全 文 ：第 30卷　第 6期 四 川 林 业 科 技　 Vo1.30, 　No.6
2009年 12月 JournalofSichuanForestryScienceandTechnology　 Dec., 　2009
　
　
　
　
　　收稿日期:2009-06-01
　　作者简介:王茂桦(1986-),男,四川成都人 ,学士 ,主要从事植物抗性生理研究。
　　致谢 :感谢马明东老师对本论文的细心指导和帮助。
水杨酸对富贵竹抗寒生理的影响
王茂桦 1 ,陈暮初1, 2 ,危疆泽 1
(1.四川农业大学都江堰分校 ,四川都江堰　611830;2.四川农业大学林学园艺学院 ,四川雅安　625014)
摘　要:本试验研究了分别在 0℃和 5℃低温胁迫下 ,通过使用不同浓度水杨酸(SA)对富贵竹(Dracaenasanderi-
ana)鲜切枝进行处理后 ,其体内一系列生理指标的变化。结果表明:经 SA处理后 , 在两种低温胁迫条件下富贵竹
叶片保护酶系活性 、叶绿素荧光参数 Fv/Fm比值 、游离脯氨酸含量均有提高 , 质膜透性较对照低 , 同时丙二醛
(MDA)含量也低于对照。在 0℃和 5℃条件下 , SA浓度分别为 1 mmol· L-1和 0.5 mmol· L-1时 , 对富贵竹的抗寒
性提高作用最明显。
关键词:富贵竹;水杨酸;抗寒生理
中图分类号:S795.01　　　文献标识码:A　　　文章编号:1003-5508(2009)06-0058-05
InfluenceofSalicylicAcidonColdResistantPhysiologyofFortunate
Bamboo(Dracaenasanderiana)
WANGMao-hua1　CHENMu-chu1, 2　WEIJiang-ze1
(1.DujiangyanCampusofSichuanAgriculturalUniversity, Dujiangyan　611830, China;
2.ColegeofForestandHorticulture, SichuanAgriculturalUniversity, Yaan　 625014, China)
Abstract:Separatelyunderthelowtemperaturecoercionof0℃and5℃, experimentalstudiesaremadeof
changesofaseriesofphysiologicaltargetsoffresh-cutbranchesoffortunatebamboo(Dracaenasanderi-
ana)throughusingdiferentconcentrationsofsalicylicacid(SA).Theresultshaveindicatedthat, after
theSAprocesing, undertwokindsoflowtemperaturecoercioncondition, fortunatebambooleafblades
protectionenzymaticsystemactiveness, itschlorophylfluorescenceparameterFv/Fmratioanditsdissoci-
ationprolinecontentwilincreasetoacertainextent, itsprotoplasmicmembranepenetrabilityislower
thanthecontrol, simultaneouslythemalondialdehyde(MDA)contentalsoislowerthanthecontrol.Under
theconditionof0℃and5℃, theSAdensityrespectivelyis1 mmol· L-1 and0.5mmol· L-1 , andhave
themostobviousfunctiononthefortunatebambooscoldresistantenhancement.
Keywords:Fortunatebamboo, Salicylicacid, Coldresistantphysiology
　　富贵竹(Dracaenasanderiana)隶属百合科龙血
树属 ,是优良的木本观叶植物 ,被广大人民群众喜
爱 。但因其原产于西非热带地区 , 越冬温度约
15℃,最低温度为 5℃ ～ 10℃[ 1] ,在我国一些省区越
冬困难 ,容易发生低温伤害 。近年来的研究表明 ,水
杨酸(Salicylicacid, SA)在植物的抗冷 、热 、盐 、干
旱 、臭氧 、重金属等环境胁迫方面也有明显的作
用 [ 2] 。所以该实验研究了不同浓度 SA水溶液对富
贵竹抗寒性的影响 ,具有一定实践意义 。
1　材料与方法
供试富贵竹鲜切枝(长度约 60cm,茎秆直径约
1cm)购买于四川省都江堰市花卉市场。实验于
2008年 3月四川农业大学都江堰分校植物培育实
验室内进行。设定恒温培养箱温度为 20℃ ±1℃,
光照(散射光)昼夜各 12 h状态 ,将富贵竹鲜切枝分
别使用 0.5mmol·L-1、1 mmol· L-1、2mmol· L-1 、
4 mmol· L-1 SA水溶液培养 ,以蒸馏水为空白对
照 ,预处理 2 d后 ,将温度分别调至 0±1℃和 5℃±
1℃的条件下继续处理 3 d,光照条件不变 。处理结
束立即开始进行以下各项指标的测定 。
脯氨酸含量采用酸性茚三酮法 [ 3]测定 ,过氧化
物酶(peroxidase, POD)采用愈创木酚法 [ 4] 测定 ,超
氧化物歧化酶(superoxidedismutase, SOD)采用氮蓝
四唑(NBT)光化还原原理法 [ 5]测定 ,过氧化氢(cat-
alase, CAT)采用高锰酸钾滴定法 [ 5] 测定 , 丙二醛
(malondialdehyde, MDA)采用张志良等 [ 4] 的方法 。
质膜透性采用上海雷磁公司生产的 DDSJ-308A电
导率仪测定 。Fv/Fm采用英国 Hansatech公司生产
的 PocketPEA植物效率仪测定。
每项指标重复测试 3次 。
实验数据采用 Excel2003和 DPSv6.55进行处
理 。
2　结果与分析
2.1　SA对富贵竹叶片保护酶在低温环境下的影响
经低温和 SA共同处理后 ,再结合上述方法测
定 ,富贵竹叶片保护酶活性结果见表 1。
表 1SA对富贵竹叶片保护酶在低温环境下的影响
Table1　TheefectsofSAonprotectiveenzymesactivity
infortunatebambooleaves
保护酶
ProtectiveEnzymes
SA浓度
(mmol· L-1)
SAconcentration
温度(℃)Temperature
0 5
过氧化氢酶(CAT)活性 0 1.1700cD 1.8000dC
theCATactivity 0.5 1.9500aAB 3.2233aA
(mg· (g-1· min-1)) 1 1.9867aA 2.7900bB
2 1.7867bBC 2.0567cC
4 1.7400bC 1.8733cdC
过氧化物酶(POD)活性 0 12.9900cB 9.5800dD
thePODactivity 0.5 29.0200abAB 20.3667bB
(U· (g-1· min-1)) 1 38.6767aA 27.0667aA
2 27.1733abAB 16.5800bcBC
4 23.2533bcAB 12.2233cdCD
超氧化物歧化酶(SOD) 0 66.7100cD 70.4167bB
活性 theSODactivity 0.5 219.7733abAB 295.9433aA
(U· g-1) 1 279.5367aA 199.2467abAB
2 171.8233bBC 147.8033abAB
4 97.6133cCD 123.6433bAB
注:同列内不同大写字母代表差异极显著(P<0.01),小写字母代表差异显著
(P<0.05)。下同
Note:Capitalleterisextremelysignificant, P<0.01.Minusculeleterissignifi-
cant, P<0.05.Thesamebelow.
由表 1和图 1 ～ 3可知 ,在相同低温条件下 ,经
SA处理后的三大保护酶活性均明显大于对照。在
5℃条件下 , SOD和 CAT活性峰值出现在 SA浓度为
0.5 mmol· L-1时 ,分别较对照上升了 320.27%,
79.07%,且差异性达到极显著 。随着 SA浓度继续
增加 ,两种酶的活性呈下降趋势 。SOD下降幅度较
大 , 较最大值依次下降了 48.53%, 100.23%,
139.35%,且最后一个处理结果较对照差异不显著 ,
说明水杨酸在这两个处理中并没有起到明显作用 ,
导致酶活性变化的因素可能是温度。 CAT在 SA浓
度为 4 mmol· L-1时 ,下降趋于平缓 ,较上一个浓度
梯度仅下降了 9.79%,各处理间都达到极显著 ,仅
最后两个处理间不显著 。可能是因为水杨酸浓度过
高时对酶活性影响不明显。 POD活性的最大值出
现在 SA为 1 mmol· L-1时 , 较 对照上 升了
182.53%,后随 SA浓度增大而下降。各处理间
POD活性都达到极显著 ,说明 POD在低温条件下对
SA比较敏感 。
图 1　不同浓度水杨酸对富贵竹叶片 CAT活性的影响
Fig.1　EffectofdifferentsalicylicacidontheCATactivity
ofthefortunatebambooleaves
图 2　不同浓度水杨酸对富贵竹叶片 POD活性的影响
Fig.2　EffectofdiferentsalicylicacidonthePODactivity
ofthefortunatebambooleaves
而在 0℃条件下 , CAT, POD, SOD变化趋势基本
一致 ,最大值均出现在 SA浓度为 1 mmol· L-1时 ,
596期 王茂桦 ,等:水杨酸对富贵竹抗寒生理的影响 　　
图 3　不同浓度水杨酸对富贵竹叶片 SOD的影响
Fig.3　EfectofdiferentsalicylicacidontheSODactivity
ofthefortunatebambooleaves
且均较对照达到差异极显著 。值得一提的是 , CAT
的活性上升变化不大 ,仅较对照上升了 69.80%,与
5℃时同浓度 SA处理相比 ,变化幅度较小。各处理
间显著性也明显降低 。 CAT活性变化幅度较小一
是可能因为 SOD和 POD活性增强 ,分解底物减少 ,
对 CAT活性有所抑制 ,二是可能因为温度过低 ,
CAT活性受到影响 ,但 CAT活性总体水平均还是大
于对照。由此可见 ,适宜浓度的 SA确实可以有效
促进富贵竹叶片中保护酶系的活性。
2.2　SA对富贵竹叶片脯氨酸 、MDA含量以及质膜
透性在低温环境下的影响
经处理 ,测定后的富贵竹叶片脯氨酸 、MDA含
量以及质膜透性结果见表 2。
表 2　SA对富贵竹叶片脯氨酸和 MDA含量以及质膜
透性在低温环境下的影响
Table2　TheeffectsofSAoncontentofproline, MDAand
plasmamembraneselectivepermeabilityinfortu-
natebambooleaves
参数
Parameter
SA浓度
(mmol· L-1)
SAconcentration
温度(℃)Temperature
0 5
脯氨酸含量 0 165.8967dD 304.1833cC
Prolinecontent 0.5 725.2467bB 980.2133aA
(μg· g-1) 1 987.5366aA 807.3333abAB
2 569.0933bBC 447.0133cBC
4 350.3867cCD 578.3734bcABC
MDA含量 0 47.2300aA 50.0967aA
MDAcontent 0.5 19.1300bBC 26.8000dC
(μmol· g-1) 1 12.5333bC 31.5467cdC
2 23.3633bBC 36.1933bcBC
4 39.7433aAB 43.9267abAB
质膜透性 0 67.63aA 39.99aA
Plasmamembraneselective 0.5 41.70cBC 25.95cD
permeability(%) 1 34.58cC 32.93bC
2 55.72bAB 34.81bBC
4 56.47abAB 38.38aAB
从图 4和表 2可以看出 ,相同低温条件下 ,经
SA处理后细胞间游离脯氨酸含量均大于对照。 5℃
下 , SA浓度为 0.5mmol· L-1时脯氨酸含量达到最
大值 ,较对照上升了 222.24%,差异性达极显著 ,随
后随 SA浓度增大而下降。 0℃下 ,脯氨酸含量最大
值出现在 SA浓度为 1 mmol· L-1时 ,较对照上升了
495.27%,随后也随 SA浓度增大而下降。适宜浓
度的 SA可以提高富贵竹叶片细胞间游离脯氨酸含
量 , SA浓度过高或过低 ,这种促进作用不明显。
图 4　不同浓度水杨酸对富贵竹叶片脯氨酸的影响
Fig.4　Effectofdifferentsalicylicacidonthecontentofpro-
lineinthefortunatebambooleaves
质膜透性在两种温度下变化趋势与脯氨酸变化
较为相似(图 6)。 5℃时最低值出现在 SA浓度为
0.5 mmol· L-1时 ,较对照下降了 54.10%, 随后随
SA浓度增大而缓慢上升 。 0℃条件下 ,质膜透性变
化幅度较大 ,最小值出现在 SA浓度为 1 mmol·L-1
时 ,较对照下降了 95.58%,后又随 SA浓度增大而
上升 。质膜透性随 SA浓度增大而增大 ,与保护酶
活性在较高浓度 SA下活性低有关 。
图 5　不同浓度水杨酸对富贵竹叶片 MDA含量的影响
Fig.5　Effectofdiferentsalicylicacidonthecontentof
MDAinthefortunatebambooleaves
经 SA处理后 , MDA含量在两种低温条件下均
60 　　 四　川　林　业　科　技 30卷
低于对照(图 5)。 5℃时 MDA含量下降幅度较大 ,
最低值比对照下降了 86.93%,后随 SA浓度增大而
增大 。 0℃时 , MDA最低值出现在 SA浓度为 1
mmol·L-1时 ,较对照下降了 276.84%,后又随 SA
浓度增大而大幅度上升。一定浓度的 SA对 MDA
的消除作用还是比较明显的。
图 6　不同浓度水杨酸对富贵竹叶片膜透性的影响
Fig.6　Efectofdifferentsalicylicacidonthemembrance
permeabilityactivityofthefortunatebambooleaves
2.3　SA对富贵竹叶片 Fv/Fm在低温环境下的影
响
通过使用英国 Hansatech公司生产的 Pocket
PEA植物效率仪测定经处理后的富贵竹叶片叶绿
素荧光参数结果见表 3。
表 3　SA对富贵竹叶片叶绿素荧光系数 Fv/Fm在低温
环境下的影响
Table3　TheeffectsofSAonFv/Fminfortunatebamboo
leaves
参数
Parameter
SA浓度
(mmol· L-1)
SAconcentration
温度(℃)Temperature
0 5
Fv/Fm 0 0.3100cB 0.3100dC
0.5 0.5067abAB 0.5800aA
1 0.6367aA 0.4900abAB
2 0.4767bAB 0.4467bcB
4 0.3733bcB 0.3733cdBC
从图 7可以看出 ,经 SA处理后叶片 Fv/Fm均
大于对照。 5℃下 Fv/Fm的最大值出现在 SA浓度
为 0.5 mmol· L-1时 ,较对照上升了 87.10%,差异
极显著 。 0℃下 , Fv/Fm的最大值则在 SA浓度为 1
mmol·L-1时出现 ,较对照上升了 105.39%,且差异
极显著 。 Fv/Fm随 SA浓度上升而下降可能是因为
SA浓度增高 ,对叶绿体质膜稳定性降低 ,低温对光
和系统的破坏加剧所致。
图 7　不同浓度水杨酸对富贵竹叶片 Fv/Fm的影响
Fig.7　EffectofdiferentsalicylicacidontheFv/Fmactivity
ofthefortunatebambooleaves
3　结论与讨论
(1)植物在低温条件下 ,一般发生两种保护性
反应 ,一种是酶促反应 ,另一种是非酶促反应 。酶促
反应是由保护酶直接参与的反应 ,保护酶主要包括
过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物
歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等。从
本实验研究结果来看 ,保护酶系在经一定浓度 SA
处理后 ,活性均明显上升 ,且明显高于对照 ,可能是
由于植物体内 SA受体蛋白基因与过氧化物酶基因
高度同源 ,外源 SA进入体内能够激活 SOD活性 [ 6] ,
同时 SA处理能导致植物体内 H2O2积累 , H2O2以
第二信使的方式进行信息传导 ,激活病理相关蛋白
(pathogenesis-relatedprotein)的基因表达 ,诱导产生
系统获得性抗性 (systemicacquiredresistance)[ 7] 。
H2O2同时作为分解底物 ,也可以提高 CAT的活性。
(2)植物在遭遇逆境时 ,细胞会积累大量的游
离脯氨酸 。脯氨酸作为水溶性最大的氨基酸
(162.3g·(100g)-2 H2O, 25℃),具有较强水合能
力 ,是理想的渗透介质[ 8] 。脯氨酸的大量合成 ,降
低了细胞的渗透压 ,增强了细胞的吸水能力 ,同时 ,
脯氨酸可以维持质膜的稳定性 ,保证细胞膜离子泵
正常。脯氨酸含量越高 ,说明植物抗寒性越强;反
之 ,则越弱 [ 6] 。本研究认为 ,适宜浓度的 SA可以较
明显地提高脯氨酸的积累量 。但 SA过高时 ,脯氨
酸积累量会迅速减少 ,可能是因为 SA浓度过高 ,对
细胞结构造成一定损害 ,从而降低脯氨酸的积累 。
(3)在低温胁迫下 ,膜脂内会发生一系列的自
616期 王茂桦 ,等:水杨酸对富贵竹抗寒生理的影响 　　
由基反应 ,产生大量的活性氧 。活性氧具有极强的
氧化性 ,可以破坏很多细胞结构 。适宜浓度的 SA
可以有效消除活性氧 ,并维持质膜稳定性 ,降低细胞
膜透性 。MDA是自由基引起的膜脂过氧化产物之
一 ,可引起蛋白质的分子内或分子间交联 ,使之失
活 ,从而导致代谢紊乱[ 9] 。低温可引起 MDA含量
增加 ,但较低浓度的 SA缓解了这一过程 [ 10] 。本实
验也证实了这一理论 。
(4)近年来随着分子生物学的发展 ,叶绿素荧
光分析技术被广泛的应用于植物抗性的研究中 。其
中一个重要参数是 Fv/Fm,它反应了 PSⅡ系统的最
大光能转换效率 [ 12] 。本实验结果认为 , SA可有效
提高 Fv/Fm比值 ,可能和 SA对叶绿体类囊体膜结
构起稳定作用有关。但关于 SA和光合系统的关
系 ,现在的相关研究还非常少 ,可成为以后继续深入
研究的方向之一 。
综上 ,适宜浓度的 SA有效提高了植物保护酶
活性 ,促进游离脯氨酸的积累 ,又能有效降低 MDA
含量 ,维持质膜稳定性 ,还能对光合系统起保护作
用 。所以本实验认为 ,在 0℃和 5℃低温胁迫条件
下 , SA浓度分别为 1 mmol· L-1和 0.5 mmol· L-1
时 ,能有效提高富贵竹的抗寒性 。
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