全 文 ：2011（09）
低温胁迫对红花槭生理指标的影响
Effects of Low Temperature on Cold Resistance of Acer rubrum
王 菲 1 潘 婷 2 宋 南 1
Wang Fei Pan Ting Song Nan
(1沈阳市园林科学研究院，沈阳 110016；2沈阳市康平县环保局，沈阳 110000)
(Shenyang Institute of Landscape Gardening, Shenyang 110016; Shenyang Kangping Environmental Protection Bureau, Shenyang
110000)
摘 要：以红花槭 1年生休眠枝条为试材，研究了冷冻处理条件下枝条内细胞超氧化物歧化酶 (SOD) 活性，丙二醛
(MDA)、以及枝条相对电导率的变化。结果表明：随着处理温度降低，红花槭枝条内 SOD酶活性呈现先升高后下降的
趋势；MDA 含量随温度降低逐渐升高；相对电导率随处理温度降低呈“S”形上升。红花槭枝条的低温半致死温度
(LT50)为－35℃，红花槭可以在沈阳露地越冬。
关键词：冷冻处理；红花槭；抗寒性；生理指标
Abstract: Take one- year- old sticks as materials, the activities of superoxide dismutase (SOD), the content of
malondialdehyde (MDA), the relative electroly te leakage percentage in different low temperature conditions
were studied in the paper . It showed that the activities of SOD in embrace increased early and decreased
later , the content of MDA increased w ith the temperature decreasing. The relative electr ic conductivity
increased as a S- curves w ith the temperature decreasing. According to the logistic equation, the semi- lethal
temperature (LT50) is - 35℃. Acer rubrum can live in Shenyang without covered.
Key words：Freeing treatment; Acer rubrum; Cold resistance; Physiological parameter
红花槭（Acer rubrum），别名为：美国红枫、北方红枫、北
美红枫、沼泽枫等，属槭树科槭树属。红花槭是美国最受欢迎的
绿化树种之一，被广泛用于公园、小区、街道等绿化美化场所，
既可做庭院树又可做行道树，深受人们的喜爱。
我国华北至华东地区有栽培。近年来彩叶树种以其多种色
彩，极大地丰富了城市绿化的景观层次，正成为目前绿化树种
的新宠。红花槭正是彩叶树种的典型代表，具有很高的园林价
值，在国内迅速发展，已在其层积育苗[1、2]、组织培养[3、4]、栽培基
质[1、5]与苗期肥料方面[6]进行了研究。笔者以红花槭为试材，采用
人工冷冻的方法，探讨低温胁迫对其抗寒生理指标的影响，以
期为红花槭抗寒栽培措施的制定提供理论依据，为红花槭苗木
繁育和推广应用奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料与处理
试验于 2010年 12月下旬～2011年 1月上旬在沈阳市园
林科学研究院进行。供试材料为红花槭当年生休眠枝条，均采
自于沈阳市园林科学研究院树木标本公园内。采集长势一致的
枝条，用自来水洗净，去离子水冲洗 4～5次后用滤纸吸干水
分，剪成 15cm 长的枝段，两端封蜡后装入聚乙烯膜中进行冷
冻处理。处理温度分别设置为 - 15℃、- 20℃、- 25℃、- 30℃、－
35℃，每个温度处理 24h，以五角枫枝条为对照。每个处理选取
现代园林论坛
·
MLA Forum
輥輳
2011（09）
图 3 红花槭、五角枫不同温度处理相对电导率的变化
枝条 9段，3次重复。
1. 2 抗寒性生理指标测定
（1）超氧化物歧化酶（SOD）活性测定：采用 NBT 光还原
法；
（2）丙二醛（MDA）含量测定：采用 TBA 法。
1. 3 细胞膜透性测定及半致死温度计算
细胞膜透性测定：采用电导法。半致死温度计算：按 Ra-
jashrekar 等的方法将相对电导率拟合 Logistic曲线方程：
y=k/ (1+ ae- bt) ………………………………………（1）
式（1）中：y 为相对电导率；t 为温度梯度；k 为极限相对
电导率，为 100%；a 和 b 为待定系数。对式（1）求二阶导数，并
令其为 0，得公式（2）：t= lna/ b ………………………（2）
式（2）为相对电导率随温度下降而增加最快时的温度，即
LT50(或组织崩溃点)。依据式（1）和（2）计算低温半致死温度
LT50。
2 结果与分析
2. 1 低温胁迫下红花槭、五角枫枝条内 SOD酶活
性的变化
由图 1 可知，红花槭枝条内 SOD酶活性随着胁迫温度的
降低表现为先升高后降低的趋势，SOD酶活性在 - 30℃时活
性最高。五角枫枝条内 SOD酶活性随着温度的降低而上升，没
有下降的趋势。
2. 2 低温胁迫下红花槭枝条 MDA含量的变化
如图 2 所示，红花槭、五角枫各处理下枝条 MDA 总体含
量均随处理温度的降低表现出升高的变化趋势；红花槭枝条内
MDA 含量在－35℃达到最高为 17. 98nmol/ g；五角枫的最高
值为 12. 27nmol/ g。
2. 3 低温胁迫下红花槭枝条细胞膜透性变化
低温胁迫下相对电导率的变化如图 3 所示。在低温胁迫
下，红花槭枝条细胞膜透性变化随着胁迫温度的降低而增大；
红花槭枝条相对电导率在 - 20℃～- 30℃时变化不大，在
- 30℃～- 35℃迅速增加，达到 53. 16%,说明枝条细胞膜已受
到严重损伤；五角枫相对电导率变化不明显，在 - 35℃时，相对
电导率没达到 50%。以电解质渗透率达 50%时的温度作为半致
死温度(LT50)是国内外确定半致死温度的简捷方法。为进一步
准确判断红花槭枝条半致死温度，利用相对电导率结合 logis-
tic方程对各枝条的重要温度点进行了拟合。由表 1可知，红花
图 1 红花槭、五角枫不同温度处理 SOD值的变化
图 2 红花槭、五角枫不同温度处理MDA值的变化
輥輴
2011（09）
槭枝条 LT50分别为 - 34. 88℃，相对电导率相关系数在 0. 95
以上，说明采用相对电导率拟合 logistic 曲线方程来描述人工
冷冻处理后枝条伤害过程效果较好。
3 结果与讨论
SOD被称为植物细胞防御系统的保护酶，研究表明保护
酶在植物体内的浓度和活性的高低与植物的抗寒性强弱有密
切的关系。本试验中，低温胁迫前期，SOD活性增强，反映红花
槭枝条在前期降温过程中出现了应激反应，红花槭枝条通过调
节 SOD活性来增强自身的抗寒性，这可能是红花槭对低温胁
迫主动适应的方式之一。随胁迫温度降低，SOD活性下降，其
自身调节能力减弱，清除自由基的能力下降，从而导致低温胁
迫伤害，细胞膜保护酶系统已经受到了损伤。当植物处于逆境
胁迫下时，细胞内产生大量的自由基，诱发或加剧细胞膜脂过
氧化，进一步导致细胞膜破坏。
MDA 作为膜脂过氧化最终产物，是反映细胞膜伤害程度
的一个重要指标。本试验中，随着低温胁迫温度的降低，红花槭
枝条内MDA含量升高，这是红花槭受到低温胁迫后细胞膜受
到伤害的表现；MDA 是自由基引导的膜脂过氧化产物, 其含
量与 SOD酶活性的高低密切相关，本试验中,在 - 20℃- 35℃
区间,红花槭 MDA 含量比五角枫偏高,说明红花槭在低温胁
迫下,受伤害程度较五角枫稍大。
相对电导率是反映植物组织受冻后细胞原生质膜透性大
小的重要指标,以相对电导率来表示植物在低温伤害下细胞质
膜透性变化是鉴定植物抗寒性较常用的方法, 已被广泛应用。
低温对膜的伤害主要表现在膜透性的改变，导致细胞内物质大
量向外渗透。通过测定外渗液电导值的变化，可反映所测材料
的细胞膜伤害程度。本试验中相对电导率随温度降低呈现“S”
形上升趋势，红花槭枝条相对电导率在 - 35℃时超过 50%，表
明其低温半致死温度约为 - 35℃，这与利用 logistic 方程计推
算的半致死温度 - 34. 88℃基本吻合。
通过对红花槭和五角枫的几种生理指标的研究可以初步
得出, 红花槭可以抵抗 - 35℃的低温，其抗寒能力虽然不及五
角枫 ，但可以在沈阳露地越冬。红花槭的抗寒能力较五角枫
弱，但其具体的抗寒表现,还与降温幅度、低温持续时间和树体
发育状况等有关,有待于进一步的深入研究。
参考文献
[1] 桂勇武，郭成宝，高年春. 4 种引进彩叶树种的播种育苗技术研究
[J].江苏农业科学，2006（6）：271～272.
[2] 李家孔，王玉英，曾德禄等.美国红枫种子育苗技术[J].西南园艺，
2006（4）：45～46.
[3] 宗树斌，周春玲，牛立军等.美国红枫的组织培养研究[J].山东林业
科技，2006（1）：1～3.
[4] 王振龙，张 雷，翟玉敏等.美国红枫种胚愈伤组织诱导、增殖培养
技术研究初报[J].辽宁农业职业技术学院学报，2005（4）：6～7.
[5] 李玉娟，张 健，李 敏.美国红枫不同基质对比试验简报[J].上海农
业科技，2008，5：94.
[6] 刘英武，张 健，李玉娟.不同肥料对美国红枫实生苗的栽培影响
[J].上海农业科技，2007，5：114。
植 物 logistic 方程参数 曲线拟合度 结果
k a b r p LT50 logistic
红花槭 1 1.8961 -0.0813 0.9567 <0.05 34.88 y=k/(1+ae-bt)
表 1 低温处理后枝条相对电导率 logistic方程参数和重要温度点
作者简介
王 菲，1981年 11月生，女，汉族，硕士，工程师，
从事园林绿化工作。
輥輵