鄧紫宇，陳健波，郭東強

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院，廣西南寧530002；2.國家林業(yè)局中南速生材繁育實驗室，廣西南寧530002；3.廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室，廣西南寧530002）

自然降溫對鄧恩桉葉片MDA含量及SOD活性的影響

鄧紫宇1，2，3，陳健波1，2，3，郭東強1，2，3

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院，廣西南寧530002；2.國家林業(yè)局中南速生材繁育實驗室，廣西南寧530002；3.廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室，廣西南寧530002）

為探明鄧恩桉的耐寒機理，為其抗寒優(yōu)良種源的選育與推廣提供理論依據(jù)，以鄧恩桉6個種源為試驗材料，測定自然降溫條件下鄧恩桉葉片中丙二醛（MDA）含量及超氧化物岐化酶（SOD）活性。結果表明：在自然降溫過程中，6個種源鄧恩桉葉片中MDA含量隨著溫度的降低而升高，SOD活性隨溫度降低呈下降→上升→下降變化，但總體呈下降趨勢，種源GED9509MDA含量的升高幅度與SOD活性的下降幅度均最小，在鄧恩桉6個種源中抗寒性最強。

鄧恩桉；丙二醛；超氧化物岐化酶；自然降溫

桉樹（Eucalyptus）是我國南方重要的速生豐產林樹種，受寒冷氣候條件的制約，在其分布北緣區(qū)發(fā)展緩慢。在我國廣泛推廣的桉樹品種中，或因速生但不耐寒，或因耐寒但生長適應性差而限制桉樹北移的速度［1］。鄧恩桉（Eucalyptusdunnii）天然分布于澳大利亞新南威爾士州和昆士蘭州，具有生長快、干形好等特點，在其自然分布區(qū)經歷過-5.5℃的絕對低溫，具有一定的抗寒性［2-3］。我國引種鄧恩桉已有30多年的歷史，在夏雨涼冷地區(qū)尤其中低海拔區(qū)域具有優(yōu)良的適應性［4］。

形態(tài)指標、代謝指標、理化指標和生化指標是國內外評價林木抗寒性的主要指標，桉樹抗寒性研究一直是當前的熱點，主要集中在抗寒樹種的選擇、抗寒生長適應性調查及抗寒樹種間抗寒能力的評價等方面［5-9］，對已表現(xiàn)出一定抗寒適應性的樹種種源/家系/個體間的抗寒機制與差異研究報道不多，人工低溫脅迫下桉樹抗寒生理生化指標變化研究較多［10-16］，自然降溫過程中桉樹抗寒生理生化指標變化研究較少［17］。為此，筆者以間伐保留的鄧恩桉6個種源為材料，對其部分生理生化指標進行測定，以期為抗寒優(yōu)良種源的選育與推廣提供理論依據(jù)與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與采樣

以環(huán)江縣華山林場雅龍分場2009年建立的鄧恩桉種源試驗林生長勢相近的6個種源為試驗材料（表1）。2014年10月至2015年3月每月初采取樹冠中上部不同方向當年生側枝的完整功能葉，每個種源采集15個單株，每株30枚，采后立即用錫紙包裹做好記錄放入液氮中運回實驗室。以2014年10月采樣為對照。

1.2 指標測定

MDA含量的測定采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法，SOD活性的測定采用NBT光照化學還原比色法［18-20］。

2 結果與分析

2.1 采樣期間試驗區(qū)的氣候

2014年10月至2015年3月環(huán)江縣華山林場雅龍分場鄧恩桉種源試驗林平均最高最低及平均溫度如表2，全年最低溫度出現(xiàn)在2015年1月，平均最低溫3℃，極端低溫-1℃。

2.2 自然降溫對MDA含量的影響

MDA是生物膜膜脂過氧化最終產物，其含量是評價膜系統(tǒng)過氧化程度與受傷害程度的重要指標之一，二者呈正相關，MDA含量越高說明細胞質膜遭受破壞越嚴重，組織保護能力越弱。自然降溫過程中，隨著溫度的不斷下降，鄧恩桉6個種源葉片中MDA含量不斷升高，2015年1月達最大值。開春氣溫回升，MDA含量隨著溫度的升高而降低（表3）。鄧恩桉6個種源MDA含量在自然降溫過程中的變化趨勢一致，但其增幅存在一定的差異。以2014年10月為對照，MDA含量達最大值時，種源GED9501、GED9502、GED9504、GED9506、GED9507和GED9509的增幅分別為64.01%、53.79%、55.91%、59.18%、58.77%和53.06%。MDA含量增幅與其抗寒力呈負相關，種源GED9509MDA含量增幅最小，抗寒力最強；種源GED9501MDA含量增幅最大，抗寒力最弱。以MDA含量為評價指標，鄧恩桉6個種源的抗寒力依次為GED9509＞GED9502＞GED9504＞GED9507＞GED9506＞GED9501。

表1 鄧恩桉種源基本信息Table 1 Basic information ofE.dunniiprovenances

表2 試驗地的溫度條件Table 2 Temperature conditions in experiment place

表3 自然降溫過程中鄧恩桉6個種源MDA含量的變化Table 3 Change of MDA content of leaves in sixE.dunniiprovenances during the natural temperature decreasing process μmol/g

2.3 自然降溫對SOD活性的影響

SOD是生物膜膜脂過氧化主要保護酶，其主要功能為催化活性氧歧化產物無毒氧和過氧化氫，從而達到保護植物遭受傷害。自然降溫過程中，鄧恩桉6個種源葉片中SOD活性呈下降→上升→下降的趨勢，降溫初期，SOD大體呈上升趨勢以保護植株免受寒害，持續(xù)低溫下，SOD活性明顯下降，2015年1月達最小值。開春氣溫回升，植株恢復一定的抗寒能力，SOD活性逐漸上升（表4）。SOD活性是鄧恩桉自身遺傳因子決定的，SOD活性高低與其抗寒性強弱一致。在未遭受寒害時，種源GED9509SOD活性最大，說明其抗寒力最強，種源GED9501SOD活性最小，說明其抗寒力最弱。鄧恩桉6個種源自然降溫過程中SOD活性變化趨勢一致，但其降幅存在一定的差異。以2014年10月為對照，SOD活性達最小值時，種源GED9501、GED9502、GED9504、GED9506、GED9507和GED9509的降幅分別為30.05%、19.66%、21.42%、21.76%、29.10%和19.41%。SOD活性下降率與植物品種本身抗寒能力強弱呈負相關，種源GED9509下降率最小，抗寒能力最強，種源GED9501SOD活性下降率最大，抗寒能力最弱。以SOD活性為評價指標，鄧恩桉6個種源的抗寒力依次為GED9509＞GED9502＞GED9504＞GED9506＞GED9507＞GED9501。

表4 自然降溫過程中鄧恩桉6個種源SOD活性的變化Table 4 Change of SOD activity of leaves in sixE.dunniiprovenances during the natural temperature decreasing process U/（min/g）

3 結論與討論

3.1 樣品的采集

樣品的采集是試驗成功與否的關鍵，由于試驗地距離實驗室路程較遠，樣品采集后不能及時處理，因此，正式采樣前在實驗室附近就地取樣，對樣品采取3種不同處理方式：不處理樣品、濕布包裹樣品和錫紙包裹樣品置于液氮中。放置一段時間，測定MDA含量與SOD活性（以新采樣品為對照），前2種處理方式MDA含量與SOD活性均出現(xiàn)較大波動，不適合長途樣品采集處理，錫紙包裹樣品置于液氮，樣品MDA含量與SOD活性基本不變，適合長途樣品采集的處理。如液氮不方便長途運輸，也可采用樣品采集后立即液氮處理，然后干冰運輸。

3.2 MDA含量與鄧恩桉抗寒性的相關性

MDA能與細胞內各種成分發(fā)生反應，導致生物膜的結構、生物功能分子、生理完整性的破壞。張學明［12］研究發(fā)現(xiàn)，不同桉樹種類各季節(jié)及人工低溫脅迫下其葉片MDA含量隨著處理溫度的降低而升高，在秋季轉冬季期間，MDA含量也明顯增加。黃月華等［13-14］研究表明，5種桉樹苗期耐寒性隨著溫度的降低，MDA含量基本都高于對照，MDA含量高的品種抗寒性弱。劉建［15］研究發(fā)現(xiàn)，2種桉樹對低溫脅迫的響應機制與對照相比，低溫脅迫促使其幼苗葉片MDA含量增加，隨著時間的延長，MDA含量逐漸升高。靖長柏等［17］研究表明，自然低溫下（日最低氣溫-3.6℃），3種桉樹MDA含量相比對照明顯增加。本研究中，鄧恩桉6個種源在自然降溫過程中葉片MDA含量隨著溫度下降而上升，隨著溫度回升而下降，與前人研究結論一致。MDA含量上升是因為鄧恩桉受低溫脅迫后，活性氧代謝平衡遭受破壞，抗氧化系統(tǒng)調節(jié)能力下降，活性氧過剩加劇膜脂過氧化作用，開春溫度回升后，膜受損程度減弱，膜脂過氧化作用減少，MDA含量下降。

3.3 SOD活性與鄧恩桉抗寒性的相關性

SOD酶作為植物體內有害物質的清除劑，可以清除過氧化物、過氧化氫和超氧自由基，減少羥基自由基。當植物受到逆境脅迫時，SOD酶可以起到保護植物細胞的作用［21］。黃月華等［13-14］研究表明，不同低溫處理時5種桉樹的SOD活性普遍低于對照，變化趨勢基本一致，呈下降→上升→下降趨勢。劉建［15］研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)3d夜間低溫脅迫后，2種桉樹幼苗葉片SOD活性均呈上升趨勢，這是植株自身抵御寒害能力的體現(xiàn)，SOD活性水平的高低可以反映植株對某種逆境抵抗能力的大小。靖長柏等［17］研究表明，自然低溫下，3種桉樹SOD含量相比對照明顯增加，低溫脅迫期間，植株體內保護酶活性高，清除自由基能力強。郭祥泉［22］研究發(fā)現(xiàn)，不同低溫處理，個體SOD活性在拐點前隨著溫度下降而上升，拐點后隨著溫度下降而急劇下降，SOD活性的拐點最低溫度可確定為個體低溫臨界點。闞文靖等［16］研究表明，在25個桉樹品種中抗寒能力強的桉樹種類SOD活性高，抗寒能力弱的桉樹種類SOD活性低。本研究中，鄧恩桉6個種源在自然降溫過程中葉片SOD活性隨著溫度的下降總體呈下降趨勢，隨著溫度回升而升高，降溫初期，SOD活性呈一定的上升趨勢。說明，植株對低溫具有一定的防御反應，以減緩傷害程度與速度，這是SOD活性在環(huán)境脅迫下保護功能的體現(xiàn)，持續(xù)低溫下，膜脂過氧化程度加劇，植株體內酶促防御系統(tǒng)受到危害，活性氧未能及時清除而積累，SOD活性顯著下降，開春溫度回升后，膜脂過氧化程度減弱，植株體內酶促防御系統(tǒng)恢復，活性氧被及時清除，SOD活性上升，與前人研究結論相似。在此次自然降溫過程中鄧恩桉6個種源葉片SOD活性變化較平穩(wěn)，-1℃的低溫未對其造成嚴重傷害，與鄧恩桉半致死溫度在-8℃左右相符［11，15］。

3.4 鄧恩桉抗寒性與地理分布的相關性

鄧恩桉6個種源在自然降溫過程中其抗寒性存在一定的差異，種源GED9509和GED9502抗寒力較強，2個種源引種地的緯度較高，在其自然分布區(qū)經受過相對較低溫度的抗寒鍛煉。海拔也是影響鄧恩桉抗寒能力的因素之一，引種地海拔高的種源其抗寒力略強。因此，在今后引種選育速生抗寒桉樹品種時，地理分布是必須考慮的因子。

3.5 提高植物抗寒性的措施

植物是一個開放的體系，低溫能引起植物的生理障礙，使其受傷甚至死亡。植物抗寒力受其自身因素與外界環(huán)境的共同影響。自身因素由基因決定，可利用基因工程技術，將抗寒基因轉入不抗寒或抗寒力弱的植株以提高其抗寒力。外界環(huán)境可一定程度上提高或降低植株的抗寒力，植物抗寒力的強弱與其生長速率呈負相關，植株生長速率快，其含水量高，組織疏松，呼吸旺盛，易受寒害；植株生長穩(wěn)定，其含水量低，組織致密，呼吸速率適中，抗寒性較強。因此，低溫來襲之前，合理施用P、K肥，少施N肥，不宜灌水，控制其生長，提高抗寒力。還可以噴施植物生長延緩劑或生長抑制劑等，延緩植株生長，提高其脫落酸含量，以提高其抗寒性能。此外，低溫鍛煉對提高植株的抗寒性具有一定的效果，可對種子或造林前的幼苗進行低溫鍛煉，以提高其抗寒能力［23］。

［1］羅建中.耐寒桉樹良種——鄧恩桉［J］.桉樹科技，2002（2）：1-8.

［2］祁述雄.中國桉樹［M］.2版.北京：中國林業(yè)出版社，2002.

［3］TOM J，ROGER A，TREVOR B.鄧恩桉在澳大利亞、中國和中南美洲的栽培候適宜性的確定［J］.桉樹科技，2001（1）：55-60.

［4］郭東強，葉 露，周 維，等.2個種源鄧恩桉木材纖維特性及變異［J］.浙江農林大學學報，2014，31（4）：502-507.

［5］劉友全，李志輝，馬 英，等.速生耐寒鄧恩桉在桉樹分布北緣區(qū)的適應性［J］.中南林業(yè)科技大學學報，2007，27（2）：66-69.

［6］羅建中，曹加光，盧萬鴻.鄧恩桉等6種桉樹的耐寒能力研究［J］.桉樹科技，2011，28（2）：34-38.

［7］盧新瑛.2011年初春持續(xù)低溫對鄧恩桉生長的影響［J］.亞熱帶農業(yè)研究，2011，7（2）：100-104.

［8］郭祥泉.鄧恩桉適應性栽植決策與抗寒-速生優(yōu)株選擇應用的研究［D］.福州：福建農林大學，2009.

［9］莊國慶，胡天宇，郭洪英，等.不同種源地桉樹抗寒性能的比較［J］.桉樹科技，2010，27（1）：14-20.

［10］張 露，張俊紅，溫忠輝，等.引種桉樹苗期的抗寒性分析［J］.江西農業(yè)大學學報，2011，33（1）：47-51.

［11］裘珍飛，曾炳山，劉 英，等.應用電導法評價5個桉樹抗寒性［J］.廣東林業(yè)科技，2011，27（3）：27-31.

［12］張學明.桉樹在低溫脅迫下的膜脂過氧化作用和膜傷害［J］.經濟林研究，1994（12）：12-14.

［13］黃月華.五種桉樹苗期耐寒性能的初步研究［D］.?？冢喝A南熱帶農業(yè)大學，2003.

［14］黃月華，徐建民，余雪標.低溫脅迫對桉樹代謝的影響［J］.熱帶農業(yè)科學，2005，25（5）：24-28.

［15］劉 建.兩種桉樹對低溫脅迫的響應機制研究［D］.南京：南京林業(yè)大學，2008.

［16］闞文靖，朱寧華，邱運亮.桉樹對低溫反應的生理生態(tài)學基礎［J］.經濟林研究，1994（12）：1-6.

［17］靖長柏，張利陽，童再康，等.自然低溫脅迫對3種桉樹生理生化特性的影響［J］.防護林科技，2010（5）：18-19，35.

［18］李合生.植物生理生化實驗原理和技術［M］.北京：高等教育出版社，2000.

［19］皺 琦.植物生理學實驗指導［M］.北京：中國農業(yè)出版社，2000.

［20］高俊鳳.植物生理學實驗指導［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［21］馬旭俊，朱大海.植物超氧化物岐化酶研究進展［J］.遺傳，2003，25（2）：225-231.

［22］郭祥泉.用膜透性、SOD酶活性和膜脂脂肪酸成分探討林木抗寒性［J］.西南林業(yè)大學學報，2012，32（4）：6-11.

［23］潘瑞熾.植物生理學［M］.5版.北京：高等教育出版社，2006.

（責任編輯：劉 海）

Influence of Natural Temperature Decrease on MDA and SOD Contents inEucalyptusdunniiLeaves

DENG Ziyu1，2，3，CHEN Jianbo1，2，3，GUO Dongqiang1，2，3
（1.GuangxiForestryScienceResearchInstitute，Nanning，Guangxi530002；2.KeyLaboratoryofCentralSouth Fast-growingTimberCultivationofStateForestryAdministrationofChina，Nanning，Guangxi530002；3.Guangxi KeyLaboratoryofSuperiorTimberTreesResourceCultivation，Nanning，Guangxi530002，China）

In order to studying on investigate the cold-resistant mechanism ofE.dunnii，to provide theoretical references for its excellent cold-resistant seedingsource breeding and spred the malondiadehyde（MDA）content and activity of superoxide dismutase（SOD）were investigated inE.dunniileaves from six provenances.Results：MDA content increased with temperature decreasing，SOD activity showed a change trend of decreasing at first then increasing and decreasing at last，while it decreased in general.The smallest amplitude of change is provenance GED9509during the natural temperature decrease，the cold resistance of provenance GED9509was stronger than other provenances.

Eucalyptusdunnii；MDA；SOD；natural temperature decrease

S792.39

A

2015-12-09；2016-07-31修回

廣西林業(yè)科學院基本科研業(yè)務費項目“鄧恩桉保護酶活性與抗寒性關系研究”（林科201408）；廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室自主項目“鄧恩桉遺傳多樣性的AFLP分析”（13-A-01-02）

鄧紫宇（1984-），男，工程師，碩士，從事林木遺傳育種研究。E-mail：365204914＠qq.com

1001-3601（2016）09-0375-0033-04