全 文 ：中国园艺文摘 20 13年第 5期
金叶获和榆叶梅抗寒性研究
戴 锋 , 史俊达 , 王 媛 , 张 涛
(浙江农林大学 风景园林与建筑学院 , 浙江 临安 引 }乙。0)
摘 要 : 以金叶获 、 偷叶梅 : 年生离体枝条为试验材朴 , 经过 6 个不 同低温的处理 , 用电导法测 定其相对 电导率 ,
并测定低温下植物丙二醛含量 、 脯氛酸含量的 变化 。 研究结果表明 , 低温对膜稳 定性有影响 , 这 2 种植物的抗寒
性具有明显差异 。 偷叶梅的抗性较强 , 而金叶获较差 。
关键词 : 金叶获 ; 偷叶梅 ; 抗寒性 ; 生理指标
金叶获属马鞭草科获属植物 , 是从兰香草和蒙古获杂
交后代中选育出的彩叶植物新品种 , 为适合在西北 、 东北 、
华北 、 华中地区绿化栽植的观赏植物 。 金叶获为落叶小灌
木 , 株高刃 一 60 cm , 枝条圆柱形 。 叶柄长约 1 , 工m n ,
新叶鲜黄色 , 成熟叶黄绿色 , 有中草药之清香 。 金叶获喜
光 , 也耐半阴 , 耐旱 、 耐热 、 耐寒 , 在 一20 ℃ 以上的地区
能够安全露地越冬 。
榆叶梅 , 又叫小桃红 , 是落叶灌木或小乔木 , 原产于
我国中部和北部 , 因其叶片像榆树叶 、 果实似梅子而得名 。
它春季观花 , 夏季赏果 , 是较好的观赏花木 。 对土壤要求
不严 , 耐干旱 , 耐瘩薄 , 在轻碱土中能正常生长 , 在酸性
土中生长不 良 , 怕水涝 。 榆叶梅生长强健 , 性喜阳光 , 不
耐阴 , 耐寒性强 l1] , 在华北各地以及西北的大部分地区都
能露地越冬 , 在 一 3 , ℃的条件下能安全越冬 。
1 材料与方法
1
.
1 试验材料和仪器
试验测定的材料采 自于长春公园的金叶获 、 榆叶梅的 1
年生枝条 , 将枝条剪成 2 , cm 的枝段 , 用自来水冲洗多次 ,
再用去离子水冲洗 3 一 4 次 , 用干净的纱布包裹备用 。
仪器 : D D S一 1 IA 型电导率仪 、 电子分析天平 、 恒温水浴
锅 、 7义分光光度计 、 离心机 、 移液管 、 研钵 、 低温保存箱 l2] 。
1
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2 试验方法
1
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2
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1 采样处理 将各金叶获和榆叶梅的新梢和成熟叶片
分别分成 7 组 ( I 、 1 、 m 、 vI 、 v 、 ” 、 vI ) , 用洁净干
燥的纱布包裹 , 将 I 一 ” 组放人冰箱进行低温处理 , 处理
温度分别是 : 0 ℃ 、 一 7 ℃ 、 一 14 ℃ 、 一 21 ℃ 、 一 28 ℃ 、 一3 , ℃ 。
冷冻 12 h 后取出 , 将低温处理后取出的样品依次放置于
0 ℃ 的冰箱内解冻 12 h , 放置于室温下 , 直至温度恢复到
室温再进行电导率的测定 , 记录分析数据 , 第vI 组放置室
温下 (2 , ℃ )作对照 [3 ]。
1
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2
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2 电解质渗透率的测定 取低温处理后恢复至室温的
枝条 , 用去离子水冲洗干净 。 金叶获和榆叶梅均从不同枝
条剪取 30 9 , 分别混合均匀后提取 2 份 , 每份 2 9 , 放人
刃 耐 三角瓶内 , 加 30 耐去离子水 , 加盖密封 , 用超声
清洗机振荡提取 l m山 , 于室温下静置 l h 后 , 用 D D s 一
第一作者简介 : 戴 锋 ( 1 9 8 6 一 ) , 男 , 硕士研究生 ; 从事园林
植物应用与效益评估研究 。
1 1A 型电导仪测定提取液的电导率 c l 。 然后将三角瓶置于
水浴锅中煮沸 20 m i n , 冷却置室温后 lrt] , 测定细胞全部破
坏后提取液的电导率 C Z 。 每次处理重复 3 次 , 测定结果取
其平均值 , 并按以下的公式计算出电解质渗出率 。 公式如下 :
电解质渗出率 (0)/ 一【c l (低温处理电解质外渗量 )/ C Z (原
生质膜全破坏电解质外渗量 )卜 10
1
.
2
.
3 丙二醛含量的测定 采用硫代巴比妥酸 (T B A ) 显
色法 。 提取 : 准确称取不同处理的金叶获和榆叶梅叶片各
1
.
0 9
, 剪碎 , 加人 2 . , m l 0 . , % 三氯乙酸 ( T C A ) , 少量
石英砂研磨 , 研磨液倒人离心管中 。 另取 7 . , 耐 , % 的三
氯乙酸 (T C A )用来清洗研钵 , 清洗液也倒人离心管中 , 在
3 0 0 r/ m山 的离心机中离心 10 m山 。 显色反应 : 分别
取上清夜 2 耐 各 3 份 , 各放人 10 耐试管中 , 每试管中
加 0 . 67 % 硫代 巴比妥酸 (T B A )2 m l , 混合后在 10 0 ℃ 的水
浴上煮沸 30 m山 , 反应液冷却后再离心 1 次 。 分别测定上
清液在 4刃 n m 、 ,犯 n m 和 60 n m 处的吸光值 , 计算
M D A 含量 [习。
1
.
2
.
4 脯氨酸含量的测定 采用黄基水杨酸法 。 准确称取
不同处理的待测植物叶片各 0 . , g , 分别置大管中 , 然后
向各管分别加人 , m 1 3%的磺基水杨酸溶液 , 在沸水浴中
提取 10 m山 ( 提取过程中要经常摇动 ) , 冷却后过滤于干净
的试管中 , 滤液即为脯氨酸的提取液 。 吸取 2 耐 提取液于
另一干净的带玻塞试管中 , 加人 2 耐冰醋酸及 2 耐 酸性
苟三酮试剂 , 在沸水浴中加热 30 m山 , 溶液即呈红色 。 冷
却后加人 4 耐 甲苯 , 摇荡 30 5 , 静置片刻 , 取上层液至
10 耐 离心管中 , 在 3 0 0 r / m i n 下离心 , m i n 。 用吸管
轻轻吸取上层脯氨酸红色甲苯溶液于比色杯中 , 以甲苯为
空白对 照 , 在分光光度计上 , 20 n m 波长处比色 , 求得吸
光度值 。 结果计算 : 根据回归方程计算出 ( 或从标准曲线
上查出 )2 耐 测定液中脯氨酸的含量 (X 林 g / 2 耐 ) , 然后
计算样品中脯氨酸含量的百分数 。 计算公式如下 : 脯氨酸
含量 ( 林 g / g ) 一 X[ “ , / 2] / 样重 (g ) 。
2 结果与分析
2
.
1 低温处理对电解质渗透率的影响
在逆境条件下细胞膜透性大小反映膜系统稳定性 。 细
胞膜透性越大 , 电导率越大 , 说明细胞受损程度越大 , 其
抗寒力越弱 l6] 。
试验结果表明 , 2 种树种的叶片经不同低温处理后 , 随
着温度降低 , 相对电导率呈现不断增加的趋势 , 但增加的
一 1 1 一
C HIN ES E HO RT IC ULT UR E A BS T RAC T S
幅度有差异 。 其中 , 榆叶梅的上升幅度较小 , 金叶获的上
升幅度较大 。 从室温 (2 , ℃ )降至 0℃ 的过程中 , 2 种树种
的相对 电导率均出现急剧增加的趋势 。 在 一 7 ℃ 到 一 28 ℃
的温度条件下 , 相对 电导率 的增加 比较缓慢 。 当温度达
到 一 30 ℃ 时 , 榆叶梅和金叶获分别比对 照增加 1 , . 7% 和
2 1
.
2%
, 说明整个过程 中 , 榆叶梅的细胞遭到破坏的程度
较小 , 而金叶获的细胞遭到破坏的程度较大 。 图 1还表明 ,
在 一 28 ℃ 时 , 榆叶梅和金叶获的电导率都达到最大 , 说明
此时榆叶梅和金叶获的细胞遭到破坏的程度最大 l7] 。
由图 3 可见 , 随着处理温度的降低 , 植物叶片中脯氨
酸含量逐渐增加 。 降温初期 2 种树种的脯氨酸含量缓慢增
加 , 之后都开始下降 , 但到 一 21 ℃时仍在缓慢增加 , 总体
呈现上升的趋势 。 金叶获中游离脯氨酸含量随温度影响变
化最大 , 温度在 一 14 一 一28 ℃变化过程中呈较高增长 , 有
大量脯氨酸合成 ; 其中 , 榆叶梅脯氨酸含量低 , 增加的程
度小 ; 金叶获含量高 , 且增加程度大 。 榆叶梅的抗寒性较
强 , 而金叶获的抗寒性较弱 1 0] 。 金叶获和榆叶梅在整个降
温过程中表现出较强的抗寒适应性反应 。 随着温度的降低 ,
植株枝条中游离脯氨酸含量均表现为上升 , 呈现良好的低
温保护反应 , 因此 , 游离脯氨酸可作为有效的抗寒性鉴定
生理指标 。
马伫逞减鉴处 Jll!温 )义
图 1 不 同低温处理下 离体枝条的相对电导率
2
.
2 低温处理对组织中 M O A 含量的影响
丙二醛 (M D A ) 作为膜脂过氧化的重要产物 , 其含量与
质膜相对透性具有相关性 , 是植物受伤害程度的指标之一 。
试验结果表明 (见 图 2) , 随着温度的降低 , 榆叶梅和
金叶获 M D A 含量都呈现递增趋势 , 分别增加 1 . 26 倍 、 2 . 18
倍 。 与金叶获相比 , 榆叶梅叶片中M D A 的含量高且稳定 ,
而金叶获含量较低 , 积累的量多 。 金叶获的最大值出现
于 一 28 ℃ , 而榆叶梅的最大值出现于 一 30 ℃ 。 在整个降温
期中 , 榆叶梅 M D A 含量变化相对稳定 ; 金叶获 M D A 含
量变化大 , 并且总的 M D A 积累量相对较高 。 从试验结果
可以看出 , 2 种树种的 M D A 含量和质膜相对透性呈现出相
似的变化趋势 , 这与丙二醛含量可以表示膜系统的伤害程
度的说法是一致的 。 因此认为 , 在逆境条件下金叶获和榆
叶梅的酶保护系统加强 , 清除自由基的能力增强 , 其中榆
叶梅产生的膜质过氧化产物较少 l8] , 金叶获产生的膜质过
氧化产物较多 , 榆叶梅较金叶获能适应逆境条件而生存 。
处理渴 !毖 〔 `兀
处士卜艇温 度
图 2 不 同低温处理下 MD A含量变化
2
.
3 低温处理对组织中脯氨酸含量的影响
试验结果表明 , 脯氨酸在植物抗冻中具有重要作用 ,
低温胁迫往往伴随着脯氨酸含量的增加 , 其含量高低与植
物抗冻性密切相关 l9] 。
图 3 不同低温处理下 P OR 含量变化
3 讨论与结论
3
.
1 讨论
3
.
1
.
1 低温胁迫对电导率的影响 植物细胞膜对维持细胞
的微环境的正常的代谢起着重要的作用 。 当植物受到逆境
影响时 , 细胞膜遭到破坏 , 膜透性增大 , 稳定性下降 , 从
而使细胞内的电解质外渗 , 导致细胞膜透性增加 1 ` ]。 试验
研究表明 , 2 种树种的相对膜透性随温度的降低而呈上升
趋势 , 均受到不同程度的伤害 , 其中 , 金叶获的细胞质膜
相对透性较大 1 2] , 榆叶梅的较小 , 表明低温胁迫下金叶获
叶片的细胞膜被破坏的程度大 , 受损严重 , 而榆叶梅受到
的破坏程度小 。 随着处理温度的下降 , 细胞内相对电导率
上升 。 低温处理初期相对电导率上升缓慢 , 到达一定温度 ,
相对电导率急剧上升 , 随后又趋于平缓 , 即相对电导率随
着温度的下降呈 S 型曲线变化 , 结果与周文杰 、 周字虹研
究的结果相一致 。
该试验中 , 在所有参试品种中 , 相对电导率的变化总
体趋势为 , 随着处理温度的降低 , 相对电导率变大 , 且在
某一温度时剧烈增加 , 该温度点大多数品种为 一 30 ℃ 1 3] 。
不同品种的相对电导率值有差异 , 尤其在 一 30 ℃以后差异
显著 , 这种差异反映了不同植物间的抗性差异 , 抗寒性弱
的植物的电解质高峰出现的早 , 结果与前人一致 。 用电导
法测定不同低温处理下叶片的电导率 , 以此评定其耐寒力 ,
可作为预测树种耐寒力的方法之一 , 且简便 、 直接 。 植物
的耐寒力受多种因素的影响 , 其耐寒机理非常复杂 , 所以
应从形态 、 生理 、 生化等多项指标综合评断其耐寒力 , 避
免不必要的损失 。
一 1 2 一
中国园艺文摘 20 13年第 5期
3
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1
.
2丙二醛 (M DA)与植物的抗寒性 植物器官在逆境下
遭受伤害时 , 往往发生膜脂过氧化作用 , 丙二醛 (M D A )是
膜脂过氧化作用的最终分解产物 , 是具有细胞毒性的物质 ,
丙二醛 (M D A )的含量是细胞膜脂过氧化作用水平的反映 。
在常温下 , 植物体内丙二醛 (M D A ) 含量极少 , 但在逆境条
件下 , 其含量便会升高 , 主要是破坏植物细胞膜系统 1月 。
因此 , 丙二醛可作为植物抗逆性的一项生理指标 。 试验表
明 : 温度下降而呈递增状态 , 但金叶获是随温度的降低其
含量是先 2 种植物 中丙二醛 (M D A ) 含量总体上随降低后
升高的 , 分析其原因可能是随着温度的降低植物体内丙二
醛 (M D A ) 合成的物质代谢水平降低或循环途径发生逆转的
结果 。 而榆叶梅随温度的降低其含量出现缓慢升高的现象 ,
可能原因是突遭较低温度胁迫后丙二醛代谢对低温的响应
速度要稍慢一些而形成的 。
3
.
1
.
3 脯氨酸的含量与植物的抗寒性 植物在正常条件
下 , 脯氨酸 (p or ) 含量很低 , 但遇到逆境时 , p or 便会大量
积累 , 并且积累指数与植物的抗逆性相关 。 因此 , 脯氨酸
可作为植物抗逆性的一项生理指标 , 多数试验证实脯氨酸
含量增加程度与植物的抗逆性呈负相关 , 即 p or 增加越多 ,
抗逆性越低 。 该试验中 , 随着温度的降低金叶获和榆叶梅
这 2 种植物脯氨酸含量是先上升后下降的 , 且各 自变化的
幅度不一样 , 其原因可能是随着温度的下降 , 由于氨基酸
的合成受抑制和不同植物的游离脯氨酸的合成对低温的响
应机制不同而造成的 。
3
.
2 结论
试验通过对电导率 、 丙二醛 、 脯氨酸 3 个生理指标的
测定结果可以看出 , 2 种植物的耐寒力都比较强 。 其中 , 榆
叶梅耐寒力较强 , 金叶获次之 。 另外 , 植物的抗寒性机制
十分复杂 , 该试验只做了 2 种树种抗寒性的初步研究 , 存
在一些不能解释清楚的现象 , 以后需进一步研究影响 2 种
树种抗寒性的生理生化机制 , 而且应该努力寻找提高树种
抗寒力的方法 。
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