全 文 ：ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.23No.62007June
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由于江南地区夏季高温持续时间较长，在一定程
度上影响了萱草品种的观赏价值，如花期持续时间缩
短、开花不良、植株叶子有枯黄现象等等。在田间物候
观察中会发现在夏季高温时期，不同萱草品种间在上
述形态指标上有较明显的差别，但这仅仅是形态上的
观察筛选，还需要从生理生化指标方面加以研究，挑
选出可作为筛选或能反映耐热萱草品种的生理生化
指标。
叶陈亮等发现耐热大白菜较不耐热品种在高温
下失水较少，束缚水与自由水的比值大，高温下含有
高的束缚水是大白菜耐热的特性之一[1]。吴国胜研究
指出，大白菜的POD活性在高温下降低，耐热的品种
在常温和高温下POD活性均高于不耐热品种；CAT
活性在高温下增大，但耐热品种与热敏品种之间没有
明显的差异；正常条件下，SOD等活性氧清除剂能有
效地清除体内破坏力极强的活性氧，在高温胁迫下叶
片中SOD活性下降，造成膜脂过氧化作用加剧，使膜
系统进一步受到伤害[2]。高温下植物可溶性蛋白质的
含量与植物耐热性有关。孟焕文等指出，强耐热品种
可溶性蛋白含量增加，而中耐热和弱耐热品种可溶性
蛋白含量均有所下降，且弱耐热品种减少辐度较大，
黄瓜品种可溶性蛋白含量与品种耐热力一致，可作为
黄瓜耐热性鉴定指标之一[3]。
本研究通过正常温度和高温条件下对不同耐热
高温对萱草园艺品种部分生理指标的影响
朱华芳,胡永红,蒋昌华
（上海植物园，上海 200231）
摘 要:就部分生理指标的变化与萱草品种耐热性之间的相关性试验,筛选出能反映萱草园艺品种耐
热性的生理生化指标。通过正常温度和高温条件下对6个田间表现出不同耐热性萱草园艺品种叶片
的部分生理生化指标变化趋势的测定,结果表明高温下其叶片含水量变化大小和自由水/束缚水比
值的上升与其耐热性呈负相关,而抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量的变化与其耐热性呈正相关。上述
生理指标可作为萱草园艺品种耐热性的筛选指标。
关键词:萱草;园艺品种;高温;生理指标
中图分类号:Q945.78 文献标识码:A
TheEfectsofTheHighTemperatureonVarietiesofdaylily
ZhuHuafang,HuYonghong,JiangChanghua
(ShanghaiBotanicalGarden,Shanghai200231)
Abstract:Bytherelativityexperimentofsomephysiologicalindexesandheat-resistanceinvarietiesof
daylily,itisselectedsomephysiologicalindexeswhichwouldbeconsideredasthesystemofheat-resis-
tanceforthedaylily.Theexperimentonthechangetrendofthephysiologicalindexesin6varietiesleaf
ofdaylilyfromfieldexperimentwithdiferentheat-resistanceunderthenormalandhightemperaturecon-
ditionhasindicatedthewatercontentchangeandtherateoffreewaterandtiedwaterofleafincreased
moreevidentlyunderhightemperaturewhentheyhavelowerheat-resistance,butthecontentofsoluble
proteinsandtheactivitiesofSOD,PODandCATincreasedmoreevidentlyunderthesamehighertemper-
atureinthevarietieswithhigherheat-resistance.Alofthosephysiologicalindexeswouldbeconsidered
asthesystemofheat-resistanceselectforthedaylily.
Keywords:Daylily,Varieties,Hightemperature,Physiologicalindex
基金项目:上海市绿化管理局林业局资助项目:“萱草属植物品种分类、筛选及应用研究项目名称”（F040308-2）。
第一作者简介:朱华芳，女，1972年出生，上海人，大学本科学历，工程师。研究方向为草本植物引种、驯化工作。通信地址：200231上海市龙吴路1111号
上海植物园园艺科，Tel：021-54363369-1009，E-mail：huafang_23@126.com。
收稿日期:2007-03-22，修回日期：2007-04-10。
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/8h暗期。调温度至25℃（正常条件）后培养2d，选取
相同位置的成熟叶片作实验材料，检测正常温度条件
下各生理生化指标。然后以3℃/h的间隔调节温度到
38℃，7h后取样检测高温胁迫条件下各生理生化指
标。
1.2方法
1.2.1叶片含水量测定 测试方法：称取0.2g叶片，剪
碎后放入干燥的称量瓶中，于120℃烘30min，然后
80℃烘至恒重，取出后转入干燥器中冷却至室温，称
得干物质重量，用鲜重减去干物质后得含水量，以每
克干物质占有的水分克数计算含水量（gH2O/g.DW）。
1.2.2电导率检测 测试方法：称取0.2g叶片，剪碎后
放入干燥的称量瓶中，加入20ml去离子水，真空抽气
15分钟，室温下静置1h（期间每隔15min轻摇一次），
后用 DDS-11A型电导率仪测电导值。沸水中水浴
10min，取出冷却至室温，轻摇后测电导值，计算相对
电导率，以每克鲜重占有的相对电导率表示电导值
（单位：%/gFW）。
1.2.3自由水 /束缚水比值测定 测试方法：称取0.5g
（WF）叶片均匀剪碎，动作迅速地置于称量瓶中，吸取
5ml65%的蔗糖溶液，将材料完全浸没 6h，期间每隔
1h轻轻摇动一次。用阿尔贝氏仪测浸泡前后蔗糖溶
液的含糖百分率分别为B1、B2，代入公式：
自由水含量（%）=B(B1-B2)/B2*WF
求得自由水含量。总含水量减去自由水含量得束
缚水含量，计算它们的比值。
1.2.4脯氨酸含量测定 称取 0.5g叶片，用 5ml3%
(w/v)磺基水杨酸溶液充分碾磨，沸水水浴
10min，3000rpm离心10min，吸取2ml上清液与4ml
2.5%酸性茚三酮共煮沸60min，冷却后用5ml甲苯萃
取红色物质，于520nm波长下比色，根据标准曲线计
算脯氨酸含量，标准曲线：A=0,0595X-0.0627。
1.2.5抗氧化酶活性测定
a.SOD活性检测：SOD的提取参照 Donahue
等（1997）[4]、Schickler和 Caspi（1999）的方法[5]。酶活
性测定：3ml反应液中含甲硫氨酸13mmol/L，氯化
硝基四氮唑蓝 (NBT)75μmol/L，核黄素 16.7
μmol/L，EDTA0.1mmol/L，磷酸缓冲液 50mmol/L
(pH7.8)。SOD活性以每mg蛋白抑制NBT光化还原
的%表示。
b.POD活性检测：根据 Kochba等（1977）的方
法 [6]。3ml反应液中含磷酸缓冲液 0.2mol/L(pH
6.0)，1.355μlH2O2，愈创木酚0.855μl。以OD470值
增加0.1为一个酶活性单位。
c.CAT活性检测：参照 Abei（1983）的方法。3
ml反应液中含 H2O210mmol/L，磷酸缓冲液 50
mmol/L(pH7.0)。测定240nm光密度值的变化，根据
H2O2的消失量计算酶的活性 [单位：(molH2O2
mg-1proteinmin-1]。
蛋白质含量测定按Bradford（1976）方法[7]。以上
测定均重复3~5次。
1.2.6可溶性总蛋白含量检测 测试方法：称取 0.3g
叶片，按 1：3的比例加入提取缓冲液（50mmol/L
Tris-HCl，5mmol/LMgCl2，1mmol/LDTT，0.2mmol/L
EGTAPH7.5），在冰浴中充分研磨，研磨液用 4层纱
布过滤，4℃下27000×g离心15min，重复离心2次，
吸取上清液，-20℃保存备用。
以考马斯亮兰染色法测定蛋白含量，对照
Bradford法制定的蛋白质标准曲线确定样品浓度，标
准曲线：T=-0.0405+85.153。
性表现的萱草园艺品种的部分生理生化指标变化趋
势的研究，阐明生理指标的变化与萱草品种耐热相关
性，为萱草园艺品种耐热筛选提供理论指导。国内相
关植物耐热相关生理指标影响的研究较多，但对萱草
品种的耐热生理研究尚少见报道。笔者着重研究了部
分生理指标的变化与萱草品种耐热相关性。
1材料与方法
1.1材料
根据多年田间耐热形态指标的观察，初步筛选出
6个耐热性能不同的萱草品种（见下表1）。
选取两年生盆苗，作三次重复取样。将盆苗置于
温控光照培养箱中培养，设定光照周期为 16h光期
! !# ! !#
! 1 HemerocallisLittle Wine Cup ! !#$
! 2 HemerocallisA Better Way ! !#$
! 3 Hemerocallis! ! !#$
! 4 HemerocallisOrange Vols ! !#
! 5 HemerocallisLady Scarlet ! !#
! 6 Hemerocallis!#$ !#$ !#$
表1耐热性能不同的6个萱草品种性状表现
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2.2电导率变化
高温胁迫引起细胞膜损伤，质膜透性增大，细胞
内原生质外渗，导致电导率上升[8]，电导率与品种耐
热性呈负相关。表3数据显示，不耐热品种5和3胁
迫前后电导率变化较大，而其他品种胁迫前后电导率
变化彼此间差别不明显，这可能与胁迫时间过短有
关，所以本实验中通过电导率来检测萱草各品种之间
耐热性差异有待进一步研究。
2结果与分析
2.1叶片含水量变化
植物品种不同，叶片组织的含水量不同。耐热性
强的品种在高温逆境下水分吸收和丧失能在较大范
围内保持平衡，细胞持水能力更强，因而表现较强的
抗热能力。表2可见，在处理前，各品种之间含水量有
较明显差异，含水量最少的品种6与含水量最大的品
种5差值为0.82。经胁迫处理后，除耐热性差的品种
5含水量下降外，其他品种含水量都上升，但上升幅
度不一样，耐热性较差的品种3含水量变化最大，达
22.74%，含水量变化小的依次为品种 6、4、1、2，这与
田间观察基本相一致。
!# gH2O/g.DW
!
! ! !#$ !(%)
! 1 3.762 3.987 0.225 5.98
! 2 3.850 4.205 0.355 9.22
! 3 3.505 4.302 0.797 22.74
! 4 4.120 4.318 0.198 4.81
! 5 4.288 4.253 -0.035 -0.82
! 6 3.468 3.502 0.034 0.98
表2含水量变化
!# %/g FW
!
! ! !#$ !%
! 1 61.03 72.58 11.55 18.9
! 2 38.16 45.96 7.8 17.0
! 3 29.80 61.20 31.4 51.3
! 4 43.50 51.04 7.54 17.33
! 5 40.20 58.03 17.83 44.35
! 6 36.53 43.67 7.14 19.55
2.3自由水/束缚水比值变化
由上表可看出，经高温胁迫后，各品种自由水/
束缚水的比值都有所增加，也就是说，植物高温下普
遍失水，但耐热品种1、4、6较不耐热品种2、3、5在高
温下失水较少，其中田间耐热表现较差的品种3自由
水/束缚水比值最大上升了766.81%，而田间耐热表
现差的品种5经高温胁迫后虽失水较多，但变化幅度
比品种3小，这与实际情况略有差异。
由此可见，耐热品种较不耐热品种在高温下失水
较少，束缚水与自由水的比值大，细胞在高温下具有
较大持水力，这对高温下保持细胞原生质胶体结构稳
定性，减少高温伤害具有积极作用。因此，高温下含有
高的束缚水是植物耐热特性之一。
2.4脯氨酸含量变化
游离脯氨酸是细胞内主要起渗透调节作用的物
质之一，正常情况下，植物体内的脯氨酸含量很低，但
表3电导率变化
!#/!#$% %
!
! ! !#$ !%
! 1 8.95 12.41 3.46 38.66
! 2 2.60 5.98 3.38 130.00
! 3 4.76 41.26 36.5 766.81
! 4 1.04 1.19 0.14 13.33
! 5 1.05 7.36 6.31 600.95
! 6 1.57 2.21 0.64 40.76
表4自由水/束缚水比值(%)
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但表5数据显示，高温胁迫处理后除耐热品种4
脯氨酸含量增加外，其他品种都有不同程度的下降。
这可能与高温胁迫时间过短或胁迫温度不够高所致，
但最耐热品种4在此胁迫条件下，脯氨酸含量仍增加
迅速，可见其对高温的灵敏反应和适应性。
2.5抗氧化酶活性变化
对超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、
过氧化氢酶（CAT）活性进行测定。
高温胁迫引起的脂膜过氧化过程中氧自由基
O-2、H2O2等有毒物质的产生速度与保护酶系统
当其处于逆境时其含量可急剧增加。一般来讲,脯氨
酸积累量与植物抗逆性呈正相关，在高温胁迫下，脯
氨酸含量迅速增加，耐热品种脯氨酸含量经高温胁迫
后增幅远大于不耐热品种。脯氨酸积累的生理功能主
要是作为渗透调节物质和细胞质渗透物质，当植物受
环境胁迫时可保持膨压。脯氨酸水溶解度最大，有助
于增加细胞持水力，对原生质起保护与保水作
用[9][10]。
表5脯氨酸含量变化
图1萱草各品种SOD活性变化
图 2部分萱草品种 SOD相对变化率
（SOD、POD、CAT等）在高温下的活性共同决定着植
物的耐热性。
在正常条件下，SOD等活性氧清除剂能有效地清
除体内破坏力极强的活性氧，在高温胁迫下叶片中
SOD活性下降，造成膜脂过氧化作用加剧，使膜系统
进一步受到伤害。吴国胜等在研究大白菜时发现热激
后超氧化物歧化酶(SOD)活性先提高后下降[2]。
图 1中可看出高温胁迫后，除品种 3和品种
5SOD活性下降外，其他品种1、2、4、6都有不同程度
的上升，从图2中可看出SOD相对变化率升高的次
序依次为品种6<品种1<品种4<品种2，除品种2
田间耐热性表现一般，但其SOD相对变化率最高外，
其他品种SOD活性与品种耐热性基本一致。另外耐
热性表现最差的品种5，其下降的SOD相对变化率
也大于不耐热品种3，这与田间观察相一致。
POD被认为通过自身的消耗清除了因代谢失调
引起的过多氧自由基，从而保护了细胞膜的结构，提
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高植物的耐热性。何亚丽[10]等在研究草地早熟禾的耐
热性时发现热胁迫时过氧化物酶 (POD)活性先下降
后升高，司家钢等研究发现，不管是耐热还是热敏大
白菜品种，其POD活性在高温下均下降，耐热强的品
种，POD活性变化较大[11]。
而本实验从图3中可看出，除最不耐热品种5高
温胁迫后POD活性下降外，其他品种POD活性都上
升，但上升幅度不一样，上升幅度最高的为品种4，达
572.7%，上升幅度最小的是品种 2，为 12.64%，POD
活性变化较大的品种耐热性强，这与田间观察基本一
致。但是相对较感热品种，耐热性强的品种4在常温
条件和高温下都没有保持较高的POD活性，相反常
温下POD活性还是6个品种中最低的，仅为0.22。这
与何亚丽[12]等在研究草地早熟禾的耐热性时发现耐
热品种无论在高温或是常温条件下POD活性均较感
热品种高这一结果并不一致。
SOD能催化超氧阴离子自由基发生歧化反应，
生成分子氧和过氧化氢，在CAT的共同作用下，即时
清除活性氧的伤害。但在高温胁迫下，不但SOD活性
下降，CAT活性也相应地下降，因此，保持较高 CAT
活性的萱草品种其耐热性也更强。
图4可看出，高温胁迫后，所有品种的CAT活性
都增加，同时各品种之间的CAT活性相对变化率差
图3POD活性变化
图4高温胁迫对CAT的影响
表6可溶性蛋白含量变化
异明显，耐热品种 4高温胁迫后，CAT活性上升迅
速，相对变化率最大，达62倍之多，而CAT活性相对
变化率最小的为不耐热品种 3和品种 5，说明 CAT
活性与品种耐热性一致。
2.6可溶性总蛋白含量变化
可溶性蛋白的含量检测结果列于下表中。
有研究表明，高温下植物可溶性蛋白质的含量与
植物的耐热性有关[8]。孟焕文等指出，强耐热品种可
溶性蛋白含量增加，而中耐热和弱耐热品种可溶性蛋
白含量均有所下降，且弱耐热品种减少辐度较大，黄
瓜品种可溶性蛋白含量与品种耐热力一致，可作为黄
瓜耐热性鉴定指标之一[7]。从表5数据可见，39℃高
温胁迫后，各品种可溶性蛋白含量均有所增加，其中
耐热品种的可溶性蛋白质变化含量上升最大幅度为
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110.38%（品种 1），其次为 102.74%（品种 5），最小为
70.05%（品种6），而耐热性一般或耐热性差的品种的
可溶性蛋白质变化含量上升最小幅度的是品种2，为
31.74%，最不耐热品种却上升了51.32%。这表明，耐
热性强的品种可溶性蛋白质的含量升幅明显高于不
耐热品种，但其含量变化在不耐热品种间与耐性强弱
之间的关系并不密切。
3讨论
相关研究表明，某些生理指标可作为植物品种耐
热性的筛选指标。耐热品种在高温逆境下水分吸收和
丧失能在较大范围内保持平衡,因而表现较强的抗热
能力；高温胁迫引起的膜脂过氧化过程中氧自由基
O-2、H2O2等有毒物质的产生速度与保护酶系统在高
温下的活性共同决定着植物的耐热性。植物酶促防御
系统,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、
过氧化氢酶(CAT)等是消除自由基的重要酶,它们可
以减轻膜脂过氧化程度,保持膜系统的稳定性；在正常
条件下,SOD等活性氧清除剂能有效地清除体内破坏
力极强的活性氧,在高温胁迫下叶片中SOD活性下
降,造成膜脂过氧化作用加剧,使膜系统进一步受到伤
害。而POD通过自身的消耗清除了因代谢失调引起
的过多氧自由基,从而保护了细胞膜的结构,提高植株
的耐热性[13]。
由本课题生理生化实验研究发现，经高温胁迫
后，所选的萱草各品种叶片含水量变化与田间观察结
果基本相一致，可作为萱草品种耐热性检测指标；
SOD、POD、CAT活性变化都与品种的耐热性强弱相
符合。耐热性强的萱草品种可溶性蛋白质的含量升幅
明显高于不耐热品种，但其含量变化在不耐热品种间
与耐性强弱之间的关系并不密切。萱草耐热品种较不
耐热品种在高温下失水较少，束缚水与自由水的比值
大，但在不耐热品种间自由水/束缚水比值变化幅度
与实际情况略有不同。
高温胁迫后萱草各品种电导率变化以及脯氨酸
含量与品种耐热性有一定差距，这有可能和胁迫时间
过短有关，所以，电导率和脯氨酸含量是否作为萱草
品种耐热性筛选指标有待进一步研究。
因此，研究表明叶片含水量、自由水/束缚水比
值、SOD、POD和CAT活性、可溶性蛋白含量可作为
萱草品种耐热性筛选指标。
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(责任编辑：张铁锋)
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