李杰　張亞紅

摘 要：選取徐州地區(qū)廣玉蘭葉片為材料，在人工低溫脅迫條件下，探討其細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性、SOD活性和可溶性糖含量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，研究其抗寒機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，廣玉蘭細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性隨溫度下降而呈“S”型曲線變化，與溫度成負(fù)相關(guān)；不同溫度處理下SOD活性變化呈雙峰曲線，且與溫度呈正相關(guān)；可溶性糖含量呈先升高后下降的變化趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：人工低溫脅迫；廣玉蘭；抗寒性

中圖分類(lèi)號(hào) S181 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2013）07-95-02

廣玉蘭（Magnolia grandiflora）屬木蘭科、木蘭屬，是常綠闊葉樹(shù)種中罕見(jiàn)的優(yōu)美觀賞樹(shù)種。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展及園林綠化的新要求，為豐富北方園林樹(shù)種，改善冬季園林植物景觀，不少城市園林部門(mén)都在嘗試著引進(jìn)此樹(shù)，并取得了一定的成果。但廣玉蘭冬天凍害現(xiàn)象比較嚴(yán)重，所以對(duì)該樹(shù)種進(jìn)行抗寒性研究。

1 材料與方法

1.1 材料 2011年10月至2012年3月，在江蘇師范大學(xué)（N34°15'48.37"、E117°11'16.35"）校園內(nèi)隨機(jī)選擇自然條件下長(zhǎng)勢(shì)較均一、生長(zhǎng)良好、無(wú)病蟲(chóng)害的成年廣玉蘭。

1.2 方法 細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性采用電導(dǎo)法測(cè)定[1]；SOD活性測(cè)定采用NBT比色法[2]；可溶性糖（SS）含量采用蒽酮比色法測(cè)定[3]。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析 采用Excel 2003統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)和應(yīng)用SPSS11.5進(jìn)行多重比較與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同低溫處理下質(zhì)膜相對(duì)透性的變化 廣玉蘭細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性隨溫度下降而呈“S”型曲線變化，與溫度成負(fù)相關(guān)（表1）；多重比較分析表明，該樹(shù)種質(zhì)膜相對(duì)透性隨溫度下降極顯著上升（p<0.01）。由圖1可知，廣玉蘭在10和11月細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性在對(duì)照和-5℃處理之間迅速上升，與對(duì)照相比差異明顯。12月、1月、2月和3月低溫處理前期（ck至-10℃）上升緩慢，達(dá)到一定溫度（-15℃）出現(xiàn)躍升，之后變化又趨于緩慢上升。

通過(guò)比較圖1發(fā)現(xiàn)，廣玉蘭在抗寒鍛煉初期的10月和11月與抗寒鍛煉后的3月從對(duì)照到-10℃細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性驟增，并且-10℃細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性都超過(guò)50%，在接下來(lái)的降溫處理中，該樹(shù)種的質(zhì)膜相對(duì)透性不斷增大，最后該樹(shù)種的滲透率都在70%以上，表明該樹(shù)種的細(xì)胞膜已受到了嚴(yán)重的損傷，同時(shí)也可以看出膜的破壞是一個(gè)不可逆的過(guò)程。廣玉蘭經(jīng)歷抗寒鍛煉的12月和1月與抗寒鍛煉末期的2月卻在-10～-15℃細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性驟增，在接下來(lái)的降溫處理中，變化幅度小，耐低溫能力強(qiáng)。

2.2 不同低溫處理下SOD活性的變化 多重比較分析表明，廣玉蘭在不同溫度處理下SOD活性變化呈雙峰曲線，變化極顯著（P<0.01）。SOD活性與溫度呈正相關(guān)（表2），除了1月相關(guān)性較低，其他月份相關(guān)性均較高。由圖2可知，10月、12月和3月廣玉蘭SOD活性在對(duì)照到-5℃和-15～20℃，呈上升顯著性趨勢(shì)（P<0.05）；在-5～-15℃和-20～-25℃顯著性下降（P<0.01）。11月和2月SOD活性在對(duì)照到-10℃，呈極顯著性上升趨勢(shì)（P<0.01）；-10～15℃，極顯著下降（P<0.01）。1月在對(duì)照到-15℃呈上升極顯著性趨勢(shì)（P<0.01）；-15～-25℃，極顯著下降（P<0.01）。各個(gè)月SOD活性相對(duì)增大幅度的順序?yàn)椋?1月>12月>2月>1月>3月>10月。

2.3 不同低溫處理下可溶性糖含量的變化 由圖3可知，廣玉蘭可溶性糖含量隨溫度下降而變化顯著（p<0.01），該樹(shù)種可溶性糖含量呈先升高后下降的變化趨勢(shì)。由圖3可知，廣玉蘭10、11月和1月的可溶性糖含量從對(duì)照到-5℃呈上升趨勢(shì)，10月在-5～-10℃顯著性上升（P<0.01），之后隨溫度下降顯著性降低（P<0.05）；11月在-5～-10℃急劇下降（P<0.01），之后隨溫度下降而顯著性上升（P<0.05），最大值出現(xiàn)在-20℃，-20～-25℃又顯著性降低（P<0.01）；1月中-5～-15℃顯著性上升（P<0.01），之后下降不明顯（P>0.05）；12月、2月和3月均從0～-15℃顯著性上升（P<0.01），-15～-25℃緩慢下降。6個(gè)月中可溶性糖含量相對(duì)增大幅度的順序是：10月>11月>1月>3月>2月>12月。

相關(guān)分析表明，廣玉蘭多數(shù)月份可溶性糖含量與溫度成負(fù)相關(guān)（表3），與溫度相關(guān)性最好是在12月份。

3 結(jié)論與討論

綜上所述，抗寒性較弱期（10月份），該樹(shù)種還處于生長(zhǎng)較為旺盛的時(shí)期，對(duì)低溫的抗性較弱。所以，隨人工低溫處理溫度的降低，SOD活性和可溶性糖含量下降或者最初的低溫（對(duì)照至0℃或?qū)φ罩?5℃之間）稍微上升后下降；細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性在此溫度期間顯著性上升，之后變化平緩?？购栽鰪?qiáng)期（11月份），該樹(shù)種處于調(diào)整樹(shù)體內(nèi)生理過(guò)程，SOD活性和可溶性糖含量迅速升高，這時(shí)期人工低溫處理下隨溫度的降低，SOD活性和可溶性糖含量在對(duì)照至-5℃或者對(duì)照至-10℃先呈上升趨勢(shì)，之后下降最后變化趨于平緩；細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性在對(duì)照至-5℃變化緩慢或稍微上升，-5～-10℃顯著性上升，之后基本維持不變?？购宰顝?qiáng)期（12～1月份），此時(shí)該樹(shù)種的抗寒性都達(dá)到了1a中最強(qiáng)的時(shí)期，體內(nèi)低溫保護(hù)物質(zhì)也達(dá)到最佳狀態(tài)，這時(shí)期人工低溫處理下隨溫度的降低，SOD活性和可溶性糖含量在對(duì)照至-10℃或者對(duì)照至-15℃之間先呈上升趨勢(shì)，之后下降最后變化趨于平緩；細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性在對(duì)照至-10℃變化緩慢，在-10～-15℃顯著性上升（P<0.01）?？购詼p弱期（2～3月份），該樹(shù)種開(kāi)始調(diào)整生理代謝，進(jìn)入“脫鍛煉”和開(kāi)始生長(zhǎng)過(guò)程，該樹(shù)種對(duì)瞬間低溫抗性最差，這時(shí)期隨人工低溫處理溫度的降低，SOD活性和可溶性糖含量在對(duì)照至-5℃或者對(duì)照至-10℃先呈上升趨勢(shì)，之后下降最后變化趨于平緩。

許多研究[4-6]認(rèn)為，植物在低溫脅迫期間的酶活性均增加。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，受到低溫脅迫后，廣玉蘭葉片中的SOD活性均增加，在低溫即將來(lái)臨的11月份，SOD活性出現(xiàn)最大值的溫度是-15℃，說(shuō)明廣玉蘭低溫刺激敏感。11月份的降溫啟動(dòng)了樹(shù)木體內(nèi)的低溫適應(yīng)機(jī)制，所以能夠在最低溫到來(lái)之前將SOD活性調(diào)整到最高。廣玉蘭葉片中可溶性糖含量隨溫度降低而增加，從而使其有一定的抗性和保護(hù)細(xì)胞的功能，這與之前的研究結(jié)果[7-8]一致。

參考文獻(xiàn)

[1]徐燕，薛立，屈明.植物抗寒性的生理生態(tài)學(xué)機(jī)制研究進(jìn)展[J].林業(yè)科學(xué)，2007，43（4）：88-94.

[2]沈漫，王明庥.植物抗冷生理研究進(jìn)展[J].植物學(xué)通報(bào)，1997，14：1-8.

[3]李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000（7）：167-169.

[4]Schoner S，Krause G H.Protective systems against active oxygen species in spinach：Response to cold acclimation in exeess light[J].Planta，1990（8）：353-359.

[5]張澤煌，黃碧琦.低溫脅迫對(duì)茄子的傷害及茄子的抗寒機(jī)理[J].福建農(nóng)業(yè)報(bào)，2000，15（l）：40-42.

[6]彭呂操，孫中海.低溫鍛煉期間柑桔原生質(zhì)體SOD和CAT酶活性的變化[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，19（4）：384-387.

[7]姜衛(wèi)兵，王業(yè)遴，馬凱.滲透保護(hù)物質(zhì)在無(wú)花果抗寒性發(fā)育中的作用[J].園藝報(bào)，1992，19（4）：371-372.

[8]王淑杰，王家民，李亞?wèn)|，等.可溶性全蛋白、可溶性糖含量與葡萄抗寒性關(guān)系的研究[J].北方園藝，1996，107（2）：13-14.

（責(zé)編：徐世紅）