全 文 ：西北农业学报 ２０１２，２１（１２）：１３１－１３７
Ａｃｔａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅ Ｂｏｒｅａｌｉ－ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉｓ Ｓｉｎｉｃａ
百合耐热突变体的筛选及生理特性的研究
＊
刘艳妮１，佘奎军２，王 飞３
（１．银川能源学院 农业与生物工程学院，宁夏永宁 ７５０１０５；２．宁夏农林科学院 农作物研究所，
宁夏永宁 ７５０１０５；３．西北农林科技大学 园艺学院，陕西杨凌 ７１２１００）
摘 要：用甲基磺酸乙酯（ＥＭＳ）对铁炮百合离体叶片进行处理，并在高温条件下筛选耐热突变体。结果表
明，随着处理体积分数和处理时间的增加，叶片的分化率和存活率均下降，并筛选出其半致死剂量（φ＝０．６％）
和处理时间（４ｈ）。利用筛选的半致死剂量和处理时间对百合离体叶片进行处理，在３５℃高温胁迫下，进行
抗热性突变体筛选，得到抗热性诱变植株。鉴定结果表明，其ＳＯＤ、ＰＯＤ活性增强，可溶性蛋白含量增加，
ＭＤＡ含量减少。表明筛选的百合突变体比对照具有更强的耐热性。
关键词：铁炮百合；ＥＭＳ；突变体；耐热突变体；耐热性鉴定
中图分类号：Ｓ６８２．２＋９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００４－１３８９（２０１２）１２－０１３１－０７
Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｅｒｍｏ Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ Ｍｕｔａｎｔ ｏｆ Ｌｉｌｙ ａｎｄ Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ Ｉｔｓ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ＬＩＵ Ｙａｎｎｉ １，ＳＨＥ Ｋｕｉｊｕｎ２ ａｎｄ ＷＡＮＧ Ｆｅｉ ３
（１．Ｙｉｎｃｈｕａｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙｏｎｇｎｉｎｇ Ｎｉｎｇｘｉａ ７５０１０５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｒｏｐ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｉｎｇｘｉａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｙｏｎｇｎｉｎｇ Ｎｉｎｇｘｉａ ７５０１０５，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ＆Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ Ｓｈａａｎｘｉ ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｌｉｌｙ ｗｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｗｉｔｈ ＥＭＳ，ｔｈｅｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｌｅ ｍｕｔａｎｔｓ
ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｒｅａｔ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ
ＥＭＳ，ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｌｉｌｙ ｌｅａｖｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ ｓｅｍｉ－ｌｅｔｈａｌ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ＥＭＳ
０．６％ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒｅａｔ ｔｉｍｅ ４ｈｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｌｉｌｙ ｌｅａｖｅｓ ｗｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ＥＭＳ ｃｏｎｃｅｎｔｒａ－
ｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ３５℃．Ｍｕｔａｎｔｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅｒｍｏ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ
ｔｈｅｒｍｏ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｍｕｔａｎｔｓ ｈａｄ ｍｏｒｅ ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ ｄｉｓｍｕｔａｓｅ
（ＳＯＤ），ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ（ＰＯＤ）ａｃｔｉｖｉｔｙ，ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｌｅｓｓ ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ（ＭＤＡ）ｃｏｎｔｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ
ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｍｕｔａｎｔｓ ｏｆ ｌｉｌｙ ｈａｄ ｍｏｒｅ ｔｈｅｒｍｏ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｉｌｙ（Ｌｉｌｉｕｍ ｌａｎｃｉｆｏｌｉｕｍＴｈｕｎｂ）；ＥＭＳ；Ｍｕｔａｔｉｏｎ；Ｔｈｅｒｍｏ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ；Ｔｈｅｒｍｏ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ
ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
百合（Ｌｉｌｉｕｍ ｔｅｎｕｉｆｏｌｉｕｍ Ｆｉｓｃｈ）是百合科
（Ｌｉｌｉａｃｅａｅ）百合属（Ｌｉｌｉｕｍ）植物的统称。铁炮百
合（Ｌｉｌｉｕｍ ｌｏｎｇｉｆｌｏｒｕｍ Ｔｈｕｎｂ），又名麝香百合。
球根卵形淡黄色，个大，花夏初开放，形如喇叭，味
清甜芳香，常用来作为鲜切花或节日用花。百合
花性喜冷凉环境，不耐热，而百合切花生产多以反
季节为主，在外界环境改变时，设施园艺条件下的
百合切花品种往往不能忍受高温胁迫造成大量死
亡，选育耐热性百合对于百合鲜切花生产具有重
要意义。
植物诱变育种是继杂交育种之后发展起来的
一种新的育种方法，它可以创造新的种质资源，丰
＊ 收稿日期：２０１２－０５－２４ 修回日期：２０１２－０８－３０
基金项目：陕西省科技攻关项目 （２００２ＺＫ０３－Ｇ７－４）。
第一作者：刘艳妮，女，硕士，助教，从事园林植物与观赏园艺教学与科研。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｉｎｉ２００９＠ｙｅａｈ．ｎｅｔ
通信作者：佘奎军，助理研究员，主要从事作物生理与生物技术育种研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｘｓｋｊ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
富育种材料，具有杂交育种难以代替的特点［１］。
本试验通过甲基磺酸乙酯（ＥＭＳ）诱变剂处理铁
炮百合离体组织，探讨ＥＭＳ对百合抗热性的诱
变效应，以期获得百合的耐热性变异体。为以后
利用植物诱变育种选育抗逆性百合和其他观赏植
物的研究奠定基础。
１ 材料与方法
１．１ 材 料
试材：铁炮百合球根，取自西北农林科技大学
园艺学院生物技术实验室。
试剂：化学诱变剂ＥＭＳ，为美国ＳＩＧＭＡ 公
司生产。
仪器：紫外分光光度计 ＵＶ－１７００，ＳＩＧＭＡ
３Ｋ１５冷冻离心机，ＬＧ１０－２．４Ａ 离心机，水浴锅
ＨＨ－６，烘箱为ＤＨＧ－９１４６Ａ型，高压灭菌锅，无菌
工作台，电磁炉及电子天平等。
１．２ 方 法
１．２．１ 外植体的清洗及灭菌 选取生长健壮，
无病害的白色铁炮百合球根。将其鳞片掰开，放
在烧杯中，用稀释的洗洁精水清洗干净→网兜中
流水冲洗２４ｈ→体积分数为７５％的酒精浸３０ｓ
（超净台上完成）→无菌水冲洗４次→体积分数为
０．１％升汞浸泡６～８ｍｉｎ→无菌水中冲洗５次→
切成０．５ｃｍ×０．５ｃｍ左右的小方块，用无菌滤纸
吸干水分，待接［２］。
１．２．２ 培养条件及培养基 选取生长健壮的百
合组培苗，转接到分化培养基上。培养温度为
２３～２５℃，光照度２ ０００ｌｘ，每天光照１０～１２ｈ。
培养基ｐＨ ５．８。
诱导培养基：ＭＳ＋６－ＢＡ １．０ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ
０．５ｍｇ／Ｌ＋２．４－Ｄ ０．１ｍｇ／Ｌ＋蔗糖３０ｇ／Ｌ＋琼
脂７ｇ／Ｌ；分化培养基：ＭＳ＋６－ＢＡ ２．０ｍｇ／Ｌ＋
ＮＡＡ ０．３ｍｇ／Ｌ＋蔗糖５０ｇ／Ｌ＋琼脂７ｇ／Ｌ［２］。
１．２．３ ＥＭＳ的配制及其体积分数的筛选方法
ＥＭＳ的配制：ＥＭＳ的配制参考刘艳妮等［３］的方
法。ＥＭＳ体积分数的筛选：设３个不同体积分数
的ＥＭＳ处理，分别为φ＝０．２％、φ＝０．４％和φ＝
０．６％，以磷酸缓冲液为对照。每种体积分数各设
３个处理时间，分别为２ｈ、４ｈ和６ｈ。共１２个组
合，每个组合９瓶。取３０～３５ｄ苗龄继代苗顶部
２～３片展开叶片，去除各小叶叶柄，于叶中脉垂
直切２～３刀。但不切断，然后将其浸泡在液体分
化培养基中（每瓶５０～６０片叶），接着将０．１
ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲液和配好的不同体积分数的
ＥＭＳ分别加入液体分化培养基，２５℃恒温振荡
培养（７０ｒ／ｈ）；分别处理２、４和６ｈ后，从振荡箱
中，分别取对照、φ＝０．２％、φ＝０．４％和φ＝０．６％
ＥＭＳ处理的百合叶片各９瓶。用无菌水冲洗
４～６遍后，转接在分化培养基上，接种４０～５０ｄ
后统计百合的分化率和存活率。叶片存活率＝存
活叶片数／接种叶片数，叶片分化率＝分化叶片数／
接种叶片数。当成活率为５０％时，选半致死剂量和
时间为百合耐热性筛选的ＥＭＳ处理条件。
１．２．４ 百合耐热温度的筛选 挑选生长健壮的
百合组培苗，从百合苗的上端选２～３片百合展开
叶。用刀片在其上划２～３刀，然后将其转接在固
体诱导培养基上。设置３个处理温度分别为
２９℃、３２℃和３５℃。每个温度转接２０瓶，每瓶
１０片百合离体叶，放入３个不同温度的生化培养
箱里，４０～５０ｄ后，统计百合叶片的成活率和分
化率。选百合成活率为０～１０％的温度，为百合
耐热性筛选温度。
１．２．５ 耐热性百合突变体的筛选 挑选生长健
壮的百合组培苗，从百合苗的上端选２～３片百合
展开叶。用刀片在其上划２～３刀，然后接入百合
液体培养基，用半致死ＥＭＳ剂量和时间处理百
合叶片，２５℃恒温、７０ｒ／ｈ振荡培养［４］。处理完
毕，用无菌水冲洗处理百合叶片４～６遍后，转接
入固体诱导培养基中，再放入使百合成活率为
０～１０％ 的温度的生化培养箱里。１个月后，把
成活的百合叶片及苗转接入分化培养基中，放在
正常温度２４～２５℃的条件下进行培养。培养一
段时间后，又放入成活率为０～１０％的温度的生
化培养箱里，以去掉产生生理适应性的百合苗。
这样再连续反复筛选３～５代后，对筛选出的百合
组培苗的耐热性进行鉴定。
１．２．６ 百合耐热性的鉴定方法 将用ＥＭＳ诱
变处理并经温度胁迫筛选过的离体叶片再生植
株，转入继代培养基中扩繁２～３代后，转入高温
胁迫条件下，进行耐热性生理生化分析。每隔
２ｄ，随 机 取 再 生 苗 分 析，分 别 测 定 丙 二 醛
（ＭＤＡ）、可溶性蛋白质含量及超氧化物歧化酶
（ＳＯＤ）和过氧化物歧化酶（ＰＯＤ）活性，以磷酸缓
冲液处理过的离体叶片再生植株为对照，重复
３次。
ＳＯＤ和ＰＯＤ活性测定采用分光光度法［５］。
可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法［５］。
·２３１· 西 北 农 业 学 报 ２１卷
ＭＤＡ含量采用硫代巴比妥酸法测定［６］。每一指
标需同时取样、处理和测定。每份样品的测定值
取３个平行测定值的平均值，平均误差不大于
２％。
２ 结果与分析
２．１ 百合组培苗的获得
在百合诱导培养基ＭＳ＋６－ＢＡ １．０ｍｇ／Ｌ＋
ＮＡＡ ０．５ ｍｇ／Ｌ ＋２．４－Ｄ ０．１ ｍｇ／Ｌ ＋ 蔗糖
３０ｇ／Ｌ＋琼脂７ｇ／Ｌ上接入百合鳞片，大约７ｄ
后，百合鳞片开始由原来的白色逐渐变为绿色，再
过多半个月后，绿色百合鳞片上逐渐长出绿色突
起物，大约２个月后，绿色突起物发育成小百合
芽，等百合苗长至约７５ｄ时可继代扩繁，作为铁
炮百合突变体筛选的材料。
２．２ 化学诱变剂ＥＭＳ对铁炮百合再生苗的影响
用不同体积分数的ＥＭＳ对铁炮百合再生苗
进行处理，结果表明（表１），随着ＥＭＳ体积分数
和处理时间的增加，百合的存活率和分化率变小。
而用对照磷酸缓冲液以及体积分数为０．２％和
０．４％ＥＭＳ处理后，无论在多长时间，百合苗的
存活率均大于６８％。而用体积分数是０．６％的
ＥＭＳ处理４ｈ后，百合的存活率仅为５５％，符合
突变体半致死的要求［７］。因此，选体积分数为
０．６％的ＥＭＳ处理４ｈ作为铁炮百合耐热性突变
体筛选的条件（图１）。
表１ 不同体积分数ＥＭＳ和不同处理时间对百合再生苗分化率和存活率的影响
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｖｉｖａｌ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｌｉｌｙ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ
ｏｆ ＥＭＳ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｉｍｅ ％
ＥＭＳ处理
时间／ｈ
Ｔｒｅａｔｅｄ
ｔｉｍｅ
对照Ｃｏｎｔｒｏｌ
存活率
Ｓｕｒｖｉｖａｌ
ｒａｔｅ
分化率
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ
ｒａｔｅ
φ＝０．２％ＥＭＳ
存活率
Ｓｕｒｖｉｖａｌ
ｒａｔｅ
分化率
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ
ｒａｔｅ
φ＝０．４％ＥＭＳ
存活率
Ｓｕｒｖｉｖａｌ
ｒａｔｅ
分化率
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ
ｒａｔｅ
φ＝０．６％ＥＭＳ
存活率
Ｓｕｒｖｉｖａｌ
ｒａｔｅ
分化率
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ
ｒａｔｅ
２ ９８ ９３ ８４ ８４ ７４ ７３ ５８ ４８
４ ８６ ８４ ７４ ７１ ７０ ６７ ５５ ４３
６ ８０ ７６ ６９ ６７ ６８ ６５ ４３ ２３
注：数据均为平均值。
Ｎｏｔｅ：Ｄａｔａ ｉｎ ｔｈｅ ｔａｂｌｅ ａｒｅ ａｌ ｍｅａｎ ｖａｌｕｅ．
Ａ．φ＝０．２％ＥＭＳ处理２ｈＴｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈφ＝０．２％ＥＭＳ ｆｏｒ ２ｈｏｕｒｓ；Ｂ．φ＝０．２％ＥＭＳ处理４ｈＴｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈφ＝０．２％ＥＭＳ ｆｏｒ
４ｈｏｕｒｓ；Ｃ．φ＝０．４％ＥＭＳ处理２ｈＴｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈφ＝０．４％ＥＭＳ ｆｏｒ ２ｈｏｕｒｓ；Ｄ．φ＝０．４％ＥＭＳ处理４ｈＴｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈφ＝０．４％ＥＭＳ ｆｏｒ
４ｈｏｕｒｓ；Ｅ．φ＝０．６％ＥＭＳ处理２ｈＴｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈφ＝０．６％ＥＭＳ ｆｏｒ ２ｈｏｕｒｓ；Ｆ．φ＝０．６％ＥＭＳ处理４ｈＴｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈφ＝０．６％ＥＭＳ ｆｏｒ
４ｈｏｕｒｓ
图１ 不同ＥＭＳ剂量和时间处理下百合的生长情况
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｌｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＥＭＳ ｄｏｓａｇｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ
·３３１·１２期 刘艳妮等：百合耐热突变体的筛选及生理特性的研究
２．３ 温度对铁炮百合再生苗的影响
在不同温度条件下对百合材料进行培养，随
着温度的上升，百合的受害率增大（表２）。当百
合处理温度为２９℃时，１个月后观察百合的受害
率为２％，几乎没有受到影响，能够正常生长；当
处理温度为３２℃时，百合的受害率为４７％，此时
有一半的百合组培苗不能正常生长，不符合试验
筛选的条件；当处理温度为３５℃时，百合的死亡
率为９１％，百合受害严重，几乎都不能正常生长。
而筛选真正的抗热性突变体，选择压力必须达到
足以抑制绝大多数个体的正常生长发育，在一定
温度胁迫下，正常个体几乎已到不能生长的程
度［２］。因此，３５℃处理条件，为百合抗热性筛选
的胁迫温度（图２）。
表２ 不同温度下百合苗受害率和分化率的变化
Ｔａｂｌｅ ２ Ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｉｎ ｌｉｌｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
处理温度／℃
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
叶片数
Ｎｏ．ｏｆ ｌｅａｖｅｓ
死亡叶片数
Ｎｏ．ｏｆ ｄｅａｄ ｌｅａｖｅｓ
分化叶片数
Ｎｏ．ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｌｅａｖｅｓ
受害率／％
Ｄａｍａｇｅ ｒａｔｅ
分化率／％
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ
２９ １５０ ２０ １１４ ２ ７６
３２ １６０ ７５ ７５ ４７ ４７
３５ １５０ １３６ １３ ９１ ９
图２ ２９℃（Ａ）、３２℃（Ｂ）、３５℃（Ｃ）条件下百合存活情况
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｏｆ ｌｉｌｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ２９℃，３２℃ａｎｄ ３５℃
２．４ ＥＭＳ和高温胁迫共同处理对百合的影响
取３０～３５ｄ苗龄的铁炮百合继代苗顶部２～
３片展开叶片，去除各小叶叶柄，于叶中脉垂直切
２～３刀。接着在体积分数为０．６％的ＥＭＳ条件
下处理４ｈ，无菌水冲洗４～５遍后，在３５℃条件
下４０ｄ后，统计分化率和存活率。由表３可知，
百合叶片经体积分数为０．６％ ＥＭＳ ４ｈ和３５℃
处理后，其分化率和存活率均小于对照。说明百
合在这两种情况下均受到伤害，且在３５℃条件
下，几乎不能生长。当把经过ＥＭＳ处理过的百
合叶片，再放入３５℃温度的条件下时，其存活率
和分化率均比未经ＥＭＳ处理而直接放入３５℃条
件下的百合要高。这初步说明，在诱变剂 ＥＭＳ
处理和高温胁迫下，有部分百合对高温的环境产
生抗性。在正常温度和３５℃条件下，连续交替培
养５～６代，利用非突变体的不可遗传性，去掉产
生生理适应性百合苗，得到耐热突变体百合苗
（图３）。
２．５ 高温胁迫下百合苗生理指标的变化
２．５．１ 可溶性蛋白质含量 高温逆境下氮素代
谢失调是影响植物正常生长的重要原因。耐热品
系或品种在高温下能保持较高的蛋白质合成速率
和较低的蛋白质降解速率［８］。试验结果表明，当
处理过的百合组培苗和对照苗受到３５℃的高温
胁迫时，铁炮百合可溶性蛋白质含量整体呈先升
高再下降的趋势（图４）。这可能是在植物受到热
胁迫时，蛋白质合成速率加快，而蛋白质的分解速
率下降，造成可溶性蛋白质含量的增加，随着热胁
迫时间的延长，百合组培苗氮素代谢失调，蛋白质
合成速率下降，使得植物体内蛋白质的积累减少。
在整个热胁迫过程中，经处理的铁炮百合苗始终
比对照可溶蛋白质含量高，但是两者之间的差异
不太明显。说明在３５℃高温胁迫条件下，处理百
合的耐热性比对照高，但是不太明显。可能是因
为处理百合组培苗的筛选是在３５℃条件下进行
的，３５℃更有利其生存。
２．５．２ ＭＤＡ含量 Ｍａｒｔｉｎｅａｕ等［９］研究高温胁
·４３１· 西 北 农 业 学 报 ２１卷
表３ ＥＭＳ和高温胁迫下百合的分化率和存活率
Ｔａｂｌｅ ３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＥＭＳ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｌｉｌｙ ％
项目Ｉｔｅｍ φ＝０．６％ＥＭＳ，４ｈ φ＝０．６％ＥＭＳ，４ｈ＋３５℃ ３５℃ 对照Ｃｏｎｔｒｏｌ
分化率Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ０．４３ ０．１９ ０．０８６ ０．９８
存活率 Ｔｈｅ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｅ ０．５５ ０．３８ ０．０８６ ０．９３
Ａ．φ＝０．６％ＥＭＳ处理４ｈＴｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈφ＝０．６％ＥＭＳ ｆｏｒ ４ｈｏｕｒｓ；Ｂ．φ＝０．６％ＥＭＳ处理４ｈ后，在３５℃下选择 Ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ
φ＝０．６％ＥＭＳ ｆｏｒ ４ｈｏｕｒｓ，ｔｈｅｎ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ３５℃；Ｃ．３５℃处理Ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ３５℃ｏｎｌｙ；Ｄ．对照Ｃｏｎｔｒｏｌ
图３ 不同ＥＭＳ剂量和温度处理下百合生长情况
Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｌｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＥＭＳ ｄｏｓａｇｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
图４ 百合可溶性蛋白质含量的变化
Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｌｉｌｙ
迫对铁炮百合幼苗叶片相对电导率、ＭＤＡ含量
的影响，结果表明，植物细胞膜在高温伤害下，膜
的通透性增加，电解质扩散出细胞，电导率升高，
产生大量的自由基，引起或加剧膜脂过氧化作
用。ＭＤＡ作为膜脂过氧化产物能与蛋白质结合
引起膜蛋白的变性，从而直接影响膜的流动性和
透性，对植物产生伤害。试验发现，百合组培苗在
受到３５℃高温胁迫下，处理铁炮百合的组培苗和
对照的 ＭＤＡ含量随着处理时间的延长不断升高
（图５）。整个热胁迫过程中，处理铁炮百合组培
苗的 ＭＤＡ含量始终比对照的低；处理百合组培
苗 ＭＤＡ含量的增加趋势明显没有对照的增加趋
势大。说明对照百合的膜脂过氧化程度比较高，
受高温的影响比较大；处理百合比对照的膜脂过
氧化程度低，受高温影响没有对照严重。说明处
理百合更具有对高温胁迫的抵抗力。
·５３１·１２期 刘艳妮等：百合耐热突变体的筛选及生理特性的研究
２．５．３ ＳＯＤ和ＰＯＤ活性 植物酶促防御系统
中的ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ等是消除自由基的重要
酶，其可以减轻膜脂过氧化程度，保持膜系统的稳
定性［１０］。黄瓜［１１］、萝卜［１２］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。高温下黄瓜［１１］、大白菜［１３］
ＰＯＤ活性均下降，其可能与易受膜脂过氧化产物
ＭＤＡ的抑制及高温对酶的亚铁原卟啉基的破坏
有 关［１４－１５］。图６和图７表明，铁炮百合组培苗在
图５ 百合 ＭＤＡ含量随热胁迫时间的变化
Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ＭＤＡ ｃｏｎｔｅｎｔ ｕｎｄｅｒ
ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎ ｌｉｌｙ
图６ 百合ＳＯＤ活性的变化
Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ＳＯＤ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｌｉｌｙ
图７ 百合ＰＯＤ活性的变化
Ｆｉｇ．７ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ＰＯＤ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｌｉｌｙ
受到高温胁迫时，保护酶系统ＳＯＤ、ＰＯＤ活性总
体呈下降趋势，可能与易受膜脂过氧化产物
ＭＤＡ的抑制有关。植物在受到高温胁迫时，膜
脂过氧化程度加深，ＭＤＡ含量增加，从而引起保
护酶系统ＳＯＤ和ＰＯＤ活性的下降。从图中还可
以看出，在整个受胁迫的过程中，处理铁炮的百合
组培苗的ＳＯＤ、ＰＯＤ活性均比对照高并且差异显
著。说明在受到高温胁迫时，处理百合的酶保护
系统比对照受到的损害小，处理百合比对照百合
酶保护系统稳定。表明处理百合比对照百合更具
有对高温的抵抗力。
３ 讨论与结论
有关黄瓜、茄子、萝卜、大白菜、柑橘 、山楂等
植物在受到高温胁迫时，其生理特性的变化及其
耐热性机制的研究报道较多。对百合耐热性的研
究，国内也有相关报道。周斯建等［１６］、王凤兰
等［１７］对高温胁迫下铁炮百合幼苗形态及生理反
应进行了初步研究。周斯建等［１８］用６０ Ｃｏγ对百合
鳞茎进行辐射处理，研究其对鳞片扦插幼苗耐热
生理反应的影响，都取得了一定的成果。本试验
通过半致死剂量（体积分数为０．６％）的化学诱变
剂ＥＭＳ处理和３５℃高温胁迫，筛选出铁炮百合
耐热性组培苗。对其生理特性的研究发现，在整
个热胁迫的过程中，筛选出的铁炮百合苗始终比
对照百合组培苗可溶性蛋白质含量高。周莉娟
等［１９］研究发现，耐热品种比不耐热品种在高温下
蛋白质降解较慢。本研究得到相类似的结果，耐
热性品种在高温下蛋白质降解速率较慢，使得耐
热性品种可溶性蛋白质含量始终高于对照；筛选
出的铁炮百合苗 ＭＤＡ含量始终比对照铁炮的百
合组培苗的含量低。且 ＭＤＡ含量的增加趋势明
显没有对照百合的大，说明对照百合的膜脂过氧
化程度比较高，受高温的影响比较严重，这与李淑
娟等［２０］对观赏山楂叶片耐热性生理指标的研究
结论相似；筛选的百合组培苗ＳＯＤ和ＰＯＤ活性
均比对照高，且差异显著。说明在高温胁迫条件
下，处理百合的酶保护系统比对照百合受到的损
害小，处理百合比对照百合的酶保护系统稳定。
百合抗热性筛选，是百合品种选育的一个重
要方向。本试验通过化学诱变剂和高温胁迫进行
筛选，以期获得百合的抗热性变异体，提高百合品
种的抗热性。这种人工诱变的方法需要的时间
短，目的明确，节省人力和物力，为百合的抗性育
·６３１· 西 北 农 业 学 报 ２１卷
种提供了一条新途径。
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９－１０．
（上接第１２４页）
导致臭氧水的饱和质量浓度不同；其次，由于南瓜
和黄瓜２种植株种子和幼苗品质特性之间存在差
异，也会对研究结果产生一定的影响［１９－２０］。臭氧
在水中的通入时间为３０ｍｉｎ内时，对植物的生长
有促进作用，至于通入时间多久会对植物生长产
生副作用，需要今后进一步研究来证明。
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·７３１·１２期 刘艳妮等：百合耐热突变体的筛选及生理特性的研究