土荆芥化感胁迫对玉米幼根抗氧化酶活性和基因表达的影响

The Antioxidant Enzyme Activities and Their Gene Expression in Maize Radicle under the Allelochemical Stress from Chenopodium ambrosioides L

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摘要为了探讨土荆芥（Chenopodium ambrosioides L.）化感胁迫诱导氧化损伤的机理，以土荆芥入侵地广泛种植的玉米（Zea mays L.）（雅玉26#）为受试材料，在未施加或施加外源抗氧化剂抗坏血酸（AsA）的条件下，研究了土荆芥挥发油及其两种主要成分对伞花素和α-萜品烯对玉米幼根根长以及抗氧化酶（CAT、SOD和POD）活性的影响，并运用实时荧光定量PCR （RT-qPCR）技术分析了土荆芥化感胁迫下3种抗氧化酶基因相对表达量的变化规律。结果表明：在土荆芥挥发油及其两种主要成分的作用下，玉米幼根根长受到影响，其抗氧化酶活性也受到不同程度的抑制。其中，SOD 活性受到的抑制效应最为显著。挥发油的两种主要成分中，α-萜品烯对抗氧化酶活性的影响比对伞花素更为明显；各处理组中，玉米幼根的 SOD基因（ZmSOD）和POD基因（ZmPOD）的表达均被下调。在挥发油和对伞花素的作用下，CAT基因（ZmCAT）的表达随着处理剂量增加而显著上调。在α-萜品烯作用下，ZmCAT的表达在高处理剂量时明显被下调。整体来看，抗氧化酶活性与其基因的表达量具有显著的相关性；外源 AsA 缓解了土荆芥化感胁迫对玉米幼根抗氧化酶活性的抑制效应，这种缓解效应随着抗坏血酸浓度的增加而更加显著。以上结果说明，土荆芥挥发油及其两种主要成分诱导玉米幼根内过量积累活性氧（ROS），下调抗氧化酶基因表达，降低抗氧化酶活性，引起了氧化损伤。比较化感综合效应可知，土荆芥挥发油对玉米幼根抗氧化系统的胁迫效应最为明显（0.413），α-萜品烯次之（0.398），对伞花素最弱（0.325）。