全 文 ：第 11卷 第 3期
2 0 0 3年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．11 NO．3
July， 2003
冬季田间冻害胁迫对露地越冬甘蓝膜系统的影响
李建勇 张振 贤
(山东省泰安农业学校 泰安 271000)(中国农业大学园艺学 院 北京 100094)
葛均青 王 磊 史修柱
(山东农业大学 园艺学 院 泰安 271018)
摘 要 观测冻害对露地越冬栽培甘蓝膜 系统的影响结果表 明，生长季 内叶片电解质渗 漏率、丙二醛 (MDA)含量
随温度下降而增加，抗冻性差的“8398”、“8132”甘蓝品种在 1月份冻害温度下电解质渗漏率>50％，膜 系统受伤害
较重，酶促保护 系统关键酶超氧化物歧化酶(SOD)活性急剧下降，过氧化物酶(POD)活性上升。露地越冬甘蓝专用
品种“冬冠 1号”在 1月份冻害温度 下电解质渗漏率、MDA含量较低，SO D仍保持较高活性 ，表现 出较强抗冻性。
关 键词 露 地越 冬 甘 蓝 冻 害胁 迫 膜 系统
Effect of freezing stress on the membrane system of the open—field winter cabbage．LI Jian—Yong(Tai’an Agricultural
School，Shandong Province，Tai’an 271000)，ZHANG Zhen—Xian (College of Hort．，China Agricultural University，
Beijing 100094)，GE Jun—Qing，WANG Lei，SHI Xiu—Zhu(College of Hort．，Shandong Agricultural University，Tai’an
271018)，CJEA，2003，11(3)：58～60
Abstract Freezing resistance of 4 cabbages varieties was studied under open—field winter growth seasons．The results
show that the electrolyte leakage and content of ma1ondia1dehyde(MDA)in cabbage leaves increase as temperature de—
clines，especialy the electrolyte leakage in “8398”and “8132”declines by 50％ in January，and membrane system is
damaged seriously．The activity of superoxide dismutase(SOD)of“8398”，“8132”and“Jingfeng No．1”declines quickly
under freezing temperature conditions．The peroxides(POD) activity increases as temperature declines under freezing
stre&s．But the electrolyte leakage and content of ma1ondia1dehyde(MDA)in“Donggua No．1”are lower than those of
“8398”，“8132”and“Jingfeng No．1”．Under freezing stress in January，the activity of SO D and POD in“Donguan No．
1”stil remains higher．It is indicated that freeze—resistance of“Dongguan No．1”is strong．
Key words Open—field winter cabbage，Freezing stress，Membrane system
甘蓝冬季易受冻害。山东农业大学园艺学院近年试验培育出适宜露地越冬栽培的甘蓝专用品种“冬冠
1号”，本研究测定 了不同甘蓝品种及不同播期植株叶片冻害胁迫下电解质渗漏率 、超氧化物歧化酶(SOD)
和过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量的变化 ，探讨了越冬甘蓝的抗冻机理。
1 试验材料与方法
试验采用 4个不同抗冻性的甘蓝品种“8398”、“京丰 l号”、“8132”(由中国农业科学院蔬菜研究所提供)
和越 冬专用 品种 “冬冠 1号”(本课题组 选育 )，分 别于 2000年 7月 15日、7月 25日、8月 5日分 3期 播种 ，3
次重复 ，随机排列。于 10月 19日、11月 20日和 2001年 1月 14日取 样，3次取 样平 均温 度分别 为
18．9／13．7℃、7．7／_0．3℃和一4．1／_14．5℃ ，并确定为甘蓝生长的最适温度、亚适温度和最低冻害温度。每
次取样 5株 ，取内部莲座叶和外部球叶作实验材料 ，确定在 自然降温过程中适温 、亚适温和冻害温度对越冬
甘蓝膜系统的影响。电解质渗漏率采用沈文云等⋯方法并略加修改 ，SOD测定采用 NBT还原法 ]，POD酶
活性测定采用愈创木酚法 ，MDA含量测定采用改进的 Heath R．L．法 ]。
2 结果与分析
2．1 冻害胁迫对叶片电解质渗漏率的影响
电解质渗漏率是检验植物受逆境胁迫后细胞膜透性 的重要指标 ，与作物的抗性负相关 。表 1表明适
*通讯作者
收 稿 日期 ：2002—08—18 改 回 日期 ：2002—09—30
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第 3期 李建勇等：冬季 田间冻害胁迫对露地越冬甘蓝膜 系统的影响 59
宜温 度下 (10月 19 13)4个
供试品种的电解质渗漏率多
为 6．7％ ～8．8％，品种 间 差
异较小，但 随温度降低各品
种叶 片 渗漏 率 大 幅 增 加 ，当
温度降至 一14．5℃ 时 (1月
14 13)其 增 加 更 显 著 ，为 适
温 时期的 5～8倍 ，品种间有
较 大 差 异 ，“8398”和 “8132”
的 电解 质 渗漏 率最 大超 过
50％ ，其 次 为 “京 丰 1号 ”，
“冬冠 1号”较低 ，表 明 “冬 冠
1号”和“京丰 1号”的细胞 膜
抗冻性较 强 。不 同播 期越 冬
表 1 冻害胁迫对露地越冬甘蓝叶片电解质渗漏率的影响
Tab．1 Effect of freeze-stress on the rate of electrolyte leakage of
open—field winter cabbage leaves
甘蓝的电解质渗漏率有一定差异 ，1月 14 13取样时随播期的推迟电解质渗漏率呈增加趋势但不明显 ，表明
植株 成熟 度与其抗 冻性 有关 。10月 19 Ej和 l1月 20 13取样 时的结果差异较小且 不规律。
表 2 冻害胁迫对露地越冬甘蓝鲜叶片 MDA含量的影响 2．2 冻 害胁 迫 对 叶片 MDA
Tab．2 Effect of freeze-stress on the content of MDA of the open-field winter cabbage l~ves 含量的影响
MDA是 膜 脂 过 氧 化 产
物 ，与 植 物 的 抗 冷 性 有 关。
表 2表 明适 宜 温度下 4个供
试 品种 叶片 MDA含 量 有一
定 差 异 ，“京 丰 1号 ”较 高 ，
“8398”、“8132”次之 ，“冬冠 1
号 ”较 低。 随 温 度 下 降
“8398”、“8132”和 “京 丰 1
号 ”的 MDA含 量上 升 ，至 l1
月 20 13升 至高 峰 ，1月 14 13
因温度太 低 又呈 不 同程 度下
降。“冬冠 1号”则不同，MDA含量先随温度下降而下降，至 l1月 20 13降至最低 ，最冷的 1月份其含量又上
升 ，造成该 差异 的原 因主要 是品种 间抗 冻性 的差 异所致 ，冻害胁迫下“冬冠 1号 ”比其他 3品种对低温 的生理
反 应较敏感 。不 同播种期叶片 MDA含量也有一定差异 ，“冬 冠 1号”和“京丰 1号”在 10月 19 13和 l1月 20 13
取样 时 MDA 含 量基 本 随播 表 3 低温胁迫对露地越冬甘蓝叶片SOD活性的影响
期的推迟 而下 降，表 明适 当
晚播 有利 于提 高越 冬甘 蓝的
抗冻 性 ，而 “8398”和 “8312”
则变化 不规律 。
2．3 冻害胁迫对叶片 SOD活
性的影响
SOD是清除 O 自由基
的关 键 酶 ，表 3表 明适 宜温
度下 品种 间 SOD 活 性 差 异
较 大 ，“8398”、“8132”SOD活
性 较 高 ，“京 丰 1号 ”次 之 ，
“冬冠 1号”较低。随温度降
低 “京 丰 1号 ”、“8398”和
Tab．3 Effect of freeze—stress on the activity of superoxide dismutase of
open—field winter cabbage leaves
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中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
“8132”叶片 SOD活性随温度下降而逐渐下降，至 1月 14日降至最低 ，但 “冬冠 1号”叶片 SOD活性先随温
度下降而有所增 加 ，至 11月 20日SOD活性 达最高 ，表 明低温胁 迫激发 了“冬冠 1号 ”SOD活性 的增 加 ，提 高
了清除 O 自由基能力，但随温度的持续下降其活性随之下降，至 1月 14日达到最低 ，与其他 3个品种相 比
降幅较小 。同一品种不 同播期 叶片 SOD活性有一定 差异 ，但 该差异较 品种 间小得多 ，“冬 冠 1号”、“8398”和
“8132”随播 期的推迟 SOD活性呈下 降趋势 ，而“京 丰 1号”表现不规律 。
表 4 低 温胁 迫对 露 地越 冬甘 蓝鲜 叶片 POD活性 的 影 响
Tab．4 Effect of freeze。stress on the activity of peroxidase of open—air winter cabbage leaves
2．4 冻害 胁 迫 对 叶 片 POD
活性的影响
POD是膜保护系统的关
键酶 之一 ，表 4表 明适 宜 生
长 温 度 下 “京 丰 1号 ”和
“8398”叶片 POD 活性 高 ，而
“冬 冠 1号”和 “8132”的则 较
低 ，各供试品种叶片 POD活
性 均 随 温 度 下 降 呈 上 升 趋
势 ，以 “冬 冠 1号 ”和 “8132”
的升 幅较大 。不 同播 期对 甘
蓝叶 片 POD 活 性 也 有 一 定
影响，不同时期取样均存在一定差异，以 1月 14日取样时差异较大 ，“冬冠 1号”和“京丰 1号”随播期推迟
POD活性呈上 升趋势 ，而“8398”和“8312”则呈下 降趋势 。
3 小结与讨论
植物的低温伤害始于细胞膜系统 ，膜系统受伤害后产生一系列连锁反应，使膜的半透性改变和丧失，细
胞内物质大量外渗，电导率升高，最终引起细胞死亡。冬季冻害低温胁迫后甘蓝叶片电解质渗漏率大幅度增
加 ，抗冻 性强的“冬冠 1号 ”电解质渗漏率 小 ，而抗 冻性 较弱 的“8398”和“8132”则较 大 ，品种 间 的差 异可 能 与
膜系中磷脂和脂肪酸的不饱和性有关，抗冻性强的品种可能具有较高的膜脂不饱和度 ，可在低温下保持流动
性并维持正常生理功能。膜脂不饱和度与品种的遗传有关 ，并受低温诱导的影响 ，低温诱导后叶片不饱和脂
肪酸含量升高。低温胁迫后产生 o7 自由基和活性氧引起膜脂过氧化和蛋白质破坏，致使膜透性增大、离子
漏失并导致植 物死亡 。膜脂 过氧化产物 MDA积 累可能对 膜和细胞造成进 一步伤害 ，低温下 MDA含量 明显
增加 ，耐低温能力弱的植物其膜脂过氧化作用显著，而耐低温能力强的植物其膜脂过氧化水平则变化较
小。SOD能清除超氧物 自由基 ，降低膜脂过氧化水平 ，且植物的抗冻性强弱与其体内 SOD活性高低密切相
关 。耐冷性材料 SOD下降较缓慢且保持一定水平 ，冷敏感性品种下降迅速且保持较低水平 ]。本研究冻
害胁迫下 “8398”、“8132”和“京丰 1号 ”叶片 SOD活性均 随气 温下降而下 降 ，抗冻性 最弱 的“8398”降 幅最 大 ，
其细胞膜受伤害也最严重，而抗冻性最强的“冬冠 1号”SOD活性较高。亚适温条件下 “冬冠 1号”叶片
MDA含量下降，这与其 SOD活性保持较高的水平有关 ，可见亚适温条件激活了“冬冠 1号”细胞的氧化应激
机制，随气温逐渐下降达到一定阈值后其叶片 SOD活性开始下降。低温胁迫下甘蓝叶片 POD活性上升能
有效清除植物体内 H o2，使植物能在一定程度上忍耐 、减缓或抵抗冻害胁迫 ，且耐冻性强品种升幅较大，耐
冻性 弱品种升 幅较小 ，为越冬 甘蓝抗冻生理 、播期适期 的确定提供 了理论依 据 。
参 考 文 献
1 沈文云，侯 锋 ，吕淑珍等 ．低温对杂交一代黄瓜生理特性的影响．华北农学报 ，1995，10(1)：56-59
2 杨阿明，沈征言 ．低温锻炼提高黄瓜幼苗耐寒性效应 ．园艺学报 ，1992(1)：61～66
3 刘鸿先等 ．低温对不同耐寒力的黄瓜幼苗子叶各细胞器中超氧物歧化酶(s0D)的影响．植物生理学报，1988，11(1)：48
4 季 成，王崇效 ，余叔文．凤眼莲超氧物歧化酶活性与抗寒性的关系．植物生理学报 ，1989，15(2)：133～137
5 Read S-M ．，Noah cote D．H．M ininization of varuatlon in the response to different proteins of the ccomassic Blue G
． dyedinding assay for
protein Anal iochem ，1981，116：53～ 54
6 Heath R．L．，Packer L．Photoperoxidatlon in isolated Chloroplasts I．Kinetics and stolchlolnetry of fatty acid perox／dation
． Arch Biochen
Biochem Biophy，1968，128：189～ 198
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