材料与方法
1.1材料与处理
植物材料为玉米晴三。挑选均匀饱满的种子，经0.1%HgCl2消毒10min后，漂洗干净，用蒸馏水在25℃下浸泡12小时后播种到垫有4层经蒸馏水湿润滤纸的带盖磁盘[24cm×16cm]中，于28℃/25℃（昼/夜）下暗萌发60h。萌发期间的12h、24h、36h、和48h用蒸馏水20mL进行浇灌。60小时后开盖培养，用Hoagland营养液100mL间隔12h继续浇灌，待玉米长出两叶一心时选取长势一致的玉米幼苗进行处理。上述玉米幼苗一组用浓度为（0、200mol·L-1）的SA溶液50mL和浓度为（0、100、200、300、400mg·L-1）的醋酸铅溶液50mL混合浇灌，另一组用浓度为（0、100、200、300、400mg·L-1）的醋酸铅溶液100mL浇灌，每隔12h浇灌一次，待玉米长出三叶一心时测定叶片的POD、APX、CAT活性和的MDA含量，以选取玉米幼苗的第二叶片为测定材料。
1.2APX、POD、CAT酶活性和丙二醛（MDA）含量测定
APX的测定：APX可催化AsA与H2O2反应，使AsA氧化成单脱氢抗坏血酸MD-AsA，因此在酶提取液中加入AsA，可测定APX的活性[12]。准确称取玉米叶片0.5g，加入5mL提取液，低温研磨成匀浆，离心（15000r/min，4℃，15min），取3mL上清液稀释至5mL用于酶活性的测定。在290nm处测定OD值，记录OD290变化，以25下℃下1min内OD290变化0.01定义为1个酶活力单位（U），最后以U/g（FW）.min表示酶的活性。
POD、CAT的测定：H2O2在240nm波长下有强烈吸收峰，过氧化氢酶能分解过氧化氢，使反应溶液吸光度随反应时间增加而降低。根據测量吸光率的变化速度即可测出过氧化氢酶（CAT）的活性。
在H2O2存在条件下，POD能使愈创木酚氧化，生成茶褐色的4-邻甲氧基苯酚。可用分光光度计测生成物来测定POD的活性。
准确称取玉米叶片0.2g，加入5mLpH为7.8，50mmol/L磷酸缓冲液，低温研磨成匀浆，离心（15000r/min，4℃，15min），上清定容至5mL，用于酶活性的测定。
在240nm处测定CAT酶活力，记录OD240的变化，以25下℃1min内OD240变化0.01定义为1个酶活力单位（U），最后以U/g（FW）.min表示酶的活性。
在470nm处测定POD酶活力，记录OD470变化，以25下℃1min内OD470变化0.01定义为1个酶活力单位（U），最后以U/g（FW）.min表示酶的活性。
MDA的测定：硫代巴比妥酸（（TBA）法测定MDA。准确称取玉米叶片0.5g，加入5.0ml5%三氯醋酸，、研磨成匀浆，离心（4500r/min，10min），取上清夜2.0ml加入0.67%TBA2mL沸水浴30分钟后快速冷却，在离心（4500r/min，10min），取上清液于波长450nm、532nm、600nm处测定其OD值，最后利用公式6.45*（OD532-OD600）-0.56*OD450算出结果，单位为mol/L。
1.3统计方法
数据统计采用SigmaPlot9.0处理。
2实验结果
2.1外源SA对玉米幼苗铅胁迫下CAT酶活性的影响
图1显示：当铅胁迫浓度为100mg/L时显著提高了玉米幼苗叶片的CAT活性，表现为激活效应，随着铅胁迫浓度的升高，其CAT活性显著降低，激活效应转为抑制效应。经单一SA处理的玉米幼苗叶片中的CAT活性也略高于对照组。加入200mol/LSA与铅共同处理幼苗后，其CAT活性上升，表现为在胁迫浓度为200mg/L时的上升效果最显著，说明加入SA后胁迫得以缓解。
2.2外源SA对玉米幼苗铅胁迫下POD酶活性的影响
实验结果（图2）表明：铅胁迫增加了玉米幼苗叶片POD的活性，加入SA可使酶活性有一定程度的降低。经单一SA处理的玉米幼苗叶片的POD活性略低于对照组。玉米幼苗受单一铅胁迫后，叶片中POD活性上升，其上升幅度较小。受铅胁迫的玉米幼苗同时外加SA处理后，叶片中POD活性比未加SA的有所减小，在胁迫浓度在100mg/L到200mg/L时的下降相对明显。
2.3外源SA对玉米幼苗铅胁迫下MDA含量的影响
图3表明，玉米幼苗受铅胁迫后，叶片中MDA含量提高，在胁迫浓度为100mg/L时上升较小，后随着铅浓度的增加，MDA含量迅速上升。未受铅伤害的玉米幼苗在外加SA后，叶中MDA含量略有下降，同时受铅伤害并外加SA的幼苗MDA含量也下降，下降在铅浓度为200mg/L时较为显著。由此认为，一定浓度的SA能降低植物叶中的MDA含量，减弱膜脂的过氧化作用，从而提高植物的抗铅伤害能力。
2.4外源SA对玉米幼苗铅胁迫下APX酶活性的影响
图4表明：在无铅胁迫时，SA处理略提高了玉米幼苗叶片的APX酶活性。单一铅处理玉米幼苗时，叶片中APX酶活性随铅胁迫强度增大而上升，上升速率在胁迫浓度为100mg/L时最大，外加SA同时处理，减小了叶片中的APX酶活性。
3分析讨论
植物在逆境下，由于体内活性氧代谢加强而使H2O2发生累积。H2O2可进一步生成氢氧自由基。使自由基的产生和消除之间的平衡被打破，氢氧自由基是化学性质最活泼的活性氧，可使膜脂饱和脂肪酸双键被过氧化，造成细胞膜系统的破坏，最终加速细胞的衰老和解体。实验结果显示，受铅胁迫时，叶片中MDA含量提高，其幅度随铅浓度的增加而增大，而MDA是由于逆境条件下，其组织或器官膜脂质发生过氧化反应而产生的，它在细胞内的含量多少表示脂质过氧化强度和膜系统伤害的程度，是逆境生理中一个重要指标。MDA升高，说明生物膜系统脂质过氧化程度升高，造成细胞膜系统的破坏，最终造成生物体的伤害。由此说明，铅胁迫对植物确有伤害作用。
CAT、POD、APX是植物体内的保护酶。过氧化氢酶（CAT）可以清除H2O2、分解氢氧自由基，保护机体细胞稳定的内环境及细胞的正常生活，是植物体内重要的酶促防御系统之一。POD广泛存在于植物体中，是活性较高的一种酶，在植物生长发育过程中它的活性不断发生变化。它与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有关系。能清除H2O2。APX是植物AsA-GSH氧化还原途径的重要组分，是植物体内尤其是叶绿体中清除H2O2的关键酶。
单一铅胁迫浓度为100mg/L时显著提高了玉米幼苗叶片的CAT活性，表现为激活效应，随着铅胁迫浓度的升高，其CAT活性显著降低，激活效应转为抑制效应。这与袁金萍、李雪梅等的研究结果相同，与Guo等实验结果相反。CAT活性随铅浓度上升而先增后降的原因可能是：CAT是植物细胞内一个重要的抗氧化酶，其主要功能是清除细胞内过量的过氧化氢，在低浓度铅胁迫时，使植物体内产生较多过氧化氢，作为一种抗体自卫反应，CAT上升提高清除H2O2的能力。当Pb2+浓度超过极限，H2O2明显增加，过多的H2O2会产生更强活性的羟自由基和单线氧，给细胞造成更大的损伤，导致细胞防御活性相应减弱，此时CAT酶活性不能相应提高。外加200mol/LSA与铅共同处理后，幼苗CAT活性明显上升，说明加入SA后胁迫得以缓解，这与李彩霞[22]等的研究结果相同，与陈珍的研究结果相反，这可能是植物种类不同及重金属浓度不同所造成的。
植物体内抗氧化系统在正常条件下保持着尽可能低的水平，玉米幼苗在铅胁迫下，首先启动了体内抗氧化酶POD、APX来驱除由于重金属毒害产生的大量自由基，而使POD活性随重金属浓度的升高而增加，这与前人研究相符。同时APX酶活性也随铅胁迫强度增大而呈上升趋势，SA处理能有效缓解铅引起的细胞伤害和氧化胁迫，因而APX、POD活性比单独铅处理时低。此实验结果与陈珍、陈静的研究结果相等同。
加入SA处理后，叶片的MDA含量下降了，说明植物膜脂的过氧化作用被减弱，由此缓解了铅的毒害作用，提高了植物的抗铅伤害能力，与很多学者的研究结果一致。
综上所述，本研究結果说明了水杨酸对玉米幼苗铅胁迫下的保护酶有不同的影响，从整体上来看，起到缓解铅对玉米幼苗的毒害作用，为被污染日益严重的农作物提高生产质量寻求一个有效的方法提供了一定的理论依据。
参考文献：
[1]洪春来，贾彦博，王润屹等.铅毒害对蔬菜生长影响的研究[J].现代农业科技，2008（20）：2-3.
[2]秦普丰，铁柏清，周细红等.铅与镉对棉花和水稻萌发及生长的影响[J].湖南农业大学学报，2000（03）：1-2.
[3]张红萍.铅对植物的毒害及植物对铅的抗性机制[J].农业装备技术，2007（03）.
[4]金王进，袁金萍.铅对小麦保护酶系统的影响[J].江苏农业科学，2007（02）.
[5]韦友欢，黄秋婵.铅对人体健康的危害效应及其防治途径[J].微量元素与健康研究，2008（04）：2-5.
[6]RASKIN I.Salicylic acid，A new p lant hormone[J].Plant Physiol，1992（99）：799-803.
[7]齐秀东.水杨酸对植物的生理作用（综述）[J].河北科技师范学院学报，2007（01）.
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