血酸一谷脱甘肽一ＮＡＤ ＰＨ氧化还原系统方面探讨特定电磁波提高作物幼苗抗逆性能力的机理。众所周知，植物细胞中存 在有酶促的和非酶促的两类清除活性氧Ｏｉ＇毒害的保护系统，抗坏血酸过氧化物酶就是其中重要 的一员，它通过抗坏血酸一谷既甘肽一ＮＡＤＰＨ氧化还原系统催化抗坏血酸氧化以清除细胞中的 活性氧和Ｈ。Ｏ。，然后氧化型的抗坏血酸由谷眈甘肽（ＧＳＨ）还原，重新参与清除活性氧和Ｈ 。Ｏ。的反应。经ＴＤＰ处理的作物中抗坏血酸过氧化物酶活力，以及抗坏血酸和ＧＳＨ含量动态 如何？尚未见前人报道，本文报道了这方面的初步研究结果。１材料与方法１．１作物种子玉米（ Ｚｅａｍｎｙｓ）Ｊ。麦（Ｔ。ｔｉｃｕｍａｅｓｔｌｖｕｍ）、绿豆（Ｐｈａｓｅｏｌｕｓａｎ 。ｕｓ）。１．２仪器ＴＤＰ辐射器为重庆硅酸盐研究所研制的农用８４Ａ－３型。。１．３化学 试剂谷跳甘肽为Ｓｉｇｍａ公司产品；５，５＇一二硫代双（２一硝基甲酸）（ＤＴＮＢ）为Ｆｌ ｕｋａ公司产品；其余均为国产分析纯试剂。１．４ＴＤＰ辐照处理取干种子及发芽种子各３００ 粒，均分为三组，每组１００粒，置培养皿中，用ＴＤＰ辐照，辐照时间为２ｈ，辐照距离为４０ ｃｍ，温度控制在３０Ｃ，以未辐照的为对照。均置２８Ｃ下培育。１．５测定方法抗坏血酸过氧 化物酶活性测定按Ｎａｋａｎｏ和Ａｓａｄａ（１０８）［＇＇方法稍加修改后进行，抗坏血酸测 定用２，６－Ｄ滴定法，谷脱甘肽测定参照ＥＩ！ｍａｎ（１９５）＂＇方法，以５，５＇一二硫 代双（２一硝基甲酸）显色，于４１２ｕｒｎ波长下测定。２结果２．１谷既甘肚含量经ＴＤＰ辐 照的干种子和发芽种子以及对照样品均加一定量水（约１５ｍｌ）置２７＂Ｃ恒温箱中培育，然后 定期取样，每组取样ｉｇ，重复两次，分别测定幼芽（照干种子的样品）和幼苗（照发芽种子的样 品）中ＧＳＨ含量，结果见表１。表中数值为三个重复样品测定的平均值。表１玉米、小麦、绿豆 中ＧＳＨ含量ＴａｂｌｅｌＧＳＨｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃｏｒｎ，ｗｈｅａｔａｎｄｍｕｎｇｂｅ ａｕ（ｍｇ／ｇ．ｆｒｅｓｈｗｔ）由表互可见，无论ＴＤＰ处理作物干种子或是发芽种子，其幼 芽和幼苗中ＧＳＨ含量均显著增加，增加幅度为１２％一３４％，据统计测验，增加幅度达显著水 平（Ｐ＜０．０５）。２．２抗坏血酸含量经ＴＤＰ辐照的干种子和发芽种子以及对照样品的抗坏 血酸含量结果见表２，结果表明，受ＴＤＰ处理的作品抗坏血酸含量增加幅度为１２％一３７％， 达显著水平（Ｐ＜０．０５）。２．３抗坏血酸过氧化物酶活性各待测样品的抗坏血酸过氧化物酶 活性见表３，结果表明，受ＴＤＰ处理的样品酶活性增加幅度为２０％一５８％，达显著水平（Ｐ ＜０．０５）。表２玉米、小麦、绿豆中抗坏血酸含量Ｔａｂｌｅ２Ａｓｃｏｒｂｉｃａｃｉｄｃ ｏｎｔｅｎｔｏｆｃｏｒｎ，ｗｈｅａｔａｎｄｍｕｎｇｂｅａｕ（ｍｇ／１００９．ｆｒｅｓｈ ｗｔ）表３玉米、小麦、绿豆中抗坏血酸过氧化物酶活性ＴａＨｅ３ＡｓＣ。比。ＣａＣ心ｒｒｏ ｘｄａｓｅａ口。ｖ。什ｓｄ。。ｒｎ，ｗ卜ａｔＳＭｍｕ帕卜ａｎ（凸Ａ；。。门００ｍｇｈ， ｗｔ／ｍｌｎ）３讨论谷脱甘肽及抗坏血酸是植物体内普遍存在的强还原性物质，ＧＳＨ能还原Ｓ －Ｓ键为一ＳＨ，保护和稳定蛋白质和酶分子中的一ＳＨ基团，在维持膜结构的完整性方面具有重 要作用；另外，ＧＳＨ可将氧化型抗坏血酸转变成还原型抗坏血酸，以增加机体内的抗氧化作用能 力。高抗坏血酸过氧化物酶则是植物体内除超氧物歧化酶、过氧化物酶外另一个重要的植物保护酶 ．它在催化还原型抗坏血酸脱氢的同时可将其氢与活性氧Ｏ；＇和Ｈ。Ｏ。结合，清除细胞内的活 性氧Ｏ；＂和ＨｚＯ。，防止膜脂质过氧化和防上蛋白质核酸等生物大分子的破坏，保护了膜的完 整性，用特定电磁波处理作物干种子和发芽种子．能明显提高幼芽和幼苗中的强还原性物质ＧＳＨ ，抗坏血酸等强还原性物质含量以及抗坏血酸过氧化物酶活性，这一作用无疑有助于提高作物幼苗 的抗逆性能力＇＇＇，这一观点在作者另一研究中已得到进一步证实［＂。该研究证明，ＴＤＰ辐 照种子及发芽种子，显著提高了幼苗抗衰老作用，提高了膜脂的不饱和度和降低了幼苗中丙二醛的 含量（有待发表）。参考文献｜｜１苟文彬等．特定电磁辐射及其广泛的生物学效应．重庆大学学 报，１９８６；（２）：１─８２中华传统医学仪器学会特定电磁波应用技术研究会．ＴＤＰ原理 与应用．成都；四川科技出版社，１９８８３郭静成，袁风华．特定电磁波对作物某些生理生化特 性的影响．作物学报，１９９４；２０（２）：２３５－２４０４杨大旗等．特定电磁波辐射对提 高小麦种子和幼苗抗逆能力的研究．西南农业大学学报，１９９０（１）：９６－９９５郭静成． 陈云勇．特定电磁波对植物超氧物歧化酶的影响（续）．北京农业大学学报．１９９３；（２）： １３─１６６贾君永，郭静成．特定电磁波提高作物幼苗抗逆能力的研究（待发表）７Ｎａｋａｎ ｏＹ，ＡｓａｄａＫ．Ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅｉｓｓｃａｖｅｎｇｅｄｂｙａｓｃｏ ｒｂａｔｅ－ｓｐｅｃｉｆｉｃｐｅｒｏｘｉｄａｓｅｉｎｓｐｉｎａｃｈｃｈｌｏｒｏｐｌａｓ ｔｓ．ＰｌａｎｔＣｅｌｌＰｈｙｓｉｏｌ，１９８１；２２：８６７─８８０８ＥｌｌｍａｎＧ Ｌ．Ｔｉｓｓｕｅｓｕｌｆｈｙｄｒｙｌｇｒｏｕｐｓ．ＡｒｃｈＢｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙ ｓ，１９５９；３２：７０－７７特定电磁波对作物幼苗抗坏血酸过氧化物酶活性和谷胱甘肽含量 的影响@郭静成，杨新泉$北京农业大学生物学院特定电磁波，ＴＤＰ辐射器，抗坏血酸过氧化物 酶，谷胱甘肽，抗逆性特定电磁波辐射器辐照玉米、小麦、绿豆干种子及发芽种子后，加一定量水 置２８℃恒温下培育，然后定期取样分析测定幼芽和幼苗中抗坏血酸过氧化物酶活力及ＧＳＨ和抗 坏血酸含量。研究指出，特定电磁波显著提高了酶活力及上述两种生理活性物质含量，增加幅度为 １２％─６８％。作者认为用特定电磁波辐照种子和发芽种子有助于提高作物幼苗的抗逆能力。１ 苟文彬等．特定电磁辐射及其广泛的生物学效应．重庆大学学报，１９８６；（２）：１─８２中 华传统医学仪器学会特定电磁波应用技术研究会．ＴＤＰ原理与应用．成都；四川科技出版社，１ ９８８３郭静成，袁风华．特定电磁波对作物某些生理生化特性的影响．作物学报，１９９４；２ ０（２）：２３５－２４０４杨大旗等．特定电磁波辐射对提高小麦种子和幼苗抗逆能力的研究．西南农业大学学报，１９９０（１）：９６－９９５郭静成．陈云勇．特定电磁波对植物超氧物歧化酶的影响（续）．北京农业大学学报．１９９３；（２）：１３─１６６贾君永，郭静成．特定电磁波提高作物幼苗抗逆能力的研究（待发表）７ＮａｋａｎｏＹ，ＡｓａｄａＫ．Ｈｙｄｒｏｇ