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2嘛第 , 2期 就 12 1期 即川早滚U AN
赵志刚 , 李方民 , 丢 明 `
(西北大学生命科学学院 , 陕西 西安 71 0 69)
摘 要 : 对不 同滋度下高羊茅、 早熟禾的扰逆性生理指标进行比较研究 , 侧定比较 了细胞膜透性 、 脯氛政含
童 、 丙二醛含贵 、 可溶性粉含童 、 叶绿素等生理指标的变化 , 结果表明 : 早熟禾扰寒性强于高羊茅 , 但高羊茅的封
高遇能力优于早热禾 。 并且 , 两者的最适生长沮度都基本在 1 5℃左右 。
关位词 : 高羊茅 ; 早熟禾 ; 沮度 ; 扰逆性
中圈分类号 : 0 9 4 5 .7 8 文徽标识码 : A 文章编号 : 10( 拍- 19 32 ( 2 0 0 5 ) , 2-加 10减抖
高羊茅 ( eF “ cu a arU 耐`~ ae ) 系禾本科羊茅
属多年生草本植物 , 为丛生型禾草 , 冷季型草坪
草 , 分雍性强 , 具有极强的耐热性 、 耐寒性 、 抗
早性 、 耐潮湿能力和抗病性 , 适应性强 , 盛夏不
休眠 。 早熟禾 ( oP a 开` e sn is L ) 系禾本科早熟禾
属多年生草本植物 , 为冷季型草坪草 , 适宜在气
候冷凉 、 湿度较大的地区生长 , 抗寒能力强 , 耐
早性稍差 。 两种实验材料均具有较强的温度抗逆
能力 , 均为冷季型草种 , 但有关研究其较低温度
胁迫处理的文献报道较少川 。 同是作为冷季型草坪
草 , 其之间的抗寒性 比较更是鲜有报道 ` 文中对
国内外普遥认可的和植物逆境条件下敏感的生理
指标作研究 , 分析 比较了高羊茅 、 早熟禾在较低
温度条件下的抗逆性 , 为今后选育抗寒性暖季型
草坪草提供一定的理论依据 。
1 材料与方法
王
婴 收稿 日期 : 20 5- 的刁?
作者简介 : 赵志刚 ( 19 7 一 ) , 男 , 西北大学生命科学学院生
态学专业 20 3 级在读研究生 , 研究方向为环境生态学。
* 通讯作者
L l 材料
高羊茅 、 早熟禾种子 , 西安星辰园艺公司提供 。
1
.
2 实验方法
12 1 材料处理 : 将高羊茅 、 早熟禾种子消毒 ( 1%
H gC D 后 , 昼夜温度 25 ℃ 1 8℃人工气候室用营养液培
养一周 , 转人花盆栽培 , 每种设 3 组平行处理 , 每组
平行处理 3 组重复 。 全部材料培养 2 个月后 , 第一个
平行处理组移人 25 ℃人工气候室 , 生长 48 h 后 , 进行
生理指标测定 ; 剩余 2 个平行处理组培养温度降至
15 ℃ , 生长 48 h 后 , 对第二个平行处理组进行生理指
标测定 , 第三平行处理组的培养温度再降至 拍℃ , 生
长 48 h 后进行生理指标测定 。
1
.
.2 2 生理指标测定 : 叶绿素含量的侧定与计算方法
见文献 lt2 , 采用 so % 的丙酮溶液提取叶绿素 , 用
压m bd a 35 型分光光度计测定 。 叶片细胞膜透性的测
定参照谭常的相对电导率方法阔 , 测定仪器为 D D S 一
1 1A 电导仪。 脯氮酸含量测定采用李合生阅的酸性苟
三酮显色分光光度计比色法测定 。 丙二醛 (M D )A 含
量测定采用李合生阅的方法 。 可溶性糖含 t 的测定参
照邹琦的方法冈 , 采用葱酮显色 , 分光光度计比色法
测定 。
数据为 3 次重复 , 数据统计 分析和作 图由
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.2 5 低温胁迫后 可溶性糖含 1 的变化 (见图 4 )
〔二二 高羊茅
匕玄刃 早熟禾
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温度
圈 4 不同低沮肋迫后可溶性徽含 t 比较
由图 4 可以看出 , 在 巧℃条件处理后 , 与 25 ℃
处 理后 相 比 , 高羊茅的 可溶 性 糖含量 降低 了
3 .7 83%
, 早熟禾的可溶性糖含量降低了 5 . 03 % , 高
羊茅下降幅度是早熟禾的 .7 5 倍多 。 在 or ℃条件处
理后 , 高羊茅和早熟禾的可溶性糖含量均上升 , 同
15 ℃处理后相 比 , 高羊茅的可溶性糖含量上升了
5 .2 5%
, 早熟禾的可溶性糖含量上升了 53 . 39 % 。
3 讨论
正常情况下 , 植物体内各项代谢的生理生化过
程都是比较稳定而协调的 , 当植物受到逆境胁迫时 ,
植物体内的各种代谢活动都会由于某种因素的影响
而失调 , 使植物对逆境作出反应网 。 通过实验结果的
变化趋势分析 , 多数反映植物抗逆性指标的含量均
先降后升 , 因此可以看出 , 高羊茅和早熟禾最适的
生长温度大致在 巧℃左右 。 比较而言 , 与 巧℃处理
比较 , or ℃处理对其属于低温胁迫 , 而 25 ℃处理则
属于高温胁迫 。
叶绿素的生物合成是一系列酶促反应 , 受温度
影响很大 。 最适温度是 20 一 30 ℃ 。 温度过高或过低
均降低合成速率 , 加速叶绿素降解 。 实验中高羊茅
和早熟禾体内叶绿素随温度下降含量下降 , 表明植
株体内叶绿素的合成能力降低 , 这种现象在研究香
蕉 、 温州蜜柑等作物中都有类似的报道 .r7 司。 诸多研
究表明 , 叶绿素的合成主要与最适光照 、 温度 、 矿
质元素 、 水分 、 氧气等因素有关 。
生物膜是细胞 、 细胞器与环境间的界面 , 既能
接受 、 传递环境信息 ,也能对环境胁迫作出反应 , 同
时对维持正常生理生化代谢尤为重要网。 叶片细胞膜
透性的变化可以反映逆境对细胞膜的伤害程度 。 当
植物受到逆境影响时 , 如在不适宜的低温或高温胁
迫下 ,植物细胞膜会遭到破坏 , 膜透性增大 , 且细胞
膜相对透性的大小与植物细胞膜受伤害的程度成正
相关 。 该实验中, or ℃处理后叶片细胞膜相对透性值
与 15 ℃处理后相比 , 高羊茅的电导值略高于早熟禾 ,
而 25 ℃处理后叶片细胞膜相对透性值与 15 ℃处理后
相比 , 早熟禾的电导值明显高于高羊茅 , 因而表明
高羊茅和早熟禾的耐冷 、 热能力互有强弱 。
在植物所含的氨基酸中 , 以脯氨酸的渗透作用最
为有效 , 无论是干早 、 冰冻 、 高温 、 低温和盐演 , 还
是营养不良都会在植物体内大量积累脯氨酸阅。 植物
在低温条件下游离脯氨酸的大量积累被认为是对低温
胁迫的适应性反应 , 脯氨酸是细胞内重要的渗透调节
物质 , 具有溶解度高 , 在细胞内积累无毒性 , 水溶液
水势较高等特点 , 因此脯氨酸可作为植物的抗冷保护
物质 。 植物在受到冷害时 , 游离脯氨酸可能是通过保
护酶的空间结构 , 为生化反应提供足够的自由水及化
学和生理活性物质 , 对细胞起保护作用 1 1。 高羊茅和
早熟禾在低温条件下 , 叶片游离脯氨酸的积累是其对
低温环境的一种保护性反应 。 10 ℃处理后 , 与 15 ℃
处理后相比高羊茅的脯氨酸含量变化高于早熟禾的 2
倍左右 , 表明高羊茅自身积累较多的脯氨酸来适应低
温环境 。 许多研究结果表明 , 植物在受到高温胁迫
时 , 体内也同样会积累游离脯氨酸称 ’别习 , 且植物的耐
高温能力与体内游离脯氨酸含量的积累成正比 。 比较
高羊茅 、 早熟禾在 25 ℃处理后的增长比率 , 发现高
羊茅增加的含量大于早熟禾 , 表明在高温条件下 , 高
羊茅的适应力要强于早熟禾 。
丙二醛 (M D )A 是植物细胞膜脂过氧化产物之
一 , M D A 强烈地与细胞内各种成分发生反应 , 从而
引起酶和膜的严重损伤 lNI 。 逆境胁迫过程中 , 植物叶
片中 M D A 含量总体呈增加趋势 , 这与其受伤害的发
展情况相一致 。 由 10 ℃处理和 巧℃处理后的结果发
现 , 高羊茅与早熟禾中 M D A 含量都呈增加趋势 , 这
与低温使其伤害情况一致 , 但高羊茅上升幅度显著
高于早熟禾 , 表明 or ℃环境对高羊茅的伤害程度更
大 。 由 25 ℃处理和 巧℃处理后的结果发现 , 高羊茅
与早熟禾中 M D A 含量也呈增加趋势 , 这与高温使其
伤害情况一致 , 但早熟禾上升幅度显著高于高羊茅 ,
表明 25 ℃环境对早熟禾的伤害程度更大 。
研究表明 , 逆境胁迫导致植物体内可溶性糖含量
发生变化 。 可溶性糖可以参与调控抗冷力的形成 , 在
植物抗寒中起重要作用 lq 。 可溶性糖也是植物抵御低
温的重要保护性物质 , 能降低冰点 , 提高原生质保护
能力 , 保护蛋白质胶体不致遇冷变性凝固 lN 。 可溶性
糖在细胞质中大量积累 , 不仅保持了蛋白质的水合
度 , 防止原生质脱水 , 而且还起到了平衡细胞质与液
泡间的渗透势等多种作用 , 减低质膜受冻害的程度 ,
从而增强了植物对冻害的适应能力 l[, 。 实验结果显示
高羊茅和早熟禾叶片可溶性糖含量随低温胁迫表现出
增加趋势 。 这与某些经冷驯化而获得一定抗寒能力的
植株如落叶松 、 黄瓜的实验结果相符合体 21 。 比较高
羊茅和早熟禾在 10 ℃条件处理后的可溶性糖含量变
化 , 早熟禾的可溶性糖含量变化略高于高羊茅 , 表明
早熟禾比高羊茅对低温的耐受性较强 。 高温干早也导
致植物可溶性糖含量发生变化 , 如干早胁迫对小麦中
可溶性糖含量具有显著影响 , 随胁迫进行 , 可溶性糖
含量逐步升高 ; 甘蔗在干旱胁迫条件下可溶性糖含量
也逐步升高网 。 本实验的数据也得出相同的结果 , 在
高于植物最适温度下 , 可溶性糖含量也有增加 , 比较
高羊茅 、 早熟禾的数据结果 , 与 巧℃处理后相比 ,
25℃处理后高羊茅的可溶性糖含量上升幅度明显高于
早熟禾 , 表明高羊茅对高温有较强的耐受性 。
结果分析表明 , 高羊茅与早熟禾的最适生长温
度基本在同一幅度 , 但早熟禾对低温的耐受性强于
高羊茅 , 而高羊茅对高温的耐受性则优于早熟禾 。
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