高分论文 外来化合物对细胞生理代谢的影响急性ZnCl2染毒对小麦幼苗SOD活力影响

学 院 生命科学学院 学生姓名 专 业 学 号 年 级 指导教师 李翠兰

教务处制表

二Ο一一 年 十二 月 二十 日

外来化合物对细胞生理代谢的影响 ——急性ZnCl2染毒对小麦幼苗SOD活力影响 钟日龙 （山西大学 生命科学学院 山西 太原 030006） 摘要：本实验以急性ZnCl2和小麦幼苗为实验材料，研究了不同浓度(ZnCl2的浓度分别是100mg/mL、200mg/mL、400mg/mL、800mg/mL、1600mg/mL)对小麦幼苗生理活性的影响，初步阐明了Zn+2对小麦幼苗的毒害机理。结果表明，结果以浓度400 mg/mL处理最佳,能够显著促进小麦根系的生长,根长、根重和根系活力分别比对照显著提高。在Zn+2胁迫下，随处理浓度的升高，小麦幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性呈上下波动的趋势。通过对各组SOD值的分析可知，浓度小于100mg/L的Zn+2促进SOD同工酶的表达，浓度大于800mg/L的Zn+2抑制SOD同工酶的表达，中间浓度呈波动性影响， 低浓度的ZnCl2可诱导小麦幼苗SOD的表达，而高浓度的ZnCl2会抑制SOD的活性。 关键词：外来化合物； ZnCl2； 小麦幼苗组织； SOD酶活性 1.材料与方法 1.1实验材料 1.1.1材料：小麦幼苗:实验室固体培养基中培养 1.1.2试剂：0.05mol/l PBS缓冲液（PH7.0） SOD试剂盒 冰醋酸 5个不同浓度ZnCl2溶液（100mg/l 200mg/l 400mg/l 800mg/l 1600mg/l） 1.1.3器材：离心机 分光光度计 天平 恒温水浴锅 冰浴 微量移液器（100ul 50ul） 研钵 离心管 一次性塑料管 1.2实验方法 1.2.1 ZnCl2染毒处理实验及粗酶提取液的制备 浸种5-6 h，萌发24-36h后将露白的种子随机摆放于培养皿中，30-40粒/皿左右，生长7天后，分别用不同浓度的ZnCl2溶液处理9天后，取茎叶0.2-0.3g，按1:20加入遇冷的PBS液（1/3用于研磨，2/3用于清洗，小范围研磨，便于冲洗），冰浴研磨，倒入离心管，并用剩余的PBS液冲洗入离心管。8000rpm离心15min，上清液即为5%的粗酶提取液，用于SOD酶活性的测定。 1.2.2总SOD酶活力测定（按下表进行） 试剂 SOD试剂1 粗酶提取液 蒸馏水 SOD试剂2 SOD试剂3 SOD试剂4 测定管（4个） 1ml 40ul -- 0.1ml 0.1ml 0.1ml 充分摇匀，置37℃水浴40min 对照管（1个） 1ml -- 40ul 0.1ml 0.1ml 0.1ml 显色剂 2ml 2ml 混匀，室温放置10min，于波长550nm处，1cm光径比色杯，蒸馏水调零，比色，测定各管OD值。 2.结果与分析 2.1小麦茎叶SOD酶活力测定结果 注：1%的粗酶提取液稀释倍数为100倍/g 第一组小麦茎叶SOD酶活力测定结果（0mg/l ZnCl2处理9天）（表1） 1 OD值 总SOD酶活力（u/g） SOD平均值±标准差 1.152 0.967×102 测定管（4个） 2 1.150 1.096×102 3 1.167 1.096×102 4 1.140 1.741×102 对照管 1个 1.167 (1.225±0.349) ×102 第二组小麦茎叶SOD酶活力测定结果（100mg/l ZnCl2处理9天）（表2） 1 OD值 总SOD酶活力（u/g） SOD平均值±标准差 1.089 4.788×102 测定管（4个） 2 1.016 9.511×102 3 1.030 8.606×102 4 1.052 7.182×102 对照管 1个 1.163 (7.522±2.059) ×102 第三组小麦茎叶SOD酶活力测定结果（200mg/l ZnCl2处理9天）（表3） 1 OD值 总SOD酶活力（u/g） SOD平均值±标准差 1.146 1.227×102 测定管（4个） 2 1.146 1.227×102 3 1.144 1.356×102 4 1.135 1.938×102 对照管 1个 1.165 (1.437±0.339) ×102 第四组小麦茎叶SOD酶活力测定结果（400mg/l ZnCl2处理9天）（表4） 1 OD值 总SOD酶活力（u/g） SOD平均值±标准差 0.954 17.403×102 测定管（4个） 2 0.939 18.312×102 3 0.994 14.977×102 4 0.984 15.584×102 对照管 1个 1.241 (16.569±1.553) ×102 第五组小麦茎叶SOD酶活力测定结果（800mg/l ZnCl2处理9天）（表5） 1 OD值 总SOD酶活力（u/g） SOD平均值±标准差 1.006 4.995×102 测定管（4个） 2 0.996 5.319×102 3 0.993 5.417×102 4 0.972 6.098×102 对照管 1个 1.160 (5.457±0.464) ×102 第六组小麦茎叶SOD酶活力测定结果（1600mg/l ZnCl2处理9天）（表6） 1 OD值 总SOD酶活力（u/g） SOD平均值±标准差 1.055 6.710×102 测定管（4个） 2 1.061 6.535×102 3 1.061 5.714×102 4 1.073 6.183×102 对照管 1个 1.284 (6.286±0.440) ×102 不同浓度ZnCl2处理后小麦茎叶总SOD酶活性（表7） ZnCl2浓度（mg/L） 0（对照组） 100 200 400 800 1600 各重复的SOD总活力（U） 1 96.72 2 3 4 总SOD平均值±标准差 (1.225±0.349) ×102 (7.522±2.059) ×102 (1.437±0.339) ×102 (16.569±1.553) ×102 (5.457±0.464) ×102 (6.286±0.440) ×102 109.62 109.62 174.10 478.80 951.14 860.55 718.21 122.73 122.73 135.64 193.78 1740.3 1831.2 1497.7 1558.4 499.50 531.94 541.67 609.78 671.04 653.46 571.41 618.29 不同ZnCl2处理组之间SOD酶活力的t—检验P值（或X2检验P值）（表8） P 100mg/l 200mg/l 400mg/l 800mg/l 0mg/l 0.000 0.789 0.000 0.000 100mg/l -- 0.000 0.000 0.016 200mg/l -- -- 0.000 0.000 400mg/l -- -- -- 0.000 800mg/l -- -- -- -- 1600mg/l -- -- -- -- 1600mg/l 0.000 0.130 0.000 0.000 0.302 -- （P＞0.05，差异不显著；P＜0.05，差异显著，记作* ；P＜0.01，差异极显著，记作** ） 3. 讨论 通过分析图表可知，ZnCl2浓度在0.00—100.00mg/l时，SOD酶的活性随着ZnCl2的浓度的升高而增强，并在100.00mg/l时达到最大；在100.00—200.00mg/l时，SOD酶的活性随着ZnCl2的浓度的升高而减小，并在200.00mg/l时达到最小；在200.00—400.00mg/l时，SOD酶的活性随着ZnCl2的浓度的升高而增强，并在400.00mg/l时达到最大；在400.00—800.00mg/l时，SOD酶的活性随着ZnCl2的浓度的升高而减小，并在800.00mg/l时达到最小；在这之后又随着ZnCl2浓度的增高SOD的活性增加。Zn属重金属，有毒性，对小麦进行毒染ZnCl2处理后，会使其茎叶组织蛋白受损，尤其是SOD酶的活性变化，采用不同浓度的ZnCl2感染处理小麦幼苗，可使SOD的活性受影响程度也不同：当用低浓度ZnCl2的处理后，会使其SOD的活性显著增强，当再增加ZnCl2的浓度时，幼苗体内的SOD已不能清除重金属Zn的影响，反而是其活力大大减小。 本实验以小麦幼苗为实验对象，采用SOD试剂盒检测SOD活力，利用吸光度值来确定SOD活力，重复和随机性都好，而且有对照，使实验比较真实可信。从Zn毒性的氧化损伤出发，测定染ZnCl2后小麦幼苗茎叶组织中SOD活性的变化，从此讨论ZnCl2对小麦幼苗茎叶组织SOD酶活性的影响，为研究细胞分子水平上的毒性机理提供了科学依据。 由图和表8可以看出ZnCl2浓度在400mg/L左右时，小麦幼苗茎叶组织SOD酶活性值达最大，随着ZnCl2浓度的升高或降低，其活性值将降低。即当ZnCl2浓度大于400mg/L时，其对小麦幼苗所产生的毒性将无法被SOD酶所解除。ZnCl2浓度为200mg/l时的SOD活性与正常的SOD活性差异不显著，即此时Zn的毒性对小麦幼苗的影响不大；浓度为400mg/l与对照组的SOD活性差异显著，说明SOD酶开始大量的起作用；浓度大于400mg/l是与对照组的SOD活性差异显著，说明SOD酶已不起作用来解除Zn的毒性。 参考文献 [1]王海鸥,钟广蓉,刘晓峰,弓爱君,李晓晶. 小麦在铜、镉胁迫下体内含巯基物质对解毒机制的研究[J]. 华北农学报, 2008,(03) . [2] 杨汉民 细胞生物学实验（第二版） 北京：高等教育出版社 2011年7月 [3] 王秋英 王宁 大鼠急性羰基镍中毒肝脏SOD酶活力及其基因表达的观察 工业卫生与职业病 2011年04期 [4] Sun Ping; Zhao JuMei Diluted povidone-iodine inhibits tumor growth through apoptosis-induction and suppression of SOD activity Oncology reports Epub 2011 Nov 08 [5] HadjiSfaxiI,Ezzine A Combined Proteomic and Molecular Approaches for Cloning and Characterization of Copper-Zinc Superoxide dismutase (Cu, Zn-SOD2) from Garlic (Allium sativum) Mol Biotechnol 2011 Dec 8 Foreign compounds to the influence of the cell physiological metabolism——Acute ZnCl2 poisonous to wheat-seedling SOD vitality effect Zhong rilong (shanxi university life science college of taiyuan shanxi 030006) Abstract: In this experiment, acute ZnCl2 and wheat seedlings as experimental material, different concentrations (ZnCl2 concentrations were 100mg/mL, 200mg/mL, 400mg/mL, 800mg/mL, 1600mg/mL) on the physiological activities of wheat seedlings the impact of the initial Zn 2 illustrates the toxic mechanism of wheat seedlings. The results show that the results of the concentration of 400 mg / mL the best treatment can significantly promote the growth of wheat roots, root length, root weight and root activity were significantly increased compared with the control. In the Zn 2 stress, dealing with the increased concentration of wheat seedlings superoxide dismutase (SOD) activity goes to the next wave of trends. SOD values for each group by the analysis, the concentration is less than 100mg / L of Zn 2 SOD isozyme expression for the concentration is greater than 800mg / L of Zn 2 SOD isozyme inhibition of expression of intermediate concentration fluctuation effects low concentrations of ZnCl2 induced the expression of SOD wheat seedlings, and high concentrations of ZnCl2 inhibit the activity of SOD. Keywords: foreign compounds; ZnCl2; wheat seedling tissue; SOD activity