全 文 :第 41 卷 第 2 期
2 0 1 4 年 6 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol. 41 No. 2
Jun.,2 0 1 4
doi:10. 13428 / j. cnki. fjlk. 2014. 02. 006
高温胁迫对 2 种龙船花生理指标的影响
陆銮眉1,林金水2,黄丽红1,林 莹1
( 1. 闽南师范大学生物科学与技术系,福建 漳州 363000;
2. 福建省热带作物科学研究所,福建 漳州 363001)
摘要:以龙船花和细叶龙船花为材料,以常温(25 ℃左右)为对照,分别测定在 30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃条件下龙船
花叶片内丙二醛(MDA)和游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及其相对电导率等生理生化指标,分析其耐热性。
结果表明:不同温度处理下,2 种龙船花叶片均受到不同程度伤害,其相对电导率和游离脯氨酸含量随温度的升高而增加;
而 MDA含量和 SOD活性均随温度的升高呈现先上升后下降的趋势,表明龙船花具有一定的抗热性,能通过一系列保护性
的生理生化反应适应一定程度的高温胁迫;龙船花 MDA增幅大于细叶龙船花,表明细叶龙船花的耐热性比龙船花更强。
关键词:龙船花;细叶龙船花;耐热性;生理指标
中图分类号:S685 文献标识码:A 文章编号:1002 - 7351(2014)02 - 0026 - 04
Effects of High Temperature Stress on Physiological Indicators of 2 Ixora Species
LU Luan-mei1,LIN Jin-shui2,HUANG Li-hong1,LIN Ying1
(1. Biological Science and Technological Department of Minnan Normal University,Zhangzhou 363000,Fujian,China;
2. Fujian Science Institute of Tropical Crops,Zhangzhou 363001,Fujian,China)
Abstract:In order to study the heat resistance,taking Ixora. chinensis Lamarck and I. williamsii cv. Dwarf Salmon as the materials
and the common temperature (about 25 ℃)as the control,the changes of malondianldehyde (MDA),proline contents,superoxide
dismutase (SOD)activity in leaves and relative conductance rate of leaves of Ixora. chinensis and I. williamsii with 30,35,40,45and
50 ℃(normal temperature as the contrast )heat stress for 24 hours were determined respectively. The results showed that,under dif-
ferent temperature,leaves of 2 Ixora species suffered different levels of damage,relative conductance rate and proline contents of lev-
els increased all the way and the temperature was higher,the change was more dramatic,while MDA contents and SOD activity first
climbed up then went down,it was found that the Ixora had a strong hot-resistance,and could adapt a certain degree of high tempera-
ture stress through a series of physiological and biochemical reaction,I. williamsii was more resistant to high-temperature stress than
I. chinensis.
Key words:Ixora chinensis;I. williamsii cv. Dwarf Salmon;hot-resistance performance;physiological index
龙船花(Ixora chinensis)又名英丹、仙丹花,为茜草科龙船花属常绿灌木、小乔木,株形美观,开花密集,
花色丰富,终年有花可赏。是重要的盆栽木本花卉,特别适合于窗台、阳台和客厅摆设,景观效果极佳。龙
船花喜温暖、湿润和阳光充足环境,耐高温[1 - 2]。目前,荷兰、美国和日本栽培较多,在中国主要分布在福
建、广东、云南、海南、广西、香港、台湾。目前针对龙船花的研究不多,仅在品种介绍、分类、分子育种、遗传
多样性、光合特性、花的发育、肥料管理、栽培和保鲜技术等方面有相关报到[3 - 16],但有关龙船花耐热性研
究尚未见报道。因此,本试验通过测定热胁迫下龙船花的相对电导率、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛
(MDA)及脯氨酸含量等生理指标,研究其在热胁迫下的生理生化指标的变化规律,对龙船花的耐热性进
行综合评价,有助于了解其对热胁迫的适应性,为龙船花开发利用提供参考。
收稿日期:2013 - 08 - 08;修回日期:2013 - 09 - 18
基金项目:福建省科技重点项目(龙船花植物遗传多样性和繁育技术体系研究,2012N0032);闽南师范大学园林植物生
长发育与生态配置创新团队(2013)
作者简介:陆銮眉(1968—),女,福建寿宁人,闽南师范大学教授,从事园林植物与观赏园艺、植物生理生态研究。
E-mail:luanmeilu@ 163. com。
第 2 期 陆銮眉,等:高温胁迫对 2 种龙船花生理指标的影响
1 材料与方法
1. 1 材料
2012 年 10 月在闽南师范大学植物园内选择长势一致的、大约 30 cm 长的龙船花、细叶龙船花
(I. williamsii cv. Dwarf Salmon)枝条为试验材料。
1. 2 方法
设置 5 个处理,温度分别是 30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃,以常温(25 ℃左右)为对照,每处理取
龙船花枝条 5 枝分别置于培养箱中处理 24 h,重复 5 次。处理期间洒水保湿。然后分别测定叶片的相对
电导率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)、脯氨酸含量。相对电导率测定采用电导仪法;丙二
醛(MDA)含量的测定采用 TBA(硫代巴比妥酸)法;脯氨酸含量的测定采用茚三酮显色法;SOD 活性的测
定采用 NBT(氮蓝四唑)光化还原法[17]。
1. 3 数据分析
用 SPSS 13. 0 统计软件包(美国)对试验数据进行单因素方差分析,采用最小显著差法(LSD)进行多
重比较。用 Sigma Plot 10. 0 科学绘图软件包(美国)制图。
2 结果与分析
2. 1 不同温度下龙船花叶片的形态变化
2 种龙船花在不同温度的培养箱培养 24 h后均受到不同程度的伤害。从常温(25 ℃左右)~ 50 ℃处
理的叶片均有不同程度失水,从 35 ℃开始,叶片出现下垂、卷边现象,随着温度升高,到 50 ℃时,叶片下垂
图 1 不同温度对龙船花相对电导率的影响
和卷边现象越来越严重,叶子颜色逐渐从绿色变成
褐色。其中 50 ℃处理的叶片完全缺水并卷在一
起。
2. 2 不同温度对龙船花相对电导率的影响
当植物受到逆境影响时,细胞膜遭到破坏,膜
透性增大,使细胞内电解质外渗,导致植物细胞浸
提液的电导率增大[18]。由图 1 可见,龙船花、细叶
龙船花叶片的相对电导率随温度的升高而增加。
由表 1 可知,龙船花和细叶龙船花在 50 ℃处
理时相对电导率均达到最大值,细叶龙船花极显著
高于对照和其它处理;龙船花除了与 45 ℃处理差异显著外,与其他处理间差异极显著。
表 1 不同温度处理对 2 种龙船花的相对电导率、SOD、MDA、脯氨酸的影响
处理温度 /
℃
丙二醛含量 /(μmol·g -1)
细叶龙船花 龙船花
相对电导率 /%
细叶龙船花 龙船花
脯氨酸含量 /(μg·g -1)
细叶龙船花 龙船花
SOD活性 /(U·g -1)
细叶龙船花 龙船花
30
35
40
45
50
25
0. 020 bB
0. 030 aA
0. 033 aA
0. 030 aA
0. 026 aA
0. 034 aA
0. 033 cC
0. 034 cC
0. 053 aA
0. 055 aA
0. 039 bB
0. 033 cC
40. 14 eD
51. 00 dD
62. 58 cC
75. 75 bB
88. 90 aA
27. 37 fE
41. 68 eD
48. 42 deCD
54. 78 dBC
78. 70 bA
89. 42 aA
65. 69 cB
3. 59 fF
4. 05 eE
12. 01 dD
23. 04 cC
47. 33 aA
24. 27 bB
3. 32 fF
3. 85 eE
24. 23 bB
28. 73 aA
18. 84 cC
14. 17 dD
225. 16 bcBC
330. 00 aA
231. 42 bBC
193. 76 dD
216. 23 cC
233. 79 bB
303. 97 abAB
312. 57 aA
297. 77 bcABC
252. 50 dD
285. 88 cC
291. 93 bcBC
* :同列不同小写字母为 0. 05 水平上差异显著;不同大写字母为 0. 01 水平上差异显著。下同。
2. 3 不同温度对龙船花叶片内丙二醛(MDA)含量的影响
MDA是膜脂过氧化作用的最终产物,其含量的高低是膜脂过氧化程度的重要标志。随着温度的升
高,保护酶活性下降,清除体内自由基的能力下降,膜透性大大提高[18]。由图 2 可见,高温处理 1 d 后,龙
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福 建 林 业 科 技 第 41 卷
船花的MDA含量 40 ℃处理时急剧上升,45 ℃处理时达到最大值,50 ℃处理时降低但仍高于对照;细叶龙
船花的 MDA含量 35 ℃处理时急剧上升,40 ℃处理时达到最大值,45 ℃处理时开始下降但仍高于对照。
龙船花 MDA增幅大于细叶龙船花。表明不同高温对龙船花膜稳定性的破坏程度大于细叶龙船花。
由表 1 可知:龙船花在 45 ℃处理时 MDA含量达到最大值,除了与 40 ℃处理间差异不显著外,极显著
高于其他处理;而细叶龙船花MDA含量在 40 ℃处理时达到最大值,极显著高于 30 ℃处理,而与其它处理
图 2 不同温度对龙船花丙二醛含量的影响
间差异不显著。
2. 4 不同温度对龙船花 SOD活性的影响
与对照相比,随着温度升高,2 种龙船花叶片中
SOD活性发生了显著变化,但变化规律相似(图
3),均在 35 ℃处理时 SOD 活性达到最大值,在 45
℃处理时 SOD活性达到最低值。由表 1 可知,龙船
花在 35 ℃处理时 SOD活性与 30 ℃处理间差异不
显著,与 40 ℃处理间差异显著,与其他处理间差异
极显著;而细叶龙船花在 35 ℃处理时 SOD 活性极
显著高于其它处理。
图 3 不同温度对龙船花 SOD总活性的影响
2. 5 不同温度对龙船花脯氨酸含量的影响
由图 4 可见,随着温度的升高,龙船花叶片内
的脯氨酸含量呈先降后升再下降的趋势。45 ℃处
理时达到最高值;细叶龙船花叶片内的脯氨酸含量
呈先降后升的趋势。说明高温对叶片内脯氨酸含
量影响较大。2 种龙船花叶片内的脯氨酸含量在不
同温度处理间均达到极显著差异(表 1)。
3 小结与讨论
植物耐热性不仅与其种类、发育时期、形态性
状及代谢活动有关,且受逆境的发生时期、持续时
图 4 不同温度对龙船花脯氨酸含量的影响
间、胁迫强度以及研究的目的性状等多种因素的影
响,是植物与环境相互作用的结果。不同植物耐热
机制不同、对某一具体指标的耐热反应也不尽相
同,单一指标难以准确、真实地反映植物的耐热性
强弱,多种指标的综合评价则较为科学准确。本试
验中,龙船花和细叶龙船花的叶片从 35 ℃处理,叶
片出现下垂、卷边的现象,随着温度升高,到 50 ℃
时,叶片下垂和卷边的现象越来越严重,叶子颜色
逐渐从绿色变成褐色,叶片水分逐渐变干。整个变
化过程可能是龙船花对 30 ~ 40 ℃高温的一个适应
过程,没有受到大的伤害,但在 40 ~ 50 ℃高温下受
到极大的伤害,出现叶片严重下垂、卷边的现象,叶片水分迅速变干。
MDA是膜脂过氧化作用的最终产物,与相对电导率一起,可作为评价膜脂过氧化程度和细胞膜透性
的重要指标。高温条件下,MDA 的积累可对细胞膜的结构和功能造成伤害,表现为相对电导率的增加。
热胁迫下 2 种龙船花叶片中的 MDA含量和相对电导率均显著升高,这与冯建灿等[19]、刘西平等[20]的研
究结果一致。说明高温导致龙船花细胞膜系统受到损坏。
在抗氧化酶系统中,SOD、POD和 CAT等抗氧化酶在阻止自由基形成或清除自由基、减轻膜脂过氧化
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第 2 期 陆銮眉,等:高温胁迫对 2 种龙船花生理指标的影响
等方面起重要作用[21]。本研究结果显示,热胁迫对 2 种龙船花叶片保护酶活性表达产生显著影响,SOD
活性在热胁迫下明显提高,可能是因为植物应激调动抗氧化酶活性上调表达,以抵御胁迫造成的活性氧的
积累。热胁迫下 2 种龙船花 SOD活性变化规律一致,尤其是龙船花在 40 ℃处理时的 SOD活性有所下降,
可能是随着胁迫温度的升高,活性氧的产生和积累超出了抗氧化酶的清除能力,会进一步引起细胞内抗氧
化酶系统遭到破坏,对酶促反应产生抑制,从而导致抗氧化酶活性下降。
渗透调节是植物在胁迫下降低渗透势、抵抗逆境胁迫的一种重要方式,在高温环境下,植物主动积累
这些物质,抵抗热胁迫的伤害。本研究表明,热胁迫下 2 种龙船花叶片脯氨酸含量升高,这与前人的研究
结果一致[22]。热胁迫下 2 种龙船花脯氨酸含量变化规律不一致,温度上升到 45 ℃以上,可引起龙船花的
脯氨酸含量下降,而细叶龙船花脯氨酸含量继续升高,可能是 45 ℃以上的温度超出了龙船花体所能够耐
受的限度,说明细叶龙船花的耐热性比龙船花的更强。
根据抗性生理指标分析结合形态指标的观察,本试验表明,当温度为 30 ~ 35 ℃时,对 2 种龙船花基本
没有伤害,当温度达到 35 ℃以上时,对 2 种龙船花的伤害越来越大,其中细叶龙船花比龙船花的耐热性更
好。本文仅是对 2 种龙船花的耐热性做了初步研究,其他品种的龙船花的耐热性以及龙船花在热胁迫状
态下生理的变化等还有待进一步研究。
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