全 文 ：江苏农业学报(JiangsuJ.ofAgr.Sci.), 2010, 26(6):1192～ 1196
汤日圣 , 汪　军 ,邓国平 , 等.高温胁迫对草地早熟禾某些生理指标的影响 [ J] .江苏农业学报 , 2010, 26(6):1192-1196.
高温胁迫对草地早熟禾某些生理指标的影响
汤日圣 , 　童红玉 , 　黄益洪 , 　叶晓青
(江苏省农业科学院农业生物技术研究所 , 江苏 南京 210014)
收稿日期:2010-04-16
作者简介:汤日圣(1953-),男 ,江苏兴化人 ,大学 ,研究员。主要从事
作物生理研究。
　　摘要:　探明高温胁迫对冷季型草坪草伤害的生理机制 , 为采取防御措施提供科学依据。该研究以冷季型草
坪草草地早熟禾(PoapratenstsL.cv.Totaleclipse)幼苗为材料 ,探讨了高温胁迫下其植株中有关生理指标的变化。
结果表明:在(42.0 0.5)℃高温胁迫下 , 幼苗植株质膜透性和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著增加 ,超氧
物歧化酶(SOD)活性和可溶性蛋白质及还原型谷胱甘肽(GSH)含量明显降低;而可溶性糖 、脯氨酸和抗坏血酸
(AsA)含量在高温胁迫 2 d时都有所增加 ,其后则都明显降低。因此高温致使冷季型草坪草幼苗植株质膜透性 、
MDA含量的显著增加和 SOD活性 、可溶性蛋白质 、GSH、可溶性糖 、脯氨酸 、AsA含量的明显降低 , 是高温导致冷季
型草坪草草地早熟禾热伤害的主要生理机制。
关键词:　草地早熟禾;高温胁迫;生理指标
中图分类号:　S688.4　　　文献标识码:　A　　　文章编号:　1000-4440(2010)06-1192-05
EfectsofHighTemperatureStresonSomePhysiologicalIndexesinSeed-
lingofKentuckyBluegras
TANGRi-sheng, 　TONGHong-yu, 　HUANGYi-hong, 　YEXiao-qing
(InstituteofAgriculturalBiotechnology, JiangsuAcademyofAgriculturalSciences, Nanjing210014, China)
　　Abstract:　Inordertoexplorethephysiologicalmechanismofhightemperatureinjurytocool-seasonturfgrass, the
effectsofhightemperature(42.0 0.5)℃onsomephysiologicalindexesinseedlingofTotalEclipse(PoapratenstsL.)
werestudied.Theresultsshowedthatelectrolyteleakageandmalondialdehyde(MDA)contentsinseedlingwerehigher
significantlyunderhightemperaturestressthanthoseinthecontrolgroupduringhightemperaturestress.Inthemeanwhile
theactivitiesofsuperoxidedismutase(SOD), contentsofsolubleproteinandglutathione(GSH)werelowersignificantly
underthehightemperaturestressthanthoseinthecontrolgroupduringhightemperaturestress.Thecontentsofsoluble
sugar, prolineandascorbicacid(AsA)wereincreasedslightlyat2 dunderthehightemperaturestress, butthecontents
werelowersignificantlyafterwardsthanthoseinthecontrolgroup.Therefore, itisproposedthatthesignificantincreaseof
theelectrolyteleakageandMDAcontentsandsignificantdecreaseoftheSODactivitiesandthecontentsofsolubleprotein,
GSH, solublesugar, prolineandAsAwerephysiologicalmechanismofhightemperatureinjurytocool-seasonturfgrass.
Keywords:　Kentuckybluegrass;hightemperature;physiologicalindex
　　冷季型草坪草在气候冷凉地区能周年常绿 ,在
中国长江中下游气候过渡区绿色期也相对较长 ,但
在高温季节则普遍存在难以越夏的问题 [ 1] 。高温
使冷季型草坪草生长变弱 、叶片萎蔫 、叶色泛黄 、草
坪盖度和密度下降 ,草坪质量显著降低 [ 1-3] 。因此
夏季高温是限制冷季型草坪草在长三角地区广泛利
用的最主要因素[ 4] 。国内外有关草坪草耐热性方
面的研究已经有文献报道[ 2-3, 5] 。
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本研究以冷季型草坪草草地早熟禾幼苗为材
料 ,拟探明高温胁迫对植株中超氧物歧化酶(SOD)
活性 、质膜透性和膜脂过氧化产物丙二醛 (MDA)、
抗坏血酸(AsA)及还原性谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸 、
可溶性蛋白质 、可溶性糖含量的影响 ,以期为深入研
究高温为害冷季型草坪草的生理生化机制 ,及采取
防御措施提供科学依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
供试冷季型草坪草草地早熟禾品种为 TotalE-
clipse(PoapratensisL.),种子购自中国种畜进出口
有限公司草业分公司 。
1.2　试验设计
供试草坪草种子按 20g/m2的播种量播于盛有
过筛细土的塑料育苗盘内 ,室外常温下育苗 。幼苗
3叶期移入 RXZ型智能人工气候箱 ,白天设定 12
h,光照度为 12 000 lx,温度为(25.0 0.5)℃;黑夜
设定 12 h,温度为(20.0 0.5)℃。在前述条件下
培养 3 d后进行处理 。试验设置 2个处理:①CK
[白天温度为 (25.0 0.5)℃,黑夜温度为 (20.0
0.5)℃] ;②高温处理 [白天温度为 (42.0 0.5)
℃,黑夜温度为(30.0 0.5)℃] ,持续 8 d。
试验过程中于高温胁迫 0d、2 d、4 d、6d和 8d
分别取样 , 取地上部 0.5 g测定质膜透性 、SOD、
MDA、AsA、GSH、脯氨酸 、可溶性蛋白质 、可溶性糖
等生理生化指标 ,重复 4次 。
1.3　测定方法
SOD活性按 Stewart等的方法 [ 6]测定 ,以抑制氯
化硝基四氮唑蓝还原 50%的酶量为 1个酶活性单
位。 MDA和可溶性糖含量按赵世杰等的方法[ 7]测
定。细胞膜透性按谭常等的方法 [ 8]测定 ,以电导率
(%)表示 。AsA含量按 Arakawa等的方法 [ 9]测定。
GSH含量按 Elman的方法 [ 10]测定。脯氨酸含量按
徐同和陈翠莲的方法[ 11]测定。可溶性蛋白质含量
参照张斌和唐锡华的方法[ 12]提取 ,经考马斯蓝G-250
染色后在 595nm处比色测定 。
2　结 果
2.1　SOD活性和 MDA含量
图 1A显示:在高温胁迫下 ,冷季型草坪草 Total
Eclipse幼苗中的 SOD活性明显降低 ,且高温持续时
间越长 , SOD活性降低越多 ,高温胁迫 2 d、4 d、6 d
和 8 d时 , SOD活性分别比同期对照降低 26.6%、
45.1%、49.8%和 59.3%,平均降低 45.2%(P<
0.01)。
图 2B显示:在高温胁迫下 ,冷季型草坪草 Total
Eclipse幼苗中的 MDA含量比对照明显增加 ,高温
胁迫 2d时 MDA含量比对照增加 10.4%,其后随着
高温时间的持续 MDA含量迅速升高 ,至高温胁迫 8
d时 MDA含量比对照增加 115.6%;高温胁迫期间 ,
经高温胁迫处理的幼苗 MDA含量平均比对照增加
59.2%(P<0.01)。
图 1　高温胁迫下草地早熟禾 TotalEclipse幼苗 SOD活性(A)和 MDA含量(B)的变化
Fig.1　ChangesoftheSODactivity(A)andMDAcontent(B)intheseedlingofcool-seasonturfgrassTotalEclipseunderhightemperaturestress
2.2　质膜透性和可溶性糖含量
图 2A显示:在高温胁迫下 ,冷季型草坪草 Total
Eclipse幼苗的质膜透性显著增加 ,且高温胁迫持续
时间越长 ,质膜透性增加越多 ,高温胁迫 2 d时 ,幼
苗的质膜透性比对照高出 38.1%,高温胁迫 8 d时
则比对照高出 159.9%(P<0.01);高温胁迫期间 ,
1193汤日圣等:高温胁迫对草地早熟禾某些生理指标的影响
经高温胁迫处理的幼苗质膜透性平均比对照增加
106.7%(P<0.01)。
从图 2B可以看出:在试验过程中 ,对照植株的
可溶性糖含量没有明显变化;在高温胁迫 2 d时可
溶性糖含量有所增加 ,其后则降低 ,随高温胁迫时间
的延续 ,可溶性糖含量降低幅度越大 ,持续高温胁迫
8d时 ,可溶性糖含量比对照降低了 34.9%(P<
0.01)。
图 2　高温胁迫下草地早熟禾 TotalEclipse幼苗质膜透性(A)和可溶性糖含量(B)的变化
Fig.2　Changesoftheelectrolyteleakage(A)andcontentofsolublesugar(B)intheseedlingofKentuckybluegrassTotalEclipseunder
hightemperaturestress
2.3　可溶性蛋白质和脯氨酸含量
由图 3A可见:高温胁迫 2 d时 ,植株中的可溶
性蛋白质含量比对照降低 15.5%;随着高温胁迫时
间的延续 ,可溶性蛋白质含量逐渐降低 ,到高温胁迫
8 d时 ,可溶性蛋白质含量则比对照降低了 49.4%;
高温胁迫期间 ,经高温胁迫处理的幼苗可溶性蛋白
质含量平均比对照降低 35.2%(P<0.01)。
从图 3B可看出:在试验过程中 ,对照植株中的
脯氨酸含量没有明显变化;而在高温胁迫 2 d时脯
氨酸含量有所增加 ,但其后则迅速降低;到高温胁迫
8d时 ,比对照降低了 41.7%(P<0.01)。
图 3　高温胁迫下草地早熟禾 TotalEclipse幼苗可溶性蛋白质(A)和脯氨酸含量(B)的变化
Fig.3　Changesofthecontentsofsolubleprotein(A)andproline(B)intheseedlingofKentuckybluegrassTotalEclipseunderhightem-
peraturestress
2.4　抗坏血酸和还原型谷胱甘肽含量
图 4A显示:在高温胁迫过程中 ,对照植株的抗
坏血酸(AsA)含量没有明显变化;而高温胁迫下植
株的 AsA含量的变化趋势类似于可溶性蛋白质的
变化 ,即经高温胁迫 2 d时 , AsA含量比对照植株增
加 9.2%,但其后则迅速降低 ,高温胁迫 4d、6d和 8
d时 , 分别比同期对照降低了 25.6%、 34.3% 和
41.8%(P<0.01)。
从图 4B可以看出:经高温胁迫的幼苗植株中的还
原型谷胱甘肽(GSH)含量明显低于对照 ,高温胁迫 2d、
4d、6d和 8d时 , GSH含量分别比同期对照低 9.3%、
30.3%、39.0%和 37.3%,平均降低 29.0%(P<0.01)。
1194 江 苏 农 业 学 报 　2010年 第 26 卷 第 6期
图 4　高温胁迫下草地早熟禾 TotalEclipse幼苗 AsA(A)和 GSH含量(B)的变化
Fig.4　Changesofthecontentsofascorbicacid(A)andGSH(B)intheseedlingofKentuckybluegrassTotalEclipseunderhightempera-
turestress
3　讨 论
已有研究表明 ,高温可致使冷季型草坪草生长
变弱 、叶片萎蔫 、叶色泛黄 、草坪盖度和密度下降 ,草
坪质量显著降低 ,甚至死亡[ 1-3] 。膜脂过氧化产物
MDA能引起对酶和膜的严重损伤 ,导致膜结构及生
理功能完整性的破坏 [ 13] 。SOD是植物体内存在的
重要抗氧化酶之一 ,对抵御膜脂过氧化和维护膜结
构的完整性有重要作用[ 14] 。抗氧化剂 AsA和 GSH
则对膜系统具有保护功能 [ 15-16] 。植物体内的游离
脯氨酸 、可溶性蛋白质和可溶性糖作为渗透保护物
质 ,有利于植物在逆境胁迫下维持细胞的结构和功
能 [ 17-23] 。植物体内有较高水平的 AsA、GSH、脯氨
酸 、可溶性蛋白质和可溶性糖对于维持植物的抗逆
力具有重要意义 [ 15-23] 。本研究结果表明 ,在高温胁
迫下 ,冷季型草坪草草地早熟禾幼苗植株中的质膜
透性和 MDA含量明显增加 , SOD活性和可溶性蛋
白质及 GSH含量明显降低;而可溶性糖 、脯氨酸和
AsA含量在高温胁迫 2 d时都有所增加 ,但其后则
都明显降低。这与我们在水稻上的研究结果相
仿 [ 24] 。说明高温胁迫能使草地早熟禾幼苗植株膜
脂过氧化作用增强而大量积累 MDA,同时因抗氧化
酶活性和抗氧化剂 AsA、GSH及游离脯氨酸等渗透
保护物质大幅度降低而导致自身清除活性氧 、防止
膜脂过氧化作用和保护膜结构的能力下降 ,造成胞
膜损伤及生理功能完整性的破坏 ,使植株受到热伤
害甚至死亡 。因此认为 ,高温致使冷季型草坪草幼
苗植株的质膜透性 、MDA含量显著增加和 SOD活
性 、可溶性蛋白质 、GSH、可溶性糖 、脯氨酸 、AsA含
量明显降低 ,是高温导致冷季型草坪草草地早熟禾
热伤害的主要生理原因 。外源 ABA和 6-BA对高温
胁迫下稻苗叶片中有关生理生化指标的变化有明显
的调节作用[ 24] ,将其应用于冷季型草坪草是否同样
能有效减缓高温对植株相关生理生化指标的影响与
增强其耐高温伤害的能力 ,正在研究。
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