全 文 ：目前，国内外穴盘苗的生产规模越来越大，生产
技术也愈来愈成熟。种苗贮运技术对于满足不断变化
的市场需求的穴盘苗生产非常重要。国外多为低温弱
光环境贮运穴盘苗，而在国内，由于贮运设备的限制，
多在全黑条件下贮运穴盘苗，贮运过程中的低温、弱
光及黑暗的环境会引起幼苗质量不同程度的下降,其
中以黑暗环境对植株的影响最甚，不仅影响其商品
性,更重要的是影响其定植后的栽培效果[1]。黑暗环境
下，幼苗叶片黄化、脱落，表现出明显的衰老迹象。前
人对植物叶片衰老的研究，多集中在自然条件下作物
叶片及离体叶片的衰老上，而关于黑暗处理下幼苗叶
片的衰老少有报道。
植株叶片衰老是一个复杂的生理过程，活性氧自
由基的产生被认为是导致这一过程的重要原因[2]。植
物在代谢进程中可通过多种途径产生活性氧自由
基，同时它们又存在着清除这些自由基的机制，包括
保护酶系统，如过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶
(SOD)[3]。
矮牵牛为茄科矮牵牛属、二年生草本植物，
又名碧冬茄，花色丰富、耐寒性强、种子繁殖成本
低，既可盆栽，又是布置花坛花境的良好材料，适
于街路彩化[4]。本试验以矮牵牛（Petuniahybrida）
文章编号:1671-9964(2008)01-0001-04
黑暗对矮牵牛幼苗叶片抗氧化生理指标的影响
夏含嫣 1,丁 明 1,别蓓蓓 1,2,钱海忠 3,黄丹枫 1
（1.上海交通大学 农业与生物学院，上海200240；2.甘肃农业大学，兰州730070；
3.上海源怡种苗有限公司，上海201314）
摘 要:以矮牵牛梦幻系列红色(Petuniahybrida‘DreamsRed’)为试验材料,从幼苗抗氧化酶、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)及过
氧化氢(H2O2)入手,探讨了黑暗对幼苗叶片衰老的影响及其在恢复过程中物质含量的变化。结果表明:黑暗处理1、4、15d后,可溶
性蛋白含量分别降低 13.3%、18.4%、22.9%、MDA、H2O2含量持续升高,MDA含量分别增加 28.4%、78.4%及 196.4%,H2O2含量分别
上升了18.2%、31.3%及33.3%。过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性先升后降。黑暗处理后恢复过程中,各值均基本恢复
到对照水平,且处理4d的植株叶片恢复较快,处理15d植株叶片膜系统受到一定损伤,但仍可缓慢恢复。
关键词:矮牵牛;黑暗;可溶性蛋白;丙二醛;过氧化氢;过氧化物酶;超氧化物歧化酶
中图分类号:Q945.11;S681.6 文献标识码:A
EfectsofDarknessonAntioxidativePhysiological
IndicesofPetuniahybridaLeaves
XIAHan-yan1,DINGMing1,BIEBei-bei1,2,QIANHai-zhong3,HUANGDan-feng1
(1.SchoolofAgricultureandBiology,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China;
2.GansuAgricultureUniversity,Lanzhou730070,China;3.ShanghaiYuanyiSeedlingCo.Ltd.,Shanghai201314,China)
Abstract:Petuniahybrida‘DreamsRed’wasusedtostudytheefectsofdarknessonseedlingleavessenescenceandchangesofrelevant
matercontentinrecoveryprocessintheaspectsofantioxidativeenzyme,solubleprotein,MDAandH2O2.Theresultsdemonstratedthat
aftertreatedindarknessfor1,4,15d,solubleproteincontentdecreasedby13.3%,18.4%,22.9%,MDAandH2O2contentconstantlyin-
creasedby28.4%,78.4%,196.4%and18.2%、31.3%,33.3%respectively.PODandSODactivitiesincreasedfirstthendecreased.After
removalfromdarkness,alparametersbasicalyrecoveredtothepreviouslevel,ittooklesstimefor4dtreatedseedlingleavestorecover,
while15dtreatedseedlingleavessuferedcertainmembranesystemdamage,butcouldstilrecover.
Keywords:Petuniahybrida;darkness;solubleprotein;MDA;H2O2;POD;SOD
收稿日期:2007-11-18
基金项目：国家“863”计划重大项目（2006AA10A311）和上海市重点学科建设项目（B209）
作者简介：夏含嫣（1983-），女，上海人，硕士，研究方向：花卉种苗生理；黄丹枫为本文通讯作者.
上海交通大学学报(农业科学版)
JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY(AGRICULTURALSCIENCE)
Vol.26No.1
Feb.2008
第26卷 第1期
2008年2月
第 26卷上海交通大学学报(农业科学版)
可
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0 1 4 15 0 4 8 12
图1 黑暗及恢复过程中幼苗叶片可溶性蛋白含量的变化
Fig.1Changesofleafsolubleproteincontentindarknessand
recovery(P>0.05)
3.2
2.4
1.6
0.8
0.0
3.2
2.4
1.6
0.8
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幼苗为试材，研究其功能叶片在黑暗条件下，衰
老及恢复过程中可溶性蛋白、过氧化物质及抗氧
化酶活性的变化及其之间的相互关系，为揭示黑
暗对矮牵牛幼苗生理生化的影响，黑暗诱导植株
叶片衰老的机制提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料为矮牵牛（Petuniahybrida）梦幻系列红
色品种（DreamsRed）穴盘苗，由上海源怡种苗公司提
供，苗龄 30d（6～8片真叶），基质为蛭石:珍珠岩:草
炭=2:2:1。
1.2 试验处理
幼苗置于人工培养箱全黑条件下，温度25℃，相
对湿度80%～90%。分别于0、1、4、15d后取出定植，
基质为1:1的草炭+珍珠岩，于上海交通大学农业与
生物学院人工气候室中生长和管理，光照强度150
μmol·m-2·s，白天30℃，夜间20℃（13/11h）。于恢复
期0、4、8、12d取功能叶片，各测定值重复3次。
1.3 测定方法
取同一部位叶片(去叶脉)0.5g于预冷的研钵中，
加1mL预冷的pH7.850mmol·L-1磷酸缓冲液 (含
1%PVP)及少量石英砂，冰浴研磨至匀浆，加缓冲液
使终体积为5mL。匀浆液于4℃10000r·min-1下离
心10min，取上清液测定SOD、POD、可溶性蛋白质及
丙二醛[5]。H2O2含量参照赵世杰方法[6]测定。
2 结果与分析
2.1 可溶性蛋白含量的变化
蛋白质含量下降是叶片衰老的主要特征，其含量
高低可反应叶片的生理代谢能力。由图1(a)可知，在
黑暗处理过程中，矮牵牛幼苗叶片可溶性蛋白含量显
著下降，与0d相比，黑暗处理1、4、15d后，可溶性蛋
白含量分别下降了13.3%、18.4%、22.9%，于1、15d
处理后下降较快。由图1(b)可知，在恢复过程中，叶片
可溶性蛋白含量的变化随黑暗处理时长的不同而不
同。黑暗处理4d后，叶片可溶性蛋白含量呈现缓慢
增加趋势，并于12d时显著增加，而处理15d后的幼
苗，在恢复初期，叶片可溶性蛋白含量仍在下降，但恢
复12d时，含量迅速增加，基本恢复到未处理时叶片
可溶性蛋白含量的水平。
2.2 SOD、POD酶活性的变化
在植物对膜脂过氧化的酶促防御系统中，SOD和
POD都是重要的保护酶。由图2(a)、图3(a)可知，黑暗
处理过程中，植株叶片的SOD、POD活性均呈先上升
后下降趋势，但POD活性的下降先于SOD活性的下
降。POD活性变化不显著而SOD活性与黑暗处理15
d后显著下降。由图2(b)可知，不同黑暗处理时长的植
株叶片，在恢复过程中其SOD活性均呈先上升后下
降的趋势，处理4d的植株SOD活性较高，处理15d
的植株SOD活性变化显著。由图3(b)可知，不同黑暗
处理时长的植株叶片，在恢复过程中其POD活性均
呈上升趋势，处理4d的植株POD活性不仅在量上
而且在增幅上要显著高于处理15d的植株。说明黑
暗处理时间越短，POD、SOD在植株抗氧化保护上作
用越强。
2.3 MDA含量的变化
MDA是膜脂过氧化的产物，其含量高低可以反
映细胞膜脂过氧化的水平。由图4(a)可知，黑暗导致
矮牵牛幼苗叶片MDA含量的显著上升，且随处理时
间的延长，MDA积累量增加。与0d相比，黑暗处理
1、4、15d后，MDA含量分别增加 28.4%、78.4%及
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（b）恢复天数 Daysinrecovery/d
图2 黑暗及恢复过程中幼苗叶片SOD活性的变化
Fig.2ChangesofleafSODactivityindarknessand
recovery(P>0.05)
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（d）恢复天数 Daysinrecovery/d（c）处理天数 Daysintreatment/d
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图3 黑暗及恢复过程中幼苗叶片POD活性的变化
Fig.3ChangesofleafPODactivityindarknessand
recovery(P>0.05)
恢复天数 Daysintreatment/d处理天数 Daysintreatment/d
2
第 1期
196.4%，处理15d时增加最为显著。这说明黑暗处理
后，矮牵牛幼苗叶片细胞膜遭到不同程度的破坏，处
理时间越长，破坏程度越深。由图4(b)可知，恢复过程
中，黑暗处理植株MDA含量在初期均有显著下降，且
均降至未处理时的水平，黑暗处理15d的幼苗叶片
MDA含量始终高于处理4d的幼苗叶片。
2.4 H2O2含量的变化
H2O2不是自由基，但由于具有强氧化性，也是可
以造成氧毒害的活性氧之一。由图5(a)可知，随着黑
暗处理时间延长，H2O2的含量逐渐升高，但处理前期
增幅不明显，于15d时显著增加。处理1、4、15d后含
量分别上升了 18.2%、31.3%及 33.3%。在恢复过程
中，不同黑暗处理时间的幼苗叶片，H2O2含量的变化
趋势相同，先升高后下降，但是从恢复8d起，黑暗处
理4d的幼苗叶片H2O2含量明显低于处理15d幼苗
叶片H2O2的含量。黑暗处理4d后的矮牵牛幼苗叶
片H2O2含量在恢复前期仍显著增加，后期显著下降，
且恢复到未处理前的水平，处理15d的幼苗在恢复
过程中H2O2含量变化不显著，一直维持在较高水平。
3 讨论
研究表明，活性氧自由基产生和清除的平衡被打
破及其后的活性氧自由基积累被认为是导致植物衰
老的主要原因，该过程及其伴随的MDA的产生可以
使蛋白质发生降解，并对质膜产生伤害[3]。蛋白质含量
减少可作为衡量叶片衰老最重要的生理指标[7]。多数
学者认为，叶片的衰老过程中的可溶性蛋白减少主要
是由于蛋白质降解加速的结果[8]。黑暗处理中，矮牵牛
幼苗叶片可溶性蛋白质含量显著下降，说明其蛋白质
降解迅速。可溶性蛋白含量降低伴随可观察到的叶片
失绿黄化，表明矮牵牛幼苗叶片已经进入衰老阶段。
在恢复期，可溶性蛋白含量显著上升，均恢复到未处
理前水平，较长时间的黑暗处理恢复所需时间较长，
且在恢复前期可溶性蛋白含量仍有所下降，处理时间
越短的幼苗恢复得越快，新叶状态良好。这些现象表
明蛋白质合成和降解是叶片生长和衰老的基本特征
之一，黑暗对植株生长的影响表现为叶片的衰老过
程。
生长旺盛的叶片自身存在清除活性氧的机制(如
SOD、POD等抗氧化酶)[9]。SOD是一种诱导酶，它可被
O2-诱导而提高活性以催化体内的O2-歧化反应而形成
氧分子和过氧化氢[10]。POD不但能清除过氧化氢,而且
使脂质的过氧化物转变成正常的脂肪酸，从而阻止脂
质过氧化物的积累而引起细胞中毒[11]。POD在植物体
内的作用具有双重性，在衰老初期表达，清除H2O2，表
现为保护效应；POD也可在逆境或衰老后期表达，参
与活性氧的生成、叶绿素的降解，并能引发膜脂过氧
化作用，表现为伤害效应，是植物体衰老到一定阶段
的产物[12-14]。但有些研究也发现POD活性因植物种类
及其品种材料和衰老程度的不同而表现出不同的变
化格式[15-18]。
MDA是膜脂过氧化的产物，其含量高低可以反
映细胞膜脂过氧化的水平。本研究中，MDA含量在处
理前期缓慢上升，处理15d后显著上升，而SOD活性
在处理前期同样有缓慢上升，但是到了处理15d时，
突然显著下降，说明叶片细胞膜脂过氧化程度超出了
SOD的保护能力，酶活性大幅下降造成一定的膜脂损
伤，SOD与叶片老化过程的脂质过氧化直接有关[10]。
H2O2具有强氧化性，是造成氧毒害的活性氧之一。在
恢复过程中，H2O2含量变化与SOD活性变化趋势相
同，而POD活性持续上升，说明矮牵牛幼苗叶片POD
活性受衰老和环境影响没有SOD灵敏，SOD在清除
活性氧过程发挥的作用更大，这可能与抗氧化酶体系
中POD处于SOD反应的下游有关[19]。
本试验中，黑暗处理后，矮牵牛幼苗叶片中可溶
性蛋白含量降低，MDA、H2O2含量增加，SOD、POD活
性先上升后下降，这与前人的文献报道一致[20,21]。表明
黑暗环境使矮牵牛幼苗正常生理代谢受到影响，造成
幼苗提前衰老，外观表现为叶片失绿黄化脱落，生理
生化上表现为植株在逆境下体内生成活性氧，而且活
性氧的产生已超过 SOD、POD等抗氧化酶系的清除
能力，故部分未能清除的活性氧引起膜脂过氧化
(MDA含量增加)，导致一定程度膜系统损伤。但这样
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图4 黑暗及恢复过程中幼苗叶片MDA含量的变化
Fig.4 ChangesofleafMDAcontentindarknessand
recovery(P>0.05)
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（a）处理天数 Daysintreatment/d （b）恢复天数 Daysinrecovery/d
0.6
0.5
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0.3
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（a）处理天数 Daysintreatment/d （b）恢复天数 Daysinrecovery/d
图5 黑暗及恢复过程中幼苗叶片过氧化氢含量的变化
Fig.5ChangesofleafH2O2indarknessandrecovery
(P>0.05)
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夏含嫣，等:黑暗对矮牵牛幼苗叶片抗氧化生理指标的影响 3
第 26卷上海交通大学学报(农业科学版)
的损伤是可恢复的，自然条件下的植株叶片衰老与人
为黑暗处理的老化机制存在某些差异，而且与植物种
类及所处的生长时期有关[22]。黑暗处理引发矮牵牛幼
苗提前衰老，但短期处理幼苗得以很好得恢复，品质
未受到影响，而较长期黑暗处理，在叶片生理生化水
平上得到了恢复，但是幼苗新叶较弱，品质仍有一定
程度的下降，商品性欠佳。生产上建议矮牵牛幼苗不
宜长时间黑暗常温贮运，以贮运一周之内为宜。
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