全 文 ：第 13卷 第 2期
2 0 0 5年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco-Agriculture
VOl。13 NO．2
Apri1， 2005
田问低温胁迫对大白菜某些理化特性的影响研究
孟凡珍
(聊城大学农学院 聊城 250028)
张振贤 于贤昌 艾希珍
(中国农业大学农学与生物技术学院 北京 100094)(山东农业大学园艺学院 泰安 271018)
摘 要 田间试验研究低温胁迫对大白菜 叶片中主要渗透调节物质和丙二醛含量及保护酶活性 的变化规律结果
表明，随温度 的降低大 白菜叶片中可溶性蛋 白质、可溶性糖及游离脯氨酸等渗透调节物质含 量明显上升，保护酶超
氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性则先升后 降，且各 品种 问存 在明显差异。低温胁迫下渗透调节物质
含量升高和保持较高的酶活性 与大 白菜提高其抗低温性密切相关。与其他 品种相 比“秋珍 白16号”和“春大王”随
温度降低其渗透调节物质升速快且含量较高 ，保护酶活性也较高 ，表现 出较 强的抗寒性。
关键词 大 白菜 低温胁迫 生理生化特性
Effect of low temperature stress on some physiological and biochemica l characteristics of Chinese cabbage in field．
MENG Fan—Zhen(Colege of Agronomy，Liaocheng University，Liaocheng 250028，China)，ZHANG Zhen—Xian(Co lege
of Agriculture and Biotechnology，China Agricultural University，Beijing 100094，China)，YU Xian—Chang，AI Xi—Zhen
(College of Horticulture，Shandong Agricultural University，Tai’an 271018，China)，CJEA，2005，13(2)：84～86
Abstract Under low temperature stress，the contents of osmosis adjustment matter(OAM)，ma1ondia1dehyde(MDA)
and the activities of superoxide dismutase(SOD)，peroxidase(POD)，catalase(CAT)enzymes in Chinese cabbage leaves
were determined．The results show that the contents of OAM ，such as the soluble protein，soluble sugar，free proline in—
crease with the temperature decreasing，but the activities of SO D，POD and CAT increase at first and then decrease．The
contents of OAM among different Chinese cabbage cultivars are different．The contents of OAM of“Qiuzhenbai No．16”
and “Chundawang”are higher than those of others。which shows they have strong resistance tO low temperature．Higher
OAM content and higher activities of SO D，POD，and CAT are the intrinsicaly physiological and biochemical characteris—
tics of Chinese cabbage tO resist low temperature．
Key words Chinese cabbage，Low temperature stress，Physiological and biochemical characteristics
(Received Dec．16，2003；revised Jan．24，2004)
夏大白菜在夏季高温条件下生长不良，早春和晚秋大白菜则 因低温危害而造成生产损失。有关高温下
大白菜生理生化特性，特别是高温胁迫下其保护酶活性 的变化研究 已见诸报道Ll-4]，而对低温下大 白菜生
理生化特性的研究目前尚少见报道。本试验研究了田间低温胁迫对不同大白菜品种某些理化特性 的影响 ，
为大 白菜反季节栽培 、育种及其生态分类提供理论依据。
1 试验材料与方法
试验在山东农业大学园艺学院蔬菜站进行 ，供试大 白菜春用品种为“强势”和“春大王”，秋用品种为“鲁
白8号”、“秋珍白 3号”、“晋菜 3号”和“秋珍白 16号”，8月 5日后间隔 lOd分期播种 ，共播 3期 ，按行株距
50cm x 40cm定苗，每期 3次重复 ，随机排列 ，常规管理。进入结球期后记录每天最低气温及其昼夜温差，分
别在最低气温为 5"C(10月 29日)、0*C(11月 15日)、一5"C(12月 14日)和 一10℃(1月 11日)时且维持 2～
3d后 ，于当日8：00取供试品种生长健壮功能叶测定各项指标 ，均重复 3次。以考马斯亮蓝法_5 测定可溶性
蛋白质含量 ，用蒽酮法L5 J测定可溶性糖含量 ，以水合茚三酮法[ ]测定游离脯氨酸含量 ，用硫代巴比妥酸法 5]
* 通讯作者
收稿 日期：2003—12—16 改回日期：2004—01—24
第 2期 孟凡珍等 ：田间低温胁迫对大白菜某些理化特性的影响研究 85
测定丙二醛含量，根据超氧化物歧化酶抑制氮蓝四唑(NBT)光化还原的原理测定超氧化物歧化酶活性，3mL
反应液含 1．3t~mol／L核黄素、13mmol／L甲硫氨酸、63vtmol／L氮蓝 四唑(NBT)、0．05mol／L pH7．8的磷酸
缓冲液，加 20 L酶液后置 40001x荧光下光照 20min、在 560nm下测定光密度，以缓冲液代替酶液作空 白对
照(CK)，酶活性单位以抑制光化还原氮蓝四唑 50％为 1个酶活性单位L5 J。用愈创木酚法测定过氧化物酶
活性 ，以每 min吸光度变化值表示酶活性大小。用比色法测定过氧化氢酶活性 ，取适量酶液加入 0．1mol／L
过氧化氢和0．1mol／L pH7．0的磷酸缓冲液在 240nm下比色，每 min读数 1次，以每 min吸光度变化值表示
酶活性大小。文中数据均为重复 3次平均值 。
2 结果与分析
2．1 低温胁迫对大白菜鲜叶片中可溶性糖及蛋白质含量的影响
由表 1可知大白菜鲜叶片中可溶性蛋白质含量随温度的下降而逐渐上升 ，5℃下大白菜鲜叶中可溶性蛋
白质含量较低 ，随温度的降低其可溶性蛋白质含量增加 ，且增速先快后慢再变快，一10℃下其可溶性蛋 白质
含量最高 ，为 5℃ 下的 表1 低温胁迫对大白菜鲜叶片中可溶性糖及蛋白质含量的影响
3～5倍 。不 同温度条
件 各 品种 间可 溶性蛋
白质 含量有一定 差异，
特别是在 一10℃下其差
异更 明显，“秋珍 白 16
号”、“春大王”和“强势”
品种鲜叶片中可溶性蛋
白质含量较高，而“晋菜
3号”和“鲁 白 8号”次
之，“秋珍 白 3号”则相
Tab．1 The soluble su4~ar and protein contents in leaves 0f Chin~cabage under low temperature stress
强 势
春 大 王
秋珍 白3号
鲁 自 8号
秋珍 白l6号
晋 菜 3号
对较低。霜降后随温度的下降而大白菜鲜叶片中可溶性糖含量渐增，由表 1还知 5℃下大白菜鲜叶片中可溶性
糖含量较低，之后随温度降低而渐增，且有 2次增峰(分别出现在由5℃降为 0℃和由一5℃降为 一10℃过程中)。
一 10℃下大白菜鲜叶片中可溶性糖含量为 5℃下的 4～11．5倍，大白菜体内可溶性糖含量升高有利于增加其抗
低温能力。不同温度各品种间可溶性糖含量有一定差异，且随温度的降低其差异更明显，一10℃下各品种可溶
性糖含量依次为“秋珍白 16号”>“春大王”>“强势”>“晋菜 3号”>“鲁白8号”>“秋珍白3号”(见表 1)。
2．2 低温胁迫对大白菜鲜叶片中游离脯氨酸及丙二醛含量的影响
由表 2可知 5℃下大白菜鲜叶片中游离脯氨酸含量较低 ，且品种间差异较小，当温度 由 5℃降为 0℃时
表2 低温胁迫对大白菜鲜叶片中游离脯氨酸及丙二醛含量的影响 其 游离 脯氨 酸含 量迅
Tab．2 Thefre proline andMDA contentsinleaves 0fChinese cabage un&rlowtolgleratlre stres 速增 至 十几 至二 十几
倍 ，当温 度 降至 一5℃
时其含量为“秋珍 白 16
号”、“晋菜 3号”、“春大
王”和“强势”达最大值，
而“秋珍 白 3号”和“鲁
白 8号”则 有 所 下 降。
当温 度 降 至 一10℃ 时
各 品种鲜 叶片 中游 离
脯氨酸含量均下降 ，但
仍显著高于 5℃下其含量。表 2还表明当温度由 5℃降至 0℃时大白菜鲜叶片中N -醛含量下降，说 明 0℃
以上低温对大白菜细胞膜无大影响，但随温度的逐渐下降其丙二醛含量又渐增 ，当温度降至 一10"(2时多数
品种鲜叶片oeN-醛含量均达最大值 ，这说明较严重低温冻害对大白菜细胞膜有较大的伤害。
2．3 低温胁迫对大白菜鲜叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性的影响
图 1表明低温胁迫时大白菜鲜叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶 3种保护酶活性呈不
l 8 4 4 4 0 8 9 2 3 l
5 7 5 4 2 2
7 4 0 5 9 l
5 6 4 4 6 5
5 4 3 5 7 9
9 9 8 5 l l
4 6 l 7 4 9
8 6 6 7 0 4
3 4 3 3 4 3
4 l 8 9 2 5 6 6 l 4 6 3
l 7 6 3 5 5
● ● ● ● ● ● 7 6 0 O 3 8
3 4 3 4 5 4
0 8 5 O 2 3
5 l l 2 5 8
l 6 2 2 3 4
● ■ ■ ● ● ● 7 5 0 9 7 5
I
4 3 6 1 l l
l 2 9 5 6 0
0 7 7 O 4 2
● ● ● ● ● ●
2 9 3 9 4 5
6 6 4 4 7 5
6 7 4 9 6 9
8 3 5 6 l 9
l 0 4 7 2 7
● ● ■ ● ● ●
l 0 0 O 0 6 2 2 2 2 3 2
l 0 5 8 2 0 4 2 l 2 7 38 3 3 3 7
● ● ● ● ● ●
0 2 l 3 l l 2 2 2 2 2
l 9 2 2 3 l
5 9 4 O 9 4
l l 2 8 9 9
■ ■ ■ ● ■ ■
4 5 5 2 3 4
_ - - ． - -
86 中 国 生 态 农 业 学 报 第 13卷
苗 _c 40o
E
． 350
30o
3
250
剐 燠
一 10 —5 0 5 -10 -5 0 5 一lO 一5 0 5
温度 ／℃ 温度 ／℃ 温度 ／℃
图 1 低温胁迫对大白菜鲜叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性的影响
Fig．1 The efect of low temperature stress on SOD，POD，CAT activities in leaves of Chinese cabbage
同变化 ，当温度为 5～ 一10"(3间其超氧化物歧化酶活性随温度的降低而呈先升后降的变化趋势，过氧化物酶
活性在 5～0℃间升降变化不明显 ，而在 0～一10℃间不 同品种则表现不一 ，“秋珍 白 16号”和“晋菜 3号”其
活性继续增高 ，“春大王”、“强势”和“秋珍 白 3号”则降低 ，而“鲁 白 8号”为先降后升。当温度 由 5℃ 降为
一 5℃时大白菜鲜叶片中过氧化氢酶活性递增，且各品种间增幅差异明显 ，“秋珍 白 16号”、“春大王”、“强势”
和“晋菜 3号”其活性增幅较明显，而“秋珍 白3号”和“鲁 白8号”则增幅较小 ，<一5℃后即快速下降。
3 小 结 与讨 论
研究表明植物可溶性蛋 白质含量增加可提高其抗冷能力。可溶性糖含量与植物抗冷性之间成正相关。
低温下大白菜叶片中可溶性蛋 白质和可溶性糖含量增加 ，且品种间差异显著，较好地反映了大白菜耐低温
能力。游离脯氨酸使处于低温胁迫下大白菜具有一定抗冻性 ，在 一5℃下游离脯氨酸含量极高 ，大大提高了
大白菜的耐低温能力 。研究结果表明低温下大白菜鲜叶片 中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性先升后降 ，
与前人研究黄瓜、番茄、辣椒和西瓜等蔬菜低温胁迫下其体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性降低的结果
不完全一致 ，这可能与作物对低温的抗性不同所致。低温胁迫前期大 白菜 中过氧化物酶活性上升 ，有利于
提高其耐低温能力，随温度的进一步降低其活性有所降低。本试验研究结果表明适当低温胁迫可提高超氧
化物歧化酶 、过氧化物酶和过氧化氢酶活性 ，增强大白菜的耐低温能力，而 一10℃下这 3种保护酶活性 的下
降说明大 白菜已受低温冻害。低温下酶活性的高低可一定程度反映出大白菜耐低温特性 ，一5℃下过氧化
氢酶活性反映的大白菜品种耐低温能力与 以保护性物质为依据的结果相一致。低温胁迫时植物体 内挥发
性物质和叶绿素荧光也随之变化_6， ，其渗透物质外渗 ，电导率明显升高_8 J，这些均可作为抗冻生理的鉴定
指标。作物抗低温能力还受基因调控_9 J。一般直筒型蔬菜品种耐低温能力较强 ，平头型次之，卵圆型最弱 ，
本研究结果表明直筒型品种“秋珍 白 16号”和“晋菜 3号”耐低温能力高于平头型和卵圆型品种 ，而卵圆型春
季品种又高于平头型秋季品种，表明大白菜耐低温能力与季节生态型和结球生态型均有关。
参 考 文 献
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