全 文 ：水杨酸对藜豆幼苗抗冷性生理指标的影响
张凤银1，2，陈禅友1，2，雷 刚1，黄骏锋1
(1．江汉大学生命科学学院，湖北武汉 430056;2．湖北省豆类(蔬菜)植物工程技术研究中心，湖北武汉 430056)
摘要 ［目的］为了探讨外源水杨酸(SA)在低温胁迫下对藜豆幼苗生理指标的影响。［方法］用 0、1． 0、2． 0、3． 0、4． 0、5． 0 mmol /L SA处
理两叶一心的藜豆幼苗，测定低温胁迫下藜豆幼苗的 Pro含量、MDA含量、POD活性等生理指标。［结果］除 5． 0 mmol /L SA使幼苗鲜重
下降外，其余浓度 SA对藜豆株高和鲜重没有显著影响;随着 SA浓度增加，藜豆幼苗叶片中蛋白质含量、Pro含量及 POD活性均呈先升
后降趋势，而 MDA含量呈先降后升的变化趋势，其中 2． 0 mmol /L SA处理藜豆幼苗叶片中蛋白质含量、Pro含量及 POD活性最高，MDA
含量最低。［结论］SA可以增强藜豆幼苗的抗冷性，并以 2． 0 mmol /L SA处理的效果最佳。
关键词 藜豆;低温胁迫;水杨酸;幼苗;抗冷性;生理指标
中图分类号 S643． 9 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2012)36 －17448 －02
Effects of SA on Physiological Indexes of Chilling-tolerance in Stizo1obium capitatum Seedlings
ZHANG Feng-yin et al (College of Life Science，Jianghan University，Wuhan，Hubei 430056)
Abstract ［Objective］Effects of salicylic acid (SA)on physiological indexes of chilling-tolerance in velvet bean (Stizolobium capitatum
Kuntze)seedlings were studied． ［Method］The seedlings of velvet bean at two-leaf stage were treated with 0，1． 0，2． 0，3． 0，4． 0 and 5． 0
mmol /L of SA for one day and then exposed to low temperature (15 ℃)for three days，and proline(Pro)content，malondialdehyde (MDA)
content，peroxidase(POD)activity and so on of velvet bean seedlings were measured． ［Result］Treatment with 5． 0 mmol /L SA significantly
decreased the fresh weight，but other concentrations of SA had no influence on the plant height and fresh weight of velvet bean seedlings;With
the increase of SA concentrations，the protein content，Pro content and POD activity in the velvet bean seedling leaves showed the trend of in-
crease first and then decreased，but MDA content decreased first and then increased，and the protein content，Pro content and POD activity of
velvet bean seedling leaves of 2． 0 mmol /L SA treatment were the highest in all the treatments，and MDA content was the lowest． ［Conclu-
sion］SA can enhance the cold resistance of velvet bean seedlings，and the optimum treatment concentration of SA is 2． 0 mmol /L．
Key words Stizolobium capitatum;Low temperature stress;Salicylic acid;Seedling;Chilling-tolerance;Physiological indexes
基金项目 武汉市科技攻关项目(201120822281)。
作者简介 张凤银(1964 － ) ，女，湖北鄂州人，副教授，硕士，硕士生导
师，从事蔬菜栽培生理和遗传育种教学和研究工作，E-mail:
zhangfengyin0811@ 126． com。
收稿日期 2012-10-11
藜豆(Stizolobium capitatum Kuntze)属豆科(Legumino-
sae)藜豆属(Stizologium)一年生缠绕性草本植物［1］，原产于
亚洲南部热带和亚热带地区［2］，喜温耐热。由于藜豆经济价
值高，近年被引入湖北等地。春播时常遇低温，导致出苗率
低，幼苗生长缓慢。这给藜豆的种植带来很大的困难。水杨
酸(SA)不仅是植物抗病反应的信号分子，而且是植物对非
生物逆境反应的抗性信号分子，被看作一种新的植物内源激
素［3］，参与植物体内许多生理生化过程，如植物开花、种子萌
发、气孔关闭、膜透性、离子吸收、植物抗病性等［4 －5］。研究
表明，SA能加强抗氰呼吸途径的电子传递，且电子传递系统
产生的能量多以热能形式释放［3］。外源 SA通过抑制脂膜过
氧化来维持细胞膜的完整性［7］，从而有效地提高黄瓜、西瓜、
玉米和番茄等植物幼苗的抗冷性［6 －12］。此前的研究发现，在
低温胁迫下用外源 SA 浸种能促进藜豆种子的萌发［13］。笔
者以在广西东兰县主栽的灰籽和花籽藜豆品种幼苗为试验
材料，15 ℃低温胁迫，分析不同浓度外源 SA 处理对藜豆幼
苗生理指标的影响，探讨 SA提高藜豆幼苗抗冷性的机理以
及适宜的处理浓度，为解决藜豆苗期低温冷害问题提供理论
依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料 以自繁的广西东兰县花籽和灰籽藜豆幼苗
为试验材料。
1． 2 试验方法 藜豆种子用 55 ℃温水浸种 16 h，然后将种
子播在盛有有机基质的穴盆中，置于 28 ℃、湿度为 85%的培
养箱中培养。待幼苗长到 2 叶 1 心时，用 0(CK)、1． 0、2． 0、
3. 0、4． 0、5． 0 mmol /LSA溶液雾化喷洒，使溶液在叶片上聚成
水滴状但不滴落。培养 24 h后，将幼苗放入 15 ℃的低温培
养箱中进行低温胁迫处理。预备试验表明，10 ℃胁迫 2 d，藜
豆幼苗叶片变褐，叶缘皱缩卷曲，3 d后叶片干枯，生长点坏
死，导致植株死亡;15 ℃胁迫时藜豆植株没有出现死亡现象，
但表现出冷害现象，叶片上可明显观察到受害的黑色叶斑。
因此，该试验的低温胁迫温度定为 15 ℃。试验采用完全随
机设计，每个处理重复 3 次，每次重复 10 株。低温胁迫 3 d
后，取叶片，测定各项生理指标的变化。
1． 3 生理指标测定方法 可溶性蛋白质含量的测定采用考
马斯亮蓝 G-250染色法;游离脯氨酸(Pro)含量的测定采用
酸性水合茚三酮法;丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴比
妥酸比色法;过氧化物酶(POD)活性的测定采用愈创木酚
法［14］。
2 结果与分析
2． 1 SA对藜豆幼苗生长的影响 由表 1 可知，与对照相
比，叶片上喷洒 1 ～ 5 mmol /L SA 对花籽藜豆和灰籽藜豆幼
苗株高没有明显的影响，但 5 mmol /L SA明显降低 2个品种
幼苗的鲜重，且差异均达显著水平(P ＜0． 05) ，而低于该浓度
则对幼苗鲜重无明显的影响。
2． 2 SA对藜豆幼苗生理特性的影响 可溶性蛋白质是植
物抗寒性的重要指标之一。细胞内可溶性蛋白质与植物抵
御低温胁迫能力之间具有平衡增长关系［15］。由表2可知，在
责任编辑 刘月娟 责任校对 卢瑶安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2012，40(36):17448 － 17449，17452
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.36.163
低温胁迫下，2个藜豆品种幼苗叶片蛋白质含量均随 SA 浓
度的升高呈现先升高后下降的趋势，且与对照相比，2． 0 ～
5. 0 mmol /L SA均在 0. 05 水平显著提高藜豆幼苗叶片可溶
性蛋白质，从而提高藜豆幼苗的抗冷性能。
表 1 外源 SA处理对低温胁迫下藜豆幼苗生长的影响
SA浓度
mmol /L
花籽藜豆
植株鲜重∥g 株高∥cm
灰籽藜豆
植株鲜重∥g 株高∥cm
0(CK) 6． 6 a 10． 3 a 5． 7 a 8． 9 a
1 6． 5 a 10． 4 a 5． 8 a 8． 8 a
2 6． 2 a 10． 0 a 5． 4 ab 8． 8 a
3 6． 0 a 10． 3 a 5． 3 ab 8． 7 a
4 6． 2 a 9． 9 a 5． 4 ab 8． 8 a
5 5． 5 b 9． 8 a 5． 1 b 8． 7 a
注:同列不同小写字母表示差异在 0. 05水平显著。
脯氨酸含量也是反映植物抗寒性能的一个极其重要的
生理指标之一［7］。脯氨酸含量越高，植物的抗寒性能越强。
由表 2可知，在低温胁迫下，2个藜豆品种幼苗叶片的游离脯
氨酸含量均随 SA含量的增加呈现先升后降的趋势。1、2、3、
4及 5 mmol /L SA 5个处理的藜豆幼苗叶片游离脯氨酸含量
均在 0. 05水平显著高于对照，且 2 个品种的处理结果相同。
这说明在低温条件下 SA能促进脯氨酸积累，抵御藜豆幼苗
对冷害的影响。
在逆境条件下，植物往往会发生膜脂过氧化作用。MDA
是膜脂过氧化作用的最终产物，也是反映细胞膜系统受伤害
程度的重要指标［16］。MDA 含量越高，说明细胞膜系统受伤
害的程度越严重。由表 2可知，在低温胁迫的条件下，2个藜
豆品种用 SA处理后，幼苗叶片中 MDA含量随着 SA浓度的
增加均呈现先下降再上升的变化趋势，并且 2 mmol /L 处理
幼苗叶片中 MDA含量在 0. 05水平显著低于其他处理，且其
他处理之间MDA含量差异不显著。因此，2 mmol /L SA能有
效地缓解低温对藜豆幼苗细胞膜的破坏。
POD是植物细胞膜的重要保护酶，能清除细胞膜上的自
由基，防止膜脂过氧化作用，保护细胞膜的完整性，提高植物
对逆境的抗性。由表 2可知，在低温胁迫下，2个藜豆品种叶
片 POD活性均随喷洒 SA 浓度的增加呈现先升后降的变化
趋势，其中以 2． 0 mmol /L SA处理 POD活性最高，在 0. 05水
平显著高于其他处理。
表 2 外源 SA处理对低温胁迫下藜豆幼苗生理指标的影响
SA浓度
mmol /L
可溶性蛋白质含量∥mg /g
花籽藜豆 灰籽藜豆
游离脯氨酸含量∥μg /g
花籽藜豆 灰籽藜豆
MDA含量∥μmol /g
花籽藜豆 灰籽藜豆
POD活性∥U/(g·min)
花籽藜豆 灰籽藜豆
0(CK) 0． 553 b 0． 462 b 45． 316 c 42． 154 c 2． 953 a 3． 105 a 657． 156 b 615． 482 b
1 0． 921 ab 0． 843 ab 89． 147 b 79． 981 b 2． 816 a 3． 047 a 681． 557 b 682． 115 b
2 1． 254 a 0． 984 a 104． 368 a 92． 843 a 2． 348 b 2． 471 b 841． 952 a 752． 942 a
3 1． 087 a 1． 167 a 99． 482 a 90． 451 a 2． 943 a 2． 974 a 715． 341 b 602． 841 b
4 0． 998 a 0． 924 a 97． 245 ab 89． 682 a 3． 103 a 3． 054 a 624． 015 b 514． 896 c
5 0． 946 a 0． 871 a 94． 274 ab 84． 163 ab 3． 348 a 3． 248 a 482． 483 c 357． 941 c
注:同列不同小写字母表示差异在 0. 05水平显著。
3 结论与讨论
低温冷害会引起蛋白质的变化，主要表现在可溶性蛋白
含量的变化、酶类的变化以及产生抗冷蛋白。一般情况下，
冷害会加快蛋白质的分解变性，减缓其合成速度，使得蛋白
质含量不断减少，植物体的受伤害程度加深［17］。研究表明，
在低温胁迫下，用2． 0 ～5． 0 mmol /L SA处理的藜豆幼苗叶片
中可溶性蛋白质含量明显高于未用 SA处理的藜豆幼苗，说
明 SA能引起藜豆幼苗叶片中可溶性蛋白含量的变化，使蛋
白质含量增加，降低低温对幼苗的伤害。这和张琳等对番茄
的研究结果［18］一致。
脯氨酸是一种亲水性氨基酸，也是一种渗透调节物质，
能缓解因低温脱水造成的渗透胁迫［19］。该研究表明，用 SA
预处理的藜豆幼苗叶片可提高游离脯氨酸含量。这也和水
杨酸在烟草［20］、番茄［12］中研究结果一致，说明施用 SA 可以
通过增加游离脯氨酸含量提高藜豆的抗冷性。
MDA含量是反映植物膜系统是否稳定的重要指标之
一，而膜系统的稳定性与植物抵抗低温胁迫能力密切相关。
MDA是膜脂过氧化产物。MDA的积累能对膜和细胞造成进
一步伤害，其含量可以反映逆境下细胞膜的稳定性、受害程
度。MDA含量越高，表明细胞膜受低温胁迫的危害越大［21］。
研究表明，在低温胁迫下 2 mmol /L SA处理能明显降低藜豆
幼苗叶片 MDA含量，从而保护细胞膜的稳定性。这和许多
植物如红掌等的研究结果［7］一致。
POD活性的提高，越能抑制细胞膜的过氧化作用，保护
细胞膜的稳定性，从而使幼苗的抗旱性能得到改善［22］。研
究表明，2 mmol /L SA能显著提高低温胁迫下藜豆幼苗叶片
POD活性，从而有效保护细胞膜的完整性。这也和李艳军等
研究结果［12］相同。
总之，外源 SA能提高藜豆幼苗的抗冷性，表现为适宜浓
度的 SA可以增加藜豆幼苗叶片中可溶性蛋白含量、游离脯
氨酸含量，提高 POD 活性，降低 MDA 累积，且以浓度 2
mmol /L的效果为好。
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(下转第 17452页)
9447140 卷 36 期 张凤银等 水杨酸对藜豆幼苗抗冷性生理指标的影响
表 1 厚竹叶片各荧光参数变异系数 %
部位 Abs Fv /Fm NPQ/4 PS /50 qP Y
L1 1． 75 1． 58 12． 27 17． 74 13． 02 14． 23
L2 2． 12 1． 68 10． 23 14． 08 12． 87 13． 51
L3 1． 46 1． 58 13． 02 11． 15 11． 92 9． 60
电子传递速率(PS /50)的异质性都很强。
该研究所用数码相机 CCD的分辨率是 30 万像素，可以
看出厚竹叶片荧光参数的异质性与叶脉有关。叶脉的非光
化学淬灭明显高于叶肉部分，而叶脉的光化学淬灭则明显低
于叶肉部分。
2． 2 厚竹叶片荧光参数异质性 由图 2 可知，厚竹叶片的
不同部位 Fv /Fm 与 Abs 无明显变化。荧光参数 Y、qP 和
PS /50的变化规律基本一致，横向呈现两边高、中间低的趋
势，即靠近叶片边缘数值高，靠近叶脉部分数值低。由表 1
可知，厚竹叶片纵向(从上到下)的 Y、qP 和PS /50变异系数
逐渐减小，说明从叶子尖端到叶子基部异质性逐渐降低。荧
光参数 NPQ/4则表现出相反的变化趋势，横向方向的整体
变化趋势呈现两边低、中间高，即靠近叶片边缘数值低，靠近
叶脉部分数值高。
3 结论与讨论
研究表明，厚竹叶片各荧光参数均有不同的异质性。
Fv /Fm 和 Abs 均质性较高，Y、NPQ/4，qP和 PS /50 的异质性
都很强。Fv /Fm和 Abs的匀质性高，表明厚竹叶片的不同部
位吸收光量子的能力以及利用吸收的光能进行光化学能量
转换的能力基本相同。Y 和 qP 的变化趋势基本相同，而
NPQ的变化趋势与 Y、qP 相反。Abs 的异质性相对较小，因
此 PS /50主要受 Y的影响。PS /50 和 NPQ/4 呈相反变化趋
势，即相对电子传递速率和光合能力较高的区域热能耗散水
平较低。这与当植物叶片接受的光照强度低于饱和光强时，
用于光合作用的激发能多，则耗散为热能的激发能少的结
论［10 －11］相同。叶脉光合作用较叶肉部分低，叶片发育状态
对光合作用也有影响，叶边缘的光合活性明显比叶片中部大
部分组织低。
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