1、冷鍛煉對(duì)低溫脅迫下常綠黑莓幼苗相關(guān)生理指標(biāo)的影響內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技2006(1):456InnerMongoliaAgriculturalScienceAndTechnology冷鍛煉對(duì)低溫脅迫下常綠黑莓幼苗相關(guān)生理指標(biāo)的影響陳梅香,張玉平,許奕華(北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹研究所,北京100093)摘要:在一5低溫脅迫下,常綠黑莓幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率和丙二IIb(MDA)含量呈上升趨勢.表明膜脂過氧化作用逐漸增強(qiáng),細(xì)胞保護(hù)酶中的超氧化物歧化酶(SOD),過氧化物酶(P0D)和過氧化氫酶(CAT)活性均先升高后下降.經(jīng)過冷鍛煉的幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率和MDA變化較慢表明過氧化作用的增強(qiáng)得到緩解.在低溫脅迫

2、下的細(xì)胞保護(hù)酶系統(tǒng)中,SOD,POD和CAT活性先升高,表明受到傷害的一種保護(hù)性應(yīng)激反映.此后3種酶活性的升高表明,低溫脅迫下黑莓赫爾受到了傷害,其幼苗在冷鍛煉后的低溫致死臨界值為一5C2d(48h).關(guān)鍵詞:常綠黑莓幼苗;冷鍛煉;膜脂過氧化;細(xì)胞保護(hù)酶中圖分類號(hào)i$663.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10070907(2006)010045021材料和方法常綠黑莓(以下簡稱黑莓)是薔薇科懸鉤子屬ubusL.)植物,其果實(shí)營養(yǎng)豐富,含有維生素C,E及氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)】l.其中無刺品種赫爾(Hul1)作為新興的小漿果,種植面積增加很快,目前,在北京,河北,山東,江蘇等地都有栽培2l,北京地區(qū)栽培埋

3、土后能安全越冬,有關(guān)黑莓抗寒生理學(xué)研究報(bào)道還很少.本文以赫爾幼苗為材料,研究冷鍛煉處理對(duì)低溫脅迫下葉片丙二醛(MDA)及超氧化物歧化酶(SOD),過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)等保護(hù)酶的影響,為闡明黑莓抗寒機(jī)制以及為北方地區(qū)的引種栽培提供理論依據(jù).材料來源于北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹研究所內(nèi)組培的盆栽苗(赫爾引自美國),平均苗高30.5cm,生長狀況良好.于2004年4月13日,取25盆置于室溫作為對(duì)照,另取25盆進(jìn)行冷鍛煉處理.冷鍛煉于低溫光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行.處理過程如下:在2021下處理6d,1314下處理6d,67下處理8d,每天光照12h.光強(qiáng)約為1800Lx.冷鍛煉處理完后,

4、將2組材料置于一5沒有光照的調(diào)溫冰箱中進(jìn)行0d,1d,2d,3d,4d的低溫脅迫處理.每個(gè)處理分別取5盆幼苗.立刻稱2g鮮葉片,加入16ml62.5mmol/L磷酸緩沖液(pH7.8)于冰浴研磨,于15000r/min4C下離心20min,取上清液于4冰箱中保存,分別用于MDA,SOD,POD和CAT活性測定.同時(shí)進(jìn)行相對(duì)電導(dǎo)率,可溶性蛋白質(zhì)含量的測定.2結(jié)果分析2.1低溫脅迫下電解質(zhì)滲出率的變化低溫脅迫下赫爾幼苗葉片電解質(zhì)滲出率的變化如圖1所示.隨著低溫脅迫時(shí)間的延長,電解質(zhì)滲出率逐漸增加,其中冷鍛煉者的增幅低于未經(jīng)冷鍛煉者,而且經(jīng)過冷鍛煉的黑莓葉片的電解質(zhì)滲出率在脅迫2d前變化不大,2d后

5、大幅增加,而未經(jīng)冷鍛煉者從脅迫開始就大幅度增加,這是細(xì)胞膜透性發(fā)生不可逆變化的結(jié)果.說明細(xì)胞膜受到傷害.對(duì)兩種盆栽幼苗復(fù)溫后每天的形態(tài)觀察表明,未經(jīng)冷鍛煉者在脅迫1d后生長狀況無明顯變化,脅迫2d后幼苗頂芽就已冷凍壞死,而冷鍛煉者在脅迫3d后生長狀況開始受到影響,復(fù)溫后不能存活.由此表明,電解質(zhì)滲出率的變化可以反映細(xì)胞膜透性的改變,因此.冷鍛煉可以增圖l低溫脅迫下赫爾幼苗葉片電解質(zhì)滲出率的變化收稿日期:200512-11項(xiàng)目來源:北京市市委組織部,北京青年科技骨干培養(yǎng)基金資助項(xiàng)目作者簡介:陳=(1971一),女,福建三明人,高級(jí)工程師,碩士,研究方向?yàn)楣麡溆N.們加0v礙訐j憩齄廿內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科

6、技強(qiáng)細(xì)胞膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性,降低了低溫脅迫的傷害影響.2.2低溫脅迫下黑莓丙二醛含量的變化丙二醛(MDA)是脂膜過氧化作用的最終產(chǎn)物.其含量的多少是膜過氧化程度的重要標(biāo)志.圖2表明隨著低溫時(shí)間的持續(xù),黑莓葉片的MDA含量逐漸增加,細(xì)胞膜受害不斷加重,但經(jīng)冷鍛煉處理葉片的MDA較對(duì)照葉片的MDA增加得慢,說明冷鍛煉對(duì)植物細(xì)胞膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性有一定的增強(qiáng)作用.結(jié)果與前述一致.0.6星0.4謐0.2110034天(d)圖2低溫脅迫下赫爾幼苗葉片丙二醛含量的變化2.3低溫脅迫下黑莓葉片細(xì)胞保護(hù)酶系統(tǒng)的變化在低溫脅迫下,黑莓赫爾葉片的SOD酶活性呈先升后降的趨勢(圖3),在脅迫2d時(shí)處理與對(duì)照均達(dá)最高值,這可

7、能是幼苗受到低溫脅迫的一種應(yīng)激反映;隨著低溫脅迫時(shí)間的延長,SOD酶活性逐漸下降,說明低溫脅迫明顯抑制SOD酶活性.從圖3還可看出,冷鍛煉幼苗葉片的SOD酶活性較對(duì)照的高,表明冷鍛煉明顯提高了黑莓幼苗葉片的SOD酶活性.在低溫脅迫下,黑莓赫爾幼苗葉片POD酶活性的變化如圖4所示.在兩種低溫脅迫下,POD酶活性均呈先升后降的變化趨勢,在低溫脅迫初期,冷鍛煉者和對(duì)照的葉片POD酶活性均趨于增高,不過增幅不同,對(duì)照的葉片在2d時(shí)已超過了冷鍛煉者,在脅迫初期可能是植物的一種應(yīng)激反映,2d后酶活性下降,表明低溫脅迫對(duì)POD保護(hù)酶產(chǎn)生了傷害.圖4還表明,冷鍛煉者的變化幅度低于對(duì)照,冷鍛煉增強(qiáng)了赫爾葉片的P

8、OD酶的穩(wěn)定性.黑莓葉片CATEj,_,0001234天(d)圖3低溫脅迫下赫爾幼苗葉片SOD酶活性的變化圖4低溫脅迫下赫爾幼苗葉片POD酶活性的變化酶在低溫脅迫下也呈先升后降變化(圖5),經(jīng)過冷鍛煉的黑莓葉片CAT酶活性比對(duì)照的CAT酶活性高,說明冷鍛煉增強(qiáng)了CAT酶的穩(wěn)定性.r-對(duì)照-掙鍛煉01234天(d)圖5低溫脅迫下赫爾幼苗葉片CAT酶活性的變化3小結(jié)與討論在低溫脅迫下,未經(jīng)冷鍛煉的相對(duì)電導(dǎo)率劇烈升高,丙二醛也呈上升趨勢,說明一5低溫對(duì)黑莓葉片細(xì)胞膜造成了較大的傷害,引起脂膜的過氧化作用增強(qiáng).經(jīng)冷鍛煉黑莓葉片的電解質(zhì)滲出率在幼苗受凍前基本穩(wěn)定,受凍后迅速升高;冷鍛煉者丙二醛(MDA)的增加速度較對(duì)照的慢,說明冷鍛煉增強(qiáng)了細(xì)胞膜的穩(wěn)定性,提高了植株的抗寒性.SOD,POD,CAT為植物體內(nèi)的保護(hù)酶,三者協(xié)同作用,才能使自由基維持在較低的水平,防止自由基對(duì)植物的傷害.在一5低溫脅迫下,黑莓葉片的SOD,POD和CAT酶都呈先升后降的趨勢,在低溫脅迫2d內(nèi),三者較開始時(shí)都有明顯的提高,這是植物體對(duì)低溫傷害的一種防御機(jī)制;隨著脅迫時(shí)間延長,3種酶活性都下降,表明低溫脅迫對(duì)3種保護(hù)酶產(chǎn)生傷害,從而加劇了膜脂過氧化作用.經(jīng)冷鍛煉的黑莓葉片的SO