干旱、极端温度和营养缺乏是导致非生物胁迫的主要因素,从而对作物生产力产生负面影响。非生物胁迫会导致氧化应激,产生过量的活性氧(ROS),激发抗氧化防御机制。已知ROS能损害DNA、蛋白质和脂质等生物分子。为了减轻这种有害影响,植物采取了几种自然防御机制。更准确地说,ROS的去除要归功于酶促和非酶促抗氧化剂系统,如超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化氢酶(CAT)、单氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、抗坏血酸(AsA)、酚类化合物、谷胱甘肽、生育酚等。本研究中,喷施稀释倍数为500倍的海藻提取液后,三种抗氧化酶活性显著提高,酶活性的增加表明水培生菜中的抗氧化机制提高,防止细胞氧化损伤。因此,海藻提取液可以作为生物抗逆产品在干旱洪涝等非生物胁迫情况下使用,稳定和提高作物产量。
海藻提取物的主要成分海藻酸、褐藻多酚、不饱和脂肪酸等均具有还原性,这些成分可能充当保护成分,保护植物细胞膜免受活性氧簇的伤害。并且有研究表明,抗氧化酶活性与金属离子有关(如过氧化氢酶等),海藻提取物能螯合金属离子,降低金属离子引起的副作用。本研究表明海藻提取物能有效刺激植物,提高其抗氧化酶活性,减少活性氧,降低高温胁迫对植物细胞膜的伤害。SWE-2处理较CK处理的谷胱甘肽还原酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶活性分别显著提高15.7%、9.4%、94.9%,而丙二醛含量明显下降59.2%(表3),与Esserti等研究结果一致,这说明海藻提取物对提高抗氧化酶系统活性具有重要作用。
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