不同生境下喜旱莲子草营养器官中抗氧化物质含量的比较

不同生境下喜旱莲子草营养器官中抗氧化物质含量的比较 不同生境下喜旱莲子草营养器官中抗氧化 物质含量的比较 广西植物Guihaia23(3):279—2812003年5月 不同生境下喜早莲子草营养器官中 抗氧化物质含量的比较 刘华,吴国荣*,陆长梅,宰学明,徐勤松,陈景耀 (南京师范大学生命科学学院,江苏南京210097) 摘要:以水陆两种生境下生长的喜旱莲子草为实验材料,分别测定并比较了根,茎,叶可溶性蛋白及SOD, POD,Vc,GSH及绿原酸和类黄酮等抗氧化物质活性和含量,结果明可溶性蛋白在叶中含量最高,并且水生 环境中叶的含量高于陆生环境.除Vc外生态环境对各抗氧化物质含量影响具有一致性.水生环境下喜旱莲 子草营养器官的抗氧化物质含量高于陆生环境下喜旱莲子草相应营养器官的含量.这是植物体内一种生理 生化的生态适应. 关键词:喜旱莲子草;可溶性蛋白;抗氧化物质 中图分类号:Q945文献标识码:A文章编号:1000—3142(2003)03—0279—03 Comparisionofcontentsofanti-oxidant compoundsofAlternantherphiloxeroider inaquaticandterrestrialenvironments LIUHua,WUGuo—rong,LUChang—mei,ZAIXue—ming, XUQin—song,CHENJing—yao (CollegeofLifeScience,NanjingNormalUniversity,Nanjing210097,China) Abstract:Contentsofsolubleprotein,SOD,POD,Vc,GSH,flavonoidandchlorogenicacidet c,fromdifferent organsofAlternantherphiloxeroiderinaquaticandterrestrialenvironmentswereassayed.R usultsshowed thatsolubleproteincontentfromleaveswasthehighest,especiallyfromtheplantinaquaticen vironment. Effectsofenvironmentonthecontentsofdifferentanti—oxidantcompoundswerethesameexceptforthatof Vc,andcontentsofdifferentanti—oxidantcompoundsfromorgansinaquaticenvironmentwerehigherthanthat fromcorrespondingorgansinterrestrialenvironment. Keywords:Alternantherphiloxeroider;solubleprotein;anti—oxidantcompounds 喜旱莲子草(Alternantherphiloxeroider),又 名水花生,空心苋,革命草,属多年生苋科植物.生 于湖滩浅水中或湖州低湿地及池沼,水沟边(文明, 1993).喜旱莲子草除可作绿肥和家畜饲料外还有 药用价值.全草人药可清热凉血,利尿解毒(江苏新 医学院,1997;曹岚等,2000).喜旱莲子草分布较 广,特别是长江以南广大农村乡田,繁殖能力强,生 长旺盛.本文选取水生,陆生两种典型生境下生长 的喜旱莲子草,分别测定比较了其根,茎,叶中的抗 氧化物质及可溶性蛋白的含量,旨在为环境植物学 收稿日期:2002-03-22修订日期:2002-08—12 基金项目:国家自然科学基金项目(39770046);江苏省自然科学基金项目(BK97107)共同资助. 作者简介:刘华(1976一),女,山东阳谷县人,在读硕士生,主要从事植物生理生化等研究.*为联系作者 280广西植物23卷 及水生植物资源的开发提供有价值的资料. 1材料和方法 1.1试验材料 水生喜旱莲子草采自南京江心洲生态保护区无 污染河流中.陆生喜旱莲子草采自南京师范大学校 园.实验设5组重复. 1.2试验方法 可溶性蛋白含量采用Bradford(1976)的考马斯 亮蓝G一250法测定;SOD活性参照Stewert和Bew— ley(1980)的NBT法测定;POD活性采用Maehly (1955)的愈创木酚氧化法测定;Vc含量参照易现峰 等(2000)的方法测定;GSH含量参照Ellman (1959)的DTNB方法测定;绿原酸含量参照胡景江 等(1992)的方法测定;类黄酮含量参照刑建民等 (1998)的方法测定. 2结果与 2.1不同生境下喜旱莲子草可溶性蛋白含量的比较 从表l可以看出水生和陆生喜旱莲子草营养器 官中可溶性蛋白含量均以叶中最高.陆生喜旱莲子 草叶的可溶性蛋白含量甚至可达到根的3.58倍. 两种生境下的喜旱莲子草叶中可溶性蛋白以水生条 件下的含量更高,是陆生的1.225倍.由此可见生 态环境对植物细胞内可溶性蛋白含量有明显的影 响. 表1喜旱莲子草不同营养器官可溶性蛋白及抗氧化酶活性比较 Table1Comparisonofthecontentsofsolubleproteinandactivitiesofanti— oxidantisozymesfrom differentorgansofAlternantherphiloxeroiderinaquaticandterrestrialenvironments 2.2不同生境下喜旱莲子草抗氧化酶活性的比较 S0D是植物体内抗氧化酶系统的一个关键酶, 其活性与植物的抗逆性及氧化胁迫适应关系密切. 测定的结果表明喜旱莲子草不同器官中以叶中 SOD含量最高,茎次之,根中最少.水生的又明显 高于陆生的,也以叶最为显着(表1).POD也是植 物体内抗氧化酶系统中的组成部分,主要清除 H0.POD的活性在茎,叶中含量相差达2倍以 上.水,陆生环境对POD活性影响与SOD基本一 致(表1).这表明:水生的喜旱莲子草SOD,POD 等抗氧化酶活性较陆生的高,是一种生态适应. 2.3不同生境下喜旱莲子草非酶抗氧化物质的比较 抗坏血酸(Vc)是生物体内重要的小分子抗氧 化物质,能清除损伤膜和酶分子结构的自由基.试 验数据表明两种生境下的Vc含量相差无几(表2), 表明生态环境对Vc含量影响不大,但Vc在各器官 的分布明显不均,水,陆生喜旱莲子草根中Vc含量 最高分别为同一生境叶的2.8倍和2.2倍.GSH 是维持蛋白质空间结构的重要因子,可保护一SH基 团,并能与二硫键相互作用从而减少变性蛋白中二 硫键的形成(陈少裕,1993).水生喜旱莲子草叶中 GSH含量最高,为茎中的2.87倍,根中的2.25倍. 陆生环境喜旱莲子草与此情况相似,叶中GSH含 量分别为茎,根的2.66倍和2.23倍.两种生境中 喜旱莲子草GSH含量相比较,水生的要高于陆生 的(表2). 绿原酸和类黄酮均具有抗氧化作用,其中绿原 酸还具广谱抗菌作用,都是重要的药用成份.不同 生境对喜旱莲子草绿原酸含量影响显着.水生喜旱 莲子草根,茎,叶中绿原酸含量分别为陆生环境中相 应器官的2.O9倍,1.26倍和1.67倍(表2).生境 对类黄酮含量的影响不如对绿原酸含量的影响那样 显着.水生喜旱莲子草根,茎,叶含量分别为陆生喜 旱莲子草相应器官的1.O9倍,1.19倍和1.O4倍. 总体说来水生环境下喜旱莲子草叶中的绿原酸和类 黄酮均高于根和茎的含量,并高于陆生植株各器官 中的含量.水生喜旱莲子草叶中的绿原酸和类黄酮 具开发潜能,这也可能是喜旱莲子草较少遭受虫害 的原因. 3讨论 植物种间耐,厌氧性的遗传差异是植物根系长 期适应不同氧分压的结果,水生植物的这一适应能 3期刘华等:不同生境下喜旱莲子草营养器官中抗氧化物质含量的比较281 力强于旱生植物,水生植物在自然状态下有较强的 抵御缺氧后伤害的机能(王文泉等,2001);Crawford 和Braendle(1996)将这种内在机理归纳为诱导酶和 抗氧化剂的存在.作者的实验结果支持上述观点, 水生环境下喜旱莲子草各营养器官中的SOD,POD 活性均高于陆生环境中的喜旱莲子草相应器官中酶 活性.这可能是浸水环境下喜旱莲子草体内易产生 了较多的活性氧,从而启动了机体内的抗氧化机制, 诱导SOD,POD等抗氧化酶基因的表达,以便及时 清除在水分胁迫条件下机体代谢过程中产生的过多 的O_和H0等自由基,以适应水环境. 除Vc外,生态环境对喜旱莲子草体内GSH,绿 原酸,类黄酮含量的影响效应与对SOD,POD含量影 响具一致性.Vc,GSH等小分子的抗氧化物质是机 体内抗氧化系统的另一支路,未被SOD及时清除的 OTN以由Vc和GSH清除.水生环境下的喜旱莲子 草由于水渍胁迫产生的Vc,GSH,类黄酮物质都较陆 生的更丰富,这是对水生环境的特殊适应而形成的. 可以认为,对同一种植物生长在不同的生态环境下其 生理生化机制上的适应具有重要的意义. 表2喜旱莲子草不同器官小分子抗氧化物质的含量比较 Table2Comparisonofthecontentsofsmallmoleculeanti— oxidantingredientsfromdifferent organsofAlternantherphiloxeroiderinaquaticandterrestrialenvironments Vc,绿原酸,类黄酮等都是极有价值的植物来 源药用原料,SOD,GSH等也随着对氧自由基致病 机制认识的深入成为医药界关注的新型药物.分布 广泛的水生植物特别是喜旱莲子草有望成为提取这 些药物成分的最廉价的原料.不同的生境对药用成 分形成和积累的影响,使今后药用植物的种植优化 其品质,提出了环境调控的新. 与其它水生高等植物相比,水中生长的喜旱莲 子草叶中的可溶性蛋白较多.资料表明喜旱莲子草 叶中除含有很高的蛋白质外,还含有适量的脂肪,纤 维素,可溶性糖和淀粉以及多种矿物和维生素.目 前对喜旱莲子草叶蛋白的研究投入量很少,因此应 加速植物叶蛋白的研究.太湖水域近期由于富营养 化日趋严重导致喜旱莲子草生长的失控,积极开发 利用喜旱莲子草的叶蛋白不仅为人类提供新的植物 蛋白的来源还能促进水环境的治理.同时,随着人 们保健意识的增强,对天然药物需求与日俱增,合理 开发利用药用水生植物资源也势在必行. 参考文献: 文明.1993.长江中下游水域洲滩野生经济植物[M]. 湖南:湖南科学技术出版社,118—119. 江苏新医学院.1997.中药大辞典[M].上海:上海科学 技术出版社,1470—1471. 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