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不同浓度水杨酸对胶东卫矛叶片抗寒性的影响



全 文 :2012 年 6 月
第 41 卷 第 2 期
山 西 林 业 科 技
SHANXI FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY
Jun. 2012
Vol. 41 No. 2
不同浓度水杨酸对胶东卫矛叶片抗寒性的影响
吉国强1,王 璐2
( 1. 山西林业职业技术学院,山西 太原 030009; 2. 山西农业大学,山西 太谷 030801)
摘 要: 以 2年生胶东卫矛为试验材料,清水为对照,研究了在低温胁迫下,不同浓度水杨酸处理胶东卫矛叶片中超
氧化物歧化酶 ( SOD ) 、过氧化物酶( POD )及丙二醛( MDA ) 的含量和细胞膜透性的变化对抗寒性的影响,结果认
为 200 mg /L浓度的水杨酸处理的胶东卫矛叶片中 POD的含量最高,MDA积累量最少,胶东卫矛的抗寒性最强。
关键词: 水杨酸; 胶东卫矛; 低温胁迫; 抗寒性
中图分类号: S793 文献标识码: A 文章编号: 1007-726X( 2012) 02-0010-03
Effect of Salicylic Acid on Leaves Cold Resistance
of Euonymus diautschovicus
Ji Guoqiang1,Wang Lu2
( 1. Shanxi forestry Vocational Technical College,030009 Taiyuan,China;
2. Shanxi Agricultural University,030801 Taigu,China)
Abstract: Concentrations of SOD,POD and MDA in leaves and cell membrane permeability were studied with Euonymus di-
autschovicus which could grow in low temperature as material in order to find the range of salicylic acid concentration on cold
resistance of Euonymus diautschovicus and provided some theory basis for enhancing cold resistance of Euonymus diautschovi-
cus. The results showed that cold resistance of Euonymus diautschovicus was the best under 200 mg /L salicylic acid condition.
Key words: Salicylic acid; Euonymus diautschovicus; stress of low temperature; cold resistance
收稿日期: 2012-02-11
作者简介: 吉国强( 1981— ) ,男,山西原平人,2008 年毕业于山西农业大学,讲师。
通讯作者: 王 璐( 1987— ) ,女,山西寿阳人,山西农业大学在读硕士研究生。
胶东卫矛( Euonymus diautschovicus Loes. ) 又名
胶州卫矛,是卫矛科卫矛属半常绿灌木。对土壤要
求不严格,适应性强,稍耐寒,耐干旱、瘠薄,是优良
的绿篱树种。因其抗性强,能吸尘和净化空气,所以
也是污染区理想的绿化树种。水杨酸 ( salicylic
acid,SA) ,即邻羟基苯甲酸,是一种能调节植物许多
生长发育过程的小分子酚类物质,科技工作者将其
作为一种新型激素进行了大量研究。近年,科研人
员又发现水杨酸还具有促进植物体细胞发育,延迟
果实成熟,尤其在提高植物非生物抗逆性方面具有
明显作用。因此,笔者于 2011 年在山西省太谷县城
南山西泰尔有限责任公司苗圃对不同浓度水杨酸处
理的胶东卫矛的抗寒性生化指标进行了系统研究,
以期找出能明显提高胶东卫矛抗寒性的水杨酸浓度
范围,为今后提高胶东卫矛抗寒性提供理论依据,同
时为北方地区园林绿化用苗提供科学的理论及实践
依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料与设计
1. 1. 1 试验材料
试验地设在山西省太谷县城南山西泰尔有限责
任公司优质苗木基地,选取苗圃生长健壮、无病虫
害、长势均匀的 2 年生胶东卫矛扦插苗为样株,挑选
生长势相近、生长发育状态一致的样株进行生理及
生化指标测定。
1. 1. 2 试验设计
本试验为单因素试验,采取完全随机区组排列,
设置 A,B,C,D,E 5 种浓度的水杨酸溶液处理,浓度
分别为 50 mg /L,100 mg /L,150 mg /L,200 mg /L,
250 mg /L,并设 1个清水对照( CK) ,3 次 重 复。共
3个小区,60株为 1个小区。
1. 2 试验方法
2011年 9月,用不同浓度水杨酸对胶东卫矛叶
第 2 期 吉国强,等:不同浓度水杨酸对胶东卫矛叶片抗寒性的影响 11
片进行处理,在 2011年 9月至 12 月每次气温大幅度
下降时采集样本( 记录采样时的温度) ,并及时测定胶
东卫矛超氧化物歧化酶( SOD) 和过氧化物酶( POD)
的活性,丙二醛( MDA) 含量及电导率。SOD 采用氮
蓝四唑( NBT) 显色法测定,POD 采用愈创木酚法测
定,MDA采用硫代巴比妥酸法测定,电导率使用电导
仪测定。
2 结果分析
2. 1 水杨酸对胶东卫矛 SOD和 POD的影响
SOD和 POD作为清除活体氧和自由基的保护
酶,其活性大小可反映细胞对逆境的适应能力。在
自然降温条件下,不同浓度水杨酸处理下 SOD 和
POD酶活性的变化规律分别见图 1 和图 2.
图 1 不同浓度水杨酸处理胶东卫矛叶片 SOD变化
从图 1 可以看出,随着越冬过程中自然温度的
变化,不同浓度水杨酸处理胶东卫矛叶片的 SOD 酶
活性变化规律均呈现了“降—升—降”的趋势,但处
理 E表现出“降—升”的趋势。在 12 月 9 日,除了
处理 A和处理 E,其它不同处理均达到了最大值。
当温度下降时,叶片 SOD 活性增强,说明植物体内
抗氧化酶系统被激活。SOD 活性增强可提高抗寒
性,增加植物对低温的适应性。在 12 月 30 日,除处
理 E叶片 SOD活性升高外,其它处理均表现出下降
的趋势。
图 2 不同浓度水杨酸处理胶东卫矛叶片 POD变化
从图 2 可以看出,不同处理的 POD 酶活性变化
规律相似,表现出了“降—升—降”的趋势。其中处
理 C表现出了“降—升—降—升”的趋势。在 12 月
9 日,除处理 C 外,其它不同处理的 POD 酶活性均
出现了最高峰,处理 D 叶片 POD 值最高,其次为处
理 A,CK,处理 E,处理 B.说明叶片在低温胁迫下,
POD起到酶促降解 H2O2 的作用,避免了细胞膜脂
过氧化。
低温引发膜脂过氧化伤害是膜系统损伤的一个
重要原因。植物体在正常情况下,细胞内自由基的
产生和清除处于动态平衡状态,自由基水平很低,不
会伤害细胞。在一定的低温范围内,保护酶含量升
高有利于保持植物体内自由基的产生和清除之间的
平衡。但当温度继续下降时,自由基的产生就会明
显增加,而清除量下降,导致了自由基的积累,造成
膜脂过氧化,破坏膜结构,使膜内物质向外渗透,从
而使植物受低温伤害。不少研究也已证实,保护酶
在植物体内的浓度和活性的高低与植物抗寒性强弱
有密切关系,抗寒性强的植物具有更强的抗氧化能
力。朱宁华等[7]研究表明,耐寒性强的桉树( Euca-
lyptus) 的 SOD对低温反应能力比耐寒性弱的敏感。
在低温处理下,抗寒性强的桉树比抗寒性弱的 SOD
活性高。范月仙等[8]研究发现,POD 的活性越高,
保护生物膜的作用就越强,抵御寒冷损害的能力也
就越强。
总体来看,不同浓度水杨酸处理的胶东卫矛叶
片的 SOD,POD 酶活性变化规律基本一致。说明低
温胁迫下,SOD与 POD 是以协同方式清除活性氧,
有利于保持植物体内自由基的产生和清除之间的平
衡,从而提高植物的抗寒性。
2. 2 胶东卫矛电导率变化分析
不同浓度水杨酸处理胶东卫矛叶片电导率变化
规律如图 3.
图 3 不同浓度水杨酸处理胶东卫矛叶片电导率变化
生物膜是植物细胞及细胞器与环境的一个界面
结构,各种逆境对细胞的影响首先作用于生物膜,低
12 山 西 林 业 科 技 2012 年
温伤害也是如此。低温胁迫下,质膜的结构和功
能受到伤害,导致细胞膜透性增大,电解质外渗,
电导率增大,能够比较客观地反映植物在低温逆
境中受伤害的状况。笔者通过对不同浓度水杨酸
低温胁迫后叶片电导率的测定,发现电导率变化
规律趋于一致,呈现了“升—降”的趋势。但处理
C 表现出了不断上升的趋势。12 月 30 日,在低温
逆境下,不同浓度水杨酸处理的叶片电导率大小
顺序为:处理 A >处理 B >处理 D >处理 C > CK >
处理 E.此顺序也显示了不同浓度水杨酸处理的叶
片受伤害程度的差异,处理 E 受低温伤害最小,其
次为 CK,处理 C,处理 D,处理 B,处理 A受伤害程
度最大。
2. 3 胶东卫矛 MDA变化分析
植物器官衰老或在逆境条件下往往会发生膜脂
过氧化作用,其产生物丙二醛( MDA) 会严重损伤生
物膜。通常用它作膜脂过氧化指标,表示细胞膜脂
过氧化程度及对逆境反应的强弱[9-10]。因此,在研
究胶东卫矛抗寒性时,测定 MDA 含量的变化也可
作为一项生理鉴定指标,见图 4.
图 4 不同浓度水杨酸处理胶东卫矛叶片 MDA变化
从图 4 中可以看出,经过低温锻炼,不同浓度水
杨酸处理的胶东卫矛叶片 MDA 含量均呈上升趋
势,在 12 月 30 日,其大小顺序为:处理 C >处理A >
CK >处理 D >处理 E >处理 B.在低温逆境下,处理
D植物叶片中 MDA含量增加最少,说明其膜脂过氧
化程度较低,抗寒性较强。其次为处理 B,处理 E,
处理 C,处理 A,CK.
3 结论
1) 在低温胁迫下,不同浓度水杨酸处理的胶东
卫矛叶片的 SOD,POD 酶活性变化规律基本一致,
表明 SOD 与 POD 是以协同方式清除活性氧。处理
D在逆境条件下,POD 含量最高,说明植物具有更
强的抗氧化能力,有利于提高植物抗寒性。
2) 在低温环境下,不同浓度水杨酸处理的胶东
卫矛中丙二醛 ( MDA) 含量均呈上升趋势,MDA 含
量与抗寒性呈负相关。处理 D 中 MDA 含量增加较
少,说明其抗寒性较强。其次为处理 B,处理 E,处
理 C,处理 A,CK.
3) 综合上述指标分析得出,处理 D ( 浓度为
200 mg /L 的水杨酸) 下的胶东卫矛抗寒性强,也就
是说,200 mg /L 的水杨酸是提高胶东卫矛抗寒性的
最佳浓度。
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