摘要:以山杏為試驗材料,研究高溫脅迫對山杏幼苗葉片相對含水量(RWC)、POD活性變化的影響。結果表明:葉片相對含水量在高溫脅迫條件下都出現(xiàn)了不同程度的下降,其中試驗組(40 ℃)葉片含水量下降最為明顯;葉片POD酶活性在整個周期出現(xiàn)了先升后降的趨勢,試驗組(35 ℃)的葉片POD活性最適宜植物生長。
關鍵詞:高溫脅迫;葉片相對含水量;POD
中圖分類號:S662.2文獻標識碼:ADOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.04.021
High Temperature Stress on RWC and POD of Siberian Apricot
MENG Cong-rui1, GONG Xue-sen2, ZHANG Yu-lian3
(1.Shanxi Agricultral University, Taigu, Shanxi 030801, China; 2.Tianjin Xiging Enviroment Protection Monitoring Station, Tianjin 300380, China; 3. Baodi Forestry Bureau of Tianjin, Tianjin 301800, China )
Abstract: Taking siberian apricot as the experimental material, through the simulation experiment of high temperature stress on siberian apricot of leaf relative water content ( RWC ), the change regularity of POD activity. Results showed that the relative water content of the leaves under high temperature stress decreased in different degree, the experimental group ( 40 ℃) leaf water content decreased the most obvious; POD enzyme activity in leaves appeared at first and then decreased in the whole cycle, the experimental group ( 35 ℃) leaves POD activity was the most suitable for plant growth.
Key words: high temperature stress; RWC; POD
植物的生長發(fā)育需要一定的溫度條件,溫度是影響植物生理過程的關鍵生態(tài)因子之一,同時也是制約植物產量和品質的主要環(huán)境因子之一。近些年來,由于人類頻繁活動,生態(tài)環(huán)境破壞,造成溫室氣體排放量顯著增加,“溫室效應”造成的影響日趨顯著,極端氣候增多,全球溫度不斷升高。當環(huán)境溫度超出了植物的適應范圍,就對植物形成脅迫。其中高溫脅迫在植物生長發(fā)育過程中的影響較大,容易引起植物細胞失水,影響整個植株結構形態(tài)等,或者影響植物活性,影響植物物質能量循環(huán)過程,最終導致植株萎焉甚至死亡。這些都與高溫影響植物正常生理代謝有關。筆者通過對高溫脅迫下山杏幼苗生理化反應的研究,旨在實際生產中,根據植株情況采取措施,避免或者減輕高溫對植物的傷害。
1材料和方法
1.1材 料
材料選擇長勢相同的一年生山杏幼苗,在恒溫情況下培育一個月后,分為4組,分別為一組、二組、三組和對照組(CK)。將4個組分別在不同溫度下持續(xù)脅迫72 h,一組(30 ℃),二組(35 ℃),三組(40 ℃),對照組(25 ℃)。
1.2方 法
1.2.1葉片相對含水量的測定參考張志良的方法測定光合效率、氣孔導度和蒸騰速率三項指標用光合儀直接測定。
取10個干凈的試管,分成A組和B組,分別都貼上0.05,0.1,0.15,0.2,0.3 mol·L-1 5個不同濃度標簽。這兩組試管中分別移取對應濃度的CaCl2溶液4 mL;取待測幼苗葉子數(shù)片,用打孔器在其上均勻打孔,混勻,將其分別裝入A組試管(每支試管裝10片),搖勻,滴入一滴相同濃度的甲烯藍溶液,再搖勻;用干凈的毛細移液管,吸取1~2滴藍色溶液,插入裝有相同濃度的B組試管中部,輕輕地擠出一滴藍色溶液,觀察藍色液滴流動方向。
計算植物組織水勢公式為:Ψ=-iRTC。
1.2.2POD酶活性的測定POD活性測定采用wu等的方法,在3 mL 50 mmol·L-1 PBs(pH值為7.0,含有20 mmol·L-1愈創(chuàng)木酚)中加入100 μL粗酶液,用10 μL 9.6 mol·L-1的H2O2溶液啟動反應,在470 nm處以10 s為時間間隔作3 min的掃描,測定其吸光度值OD470,以每分鐘OD470值變化0.01為1個酶活力單位,用U·g-1·min-1表示。以每克鮮質量材料每分鐘吸光度變化值表示酶活性大小(其計算公式同PPO)??瞻讓φ詹患親2O2。
計算POD活性:
POD活性(U·g-1·min)=△A×V×n/W×Vt×t
式中,△A : 3 min內吸光值的變化量;V:酶提取液總體積(mL);Vt:測定時所用的酶液體積(mL);W:樣品的鮮質量(g);t:反應時間(t);n:稀釋倍數(shù)(若酶活性過高,需要稀釋酶液)。
2結果與分析
2.1 高溫脅迫對山杏葉片含水量的影響
水分是植物生存的先決條件,葉片含水量反映了植物體賴以生存的水分狀況。由圖1可知,對葉片進行不同程度的模擬高溫脅迫處理,在72 h中,葉片的相對含水量變化呈現(xiàn)出不同的規(guī)律。對照組葉片相對含水量變化不明顯,基本維持穩(wěn)定,整個過程中變化波動較小。葉片相對含水量均值78.9%。3組處理組葉片都呈現(xiàn)不同程度下降趨勢,且脅迫溫度越高,葉片內含水量變化幅度越大。脅迫溫度為30 ℃,葉片含水量變化最小,72 h后葉片失水18.7%;脅迫溫度為35 ℃,變化幅度適中,72 h后葉片失水30.6%;脅迫溫度為40 ℃,變化幅度最大,72 h后葉片失水37.9%。由以上數(shù)據可見,脅迫溫度越高,細胞失水越明顯。
2.2高溫脅迫對山杏葉片中過氧化物酶(POD)活性的影響
保護酶POD在植物體內的濃度和活性高低決定植物抗寒性強弱。適度的溫度脅迫,會提高植物體內保護酶的含量和活性,能夠很好地保持植物體內自由基增加和消減平衡,防止植物細胞膜膜脂過氧化自由基大量積累,從而影響植物生理活動。山杏葉片中的POD活性隨著溫度的升高而呈先升后降的變化,特別是40 ℃的高溫脅迫下,變化最明顯,山杏葉片內的POD活性隨著脅迫時間的延長而呈現(xiàn)增大趨勢,處理48 h后POD活性達到最大值,比40 ℃脅迫初期增加了25. 9%,處理72 h后其POD活性有所下降。處理組35 ℃脅迫下的二組POD活性表現(xiàn)最為合適(圖2)。
3討 論
自由水含量多說明植物抗性大,代謝快,少則反之。含水量大小可以說明生命活動是否旺盛。葉片相對含水量是反映植物水分狀況的重要指標,相對較高的葉片含水量可以有效地保持葉綠體結構和PSⅡ功能,使植物進行有效光合作用。山杏葉片相對含水量隨著高溫脅迫的加強而失水嚴重,高溫脅迫在35 ℃以上持續(xù)脅迫48 h將會影響幼苗正常生長發(fā)育。
適宜的范圍內,溫度越高,越能提高植物體內POD酶活性,可以積極參與植物體內自由基的平衡,使得植株正常健康運轉。處理組35 ℃脅迫下的POD酶活性表現(xiàn)最為合適。高溫40 ℃處理72 h后其POD活性先增強有所下降,活性保持穩(wěn)定差。
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