全 文 ：第 31卷第 2期　　　　　　　　 　西 南 大 学 学 报(自然科学版)　　　　　　　　　　　2009年2月
Vol.31　No.2 Journal of Southw est Unive rsity (N atural Science Edi tion) Feb.　2009
文章编号:1673-9868(2009)02-0132-04
低温胁迫对彩叶草幼苗生理生化特性的影响＊
吴中军1 , 　赵亚特2
1.重庆高校园林花卉工程研究中心 , 重庆 永川 402160;2.西南大学 生命科学学院 , 重庆 400716
摘要:研究了低温胁迫对彩叶草盆栽苗叶片生理生化特性的影响.结果表明 , 低温胁迫导致彩叶草幼苗叶片相对
电导率 、可溶性糖含量 、 MDA 含量 、 CA T 酶活性均发生显著的变化.随着胁迫温度降低 , 彩叶草幼苗叶片的细胞
膜相对电导率 、可溶性糖含量逐渐升高;而 MDA 含量和 CAT 活性则在不同处理时间上表现比较复杂 , 对于 MDA
含量 , 随着温度的降低 , 处理 4 h、 8 h 和 12 h 时 , 分别表现先降后升 、 先升后降和先急剧升高而后缓慢下降;而
CA T 活性 , 随着温度的降低 , 处理 4 h 和 8 h 时 , 都呈现先升后降 , 而处理 12 h 时 , 则表现逐渐升高.随着低温时
间的延长 , 相对电导率呈现先升高后下降;8 ℃低温处理 , 可溶性糖含量和 MDA 含量随着时间的延长逐渐增加;
而5 ℃低温处理后 , 其可溶性糖含量和 MDA含量随着处理时间的延长表现出先下降后升高;CAT 活性随着低温
时间的延长先急剧升高后下降.
关　键　词:彩叶草;低温胁迫;生理生化特性
中图分类号:Q949.777.6 文献标识码:A
彩叶草(Coleus blumei Benth.)为唇形科鞘蕊花属 , 是一优良的观叶植物 , 可盆栽观赏 , 也可配置花
坛 , 枝叶可作为切花材料 , 具有较高的观赏价值[ 1-2] .彩叶草喜温暖向阳及通风良好的栽培环境 , 不耐寒 ,
不耐阴 , 生长适温 20 ℃～ 25 ℃, 越冬温度 12 ℃以上 , 低于 10 ℃停止生长 , 低于5 ℃产生冻伤现象 , 冷害
给彩叶草的种植和生产造成严重的影响.
经查阅文献 , 目前国内还没有关于彩叶草抗寒生理的报道.本试验通过低温胁迫处理 , 测定彩叶草幼
苗叶片相对电导率 、可溶性糖含量 、MDA含量和 CA T 活性 4个生理生化指标[ 3] , 以研究彩叶草的叶片在
不同条件低温胁迫下的生理生化特性 , 进而探索彩叶草的抗寒性.
1　材料和方法
1.1　材　　料
供试材料为金色彩叶草种子 , 购于河南贝利得花卉有限公司.
1.2　幼苗培育及测定项目
先将彩叶草种子在 40 ℃左右热水中浸泡 5 h , 然后采用盆栽法在光照培养箱内培育幼苗 , 把彩叶草种
子播在直径 10 cm , 深 15 cm 的塑料花盆中 , 并将花盆标号 , 用土覆盖 1 ～ 2 cm , 最后浇透 , 放在培养箱中
发芽 , 隔天浇水 , 保持土壤湿润 , 出苗后待幼苗长至 3 ～ 4片叶子进行低温协迫处理.采用完全随机试验设
计 , 将花盆按编号随机分成 3组 , 每组 9盆 , 分别放入 20 ℃(CK)、 8 ℃、 5 ℃的光照培养箱中 , 连续处理
12 h , 选取长势整齐一致 , 无病无损伤的幼苗分别测定胁迫 4 h 、 8 h 、 12 h的叶片细胞膜电导率 、可溶性糖
含量 、MDA 含量和 CAT 活性 , 重复 3次.
＊收稿日期:2008-09-16
基金项目:重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJ071211).
作者简介:吴中军(1966-), 男 , 四川夹江人 , 教授 , 主要从事园艺植物的栽培生理的研究.
DOI :10.13718/j.cnki.xdzk.2009.02.020
1.3　测定方法
细胞膜电导率测定采用电导法测定[ 4-5] , 可溶性糖的测定采用蒽酮比色法测定[ 6] , MDA 含量的测定采
用可见光分光光度法测定[ 4] , CAT 活性的测定采用紫外吸收法测定[ 4] .
试验数据用 SPSS11.5进行统计和分析 , Excel制图.
2　结果与分析
2.1　低温胁迫对细胞膜相对电导率的影响
由图 1可以看出 , 低温胁迫后的彩叶草幼苗叶片细胞膜相对电导率与对照相比 , 呈现显著增大 , 5 ℃、
8 h处理和 8 ℃、 8 h处理的幼苗叶片与对照(20 ℃、 8 h)处理的相比 , 相对电导率分别比对照增加了
67.37%和 53.30%, 而且 8 ℃和 5 ℃温度处理的电导率的差异也达到显著(p<0.05);而同一低温 , 处
理时间不同 , 其电导率差异达到显著(p<0.05), 而且随着低温时间的延长 , 细胞膜相对电导率呈现先
升高后下降(图 2).
图 1　不同胁迫时间对彩叶草叶片细胞膜相对电导率的影响 图 2　不同温度对彩叶草叶片相对电导率的影响
2.2　低温胁迫对可溶性糖含量的影响
由图 3可以看出 , 低温胁迫后 , 彩叶草幼苗叶片可溶性糖含量与对照相比 , 随着温度的降低 , 呈现显
著增加(p<0.05).而同一低温 , 处理时间不同的反映情况不同 , 从图 4可以看出 , 8 ℃低温处理 , 随着时
间的延长 , 可溶性糖含量逐渐增加;而 5 ℃低温处理后 , 其可溶性糖含量随着处理时间的延长表现出先下
降后升高 , 并且差异均达到显著水平(p<0.05).
图 3　不同胁迫时间对彩叶草叶片可溶性糖的影响 图 4　不同温度对彩叶草叶片可溶性糖的影响
2.3　低温胁迫对MDA含量的影响
由图 5可以看出 , 低温胁迫后 , 彩叶草幼苗叶片 MDA含量发生显著的差异变化(p<0.05), 但是同一
时间不同温度处理的反应不一致 , 处理 4 h 时 , 随着温度的降低 , 表现先降后升;处理 8 h时 , 随着温度的
降低 , 表现先升后降;处理12 h时 , 随着温度的降低 , 则表现逐渐升高.同一温度处理时间不同 , 表现也不
一致(图 6), 5 ℃处理时 , 随着时间的延长 , MDA 含量表现先降后升 , 而 8 ℃处理时 , 随着时间延长 ,
MDA 含量逐渐增加 , 各处理差异显著(p<0.05).
133第 2期　　　　　　　　吴中军 , 等:低温胁迫对彩叶草幼苗生理生化特性的影响
图 5　不同胁迫时间对彩叶草叶片MDA含量的影响 图 6　不同温度对彩叶草叶片MDA含量的影响
2.4　低温胁迫对 CAT活性的影响
由图 7可知 , 经低温胁迫后 , 彩叶草幼苗叶片的 CAT 活性与对照相比有显著的差异(p<0.05).但是 ,
不同温度处理同一时间的反应比较复杂 , 其中处理 4 h和 8 h , 随着温度的降低 , 呈现先升后降 , 而处理
12 h时 , 随着温度降低 , CA T 活性则表现逐渐升高.从图 8可知 , 在 5 ℃和 8 ℃低温处理后 , 随着低温持
续时间的延长 , 彩叶草幼苗叶片 CA T 活性先升高后下降 , 各处理差异显著(p<0.05).
图 7　不同胁迫时间对彩叶草叶片 CAT活性的影响 图 8　不同胁迫温度对彩叶草叶片 CAT活性的影响
3　讨　　论
3.1　低温胁迫与细胞膜透性的关系
生物膜结构功能与抗冷性关系假说[ 3] 认为 , 植物遭受零上低温伤害时 , 只要降低到一定温度 , 生物膜
首先发生膜脂相变 , 使膜发生收缩 , 膜上出现孔道或龟裂 , 因而膜透性增大 , 使膜内可溶性物质 、电解质大
量向膜外渗透 , 破坏了细胞内外的离子平衡.杨静等[ 7] 也认为 , 细胞膜是细胞物质交换的通道 , 对逆境伤
害反映较为敏感 , 低温首先影响细胞膜的稳定性 , 导致细胞膜的选择性减弱 , 引起胞内电解质外渗.从实
验所得结果可知 , 随温度降低和胁迫时间的延长 , 彩叶草细胞膜相对电导率有增大的趋势 , 与前人研究结
果类似.
3.2　低温胁迫与糖的关系
植物在低温逆境条件下 , 植物体内的可溶性糖会产生明显的变化 , 随着处理温度的降低 , 植物体内的
可溶性糖含量处于增加的趋势 , 低温锻炼下 , 其含量与抗寒性成正相关[ 3] .同时 糖还是冰冻保护剂 , 它可
能对冰冻敏感的蛋白质具有保护作用[ 2] , 还可以促进 ABA 的积累 , 间接诱导蛋白质的合成 , 从而提高植物
的抗寒能力;另外 , 糖还可以提高能源与代谢底物 , 诱导其他与抗性有关的生理生化过程 , 如脂肪合成 , 有
利于提高抗寒力 , 本试验验中彩叶草在低温处理后 , 可溶性糖含量显著增加.
3.3　低温胁迫与MDA的关系
MDA 是植物细胞膜脂过氧化产物之一 , 能与细胞内各种物质发生强烈反应从而引起酶和膜的严重损
伤.正常的植株体内 MDA含量较低 , 当植株处于不良环境时 , 会引起 MDA 含量的相应上升[ 8] .
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Effect of Low Temperature Stress on Physiological and
Biochemical Characteristics of Coleus blumei Seedlings
WU Zhong-jun1 , 　ZHAO Ya-te2
1.Garden and Flowers Engineering Research Centre of Chongqing College , Yongchuan Chongqing 402160 , China;
2.School of Life Science , Southwest University , Chongqing 400716 , China
Abstract:In a pot experiment , low temperature st ress caused signi ficant changes in relative elect rical con-
ductivi ty , soluble sugar (SSC)and MDA contents and CAT activity in the leaves of Coleus blumei seed-
ling s.With decreasing temperature , relat ive elect rical conductivity and SSC increased continuously ;while
the content of MDA first decreased and then increased in the 4-hour low temperature t reatment , f irst in-
creased and then dropped in the 8-hour low temperature t reatment , and fi rst increased sharply and then
dropped slow ly in the 12-hour low temperature t reatment;the activi ty of CA T first increased and then
dropped in the 4- and 8-hour low temperature t reatments , and increased g radual ly in the 12-hour low tem-
perature treatment .With the ex tension of low tempe rature stress , the relative elect rical conductivity fi rst
rose and then dropped , but SSC and MDA increased g radually at 8 ℃ and f irst dropped and then rose at 5
℃.T he act ivity of CA T increased sha rply and then dropped as low temperature st ress duration prolonged.
Key words:Coleus blumei ;low temperature st ress;phy sio logical and biochemical characteristics
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