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反季节移栽不同处理圆冠榆和大叶白蜡的生理响应



全 文 :第 33 卷 第 1 期 西 南 林 业 大 学 学 报 Vol. 33 No. 1
2013 年 2 月 JOURNAL OF SOUTHWEST FORESTRY UNIVERSITY Feb. 2013
收稿日期:2012 - 11 - 12
基金项目:乌鲁木齐重点攻关项目(Y111310041)资助。
第 1 作者:李烨(1987—) ,女,硕士生。研究方向:园林植物与观赏园艺。E-mail:675423807@ qq. com。
通信作者:齐曼·尤努斯(1963—) ,女,教授。研究方向:植物逆境生理生态。E-mail:qimanyn@ yahoo. com. cn。
doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 1914. 2013. 01. 002
反季节移栽不同处理圆冠榆和大叶白蜡的生理响应
李 烨1 翟勤盈2 魏月霞2 赵则建2 文 华2 盛 莉2 李宽忠2 齐曼·尤努斯1
(1. 新疆农业大学林学与园艺学院,新疆 乌鲁木齐,830052;2. 乌鲁木齐市林业局(园林管理局) ,新疆 乌鲁木齐 830000)
摘要:以圆冠榆和大叶白蜡为试材,研究反季节移栽不同处理( 遮荫加液、遮荫不加液、不遮荫加
液、不遮荫不加液) 条件下的细胞膜透性,丙二醛( MDA) 含量,过氧化物酶( POD) 、超氧化物歧化酶
( SOD) 、过氧化氢酶( CAT) 活性及根系活力的变化,以了解各树种反季节移栽的生理修复过程。结
果表明:随着移栽时间的增长,2 个树种的细胞膜透性,MDA 含量及 SOD、CAT、POD 活性在不同处
理下呈现不同的变化趋势,根系活力均呈明显的上升趋势;移栽 12 d 前后为植株生长最严重的受
抑制时期,移栽 30 d后逐渐恢复到移植时的生理状态。圆冠榆和大叶白蜡在反季节移栽中具有良
好的恢复适应性,遮荫处理对干旱半干旱区反季节移栽具有重要意义。
关键词:圆冠榆;大叶白蜡;反季节移栽; 生理响应
中图分类号:S718. 43 文献标志码:A 文章编号:2095 - 1914(2013)01 - 0010 - 06
Physiological Response of Ulmus densa and Fraxinus rhynchophylla
to Off-Season Transplanting Under Different Treatments
LI Ye1,ZHAI Qin-yin2,WEI Yue-xia2,ZHAO Ze-jian2,WEN Hua2,
SHENG Li2,LI Kuan-zhong2,QI MAN Yunus1
(1. College of Forestry and Horticulture,Xinjiang Agricultural University,Urumqi Xinjiang 830052,China
2. Forestry Bureau (Landscape Architecture Administration)of Urumqi Municipality,Xinjiang
Autonomous Region,Urumqi Xinjiang 830000,China)
Abstract:Ulmus densa and Fraxinus rhynchophylla were used to study the change of cell membrane permeabil-
ity,MDA content,several related enzymes (CAT,SOD,POD)activity and root vitality of Ulmus densa and Fraxi-
nus rhynchophylla seedlings after being off-season transplanted under different treatments (shading with liquid soa-
king,shading without liquid soaking,liquid soaking with shading,and the control without shading nor liquid soa-
king)was studied to understand the physiological restoration process. The results showed that the vitality of seed-
ling root system increased significantly,while the cell membrane permeability,MDA content and CAT,SOD,POD
enzyme activity of the two tree species changed in different ways along with the time duration increment after trans-
planting. The seedling growth was most severely inhibited around 12 days after being transplanted,and the physio-
logical status was gradually recovered to be normal 30 days after transplanting. The results indicated that both Ul-
mus densa and Fraxinus rhynchophylla were well adaptive to off-season transplanting with good recovery in physio-
logical indexes.
Key words:Ulmus densa;Fraxinus rhynchophylla;off-season transplanting;physiological response
圆冠榆(Ulmus densa Litw. )为榆科(Ulmace-
ae)榆属落叶乔木,是白榆的形态变异品种,原产
前苏联地区,因该树种具有耐旱、耐盐碱、耐瘠薄
等特性,且树形美观独特,所以,在新疆地区作为
重要的观赏、绿化树种广为栽培[1]。大叶白蜡
(Fraxinus rhynchophylla Hance)属木犀科(Oleace-
ae)白蜡树属落叶乔木,是营造用材林、城市绿化
和防护林的潜在优良树种,且该树种具有一定的
耐盐碱能力[2]。目前,已有学者对一些园林树种
的抗逆性生理生态进行研究[3 - 5],而对干旱半干
旱地区园林树种生理特征的研究则比较零散、宏
观[6 - 7],不能为城市园林植物的选择及栽培管理
提供具体的科学依据。
新疆乌鲁木齐市地处我国北方干旱半干旱
地区,是离海洋最远、水资源极度匮乏的大中城
市,自然生态环境系统极其脆弱,此地园林树种
移栽一般于春秋两季进行、而 2011 年乌鲁木齐
市中国 - 亚欧博览会开幕,基于绿化需要,打破
传统春秋两季移栽的惯例,在夏季(6—8 月)反
季节移栽乔木 4 万余株,灌木 163 万余墩。因
此,提高反季节移栽树种的成活率成为重点攻关
项目,但也仅局限于研究园林树种的反季节移栽
成活技术[8],其中关于圆冠榆反季节移栽生理方
面的研究更是少之又少。国外对大叶白蜡的种
子萌发[9]、生长及组织营养方面[10]有研究,国内
对其种子萌发[11]、离体培养与繁殖[12]、幼苗生
长[13]、抗性及光合特性等方面[14 - 16]进行了研
究,但从生理角度对大叶白蜡反季节移栽生理修
复的研究鲜见报道。本文以中国 - 亚欧博览会
(乌鲁木齐市水磨沟区)周边反季节移栽绿化树
种圆冠榆和大叶白蜡为试材,对反季节移栽后 4
种不同处理条件下 2 树种的细胞膜透性、丙二醛
(MDA)含量、根系活力和相关酶活性变化进行
测定,探讨反季节移栽绿化树种的生理修复过
程,以期为提高反季节移栽树种成活率提供理论
依据,并为中国干旱半干旱地区城市园林绿地建
设起到指导作用。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地位于乌鲁木齐市水磨沟区会展大道
试验基地,水磨沟区位于新疆乌鲁木齐市东北
部,地处东经 87°3723. 49″,北纬 43°5233. 77″,
海拔(749 ± 3)m,属中温带大陆性干旱气候区,
昼夜温差大,寒暑变化剧烈,降水量少,年平均降
水量为(194 ± 3)mm,极端最高气温 47. 8 ℃,极
端最低气温 - 41. 5 ℃,冬夏两季时间长,春秋多
大风。试验地土壤为深厚的黄粘土,土壤有机质
含量为 2. 93%,pH 6. 7,易溶盐总量为 0. 184%。
1. 2 试验材料与设计
试材选取中国 - 亚欧博览会周边反季节移
栽的圆冠榆和大叶白蜡。圆冠榆树龄为 15 a,胸
径 8 ~ 10 cm。大叶白蜡来自于乌鲁木齐市种苗
场 103 条田,胸径 8 ~ 10 cm。2011 年 7 月 24 日,
移栽圆冠榆和大叶白蜡各 20 株,进行相同的养
护管理(12 ~ 15 d 浇水 1 次) ,把 20 株随机分为
4 组,每组 5 株,4 组分别施以 4 种不同处理,分
别为遮荫加液、遮荫不加液、不遮荫加液和不遮
荫不加液。遮荫为单层遮荫网,液体为国光施它
活,内含糖类和生长素,生产厂家:四川省乐山长
青园林绿化机械有限公司,有效含量≥55%,剂
型为水剂,可提高大树成活率,3 d 用 1 袋,共打 3
袋。自 2011 年 7 月 26 日起,每 10 d 测定 1 次移
栽植株的生理指标,即 8 月 6 日,8 月 16 日(去除
遮荫网)和 8 月 24 日。测定时随机选取同一处
理生长基本一致的 3 株植株,取植株顶端向下充
分伸展的叶片,用液氮速冻,备用于各生理指标
和抗氧化酶活性的测定。考虑到试验次数太多
会损伤根系,对移栽树种的恢复适应造成影响,
且测定根系活力目的只在于了解树种恢复适应
的总趋势,因此,只选择测定了 3 个处理、3 个移
栽时间下的数据。
1. 3 测定方法
细胞膜透性采用电解质外渗法测定[17];丙二醛
含量采用 TBA 法测定[17];根系活力采用氯化三苯
基四氮唑(TTC)法测定[17];过氧化氢酶(CAT)活性
采用紫外吸收法测定[17],CAT 活性以 1 min 内 A240
减少 0. 1 的 OD 值作为 1 个酶活性单位;过氧化物
酶(POD)活性采用愈创木酚显色法测定[18],POD
活性以 1 min 内 A470变化 0. 01 作为 1 个酶活性单
位;超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑
(NBT)光化还原法测定[19],SOD 活性以抑制 50%
NBT反应为 1 个酶活性单位。
1. 4 数据处理
所有数据作 9个重复,用 Excel 软件进行数据处
理,所有数据以平均值 ±标准偏差表示,用 SPSS 16. 0
在 P = 0. 05 (LSD test,Duncan test)水平上比较相同
时期不同处理的差异显著性,再用 Excel软件制图。
11第 1 期 李 烨等:反季节移栽不同处理圆冠榆和大叶白蜡的生理响应
2 结果与分析
2. 1 细胞膜透性变化
细胞膜既是分隔细胞质与胞外成分的屏障,
又是细胞与环境之间物质交换的主要通道,是细
胞感受环境胁迫最敏感的部位。Mckay 等[20]指
出,可以用相对电导率来表示细胞膜透性的大小,
它可以反映植物细胞膜在各种逆境条件下透性变
化和细胞膜受损伤的程度。不同处理圆冠榆、大
叶白蜡反季节移栽后细胞膜透性变化见图 1。
由图 1 可知:随着移栽时间的增加,不同处理 2
个树种的细胞膜透性呈不同的变化趋势。其中:2
种加液处理下的圆冠榆和各处理下大叶白蜡在移
栽 22 d(8 月 16 日)后细胞膜透性均呈下降趋势;2
个树种在遮荫不加液的处理下,细胞膜透性变化相
对稳定;在不遮荫不加液处理下,圆冠榆细胞膜透
性呈先下降后缓慢上升的趋势,大叶白蜡则相反。
在移栽后期,2 个树种均是遮荫加液处理下的细胞
膜透性最低,且圆冠榆与其他处理间有显著性差异。
2. 2 丙二醛(MDA)含量变化
植物遭受逆境胁迫可导致其体内活性氧自由
基累积并引发膜脂过氧化作用,其中 MDA 就是细
胞膜脂过氧化的一个主要产物,MDA 含量大小反映
出膜系统受损的程度,也表现出植物的抗逆性生长
情况[21]。不同处理圆冠榆、大叶白蜡反季节移栽后
丙二醛含量变化见图 2。
从图 2 可知:不同处理条件下,2 个树种在移栽
12 ~ 22 d(8 月 6 日、8 月 16 日)间 MDA含量基本呈
现出上升的趋势;移栽 22 d 后,2 个树种在不遮荫
加液处理下 MDA 含量呈上升趋势,而其他各处理
则均呈下降趋势。在移栽后期,2 个树种均是遮荫
加液处理下的 MDA含量最低。
2. 3 3 种酶活性变化
2. 3. 1 过氧化物酶( POD) 活性 不同处理条件下
圆冠榆、大叶白蜡反季节移栽后 POD 活性变化见
图 3。
由图 3 可知:圆冠榆在移栽 12 ~ 22 d期间,2 个
不遮荫处理下的 POD活性变化较为平缓,而 2 个遮
荫处理则呈下降趋势,但在移栽 22 d时 POD活性在
各处理间无显著差异,在移栽 22 d 后除遮荫不加液
处理外其余处理 POD活性均呈下降趋势;大叶白蜡
在移栽 12 d后,不同处理 POD活性均呈逐渐下降的
趋势,并趋于稳定,移栽后期遮荫加液处理仍保持
有较高的 POD酶活性,且与其他处理间差异显著。
21 西 南 林 业 大 学 学 报 第 33 卷
2. 3. 2 超氧化物歧化酶( SOD) 活性 不同处理条
件下,圆冠榆、大叶白蜡反季节移栽后 SOD 活性变
化见图 4。
由图 4 可知:圆冠榆在不同处理条件下,SOD
活性均呈现先上升后下降再上升的趋势,移栽后
期遮荫加液处理的 SOD 活性与其他处理相比最
低;大叶白蜡在移栽 12 d 后,除遮荫加液处理外
其他处理的 SOD 活性均逐渐增强,但遮荫加液处
理在移栽 22 d 后 SOD 酶活性迅速上升,并在移
栽后期高于其他处理。
2. 3. 3 过氧化氢酶( CAT) 活性 不同处理条件下
圆冠榆、大叶白蜡反季节移栽后 CAT 活性变化见
图 5。
由图 5 可知:不同处理圆冠榆在移栽后期,不遮
荫加液处理的 CAT活性最高,而其他各处理间 CAT
活性无显著差异。大叶白蜡随着移栽时间的增加,
遮荫不加液处理的 CAT活性呈逐渐下降趋势,但变
化不大,且在移栽后期与其他处理相比 CAT活性最
低;其他各处理在移栽 12 d后 CAT活性均呈上升趋
势,在移栽 22 d后又有所下降。
2. 4 根系活力
根系活力是指根系整个代谢的强弱,包括吸
收、合成及呼吸作用等,其大小与整个植株生命活
动强弱紧密相关[22],保持生命后期较高的根系活力
及叶片功能可防止植物早衰的发生[23]。不同处理
31第 1 期 李 烨等:反季节移栽不同处理圆冠榆和大叶白蜡的生理响应
圆冠榆、大叶白蜡反季节移栽后根系活力变化见
图 6。
由图 6 可知:不同处理条件下,圆冠榆、大叶白
蜡反季节移栽后根系活力随移栽时间推移呈逐渐
上升趋势,且在移栽 22 d 后,各处理的根系活力急
剧上升。移栽后期,2 个树种均是遮荫不加液处理
的根系活力最高。
3 结论与讨论
植物反季节移栽后在不同处理下由于受多
种因素的影响,不同植物的恢复适应性也各不相
同。在移栽过程中本文讨论的 2 个树种在遮荫
不加液处理下细胞膜透性变化较为稳定,在移栽
12 d 后丙二醛含量呈上升趋势;在移栽 22 d 后 2
种加液处理下的圆冠榆和各处理下的大叶白蜡
细胞膜透性均呈下降趋势,不加液处理的圆冠榆
细胞膜透性变化较为平缓,而 2 个树种不遮荫加
液丙二醛含量呈上升趋势,其余处理则均呈下降
趋势,移栽后期 2 个树种遮荫加液处理下的细胞
膜透性和丙二醛含量均最低。
在正常情况下,植物细胞内活性氧的产生与
清除总是处于动态平衡状态,体内产生的活性氧
可以及时地被活性氧清除酶系统清除,从而减少
对植物造成的伤害[24],其中,SOD、POD 和 CAT
是植物体内酶促防御系统的 3 个重要保护酶,它
们协同作用相互配合清除活性氧,保护植物膜系
统[25]。CAT、POD 可将 H2O2 分解为 H2O 等物
质,减轻过氧化氢对机体的伤害,POD 活性应激
性变化也是反映植物受逆境胁迫程度的一个重
要指标,SOD 可有效清除生物体内的氧自由基,
其活性大小与植物抗逆性密切相关[26]。各处理
条件下 2 个树种的 POD 活性在移栽 12 ~ 22 d 期
间呈下降趋势,说明植株移栽受到胁迫后酶活性
增加[27],而在胁迫减轻后酶活性开始逐渐降低,
POD 活性是通过逐渐适应环境而变化的[28 - 30]。
各处理条件下 2 个树种的 SOD 活性在移栽 22 d
后呈上升趋势,其中,大叶白蜡遮荫加液处理下
的 SOD 活性急剧上升,此变化趋势可说明在适度
逆境诱导下,SOD 活性提高了其对逆性环境的适
应性[31],也可说明大叶白蜡可能在遭受移栽中
摘除遮荫网和加液后新老叶交替所产生的胁迫。
移栽后期,圆冠榆不遮荫加液处理下 CAT 酶活性
最高,与其他处理间有显著差异;大叶白蜡遮荫
不加液处理下的 CAT 活性基本稳定,移栽后期与
其他处理相比活性最低,表明大叶白蜡在遮荫不
加液条件下 CAT 可有效消除 H2O2 的过度积累,
减缓膜脂过氧化作用和衰老进程,提高相应抗性
能力[28]。
由此可知,在反季节移栽过程中,圆冠榆和大
叶白蜡具有良好的恢复适应性,在移栽 12 d 前后是
树体生长最严重的受抑制时期,移栽 30 d 后树体基
本恢复到移植时的生理状态,遮荫处理对干旱半干
旱区反季节移栽具有重要意义。
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( 责任编辑 张坤)
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