全 文 ：北方园艺 2010(5):97～ 100 植物 ·园林花卉 ·
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福州:福建农林大学硕士学位论文, 2004:19.
Study on Physiological Characteristics on Senescence of Postharvest Zantedeschia
LI De-ming , ZHANG Xiu-juan , ZHENG Xin
(College of Hor ticulture and Gardening , Yangtze University , Jingzhou , Hubi 434025)
Abstract:Taking Zantedeschia cutting flower as material ,we had researched for senescent phy siology in vase life(mainly
active oxygen metabolism).The results showed that calla cutting flower vase life was about seven days , and superoxide
dismutase(SOD), catalase(CAT)activity increased slight ly in petal during first tw o days , and SOD ,CAT activities were
increased by sugar in 3 th day(distilled water as controll).During vase arrangement ,petal peroxidase(POD)activity and
malondialdehyde(MDA)content increased continually ,but soluble protein content continued decreased.
Keywords:Zatedeschia;cutting flower;post-harvest physiology;senescence
第一作者简介:张志法(1984-),男 ,山东冠县人 ,在读硕士 ,现主要
从事植物逆境生理研究工作。
通讯作者:唐道城(1954-),男 ,四川蓬安人, 硕士, 教授 ,博士生导
师,现从事花卉遗传育种及栽培生理方面研究工作。 E-mail:
tangdaocheng6333@163.com。
收稿日期:2009-10-10
金叶莸与金山绣线菊的生理抗寒性评价
张志法 , 唐 道城 , 杨春江 , 周 　洪
(青海大学 高原花卉研究中心,青海 西宁 810016)
　　摘　要:选用金叶莸与金山绣线菊的嫩枝扦插苗 ,在西宁冬季自然气温-5 ～ -20℃下测定
扦插苗根部的脯氨酸 、丙二醛 、组织水分变化 、根系活力 、CAT 和SOD活性 ,通过比较分析评价 2
种植物的抗寒性。结果表明:金叶莸的束缚水含量 、束缚水/自由水的比值 、根系活力、丙二醛含
量、CAT 和SOD活性都高于金山绣线菊 ,这说明金叶莸比金山绣线菊具有更强的抗寒力 ,同时证
明了几种抗寒性评价方法所得结论的一致性和评价方法的有效性。根据根部游离脯氨酸含量看
出:金叶莸具有很强的御寒能力 ,金山绣线菊则表现出更能忍耐低温的能力。
关键词:金叶莸;金山绣线菊;生理指标;抗寒性
中图分类号:S 682.1+9　文献标识码:A　文章编号:1001-0009(2010)05-0097-04
　　金 叶莸(Caryopteris xclandonensis `Worcester
Gold )为马鞭草科莸属小灌木 ,是从蒙古莸和兰香草
杂交后代中选育出的金叶品种[ 1] 。金山绣线菊(S pi-
raea bumalda`Gold Mound )为蔷薇科绣线菊属的彩叶
观赏灌木[ 2] 。二者均是东北 、华北 、西北地区城市园林
绿化的重要耐寒性地被植物 。关于金叶莸和金山绣线
菊在引种栽培[ 2-3] 、组织培养[ 4] 、耐旱生理[ 5] 、扦插繁
殖[ 6]等方面做了一些研究工作 ,对其在园林中的推广
应用中发挥了重要作用。园林植物逆境生理研究已经
引起园林科研工作者的高度关注 ,尤其是耐旱 、耐寒 、
抗污染等方面的研究。耐寒性研究在其它观赏植物中
多有报道 ,但是关于二者的耐寒性研究少见报道。该
试验在西宁地区自然低温下测定 2 种植物的组织水
分 、脯氨酸含量 、丙二醛含量 、根系活力 、过氧化氢酶和
超氧化物岐化酶活性等生理指标 ,综合评价它们的抗
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·园林花卉·植物 北方园艺 2010(5):97～ 100
寒性强弱 ,为其在高寒地区推广应用奠定基础。
1　材料与方法
1.1　试验材料
试验选用金叶莸和金山绣线菊的嫩枝扦插苗 ,于
11月将扦插苗移入直径 10 cm 的塑料营养钵中 ,置于
露天越冬 ,测定时连钵取回实验室 ,缓慢解冻后测定根
部各项生理指标。
1.2　试验方法
试验期间自然气温见图 1。设 9月 26 日(a)、10
月20日(b)、11月 8日(c)、11月 29日(d)、12月 25日
(e)、1月 20日(f)、2月 15日(g)、3月 10日(h)、4月 6
日(i)9个测定时间。根组织的生理指标测定参照邹
琦[ 7] 方法:组织含水量用烘干法;自由水含量用阿尔贝
折射仪法;根系活力用 TTC法;游离脯氨酸含量用茚
三酮比色法;丙二醛(MDA)含量用硫代巴比妥酸法;
超氧化物歧化酶(SOD)活性用氮蓝四唑光化还原法;
过氧化氢酶(CAT)活性用紫外分光光度法 。每处理测
定重复3次 ,取平均值。数据分析采用 Excel软件处理。
图1　试验期间的自然气温变化
2　结果与分析
2.1　根组织水分的变化
植物体内的 BW 、FW含量及比例是评价植物抗寒
性的可靠指标。束缚水(BW)是植物体内与原生质胶体
紧密结合的水分 ,不参与代谢 ,也不易结冰和蒸发 ,因此
与抗逆性有密切关系。自由水(FW)是不与原生质胶体
结合的水分 ,相对含量较高 ,与生理代谢有关 ,同种植物
的自由水含量与生理代谢呈正相关 ,与抗逆性呈负相
关。
图2　金叶莸和金山绣线菊根部自由水含量的变化
从图 2看出 ,金叶莸和金山绣线菊的自由水含量在
整个冬季表现出随温度的下降而下降 ,随温度的回升而
上升 ,在0℃以上变温期间金叶莸的自由水含量略高于
金山绣线菊 ,0℃以下时二者自由水含量基本一致。金
叶莸和金山绣线菊的束缚水含量在整个低温阶段保持
相对稳定 ,变化趋势一致 ,金叶犹的束缚水含量高于金
山绣线菊(图 3)。金叶莸和金山绣线菊的束缚水/自由
水比值在整个越冬期间都表现出随着温度的下降而上
升 ,随着温度的上升而下降 ,在最冷季节 ,金叶莸的束缚
水/自由水比值高于金山绣线菊(图 4)。从各种水分变
化看出 ,2种植物均具有较强的抗寒性 ,但金叶莸的抗寒
性强于金山绣线菊。
图 3　金叶莸和金山绣线菊根部束缚水含量的变化
图 4　金叶莸和金山绣线菊根部束缚水/自由水比值的变化
2.2　根系活力的变化
由图 5看出 ,金叶莸和金山绣线菊的根系活力都随
温度的下降而下降 ,温度的上升而上升 ,在 0℃以下 ,保
持相对稳定。在整个冬季金叶莸的根系活力高于金山
绣线菊 ,在气温回升后 ,金叶莸根系活力恢复较快 ,金山
绣线菊根系活力恢复较慢。说明金叶莸对寒冷抵抗能
力强 ,金山绣线菊对低温的忍耐性强。
图5　金叶莸和金山绣线菊根系活力变化
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2.3　根组织游离脯氨酸含量的变化
从图 6看出 ,金叶莸根部的游离脯氨酸含量变化剧
烈 ,随着温度的下降而急剧变化 ,说明在逆境条件下游
离脯氨酸的调节生理作用明显 ,游离脯氨酸的累积与抗
寒性之间存在着一定的相关性;金山绣线菊在整个低温
期间根组织的游离脯氨酸在极低水平下保持相对稳定 ,
说明游离脯氨酸积累的生理调节作用差 ,根组织游离脯
氨酸的累积与抗寒性无关。再次证明 ,金叶莸和金山绣
线菊属于不同的抗寒类型。
图 6　金叶莸和金山绣线菊根部游离脯氨酸含量变化
2.4　根组织丙二醛含量的变化
低温导致金叶莸和金山绣线菊根部的丙二醛含量
明显增加 ,随着低温的解除丙二醛含量也迅速降低。在
相同的低温胁迫条件下 ,金叶莸的MDA含量高于金山
绣线菊 ,但二者变化趋势一致 ,都表现出低温胁迫后
MDA含量的增量与抗冻性有显著负相关。由图 7还看
出 ,在气温回升阶段 ,金叶莸的抗寒性弱于金山绣线菊。
图7　金叶莸和金山绣线菊根部丙二醛含量的变化
2.5　根组织的超氧化物岐化酶(SOD)活性变化
在整个冬季 ,金叶莸和金山绣线菊的超氧化物歧化
酶活性明显随着气温的降低逐渐升高 ,随着温度的升高
而下降 ,均表现出低温胁迫与 SOD活性呈明显地负相
关。当第一场重霜来临时 ,SOD活性就开始出现急剧的
增高 ,说明这2种植物的超氧化物岐化酶保护系统在逆
境下的应急能力非常强 ,能很快调整体内的不平衡代
谢。在整个冬季中 ,超氧化物岐化酶一直处于高防御状
态 ,而且金叶莸比金山绣线菊有较高的 SOD活性 ,表现
相对较强的耐寒特性(图 8)。
图 8　金叶莸和金山绣线菊根部超氧化物岐化酶活性的变化
2.6　根组织的过氧化氢酶活性变化
金叶莸和金山绣线菊根部的过氧化氢酶(CAT)活
性随着气温的降低而逐渐升高。1月份时达到最高值 ,
金叶莸的过氧化氢酶活性在升高过程中比金山绣线菊
强。进入 2月份后 ,2种植物的过氧化氢酶活性随气温
的升高而缓慢下降(图9),可见 ,2种植物的过氧化氢酶
保护系统反应迅速。金山绣线菊的这种自我调节能力
明显弱于金叶莸。但 2种植物的超氧化物岐化酶活性
和过氧化氢酶活性都表现出一致的自我调节规律。
图 9　金叶莸和金山绣线菊根部过氧化氢酶活性的变化
3　结论与讨论
金叶莸与金山绣线菊都是抗寒能力很强的观赏植
物 ,在低温胁迫下 ,金叶莸的束缚水含量、束缚水/自由
水的比值 、根系活力 、丙二醛含量 、超氧化物歧化酶和过
氧化氢酶活性都高于金山绣线菊 ,这说明金叶莸比金山
绣线菊具有更强的抗寒力 ,同时证明了几种抗寒性评价
方法所得结论的一致性和评价方法的有效性。根据根
部游离脯氨酸含量看出 ,2种植物在抗寒机理方面有所
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不同:金叶莸具有很强的御寒能力 ,金山绣线菊则表现
出更能忍耐低温的能力。
植物体内的束缚水 、自由水含量及比例可以携带与
相对电导率相近的抗寒性信息 ,是评价植物抗寒性的可
靠指标。组织中总含水量和束缚水/自由水的比值能较
准确地反映植物的抗寒性[ 8-9] 。金研铭等[ 10] 发现牡丹抗
寒性强的品种束缚水/自由水的比值要高 ,这都与该试
验的结论一致。
游离脯氨酸是植物体内重要的渗透调节物质。在
低温胁迫下发生积累 ,其中积累量与多数植物的抗寒性
成负相关 ,目前一种观点认为脯氨酸的累积与抗寒性之
间存在着一定的相关性[ 11] ,另一种观点则认为脯氨酸的
累积与抗寒性无关[ 12] ,这 2种观点表现出脯氨酸积累途
径的不一致 ,并在该试验中得到证实 ,金叶莸的脯氨酸
积累可能属于细胞结构和功能受损伤的表现 ,金山绣线
菊的脯氨酸积累可能属于对低温胁迫适应性的表现。
丙二醛是膜脂过氧化的产物之一。当植物受到低
温胁迫时 ,细胞中活性氧产生加速 ,而清除活性氧能力
下降 ,活性氧增加使不饱和脂肪酸形成脂氢过氧化物 ,
进一步形成非常活泼的脂性自由基 ,从而引起脂质过氧
化作用 ,或自身分解产生 MDA与蛋白质结合引起蛋白
质分子内和分子间的交联 ,破坏膜结构功能[ 13] 。一般说
来 ,在低温胁迫下 ,组织中 MDA 含量高的品种抗寒性
弱 ,反之则强。
SOD和 CAT 是重要的保护性酶。SOD是活性氧
清除过程中第 1个发挥作用的酶 ,和 CAT 一样 ,具有清
除O2的功能。Wang Y R等[ 14] 对不同植物的不同时期
进行低温处理 ,发现SOD的活性普遍升高 ,而且抗寒性
越强升幅越大 ,王淑杰等[ 15] 在葡萄的抗寒研究中发现 ,
抗寒性强的品种CAT 、POD活性高 ,随着温度的下降变
化缓慢 ,该试验结果也证实了这一点。
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Evaluation on Physiological Cold Resistance of Worcester Gold and Gold Mound
ZHANG Zhi-fa , TANG Dao-cheng , YANG Chun-jiang , ZHOU Hong
(Plateau Flower Research Center of Qinghai University , Xining , Qinghai 810016)
Abstract:With Caryopteris xclandonensis and S piraeabumalda young cutting seedlings , we measured protine , malondi-
adehyde(MDA), water status , root vigor , catalase(CAT)and superoxide dismutase (SOD)activities of the seedling
root in natural winter temperature of Xining (-5 ～ -20℃), analyzed the differences of cold resistance of the tw o
plants.The results showed that bound water content , bound water/ f ree water ratio , root vigor , MDA , SOD and CAT
in Caryoptetis xclandonensis were all higher than Spiraea bumalda.The results suggested that the cold resistance of
Caryoptetis xclandonensis was much st ronger.At the same time , we proved that the measuring method was effective ,
and the conclusion w hich we got f rom several methods was consistent.The results of root protion content indicated that:
The Caryoptetis xclandonensis has stronger ability to resist cold , while the tolerance of Spiraeabumalda to low temper-
ature was much higher.
Keywords:Worcester Gold(Caryopteris xclandonensis);Gold Mound(Spiraea bumalda);phy siological indexes;cold re-
sistance
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