摘 要:以夏季草本花卉九頭獅子草為材料,研究了在高溫脅迫下,POD活性、葉綠素含量、丙二醛含量以及細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性的變化,并探討了高溫傷害的機(jī)理,初步揭示了高溫脅迫下草本花卉受害的致成原因。研究結(jié)果表明,九頭獅子草受高溫脅迫傷害程度比較明顯,為夏季花卉培養(yǎng)配置提供了一定的理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:草本花卉 溫度脅迫 過(guò)氧化物酶 丙二醛含量
中圖分類號(hào):TS202 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-9795(2013)04(c)-0154-01
九頭獅子草為夏秋季開(kāi)花的草本花卉,具有一定的耐高溫特性。但當(dāng)溫度高于40℃時(shí),九頭獅子草的生長(zhǎng)狀況明顯不好,出現(xiàn)萎蔫和枯萎現(xiàn)象。隨著夏季的氣溫的逐年增加,夏季花卉九頭獅子草能否適應(yīng)這一變化,能否順利度過(guò)夏季成了日益關(guān)注的問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)就是九頭獅子草耐高溫性這一問(wèn)題開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)研究。
1 實(shí)驗(yàn)方法
1.1 生理生化指標(biāo)測(cè)定
(1)過(guò)氧化物酶(POD)活性的測(cè)定:采用愈創(chuàng)木酚顯色法[2]。(2)葉綠素含量測(cè)定方法:采用分光光度法[1]。(3)丙二醛(MDA)含量的測(cè)定:采用硫代巴比妥酸(TBA)顯色法[7]。(4)細(xì)胞質(zhì)膜透性的測(cè)定:采用電導(dǎo)率法[3]。
1.2 植物培養(yǎng)條件處理
(1)溫度處理:設(shè)25℃為對(duì)照組,設(shè)30℃、35℃、40℃、45℃4個(gè)溫度脅迫。(2)光照設(shè)置:光照強(qiáng)度均勻一致,為6000~9000lx,晝夜設(shè)置:晝14h/夜10h。(3)濕度設(shè)置:氣候箱內(nèi)濕度為(80±7)%。(4)水分控制:平均1d澆一次水,各個(gè)處理澆水量一定。
1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記載
各組樣品分別處理2d、4d、6d及恢復(fù)3d后各取樣一次,進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定,每個(gè)溫度重復(fù)3次,同時(shí)紀(jì)錄葉片萎蔫情況。
2 結(jié)果與分析
2.1 溫度脅迫對(duì)九頭獅子草過(guò)氧化物酶活性的影響
過(guò)氧化物酶是活性氧清除酶系統(tǒng)的重要保護(hù)酶之一,在遇到逆境或衰老初期,表現(xiàn)為保護(hù)效應(yīng)[3]。POD酶在體內(nèi)的主要作用是清除H2O2,將其分解為O2和H2O,有效的保護(hù)細(xì)胞免受損傷[2]。
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得,對(duì)照組,POD活性曲線先上升后下降,恢復(fù)3d后又有所上升,說(shuō)明長(zhǎng)時(shí)間25℃的培養(yǎng)對(duì)POD活性有增強(qiáng)的作用。30℃、35℃與40℃溫度下,POD活性一直下降,恢復(fù)3d后,才有所回升。此三種溫度脅迫均一定程度的抑制了POD的活性,但并沒(méi)有破壞,當(dāng)移至室溫后,有一定的恢復(fù)能力。45℃溫度脅迫下比較特殊,對(duì)POD活性有很大的增強(qiáng)作用,曲線上升幅度大。恢復(fù)3d后酶活性恢復(fù)到處理前的狀態(tài)。
2.2 溫度脅迫對(duì)九頭獅子草葉綠素含量的影響
葉綠素是葉綠體完成光合作用不可缺少的組分,它起著對(duì)光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化的作用[1]。光合作用是植物物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量代謝的關(guān)鍵,溫度逆境對(duì)其影響很大。因此,葉綠素含量的變化可在一定程度上反映植物受熱傷害的程度,反映植物耐熱性的差異[5]。
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得,35℃最有利于葉綠素的形成與積累,葉綠素含量高于其它各個(gè)溫度脅迫下。25℃與30℃下,30℃比25℃溫度下產(chǎn)生的葉綠素量多,稍高的溫度在一定程度上有利于葉綠素的產(chǎn)生。40℃溫度脅迫下,葉綠素含量先上升后下降,說(shuō)明短期40℃高溫處理利于葉綠素的形成,但隨著時(shí)間的延長(zhǎng),葉綠素的形成造成破壞,曲線下降,移至室溫培養(yǎng)3d后也沒(méi)有了恢復(fù)能力。45℃高溫破壞葉綠素的產(chǎn)生,曲線一直下降,移到室溫后,沒(méi)有了恢復(fù)能力。
2.3 溫度脅迫對(duì)九頭獅子草丙二醛含量的影響
丙二醛本身是一種高活性的脂過(guò)氧化物,丙二醛含量的高低是膜脂過(guò)氧化程度和脂膜破壞程度的重要標(biāo)志。丙二醛(MDA)表示細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度和植物對(duì)逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱,并且同耐熱性密切相關(guān)[6]。
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得,在25℃與30℃溫度脅迫下,葉片中丙二醛含量是隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)先降低后升高,恢復(fù)后又有所下降,先下降是由于保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了活性氧的清除,但由于消氧能力有限,在培養(yǎng)到6d時(shí),消氧能力下降,活性氧仍增加,所以丙二醛含量升高[6]?;謴?fù)3d,保護(hù)系統(tǒng)消氧能力有所恢復(fù),含量又下降。35℃與40℃下,含量曲線先下降,下降趨勢(shì)比25℃與30℃大,說(shuō)明由于高溫的刺激,保護(hù)系統(tǒng)消氧能力較強(qiáng)。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),保護(hù)系統(tǒng)未遭到大的破壞,也沒(méi)有再有所提高,曲線變化平緩,波動(dòng)不大。45℃下,一樣先升高后下降,恢復(fù)3d后,九頭獅子草沒(méi)有恢復(fù)能力,說(shuō)明保護(hù)系統(tǒng)已遭到永久性破壞。
2.4 溫度脅迫對(duì)九頭獅子草細(xì)胞質(zhì)膜透性的影響
植物細(xì)胞膜對(duì)維持細(xì)胞的微環(huán)境和正常的代謝起重要作用。當(dāng)植物受到環(huán)境脅迫時(shí),細(xì)胞膜遭到破壞,膜透性增大,膜內(nèi)電解質(zhì)外滲[4],以致植物細(xì)胞浸提液的電導(dǎo)率增大[5]。膜透性增大的程度與逆境脅迫強(qiáng)度有關(guān)??赏ㄟ^(guò)測(cè)定電導(dǎo)率反映植物受熱傷害程熱度[2],從而反映抗熱性。
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得,各脅迫組的細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性均低于對(duì)照組,說(shuō)明在受到高溫脅迫后,細(xì)胞膜的保護(hù)作用加強(qiáng),細(xì)胞質(zhì)膜透性相對(duì)降低。30℃與35℃下,細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性先下降后有略微回升,說(shuō)明在遭受高溫脅迫后,細(xì)胞膜迅速產(chǎn)生保護(hù)作用,致使細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性降低,當(dāng)適應(yīng)了此溫度脅迫后,又有了一定的恢復(fù)能力。40℃與45℃下,因?yàn)闇囟冗^(guò)高,一開(kāi)始就有些細(xì)胞抵御不了高溫而遭到破壞,膜內(nèi)電解質(zhì)外滲,細(xì)胞質(zhì)膜透性提高。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,通過(guò)生理生化指標(biāo)的測(cè)定與分析,表明溫度脅迫對(duì)九頭獅子草植株的破壞較大。我們也得到九頭獅子草也不適合在高溫下生長(zhǎng)這樣的結(jié)論,所以在園林景觀設(shè)計(jì)上,九頭獅子草時(shí)就要考慮盡量栽植在樹(shù)下、墻根、立交橋下等比較陰涼處。
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