李 欣, 江 君, 徐 君, 李靜會, 姜紅衛(wèi)

(蘇州市農業(yè)科學院, 江蘇 蘇州 215155)

經低溫鍛煉后荷花不同品種對低溫脅迫的生理響應差異分析

李 欣, 江 君, 徐 君, 李靜會, 姜紅衛(wèi)①

(蘇州市農業(yè)科學院, 江蘇 蘇州 215155)

以荷花(NelumbonuciferaGaertn.)品種‘太湖紅蓮’(‘Taihu Honglian’)和‘荷塘情深’(‘Hetang Qingshen’)為實驗材料，以MDA含量、相對電導率、脯氨酸含量、可溶性糖含量、SOD活性和POD活性為指標，對經過5 ℃低溫鍛煉10 h后2個品種地下莖對0 ℃低溫脅迫(0、2、4、6、8和10 h)的生理響應差異進行了分析，并比較了低溫鍛煉對2個荷花品種抗寒性的影響。結果表明：在低溫脅迫條件下，隨低溫脅迫時間的延長(0～10 h)，經低溫鍛煉的荷花品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖的MDA含量和相對電導率總體上呈逐漸升高的變化趨勢，可溶性糖含量均呈“升—降—升”的變化趨勢，SOD活性基本呈“升—降—升—降”的變化趨勢，而POD活性則呈先上升后微幅波動的變化趨勢；二者的脯氨酸含量變化趨勢有一定差異，其中，前者的脯氨酸含量逐漸上升，而后者的脯氨酸含量則先升后降。經低溫鍛煉后，在低溫脅迫條件下2個荷花品種的6項生理指標均與對照組(未進行低溫鍛煉)有一定差異；其中，品種‘太湖紅蓮’地下莖的MDA含量和相對電導率在低溫脅迫的4～10 h均顯著低于對照組，品種‘荷塘情深’地下莖的相對電導率在低溫脅迫的2～8 h顯著低于對照組，但其MDA含量則與對照組無顯著差異；2個品種地下莖的脯氨酸含量和可溶性糖含量總體上顯著高于對照組，而二者的SOD活性和POD活性也總體上高于對照組。綜合分析結果顯示：低溫鍛煉有助于減輕低溫脅迫對荷花地下莖膜系統(tǒng)的傷害、增加細胞內滲透調節(jié)物質的含量、提高抗氧化酶活性，在一定程度上提高了荷花的抗寒性；經低溫鍛煉后品種‘太湖紅蓮’抗寒性的增幅大于品種‘荷塘情深’。

荷花; 低溫鍛煉; 抗寒性; 膜系統(tǒng); 滲透調節(jié)物質; 抗氧化酶活性

荷花(NelumbonuciferaGaertn.)又名蓮、水芙蓉，為多年生草本水生花卉，其葉片碧綠挺拔、花型花色多變且花香四溢，盛開于炎熱的夏季，是中國十大名花中惟一的水生花卉；該種在水生植物群落中處于光照競爭優(yōu)勢地位，可廣泛栽植于濕地中。荷花耐高溫但不耐低溫，生長發(fā)育的適宜溫度為22 ℃～32 ℃，其地下莖對短時間0 ℃環(huán)境有一定耐性，但寒冷氣候條件可對荷花造成傷害，在很大程度上限制了其推廣種植及抗寒品種的選育[1]。近年來，國內外學者對荷花的研究多集中于重金屬脅迫和基因表達[2-4]等方面，對荷花耐寒性的研究報道較少；而研究低溫脅迫條件下荷花的生理特性變化，對提高荷花的抗寒性及其耐寒品種的選育和推廣種植具有重要的意義。

低溫鍛煉有助于提高植物的抗寒性，是作物耐寒性改良的有效措施之一[5-7]。作者以蘇州地區(qū)濕地群落中常見的荷花品種‘太湖紅蓮’(‘Taihu Honglian’)和‘荷塘情深’(‘Hetang Qingshen’)為實驗材料，研究經低溫鍛煉后2個品種在低溫脅迫條件下的生理響應，并探討低溫鍛煉對其抗寒性提升的機制，以期為通過低溫鍛煉提高荷花的抗寒性以及在生產實踐中采取相應措施減輕低溫對荷花的寒害提供依據。

1 材料和方法

1.1 材料

供試的大株型粉色單瓣荷花品種‘太湖紅蓮’和大株型粉色重瓣荷花品種‘荷塘情深’均種植于蘇州市農業(yè)科學院水生植物基地，于2013年10月選取生長健壯一致、無病蟲害、頂芽完整的地下莖，種植于直徑30 cm、高30 cm的不透水陶土盆中，每盆種植2支地下莖；每盆加入2/3陶土盆容量的培養(yǎng)基質，培養(yǎng)基質為田園土和水(體積比1∶1)。

1.2 方法

1.2.1 低溫鍛煉和低溫脅迫方法 將供試的2個品種的地下莖分為2組：一組置于MLR-351H植物培養(yǎng)箱(日本三洋)中，以2 ℃·h-1的降溫速率將處理溫度逐漸降至5 ℃并保持10 h，對地下莖進行低溫鍛煉，為低溫鍛煉組；另一組置于常溫(25 ℃)條件下處理同樣的時間，為對照組(CK)。然后將低溫鍛煉組和對照組的地下莖放置于植物培養(yǎng)箱中，分別于0 ℃低溫脅迫處理0、2、4、6、8和10 h。每處理3次重復，每重復5支地下莖。分別于低溫脅迫處理的各時間段取各處理組的帶頂芽地下莖，迅速用去離子水沖洗干凈后吸干表面水分，避開頂芽和芽眼取樣，切片混勻，用于生理指標的測定。

1.2.2 生理指標測定方法 采用硫代巴比妥酸法[8]260-261測定MDA含量；采用電導法[8]261-263測定相對電導率；采用磺基水楊酸法[8]258-260測定脯氨酸含量；采用蒽酮乙酸乙酯法[8]195-197測定可溶性糖含量；采用氮藍四唑顯色法[8]167-169測定SOD活性；采用愈創(chuàng)木酚比色法[8]164-165測定POD活性。各指標測定均重復3次。

1.3 數(shù)據分析

采用EXCEL 2003軟件對實驗數(shù)據進行預處理，并采用IBM SPSS Statistics 21.0分析軟件進行實驗數(shù)據的分析。

2 結果和分析

2.1 經低溫鍛煉后在低溫脅迫條件下荷花地下莖MDA含量及相對電導率的變化

經過5 ℃低溫鍛煉10 h后，在低溫脅迫條件下荷花品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖的MDA含量和相對電導率的變化分別見表1和表2。

2.1.1 MDA含量的變化 由表1可見：隨低溫脅迫時間的延長(0～10 h)，低溫鍛煉組和對照組中2個荷花品種地下莖的MDA含量總體上呈逐漸升高的趨勢。經低溫鍛煉后，在連續(xù)低溫脅迫條件下同一荷花品種地下莖的MDA含量均無顯著差異(P>0.05)；而未經低溫鍛煉(對照組)的2個荷花品種地下莖的MDA含量在低溫脅迫初期(2 h)顯著(P<0.05)高于低溫脅迫前(0 h)。經低溫鍛煉后，品種‘太湖紅蓮’地下莖的MDA含量在低溫脅迫的4～10 h均顯著低于對照組，而品種‘荷塘情深’地下莖的MDA含量與同期對照組無顯著差異。在低溫脅迫的2～10 h，低溫鍛煉組和對照組中品種‘太湖紅蓮’地下莖的MDA含量均低于相應處理組的品種‘荷塘情深’。

2.1.2 相對電導率的變化 由表2可見：隨低溫脅迫時間的延長(0～10 h)，低溫鍛煉組和對照組中2個品種地下莖的相對電導率總體上均呈逐漸升高的趨勢，且在不同處理時間相對電導率差異顯著；低溫脅迫2～10 h，低溫鍛煉組2個荷花品種地下莖的相對電導率總體上顯著低于其對照組；此外，雖然經過相同的低溫鍛煉過程，但品種‘太湖紅蓮’地下莖的相對電導率均顯著低于品種‘荷塘情深’。

2.2 經低溫鍛煉后在低溫脅迫條件下荷花地下莖脯氨酸含量和可溶性糖含量的變化

經過5 ℃低溫鍛煉10 h后，在低溫脅迫條件下荷花品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖中脯氨酸含量和可溶性糖含量的變化分別見表3和表4。

品種和處理2)Cultivarandtreatment2)不同脅迫時間地下莖的MDA含量/nmol·g-1 MDAcontentinrhizomeatdifferentstresstimes0h2h4h6h8h10hTH-CK4.74±0.24cB5.92±0.37bA7.04±0.23abA7.35±0.20aA7.57±0.56aA7.81±0.29aATH-T5.84±0.32bA5.97±0.31bA5.56±0.50bB6.21±0.23abB6.45±0.77abB6.92±0.33aBHQ-CK4.56±0.21dB6.38±0.88cA7.16±0.97bcA7.61±0.26abA8.25±0.28abA8.54±0.64aAHQ-T5.57±0.07dA6.00±0.46cdA6.33±0.28bcdAB6.81±1.11abcAB7.40±0.43abAB7.86±0.47aA

1)表中數(shù)值為3次重復的平均值Datums in this table are the average of three replications. 同行中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different small letters in the same row indicate the significant difference (P<0.05)； 同列中不同的大寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different capitals in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)TH: 品種‘太湖紅蓮’ Cultivar ‘Taihu Honglian’; HQ: 品種‘荷塘情深’ Cultivar ‘Hetang Qingshen’; CK: 對照，未進行低溫鍛煉The control, without cold acclimation; T: 于5 ℃低溫鍛煉10 h Cold acclimation at 5 ℃ for 10 h.

品種和處理2)Cultivarandtreatment2)不同脅迫時間地下莖的相對電導率/% Relativeelectricalconductivityofrhizomeatdifferentstresstimes0h2h4h6h8h10hTH-CK18.36±1.05fB24.62±0.70eB29.56±0.50dB36.03±0.99cA40.23±1.08bAB42.88±0.72aATH-T18.44±0.50eB20.14±1.09dC19.55±0.26dD28.77±0.58cC31.53±0.48bC35.97±0.98aBHQ-CK20.84±0.55fA26.87±0.49eA31.33±0.81dA38.28±1.69cA40.75±1.65bA44.75±1.23aAHQ-T22.37±1.20eA23.58±1.51eB28.39±0.50dC32.01±1.15cB38.24±0.90bB43.04±1.64aA

1)表中數(shù)值為3次重復的平均值Datums in this table are the average of three replications. 同行中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different small letters in the same row indicate the significant difference (P<0.05)； 同列中不同的大寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different capitals in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)TH: 品種‘太湖紅蓮’ Cultivar ‘Taihu Honglian’; HQ: 品種‘荷塘情深’ Cultivar ‘Hetang Qingshen’; CK: 對照，未進行低溫鍛煉The control, without cold acclimation; T: 于5 ℃低溫鍛煉10 h Cold acclimation at 5 ℃ for 10 h.

品種和處理2)Cultivarandtreatment2)不同脅迫時間地下莖的脯氨酸含量/μg·g-1 Prolinecontentinrhizomeatdifferentstresstimes0h2h4h6h8h10hTH-CK34.60±1.92cC52.11±0.93bC57.76±1.64aC57.11±0.77aC51.64±1.80bC33.39±1.56cDTH-T56.67±3.14eA63.34±1.15dA67.56±1.24cA73.10±0.96bA75.93±0.71aA77.17±0.31aAHQ-CK26.87±1.02eD40.91±1.61cD56.54±2.52aC57.52±1.11aC51.92±0.32bC36.23±0.13dCHQ-T46.73±1.74cB59.10±2.58bB63.21±0.06aB66.38±2.27aB57.64±0.94bB40.96±1.14dB

1)表中數(shù)值為3次重復的平均值Datums in this table are the average of three replications. 同行中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different small letters in the same row indicate the significant difference (P<0.05)； 同列中不同的大寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different capitals in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)TH: 品種‘太湖紅蓮’ Cultivar ‘Taihu Honglian’; HQ: 品種‘荷塘情深’ Cultivar ‘Hetang Qingshen’; CK: 對照，未進行低溫鍛煉The control, without cold acclimation; T: 于5 ℃低溫鍛煉10 h Cold acclimation at 5 ℃ for 10 h.

品種和處理2)Cultivarandtreatment2)不同脅迫時間地下莖的可溶性糖含量/mg·g-1 Solublesugarcontentinrhizomeatdifferentstresstimes0h2h4h6h8h10hTH-CK9.37±1.04dB11.76±0.24cD15.89±0.20aD14.11±0.96bB13.66±1.17bB13.62±0.36aCTH-T12.77±0.60dA15.85±0.43cA19.22±0.38bA16.83±0.55cA20.19±0.24aA20.77±0.36aAHQ-CK10.10±0.64dB13.06±0.31cC17.06±0.68aC15.88±0.18bA13.70±1.06cB10.88±0.59dDHQ-T11.59±0.43dA14.45±0.14cB18.55±0.18aB16.33±0.39bA18.68±1.20aA18.84±0.26aB

1)表中數(shù)值為3次重復的平均值Datums in this table are the average of three replications. 同行中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different small letters in the same row indicate the significant difference (P<0.05)； 同列中不同的大寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different capitals in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)TH: 品種‘太湖紅蓮’ Cultivar ‘Taihu Honglian’; HQ: 品種‘荷塘情深’ Cultivar ‘Hetang Qingshen’; CK: 對照，未進行低溫鍛煉The control, without cold acclimation; T: 于5 ℃低溫鍛煉10 h Cold acclimation at 5 ℃ for 10 h.

2.2.1 脯氨酸含量的變化 由表3可見：隨低溫脅迫時間的延長(0～10 h)，經低溫鍛煉的品種‘太湖紅蓮’地下莖的脯氨酸含量呈逐漸升高的變化趨勢，而對照組的脯氨酸含量則呈先升高后降低的變化趨勢，并在脅迫處理4 h時達到最高值；低溫鍛煉組和對照組中品種‘荷塘情深’地下莖的脯氨酸含量均隨低溫脅迫時間的延長(0～10 h)呈先升高后降低的變化趨勢，且均在脅迫處理6 h達到最高值，但二者的變幅有一定差異。

低溫脅迫0～10 h，經低溫鍛煉的2個品種地下莖的脯氨酸含量均顯著高于對照；其中，在低溫脅迫10 h時，品種‘太湖紅蓮’地下莖的脯氨酸含量與對照差異最大(為對照的2.31倍)，而品種‘荷塘情深’地下莖的脯氨酸含量僅為對照的1.13倍。在對照組中，低溫脅迫0～4 h時品種‘太湖紅蓮’地下莖的脯氨酸含量高于品種‘荷塘情深’，低溫脅迫6～10 h時前者地下莖的脯氨酸含量則低于后者；而經過低溫鍛煉后，在低溫脅迫的各時間段品種‘太湖紅蓮’地下莖的脯氨酸含量均顯著高于品種‘荷塘情深’。

2.2.2 可溶性糖含量的變化 由表4可見：隨著低溫脅迫時間的延長(0～10 h)，經低溫鍛煉的2個荷花品種地下莖的可溶性糖含量均呈“升—降—升”的變化趨勢；而對照組2個品種地下莖的可溶性糖含量則呈先升高后降低的變化趨勢，且均在低溫脅迫4 h時達到最高值。低溫脅迫0～10 h，經低溫鍛煉后2個荷花品種地下莖的可溶性糖含量在低溫脅迫過程中總體上顯著高于對照。對照組中，低溫脅迫0～8 h時品種‘太湖紅蓮’地下莖的可溶性糖含量均低于品種‘荷塘情深’，僅在低溫脅迫10 h時前者的可溶性糖含量高于后者；而經過低溫鍛煉后，在低溫脅迫的不同時間段品種‘太湖紅蓮’地下莖的可溶性糖含量均高于品種‘荷塘情深’。

2.3 經低溫鍛煉后在低溫脅迫條件下荷花地下莖SOD活性和POD活性的變化

經過5 ℃低溫鍛煉10 h后，在低溫脅迫條件下荷花品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖中SOD活性和POD活性的變化分別見表5和表6。

2.3.1 SOD活性的變化 由表5可見：隨低溫脅迫時間的延長(0～10 h)，低溫鍛煉組和對照組2個荷花品種地下莖的SOD活性變化趨勢基本一致，均呈“升—降—升—降”的波動趨勢，且均在低溫脅迫4 h時SOD活性最高。低溫脅迫0～10 h，經低溫鍛煉的品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖的SOD活性均高于對照組，但前者與其對照的SOD活性總體上無顯著差異，而后者與其對照的SOD活性在低溫脅迫中期(2～8 h)均差異顯著。此外，在低溫鍛煉組和對照組中，品種‘太湖紅蓮’地下莖的SOD活性均高于相應處理組的品種‘荷塘情深’。

2.3.2 對POD活性的變化 由表6可見：隨著低溫脅迫時間的延長(0～10 h)，經低溫鍛煉后2個荷花品種地下莖的POD活性均呈先上升后微幅波動的變化趨勢，而對照組二者的POD活性則呈先上升后下降的變化趨勢。低溫脅迫0～10 h，經低溫鍛煉的2個荷花品種地下莖的POD活性總體上高于對照組；此外，在低溫鍛煉組和對照組中，品種‘太湖紅蓮’地下莖的POD活性均高于相應處理組的品種‘荷塘情深’，且在低溫脅迫的中后期(6～10 h)，二者的POD活性均差異顯著。

品種和處理2)Cultivarandtreatment2)不同脅迫時間地下莖的SOD活性/U·g-1 SODactivityinrhizomeatdifferentstresstimes0h2h4h6h8h10hTH-CK311.03±9.93cdAB346.09±14.52abAB356.43±17.26aA319.48±8.09cdB332.33±3.94bcAB298.16±8.24dATH-T318.36±13.09cA369.98±20.81abA382.80±14.99aA352.94±2.55bA355.44±18.09bA305.99±14.72cAHQ-CK278.79±20.67bcC294.45±33.97abC316.20±12.75aB251.08±7.30cD302.15±20.77abB291.41±2.55abAHQ-T288.23±7.35bBC342.57±25.35aB362.57±2.47aA293.90±4.62bC346.91±10.83aA305.93±25.56bA

1)表中數(shù)值為3次重復的平均值Datums in this table are the average of three replications. 同行中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different small letters in the same row indicate the significant difference (P<0.05)； 同列中不同的大寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different capitals in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)TH: 品種‘太湖紅蓮’ Cultivar ‘Taihu Honglian’; HQ: 品種‘荷塘情深’ Cultivar ‘Hetang Qingshen’; CK: 對照，未進行低溫鍛煉The control, without cold acclimation; T: 于5 ℃低溫鍛煉10 h Cold acclimation at 5 ℃ for 10 h.

品種和處理2)Cultivarandtreatment2)不同脅迫時間地下莖的POD活性/U·g-1·min-1 PODactivityinrhizomeatdifferentstresstimes0h2h4h6h8h10hTH-CK37.27±0.88cB45.22±1.74bA52.76±1.71aAB43.75±1.45bC43.68±1.35bC43.57±1.49bCTH-T39.87±1.95dA44.88±0.92cA57.02±1.35bA61.60±3.27aA61.78±0.95aA60.75±0.52aAHQ-CK34.66±0.44cC40.58±1.09bB46.88±0.92aB38.44±2.73bD38.12±1.98bD38.45±1.09bDHQ-T36.21±0.98cBC44.93±1.37bA49.62±8.78bAB56.39±1.13aB56.63±0.48aB56.31±3.17aB

1)表中數(shù)值為3次重復的平均值Datums in this table are the average of three replications. 同行中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different small letters in the same row indicate the significant difference (P<0.05)； 同列中不同的大寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different capitals in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)TH: 品種‘太湖紅蓮’ Cultivar ‘Taihu Honglian’; HQ: 品種‘荷塘情深’ Cultivar ‘Hetang Qingshen’; CK: 對照，未進行低溫鍛煉The control, without cold acclimation; T: 于5 ℃低溫鍛煉10 h Cold acclimation at 5 ℃ for 10 h.

3 討論和結論

植物的細胞膜系統(tǒng)是植物感受低溫的重要部位，膜系統(tǒng)受到的傷害通常采用MDA含量和相對電導率進行評估[9-10]。低溫脅迫可使荷花地下莖的膜脂過氧化作用加劇，激發(fā)滲透調節(jié)物質的積累和抗氧化酶活性的變化，從而使荷花對低溫脅迫產生一系列的生理響應。隨低溫脅迫時間的延長(0～10 h)，荷花品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖的MDA含量和相對電導率總體上呈逐漸升高的趨勢，說明低溫脅迫對其細胞膜造成傷害，破壞了細胞膜的正常生理功能；而經過低溫鍛煉后，在低溫脅迫2～10 h的條件下，2個荷花品種地下莖的MDA含量和相對電導率總體上低于各自未經低溫鍛煉(對照)的地下莖，說明低溫鍛煉能在一定程度上減輕荷花受冷害的程度，削弱了膜脂過氧化作用，有利于荷花抵御低溫能力的提高。

脯氨酸和可溶性糖廣泛存在于高等植物細胞的細胞質中，是典型的滲透調節(jié)物質，在植物遭受低溫脅迫時大量積累，并通過調節(jié)細胞滲透壓平衡，達到提高細胞膜的穩(wěn)定性、防止細胞脫水及蛋白質變性的目的[11-12]，最終抵抗低溫對細胞的傷害。在可忍受的低溫脅迫條件下，植物細胞內滲透調節(jié)物質的含量與其抗寒性呈正相關[13]；而脯氨酸含量的增加除了具有維持細胞滲透勢平衡的作用，還具有增加蛋白質可溶性的功能[14]。本研究中，經過低溫鍛煉后荷花品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖的脯氨酸含量和可溶性糖含量在低溫脅迫0～10 h時均高于對照，表明低溫鍛煉有助于激發(fā)荷花地下莖細胞中滲透調節(jié)物質的積累,促進其抵御低溫能力的增強；這一現(xiàn)象在經過一定程度低溫鍛煉的水生植物鳶尾(IristectorumMaxim.)和菖蒲(AcoruscalamusLinn.)[14]中也存在。因而，經過低溫鍛煉后再遭受低溫脅迫時細胞內脯氨酸含量和可溶性糖含量升高可能是水生植物中普遍存在的現(xiàn)象。隨低溫脅迫時間的延長，經過低溫鍛煉的荷花品種‘太湖紅蓮’地下莖的脯氨酸含量呈逐漸升高的趨勢；而品種‘荷塘情深’地下莖的脯氨酸含量在低溫脅迫6 h時達到最高值但之后開始下降，說明低溫脅迫初期品種‘荷塘情深’通過提高細胞內的脯氨酸含量增強其滲透調節(jié)能力，但在低溫脅迫超過其耐受能力后(6 h后)，細胞傷害加重、質膜透性被破壞，導致細胞內含物外滲，脯氨酸含量也因此下降。此外，隨低溫脅迫時間的延長，經過低溫鍛煉后荷花品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖的可溶性糖含量均較對照有不同程度的升高，說明低溫鍛煉有助于荷花地下莖細胞內可溶性糖的積累，并參與調節(jié)細胞滲透壓，增強其抗寒能力。2個品種相比較，低溫鍛煉后品種‘太湖紅蓮’地下莖的可溶性糖含量和脯氨酸含量均高于品種‘荷塘情深’，說明品種‘太湖紅蓮’細胞內滲透調節(jié)物質的含量更高，對低溫傷害的緩解作用相對較強。

抗氧化酶活性與植物耐冷性直接相關，SOD和POD是植物體內清除超氧陰離子自由基的重要抗氧化酶，能夠有效的清除活性氧、防止細胞膜脂過氧化[15]。隨低溫脅迫時間的延長，經低溫鍛煉后荷花品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖的SOD活性呈“升—降—升—降”的趨勢，二者的POD活性在低溫脅迫條件下呈現(xiàn)先上升后維持微幅波動的趨勢，且總體上高于各自對照；而李云等[6]對經過低溫鍛煉后冷脅迫條件下菊花〔Dendranthemamorifolium(Ramat.) Tzvel.〕抗氧化酶活性變化的研究也獲得了相似的結果，說明低溫鍛煉可激發(fā)細胞內的抗氧化酶活性、加速膜脂過氧化產物的分解，從而減弱低溫脅迫對細胞的傷害。此外，2個品種比較，經過低溫鍛煉后，品種‘太湖紅蓮’的抗氧化酶活性在低溫脅迫過程均高于品種‘荷塘情深’，說明品種‘太湖紅蓮’緩解低溫傷害的能力相對較強。

綜上所述，在低溫脅迫條件下，隨脅迫時間延長，荷花品種‘太湖紅蓮’和‘荷塘情深’地下莖的細胞膜系統(tǒng)遭到一定程度的破壞，表現(xiàn)為地下莖中相對電導率和MDA含量升高；而經過低溫鍛煉后，在低溫脅迫條件下2個荷花品種地下莖受害程度減輕，表現(xiàn)為地下莖的MDA含量和相對電導率降低、細胞內滲透調節(jié)物質含量提高、抗氧化酶活性增強。從本實驗結果看，荷花不同品種對低溫脅迫的響應能力有一定差異，但本實驗對2個供試品種采用了同樣的低溫鍛煉過程，沒有考慮荷花不同品種抗寒異質性的差異。因而，在今后的研究中應該針對荷花不同品種的生長、生理和遺傳特性，采用不同的低溫鍛煉方法，以期為荷花耐寒品種的選育提供更為詳實的實驗數(shù)據。

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(責任編輯： 張明霞)

Difference analysis on physiological responses of different cultivars ofNelumbonuciferato low temperature stress after cold acclimation

LI Xin, JIANG Jun, XU Jun, LI Jinghui, JIANG Hongwei①

(Suzhou Academy of Agricultural Sciences, Suzhou 215155, China),

J.PlantResour. &Environ., 2015, 24(4): 76-82

Taking cultivar ‘Taihu Honglian’ and ‘Hetang Qingshen’ ofNelumbonuciferaGaertn. as experimental materials, and taking MDA content, relative electrical conductivity, contents of proline and soluble sugar, and activities of SOD and POD as indexes, after cold acclimation at 5 ℃ for 10 h， difference in physiological response of rhizome of two cultivars to low temperature stress at 0 ℃ for 0, 2, 4, 6, 8 and 10 h was analyzed, and effect of cold acclimation on cold resistance of two cultivars was compared. The results show that under low temperature stress， MDA content and relative electrical conductivity of rhizome of cultivar ‘Taihu Honglian’ and ‘Hetang Qingshen’ after cold acclimation totally appear gradually increasing trend with prolonging of low temperature time (0-10 h), their soluble sugar contents appear the “increasing-decreasing-increasing” trend, SOD activities basically appear the “increasing-decreasing-increasing-decreasing” trend, while POD activities appear the trend of firstly increasing and then slightly fluctuating; there is a certain difference in change trend of proline content of two cultivars, in which, proline content of cultivar ‘Taihu Honglian’ increases gradually, while that of cultivar ‘Hetang Qingshen’ increases firstly and then decreases. After cold acclimation, there is a certain difference in six physiological indexes of twoN.nuciferacultivars under low temperature stress with those of the control group (without cold acclimation), in which, both MDA content and relative electrical conductivity of rhizome of cultivar ‘Taihu Honglian’ under low temperature stress for 4-10 h are significantly lower than those of the control group, relative electrical conductivity of rhizome of cultivar ‘Hetang Qingshen’ under low temperature stress for 2-8 h is significantly lower than that of the control group and its MDA content has no significant difference with that of the control group; contents of proline and soluble sugar in rhizome of two cultivars are totally significantly higher than those of the control group, and their SOD and POD activities are totally higher than those of the control group. The comprehensive result shows that cold acclimation is benefit to relieve damage to membrane system of rhizome ofN.nucifera, increase osmoregulation substance content and enhance antioxidant enzyme activity, therefore, cold resistance ofN.nuciferacan be enhanced at a certain degree. And increasing range of cold resistance of cultivar ‘Taihu Honglian’ is higher than that of cultivar ‘Hetang Qingshen’ after cold acclimation.

NelumbonuciferaGaertn.; cold acclimation; cold resistance; membrane system; osmoregulation substance; antioxidant enzyme activity

2015-01-08

江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項目〔cx(13)3018〕; 蘇州市科技計劃項目(SYN201325); 江蘇省林業(yè)三新項目〔LYSX(2015)45〕

李 欣(1982—)，女，黑龍江鶴崗人，碩士，助理研究員，主要從事觀賞植物種質資源抗逆性評價研究。

①通信作者 E-mail： sacjhw@163.com

Q945.78; S682.32

A

1674-7895(2015)04-0076-07

10.3969/j.issn.1674-7895.2015.04.10