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高温胁迫对淡黄花百合幼苗生理指标的影响



全 文 :收稿日期:2016-06-25
基金项目:贵州省科学技术基金项目(编号:黔科合J字[2013]2203
号)。
作者简介:杜 凌(1960—),女,贵州贵阳人;高级工程师,主要从事林
业科技推广工作。
通讯作者:朱 立(1975—),女,贵州贵阳人;高级工程师,主要从事花
卉植物的科学研究工作。
高温胁迫对淡黄花百合幼苗生理指标的影响
杜 凌1, 吴 楠2, 董万鹏2, 吴洪娥2, 朱 立 2
(1.贵州省林业推广科技推广总站, 贵阳550001; 2.贵州省植物园, 贵阳550001)
Study the Effects of the Ear-to-row Method on the Quality of Maize
DU Ling1,WU Nan2,DONG Wanpeng2,WU Honge2,ZHU Li 2
摘 要:为了解淡黄花百合的高温抗性,对淡黄花百合幼苗进
行35℃高温胁迫4,6,8,10d处理,测定高温对幼苗叶片丙二
醛、脯氨酸、含水量、蛋白质、可溶性糖指标的影响。结果表明:
淡黄花百合幼苗在高温处理下,丙二醛含量逐渐降到最低,到
第10天有所升高;脯氨酸含量先升高后下降,最后略有上升;
含水量随高温时间的延长逐渐下降;可溶性蛋白、可溶性糖的
含量逐步升高后有所下降。
关键词: 淡黄花百合;高温胁迫;丙二醛;脯氨酸;
含水量;蛋白质;可溶性糖
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.11.076
中图分类号: S 644.1   文献标志码: A
文章编号: 1001-4705(2016)11-0076-03
淡黄花百合(Lilium sulphureum Baker)具有较
高的观赏、食用和药用价值,是一种不可多得的集观赏
和经济价值于一体的植物。近年来,贵州省百合产业
迅速发展,将百合属植物作为主要发展的品种之一。
因此,对贵州的野生淡黄花百合进行抗高温试验研究,
探索新的栽培管理方式,旨在解决在高温地区生产淡
黄花百合的技术难题,为开发和保护利用淡黄花百合
提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
贵州野生淡黄花百合产于黔北,生于路边、草坡或
山坡阴处疏林下。引种的野生淡黄花百合采收于10
月,在百合倒苗之后。用百合种球进行鳞片繁殖。在
秋季选择健壮无病植株,剥下母球的鳞片扦插繁殖,扦
插基质腐殖土与珍珠岩的比例为1∶1。实验采用百合
种球鳞片扦插繁殖后第2年生长的幼苗,苗高27cm。
1.2 方 法
1.2.1 高温处理
选取生长良好的植株放入35℃光照培养箱中,分
别处理4,6,8,10d,进行对照处理和分析。
1.2.2 生理生化指标的测定
每个指标分别取功能叶片,重复测定3次取平均
值。丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸法。脯氨酸含
量测定采用酸性茚三酮比色法。蛋白质含量测定用考
马斯亮蓝溶液。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定。
纤维素采用木质素测定方法。
2 结果与分析
2.1 高温胁迫对丙二醛含量的影响
丙二醛是由于植物器官衰老或在逆境条件下受伤
害,组织或器官膜脂质发生过氧化反应而产生的。丙
二醛是膜脂过氧化的最终产物,其含量可以反映植物
遭受逆境伤害的程度。丙二醛从膜上产生的位置释放
出来后,可以与蛋白质、核酸反应,从而丧失功能,还可
使纤维素分子间的桥键松弛,或抑制蛋白质的合成,它
的含量与植物衰老及逆境伤害有密切关系。
图1 高温胁迫对丙二醛含量的影响
  高温胁迫下淡黄花百合幼苗叶片丙二醛含量的变
化呈现不同趋势。如图1所示,没有经过高温处理和
35℃高温处理4,6,8d,丙二醛含量的变化呈逐渐降
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第35卷 第11期 2016年11月            种 子 (Seed)           Vol.35 No.11 Nov. 2016
低趋势。而在35℃高温胁迫下处理10d,淡黄花百合
的丙二醛含量呈现上升趋势,为0.413,比高温处理8d
后的高出0.155 5,比高温处理6d后的高出0.088。丙
二醛含量总体呈现逐渐降到最低,然后到第10天有所
升高的趋势。
2.2 高温胁迫对脯氨酸含量的影响
脯氨酸作为一种重要的渗透调节物质,被认为是
植物逆境胁迫的产物,高温条件下脯氨酸的累积常用
作抗热性鉴定的生理指标。脯氨酸在植物的抗逆境胁
迫中可以防止植物水分散失和提高原生质体的稳定
性。脯氨酸增加的原因是合成受刺激、氧化受抑和蛋
白质合成受阻。许多耐热的植物品种比不耐热品种在
高温胁迫时脯氨酸积累多。植物体内脯氨酸的去路主
要是参与蛋白合成或被氧化。在积累之后有下降趋势
是由于胁迫条件下其生物合成来源于谷氨酸,脯氨酸
的不断更新需要碳水化合物的供应。
图2 高温胁迫对脯氨酸含量的影响
  如图2所示,脯氨酸含量随着高温处理的天数增
加而呈现先升高后下降,最后略有上升的趋势。高温
处理第4天,脯氨酸含量为10.017,比对照9.200 5略
有升高。到第6天脯氨酸含量达到最高为11.557 5,
比对照增加了26%。第8天脯氨酸含量急剧下降,达到
最低,为5.526。第10天脯氨酸含量略有上升,为7.7。
2.3 高温胁迫对叶片含水量的影响
植物体中的各种代谢活动都需要水分的参与,植
物组织的含水量是反映植物组织水分生理状况的重要
指标。在不同环境的胁迫下,植物体内的水分均会受
到不同程度的影响,植物在逆境胁迫下的水分含量变
化在一定程度上也反映了植物体的生存状态和抗逆性
能。抗热性强的品种在高温逆境下水分的吸收和丧失
能够在较大范围内保持平衡,耐热型植物的叶片能够
保持较低的水分散失来适应高温逆境的胁迫。
  由图3可见,经过高温胁迫后,淡黄花百合幼苗叶
片的相对含水量(RWC)随高温持续时间的延长呈下
降趋势,并且随着胁迫时间的延长而逐渐减少。在第
4天,淡黄花百合叶片含水量(RWC)比对照降低
0.2%。第6 天,叶片含水量 (RWC)比对照降低
1.25%。第8天,叶片含水量(RWC)比对照降低
2.84%。第10天,叶片含水量(RWC)比对照降低
2.94%。淡黄花百合幼苗的叶片含水量随着胁迫处理
时间的延长逐渐下降,但总体变化幅度较小,下降幅度
不大。
图3 高温胁迫对含水量的影响
2.4 高温胁迫对蛋白质含量的影响
可溶性蛋白是植物体内重要的渗透调节物质。植
物组织通过可溶性物质的主动积累来降低渗透势,进
行渗透调节。可溶性蛋白质具有较强的亲水胶体性
质,可影响细胞的保水力。变化了的环境因子或环境
胁迫包括温度、水、病虫害和紫外辐射等都会影响细胞
内的可溶性蛋白质。
图4 高温胁迫对蛋白质含量的影响
  由图4可知,高温胁迫下,淡黄花百合幼苗叶片的
可溶性蛋白的含量呈现逐步升高后有所下降的趋势,
处理时间不同,变化幅度不同。35℃高温胁迫下,可
溶性蛋白的含量在第4天、第6天、第8天、第10天,
分别为对照的1.004倍、1.262倍、1.342倍、1.316倍,
差异不明显,到第8天达到最高点,第10天有所下降,
与对照差异不大。
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问题探讨  杜 凌 等:高温胁迫对淡黄花百合幼苗生理指标的影响
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型标志 M  C  G  N  J  D  R  S  P  DB  CP  EB  A  CM  DS  Z
   注:对于其他未说明的文献类型,建议采用单字母“Z”。
2.5 高温胁迫对可溶性糖含量的影响
可溶性糖是渗透调节物质,在植物的生命周期中
具有重要作用。可溶性糖不仅为植物的生长发育提供
能量和代谢中间产物,而且具有信号功能。它也是植
物生长发育和基因表达的重要调节因子。在一定的胁
迫范围内,植物能调节体内可溶性糖的含量来降低逆
境对植物膜系统的伤害。
图5 高温胁迫对可溶性糖含量的影响
  淡黄花百合幼苗叶片的可溶性糖含量随高温胁迫
程度的加剧而呈现先升高后略有下降的趋势。在
35℃高温胁迫过程中,可溶性糖含量是先由对照的
4.174上升到处理第4天的15.152。在第6天上升到
最高,为16.462 5。第8天略有下降,为15.189 5。第
10天下降到13.495。数据表明,淡黄花百合具有一定
耐热性,有机体在热胁迫后能通过可溶性糖的迅速增
加发生有效的耐热应答反应。
3 讨论与结论
植物在一定范围的高温环境下并不是被动地承受
伤害,而是主动地调节适应。在温度胁迫条件下,植物
要生存必须维持一定的能量代谢水平,并通过代谢途
径避免机体的损伤和有毒物质的积累。
丙二醛是由于植物器官衰老或在逆境条件下受伤
害,组织或器官膜脂质发生过氧化反应而产生的。
35℃高温胁迫过程中,丙二醛含量总体呈现逐渐降到
最低,然后到第10天有所升高的趋势。随温度升高,
淡黄花百合幼苗叶片脯氨酸含量呈现上升趋势,表明
已经产生高温胁迫反应,运用自身调节系统来适应外
界环境。叶片脯氨酸含量达到峰值后又开始下降,可
能随着温度升高,幼苗所受到的热害越来越严重,胁迫
第6天自身调节系统已经无法恢复,脯氨酸合成受阻。
由于受到高温胁迫,叶片的相对含水量随高温持续时
间的延长呈下降趋势,并且随着胁迫时间的延长而逐
渐减少。幼苗叶片的可溶性蛋白的含量迅速升高,超
过对照处理,第8天达到最高点,说明已经开始诱导合
成热激蛋白,合成速率大于降解速率显示出对高温逆境
的耐热性。叶片的可溶性糖含量随高温胁迫程度的加
剧而急剧增加。可溶性糖的含量急剧增大,POD、SOD
等过氧化物酶的活性显著增强,有机体在热胁迫后能通
过可溶性糖的迅速增加,发生有效的耐热应答反应。
各生理指标在高温胁迫后与正常温度下相比发生
了较为明显的变化。本试验各项生理指标测定及综合
评价仅能基本反映淡黄花百合幼苗的耐热性,从一个
侧面反映淡黄花百合幼苗对温度胁迫的相对耐受性,
为淡黄花百合的引种栽培提供一定的理论依据,其适
应性还需与其他环境因子结合起来,进行更细致、深
入的研究。
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