全 文 ：第 l0卷 第 3期
2 0 0 2 年 9 月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
、 ()l lO ＼()3
Sept ， 2002
低温在诱导油桃芽解除休眠过程中对代谢的影响
李 宪利 闫田力 高 东升 袁志友
(山东农 业 大学 园艺 系 泰安 271018)(中 国科 学 院植 物研 究 所 北 京 100093)
摘 要 果 埘 温室 培 时常 出现萌 芽率低 ，萌 芽开 花 延迟 ，花器 官发 育 差 ，座果 率 低 等 问题 。调 查 了分 批 侈入 人 工
生、候室 的“NJ72”油 桃芭 芽率 ，以确 定其休 眠解 除 耐 间，试 验结 果 表 明“NJ72”油 桃 于 1月 中旬结 束休 眠，不 同 温度 处
理 对“NJ72” 由桃 眠班 代谢 的影 响 不 同，低温 促进 花 芽 内 H：O!的积 累 ，同 时促 进 过 氧 化 氢酶 (CArl、)、超氧 物 岐 化
酶(SO1))、迓 氧 化 物酶 (POD)活 生的提 高 ，低 温处 理 使花 芽 呼 吸速 率增 加 ，其 中磷酸 戍 糖 途 径(PPP)代 谢 增 加 ，糖 酵
解(EMP)降 低 ，而 三投 酸 循环 (T(、A)代谢 波 动较 小 ，葡 萄 糖一6一磷 酸 (G一6一PDH)睨 氢酶 活 性也 育所 增 加。
关 键 词 温度 眠 油桃
Metabolic changes during low temperature induced dormancy release in‘NJ72’nectarine(Prunus persica L．Batsch)．
LI Xian—Li．YAN Iian—Li．( A0 I)ong Sheng (Department of Horticulture，Shandong Agricultural University，Tai’an
2710l8)，YUAN Zhi—You(Institute of txk)tany，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100093)，(TEA，2002，10(3)：27～29
Abstract From mid Oct to mid—Feb ．2-year old potted ‘NJ72’nectarine(Prunus pet sic、“ l _Batsch)was transferred
at certain interxrals fr()hi field to the growth chamber at 25℃ to determine the end Of bud dormancy．The results show
that bud dormancy of‘NJ72’is broken by mid—Jen The process of the onset of dormancy differs greatly among the leaf
and f1ower buds．The intensity,Of d()rmancy is lower in the flower buds compared to that in the leaf buds．In flower buds
of peaches treated with low temperature，endogenous peroxide content increases~7K3n after treatment． Catalase activity is
shown to increase significantly during chiling and coincides with the increase of the activity of peroxidase and superoxide
dismutasc Accumulation of peroxide is accompanied with an increase of peroxidase activity，probably due to substrate ada—
ptability The rate()f respiratkm of flower buds increases at low temperature during dormancy，among which the rate of
the pentose phosphate pathway is al )increased．while the rate of the embden—meyerhof pathway decreases and the rate of
tricarboxlic acid cycle changes little Concomitantly，glucose 6 phosphate dehydrogenase activity increases at low tem pera—
t ure during dormant5’
Key words Iempcrature，I)orm ancy，Nectarine
大量研 究表 明，有许多环境 因子影 响果树休 眠 ，其 中温 度是休 眠的诱导 、维持及解 除的主要生态 因子 =。：
低温 、中温 、高温热激 及波动温 度对 果树休 眠均 有不 同作用 ，但 其对休 眠作 用 的机制 目前 尚不 清楚 。本 研究
以“NJ72”油桃 为试验材料 ，研究 了温度对 活性 氧清 除系统 及 呼吸代谢 的影 响。
l 试验材料与方法
试验 在山东农业 大学小 果 园进 行 ，试验 材 料 为 2年 生“NJ72”油 桃 (Prunus persica L．Batsch)，盆 直 径
30cn ，已形成花 芽 。休 眠解 除时 间的确定采用分 期 移入人 工 气候 室 的方法 ，从 1997年 10月 ～1998年 2月
间每，}j 8日将露地 油桃移入 温室(10～22℃ )、人 工气候室 (25℃ )，每重 复为 5次 ，每 天光照 12h(光通量 密度
为 200 ／E ． )，以花芽露红 、叶芽 露绿为萌芽 标 准 ，每 3d记 录 1次萌 芽率 ，当萌芽 率达 到 50％时则认 为
芽已解 除休 眠。H，o，含量测定 根据林植芳 等 方 法 改进 ，取新 鲜花 芽 0．5g，按 1：2(w／v)加冷 丙酮 定 容至
25n1L，取 lmL提取 液加 0．2mL20％TiCl ，加 0．2mL17mol／L氨水 ，离 心 10rain(5000r)，所 得 沉淀用 丙 酮洗
涤 5次 以除去 色素干扰 ，最后 弃去 上 清液 将沉 淀 溶 于 5mL的 lmol／L硫酸 中 ，测 定 A 。。过 氧化 氢 酶 CAT
(EC1．1 1．1．6)、超 氧 物 岐 化 酶 SOD(EC1．15．1．1)活 性 测 定 采 用 赵 世 杰 等 方 法 ，过 氧 化 物 酶 POD
(EC1．11．1．7)活性测定采用张志 良 方法 。呼吸途 径采 用专 一性 抑 制剂 ，三羧 酸循 环 (TCA)采用 0．05mg／kg
*『IJ东省教委基金资助项 目
收稿 口期 ：2000—12—16 改[u1日期 ：2001—02—28
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中 国 生 态 农 业 学 报 第 l0卷
丙二 酸 ，磷 酸 戊 糖 途 径 (PPP)采 用 0．02mg／kgNa PO。，糖 酵 解 (EMP)为 总 呼 吸减 去 TCA、PPP之 差
， 用
()．()1mg／kgg~,乙酸校正 。葡萄糖一6～磷酸 脱氢酶 (EC1．1．1．49)活性测定采用 薛应龙 方法
2 结果与分析
2．1 桃休 眠解除时间的确定
表 l 不 同时 间 加温 对“NJ72”油 桃 萌芽 的 影响 (1997～1998)
Tab l The effect of bud break of‘NJ72’nectarine in temperature treatnlents started from different time
从 1997年 10
月上 旬 始 至 l2月
上旬将露地“NJ72”
油 桃 移 入 温 室 后 ，
花(叶)芽 尚不 萌发
(见表 1)；1月上 旬
移人温室后则 芽能
萌发 ，且 随 其 移 入
温室时间的延迟 萌
芽所需天数减少
* 表 【f] 为平 均值 !标 准 差 ，v为括 号内数字 是从 芽萌 动到 展叶 所需 天数 ：
2．2 不同温度条件下桃花芽内 H：o：含量的动态变化
不 同温 度打破休 眠的效果不 同 ，不 同温度对休 眠期桃花芽 内代谢活 动有 不同 的影 响 ，其对休 眠期桃花 芽
内 H O 含量的影 响见图 1。在休 眠期 自然低温条 件下桃花芽 内 H 含量高于温室条 件下花芽 内 H o：含
日期(月一日
图 l 温 度 对休 眠 期鲜 桃 芽 内 H ()2含 量 的影 响
量 ，10月 8～23日芽 的休 眠 程度 较浅 ，花 芽 内 H，o，含
量基 本保 持不变 ；从 10月 23日开 始 H o：含 量逐 渐升
高 ，在休 眠解 除前花芽 内 H，0，含 量一直 较 高 ，从 l2月
8～23日桃 花 芽 内 H，o，含 量最 高 。在 温 室条件 (10～
22℃ )下桃花 芽 内 H，o，含量 并 未升 高 ，其 在 整 个 高 温
处理 期基本保持较 低水 平 ，1月份 露地 桃解 除休 眠时其
花 芽 内 H，o，含量未表现 出明显下降趋势 。
2．3 温度对桃花芽内 CAT、POD、SOD活性的影响
CAT是分解 H，O，的主要酶 ，其活性高低直 接影 响
花 芽 内 H，o，含 量 ，不 同温度 处 理 对 CAT活 性 的 影 响
in t he nectarine buds during dormancy 不 同 (见 图
2)，低温使 (、AT 活性 升高 ，高温 则使 花芽 内 CAT 活性 处于 较低
水平 。POD是植 物体 内一 种重要 酶 ，POD 同功 酶在 不 同发 育 时
期有不 同作用 ，且有 清除 H，o，的功 能 ，高 温处理 显 著 降低 休 眠
期桃花 芽 内 POD活性 ，同时低 温处 理也 显著 降低 休 眠期桃 花 芽
内 SoD 活性 。
2．4 休 眠期桃花芽呼吸途径的变化及温度对桃花芽内葡萄糖-6-磷
酸脱氢酶活性的影响
图 3表 明 。整个休 眠期桃花 芽 的呼 吸强 度一 直呈上 升趋 势 ，
l1月上旬是其 呼吸强度快 速增 加期 ，此后 呼吸强 度增 势减 缓 ，从
12月 30日～1月 10日其呼吸强 度又表现 出增 加趋势 ，当 1月休
眠解 除后其 呼吸速率又增 加 ，因此休 眠 仅是 外 观形态 的 不变 ，而
花芽 内一 直 进 行 着 旺 盛 的 呼 吸 代谢 活 动。 呼 吸代 谢 有 多 条 途
径 ，且每条途径都有 其各 自的作用 ，图 3表 明在休 眠期 自然 环境
25O
200
1 50
忧
警 lo
5O
0
CAT POD SOD H202
图2 温度对桃花芽内 CAT、POD、SOD活性的影响
Fig．2 Effects of temperature on the activities of
catalase，peroxidase，and superoxid dismutase in
flower Buds of 2-year old potted ‘NJ72 ’nectarine
* 温 度处 理后 20d取 芽 ，以 25℃处 理为 100％
进行 酶活 性测 定 ，图 4同。
条件下各呼吸途径存在明显的变化 ，PPP途径所 占总呼吸率从 10月 30日的 11．2％上升到 1月 10日的
37．2％，中间虽 有波动但呈 明显 的上 升趋势 ；TCA途 径所 占总呼 吸率基 本保 持在 55％左 右 波动 ；EMP途 径
所 占总呼吸率从 l0月 30日的 38．7％降 至 i月 10日的 5．2％，呈 下降 趋势 。葡 萄糖一6一磷 酸脱 氢 酶是 PPP
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第 3朗 宪利 等 ：低温 在诱 导 油桃 芽 解除 休 眠过 程 中对 代谢 的影 响
途径 的关键酶 ，其高低 直接 表 日月PPP途径 的活 化程 度 ，对 油桃 休 眠期 花芽 内葡萄 糖一6一磷 酸脱 氢酶 不 同温度
下 的活 性 进 行 }贝0
定结果 见 图 4，与
高 温 相 比，低 温
处理 显著增 强 了
休眠 期 桃 花 芽 内
葡萄糖 一6一磷 酸脱
氢 酶 活 性 ，这 说
明低 温 处理 促 进
了 PPP代谢 。
3 小 结与讨论
低 温 、中 温 、
高 温 热 激 、变 温
日期(月一日)
图 3 休眠 期桃 花 芽 呼 吸途径 的 变化
Fig 3 Changes of respiratoryways in flower
200
l60
120
蜒
篓80
40
0
l0～22 25
温度 ／C
200
l60
1 20
剖
80誉
盘
40
0
图 4 温度 对 葡萄 糖一6一磷 酸 脱氢 酶 活性 的 影响
Fig 4 ihe effect of tem perature()n the activity
of glucese 6-phoshate dehydrogenase in flower buds
对解除 芽休 眠有不 同的作用 ，但有效 温度范 围 、波动温 度的影 响和各种温度相互 关系 及其最佳 取值 、阈值 、持
续时问在 打破芽休眠 中的实 质尚不清楚 ：许多胁迫形式 (低 温 、热 激 、干旱 、毒 害 、脱 叶等 )均 可降低或完全取
代低温需求 量而解 除芽 的休眠 ，说 明其对休眠有共 同 的影 响 机制 。一 切能增 强细胞 膜 透性 的 因素均能 促进
休眠解除 ，对休 眠过程 中活性 氧清除 系统 的变化现 国 内研究较 少 ，国外有一些 报道但 结论 各异 ，Wang S．Y．
等 提出芽 的休 眠与清 除 自由基能 力有关 ，超氧物岐化 酶 SOD把超 氧阴离子 自由基 () 转 化为 H O，，然后
H () 被 (PAT破坏 。Nir( ．等 发现对 葡萄用 23 温度 处理 14d后 ，与 4℃温 度处理 相 比其芽 内 CAT活性
明 显上升 ，而 POD活性 则 有所 下 降。而 本试 验结果 低 温处 理使 芽 内 H，o 含量 增加 ，CAT、POD活 性 均上
升 ，高温 处理 则抑制 了 H O 的积 累。H O 与休 眠 的因果关 系即孰 因孰果 尚需进 一步 深入研 究 。生 活的植
物细胞 中存 在着三羧酸循 环 、磷 酸戊糖途 径 、糖 酵解和 乙醛酸循 环 等呼 吸途径 ，其 呼吸 途径 的改 变可通 过物
质转化 与能 量代谢调节 果树芽 的萌发和休 眠。有人认 为休眠解除是 糖代谢 由糖 酵解转 向磷 酸戊糖途径 的结
果 本研究 表明 ，低 温处理提 高其呼吸速率 ，在休 眠期 间桃 芽 的磷 酸戊 糖途 径代谢 逐 渐上升 ，磷 酸戊 糖途
径产牛 NADPH，通 过依赖于 NADPH 的酶一硫氧 还蛋 白还 原酶来还原硫 氧还蛋 白，然后还原 与硫氧还蛋 白活
化有关 的酶 ，从而解除芽 的休 眠 。Nir( ． 还发现葡 萄芽 的休 眠解 除伴随 着磷 酸戊糖途径 的激活 ，而苹 果芽
在休眠解 除时其磷酸 糖 途径 的葡 萄糖一6一磷 酸脱 氢酶和 6一磷 酸葡萄糖 酸脱氢 酶活性 迅速 下降 ，糖酵解 中的
3一磷酸甘 油醛 脱氢酶 和内酮酸激酶 升 。 关 于温度影 响芽 休眠 的生理 生化基 础 ，包括低 温 、中温 、高温 、热
激等不 同温 度的作用 原理和协作方式 以及休 眠的热力学 基础 、人工调控 的有效途径 尚需 进一步深入研 究：
参 考 文 献
1 张忠良主编 植物 州学实验指 导 北京 ：高等教育出版社，1990
2 薛J 龙 主编 植物生理学实验手册 卜海：j 海科技出版社，1985
3 林 植芳 ，李 舣 林桂 珠等 衰老叶 片 中叶绿 素 中 H：O 积累 与膜脂 过 氧化 的关 系 植 物生理 学报 ，1988(14)：16～22
4 赵世杰 ，刘 华 【J ，羲新 纯 主编 植 物生 理 学实 验指 导 北 京 ：中困农 业科 技 出版 社 ，1998
5 Fuchigami I H ，W isniewski M Quantifymg bud dormancy：physiological approaches Hortscience，1 997，32：6 1 8～623
6 W ang S Y ，J iao J ，and Faust M Changes in metabolic enzyme activities during thidiazuron induced lateral bud break of apple Hortscience．
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7 W ang S Y ，and Faust M Metabolic activities during dormancy and blooming of deciduous fruit trees Isr J Bot ，1 988，37：227～243
8 Nir( ，and Lavee S Metab{)lic changes during cyanimide induced dormancy release in grapevines Acta Hort，1993，329：271～274
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