全 文 ：西北农业学报　2011 , 20(2):174-177
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
高温胁迫下东方百合`Sorbonne 形态及生理响应＊
吴在生1 ,2 ,曹晓娟3 ,张　智1 ,邓　波1 , 2 ,胡勇胜1 ,左志锐1 ,2
(1.江苏骏马农林科技股份有限公司 ,江苏张家港　215617;2.江苏省花卉种质创新工程技术研究中心 ,
江苏张家港　215617;3.蔡家坡经济技术开发区规划建设局 ,陕西蔡家坡　722405)
摘　要:以东方百合`Sorbonne 为材料 ,研究不同程度高温胁迫对叶片形态 、相对电导率 、抗氧化酶(SOD、
POD 、CAT)活性 、丙二醛含量和脯氨酸含量的影响。结果表明:在高温胁迫条件下 , 相对电导率和脯氨酸含
量呈上升趋势。在轻度高温胁迫下 ,抗氧化酶活性总体呈现增强趋势。当高温胁迫超过一定程度后 , 抗氧化
酶系统的活性明显降低。温度超过 40 ℃时 ,东方百合 Sorbonne叶片形态出现较明显损伤。
关键词:东方百合;高温胁迫;叶片形态;生理响应
中图分类号:S682.2+9　　　　文献标志码:A　　　　　文章编号:1004-1389(2011)02-0174-04
Morphological and Physiological Responses of Lilium
Oriental `Sorbonne under High Temperature Stress
WU Zaisheng
1 ,2 , CAO Xiaojuan3 , ZH ANG Zhi1 ,DENG Bo1 ,2 ,
HU Yongsheng 1 and ZUO Zhirui1 ,2
(1.Jiangsu Junm a Agricu lture T ech nology C o., Ltd., Zhangjiagang Jiangsu　215617 , China;2.Jiang su Engineering Research
Cen ter for Innovat ion of Flow er Germplasm , Zhangjiagang Jiangsu　215617 , C hina;3.Planning and Const ruction Bureau
of Cai jiapo Economic-Technological Developmen t Area , Caijiapo Shaan xi　722405 , China)
Abstract:The ef fects o f different deg rees of high tempe ra te st ress on leaf mo rpholo gy , the relative
conductivity , antio xidant enzymes act ivity , propyldialdehyde content and pro line content w ere invest i-
gated in Li l ium oriental `So rbonne .The resul ts show ed that:Under high temperature st ress , the
relative conductivity and proline content show ed upw ard t rends.The antio xidant enzymes activi ty o-
ve rall presented t rend of increasing unde r slight high temperate st ress.When the high temperate
st ress w as over a certain degree , the antioxidant enzymes activi ty declined obviously.When the tem-
perature w as over 40 ℃, leaf morphology of Li lium o riental `Sorbonne showed obvious damage-
ment .
Key words:Li lium o riental;High temperate stress;Leaf morpho logy ;Physiological responses
　　百合(Li lium spp.)是单子叶植物亚纲百合
科(Liliaceae)百合属(Lil ium)植物的所有种类的
总称 。主要分布在北半球的温带和寒带地区 ,少
数种类分布在热带高海拔地区[ 1] 。百合性喜冷
凉 ,中国多数地区夏季的高温条件经常会造成百
合幼苗生长停滞 、花朵败育等现象 ,严重影响了切
花质量[ 2] 。目前 ,针对百合耐热性的研究并不多 ,
百合越夏仍然是生产优质鲜切花的难关之一 。本
试验研究了东方百合`So rbonne在不同高温胁迫
下的叶片形态 、相对电导率 、脯氨酸含量 、抗氧化
酶活性等耐热性指标的变化 ,为东方百合耐热新
品种的选育提供理论依据 。
＊收稿日期:2010-04-13　　修回日期:2010-05-24
基金项目:张家港市科技发展计划项目“切花百合新品种培育及产业化开发”(ZKN0808)。
第一作者:吴在生 ,男 ,农艺师 ,硕士 ,主要从事鲜切花新品种培育及标准化生产技术研究。 E-mail:wzsh-402@163.com
通讯作者:左志锐 ,男 ,江苏连云港人 ,研究员 ,主要从事观赏植物采后生理与抗逆境生理研究。
1　材料与方法
1.1　材 料
试材为东方百合`Sorbonne ,种球系荷兰进
口 ,周径为 14 ～ 16 cm 。2009-05将经过低温处理
的种球(100粒)栽于营养钵 ,置人工气候箱中 ,给
予 14 h/10 h的光 、暗周期 ,照度 10 000 lx ,昼夜
温度 25 ℃/16 ℃,相对湿度 70%。
1.2　方 法
当地上茎长到 20 cm 时 ,选择长势一致的植
株分为 5组 ,每组 15株 ,置 5个人工气候箱中进
行高温胁迫处理 ,温度设定分别为 30 、35 、40 、45 、
50 ℃。不同温度条件下各组处理 1 、2 、3 、4 、5 h
时 ,观察植株不同处理条件下叶片形态响应 ,并记
载;分别摘取植株上 、中 、下三部位完整功能叶片
(每次 3株),混匀后用于测定相对电导率 ,超氧化
物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化
氢酶(CA T)活性 ,以及丙二醛 (MDA)和脯氨
酸含量[ 2-3] ,各项指标重复 3次。
2　结果与分析
2.1 　` Sorbonne 在不同高温胁迫下叶片的形态
响应
在不同高温胁迫下 ,人工气候箱内培养的
`Sorbonne 幼苗叶片形态变化差异较大 ,见表 1。
　　从`So rbonne 幼苗对高温胁迫形态的响应情
况可以看出 ,它对40 ℃以下的高温有着较好的抵
抗能力 ,在 40 ℃胁迫下 4 h 和 5 h 后 ,出现轻度
萎蔫和下部分叶尖发黄的现象。当温度达到 45
℃和 50 ℃,`So rbonne幼苗叶片随高温时间的延
长出现越来越严重的伤害 ,直至全部变黄干枯 ,失
去活性。可见 ,40 ℃是`Sorbonne生长的极限高温。
2.2　东方百合`Sorbonne 在不同高温胁迫下叶
片的生理响应
2.2.1　不同高温胁迫对`Sorbonne 叶片相对电
导率和 MDA 含量的影响　植物叶片被高温伤害
后细胞膜的透性增加 ,电解质扩散出细胞 ,已有研
究表明细胞膜电解质渗透率能反应出高温对植物
伤害的程度[ 4] 。图 1显示 ,与对照相比 ,高温胁迫
使东方百合`Sorbonne 细胞膜电解质渗出增加 ,
导致相对电导率增加 ,表明细胞膜在高温胁迫下
受到一定的伤害 ,膜热稳定性变差 。
　　短暂高温处理对东方百合`So rbonne 叶片
MDA含量影响较小 ,不同高温处理 1 h无显著差
异(P>0.05),各高温处理下 MDA 含量随处理
时间的延长而增加 ,在 50 ℃高温条件下处理时 ,
MDA含量大幅上升(图 2)。
2.2.2　不同高温胁迫下`So rbonne 叶片 SOD 、
CA T 、POD活性的变化　SOD是一种能够清除
图 1　不同高温胁迫下`Sorbonne
叶片相对电导率的变化
Fig.1　Changes of relative conductivity under dif ferent
high temperature stress in leaves of `Sorbonne
表 1　不同高温胁迫下叶片形态的变化
Table 1　Changes of leaf morphology under different high temperature stress
时间 / h
Time
温度 / ℃ Tem perature
30 35 40 45 50
1 正常 正常 正常 正常 1/ 3叶片萎蔫
2 正常 正常 正常 1/ 3叶片萎蔫 2/ 3叶片萎蔫 , 下部叶尖变黄
3 正常 正常 正常 2/ 3叶片萎蔫 , 下部叶尖变黄 叶片全部萎蔫 , 下部叶片变黄
4 正常 正常 1/ 3叶片轻度萎蔫 叶片全部萎蔫 , 下部叶片变黄 大部分叶片变黄 , 严重萎蔫
5 正常 顶部叶片出现卷曲现象 2/ 3叶片萎蔫 , 下部叶尖变黄 叶片全部萎蔫 , 中下部叶片变黄 叶片全部变黄 , 呈干枯状态
·175·2 期　　　　　　　　　　吴在生等:高温胁迫下东方百合`Sorbonne 形态及生理响应
超氧阴离子自由基的酶 ,是植物抗氧化系统的第
一道防线 ,在抗氧化酶中居于核心地位[ 5] 。由图
3可知 , 30 ℃和 35 ℃高温处理时 ,东方百合`So r-
bonne 叶片中 SOD 活性一直呈上升趋势。
40 ℃、45 ℃和 50 ℃高温处理时 ,呈现先上升后
下降的趋势 ,温度越高 ,SOD 活性峰值出现的时
间越早。尤其 50 ℃处理时 ,处理 1 h时 SOD活性
显著高于其他温度处理 ,2 h时 SOD 活性达到峰
值 ,其后迅速下降 ,5 h时极显著低于其他处理。
　　POD是清除细胞质和质膜过氧化氢的重要
酶类[ 4] 。在 40 ℃以下短暂高温胁迫 , POD酶活
先增加后减少 ,45 ℃以上时 POD酶活则随处理
时间的延长呈直线下降趋势。可见 ,40 ℃以下短
暂高温处理会提高 POD酶活 ,但随着处理强度增
加 ,酶的合成受到抵制并开始减少(图 4)。
　　在不同短暂高温胁迫下 , 东方百合`So r-
bonne 叶片内 CA T 活性表现不同(图 5)。30 ℃
图 2　不同高温胁迫下`Sorbonne
叶片中 MDA含量的变化
Fig.2　Changes of MDA content under different high
temperature stress in leaves of`Sorbonne
图 3　不同高温胁迫下`Sorbonne
叶片 SOD 活性的变化
Fig.3　Changes of SOD activity under high
temperature stress in leaves of`Sorbonne
和35 ℃时 ,东方百合`So rbonne`叶片中过氧化氢
酶含量一直呈上升趋势 ,这和 SOD 酶活表现一
致。40 ℃、45 ℃和 50 ℃处理时 ,均呈先上升后
下降的趋势 ,温度越高 ,过氧化氢活性峰值出现的
时间越早 。可见 ,适当高温处理会诱导植物合成
CA T ,但过高的温度条件 ,短时间内会促进 CA T
活性显著增强 ,以抵御高温胁迫 ,但很快会导致
CA T 酶合成系统崩溃 ,CA T 含量迅速下降。
2.2.3　不同高温胁迫下`Sorbonne 叶片中脯氨
酸含量的变化　由图 6可见 ,在 30 ℃和 35 ℃高
温处理条件下 , `So rbonne 叶片中脯氨酸含量一
直呈上升趋势 ,表明 30 ℃和 35 ℃的高温条件诱
导了植物脯氨酸的合成。40 ℃和 45 ℃处理时 ,
1 ～ 4 h均呈上升趋势 ,4 h以后脯氨酸含量开始下
降。50 ℃条件下 ,前 3 h脯氨酸含量迅速增加并
逐渐达到峰值 ,之后迅速降低 。可见 ,适当的高温
图 4　不同高温胁迫下`Sorbonne
叶片 POD活性的变化
Fig.4　Changes of POD activity under high temperature
stress in leaves of `Sorbonne
图 5　不同高温胁迫下`Sorbonne
叶片 CAT活性的变化
Fig.5　Changes of CAT activity under high temperature
stress in leaves of `Sorbonne
·176· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　20 卷
图 6　不同高温胁迫下`Sorbonne
叶片脯氨酸含量的变化
Fig.6　Changes of proline content under different high
temperature stress in leaves of`Sorbonne
处理会诱导植物脯氨酸的合成 ,但在长时间高温
处理下 ,脯氨酸含量呈现先增加后降低的趋势 。
3　讨论
高温胁迫对植物的伤害首先是破坏膜的完整
性[ 6-7] ,膜的稳定性可以作为反映植物抗热性的指
标 [ 8-10] 。高温胁迫使`So rbonne 叶片细胞膜脂
过氧化和膜透性增加 ,且随着温度升高和高温时
间的延长 ,膜透性增加越来越明显 。
轻度高温胁迫下 , ` Sorbonne 通过提高
SOD 、POD和 CAT 等酶的活性 ,减轻高温胁迫对
细胞膜造成的伤害。高温胁迫超过一定程度时 ,3
种酶活性下降 ,逐步丧失保护功能 ,植物正常生长
受到破坏 ,同时植物形态发生较大变化 。
脯氨酸可以防止植物水分散失和提高原生质
胶体的稳定性 ,与植物的抗逆能力密切相关[ 11-12] 。
轻度高温胁迫可诱导`So rbonne叶片脯氨酸的合
成 ,但当高温胁迫超过一定程度时 ,脯氨酸的合成
会受到抑制。
本试验中 ,40 ℃是`So rbonne 生长的极限高
温 ,在栽培过程中 ,要严格控制温度 ,创造适宜的
温度条件 ,以生产优质切花百合。
参考文献:
[ 1] 　程金水.园林植物遗传育种学[ M] .北京:中国农业出版社 ,
2000:310-312.
[ 2] 　赵祥云 ,王树栋 ,陈新路 ,等.百合[ M ] .北京:中国农业出版
社 , 1999:111.
[ 3] 　孙　群 ,胡景江 , 曹翠玲 ,等.植物生理学研究技术[ M] .陕
西杨凌:西北农林科技大学出版社 , 2004:125-130.
[ 4] 　李建建.高温胁迫对黄瓜幼苗生理生化特性影响及其生理
机制的研究[ D] .兰州:甘肃农业大学 , 2006:6-8.
[ 5] 　吴国胜 ,曹婉虹 ,王永健 ,等.细胞膜热稳定性及保护酶和大
白菜耐热性的关系[ J] .园艺学报 , 1995 , 22(4):353-358.
[ 6] 　M artineau J R , Specht J E .T emperatu re tolerance in soy-
bean s [ J] .Crop S cience ,1979 , 19:75-81 ,
[ 7] 　Shanahan I F , Membrane thermostabi lit y and heat tolerance
of spring w heat [ J] .C rop S cience , 1990 , 30:247-251.
[ 8] 　周人纲 ,樊志和 ,李晓芝 ,等.高温锻炼对小麦细胞膜热稳定
性的影响[ J] .华北农学报 , 1993 , 8(3):33-37.
[ 9] 　尹　慧 ,陈秋明 ,何秀丽 ,等.短暂高温对百合植株抗氧化酶
系统的影响[ J] .园艺学报 , 2007 , 34(2):509-512.
[ 10] 　孟焕文 ,张彦峰 , 程智慧 ,等.黄瓜幼苗对热胁迫的生理反
应及耐热鉴定指标筛选[ J] .西北农业学报 , 2000 , 9(1):
96-99.
[ 11] 　陈立松 ,刘星辉.作物抗旱鉴定指标的种类及其综合评价
[ J] .福建农业大学学报 , 1997 , 26(1):48-55.
[ 12] 　张宪政.作物生理研究法[ M] .北京:农业出版社 , 1992:
205-207.
·177·2 期　　　　　　　　　　吴在生等:高温胁迫下东方百合`Sorbonne 形态及生理响应