全 文 ：第 41 卷 第 4 期
2013 年 11 月
贵 州 林 业 科 技
Guizhou Forestry Science and Technology
Vol. 41，No. 4
Nov.，2013
极端低温胁迫野扇花叶片耐寒生理生化特性的研究
王榆枫
(遵义市第四中学 贵州遵义 563000)
摘 要:为研究野扇花对低温环境的适应特性，实验对野生野扇花不同休眠时期叶片进行极端低温 (18℃、
0℃、 － 5℃、 － 10℃、 － 15℃)胁迫处理，测试野扇花游离脯氨酸含量、POD 酶活性及细胞膜透性等耐寒能力
的抗性指标，研究结果表明:三个不同越冬时期游离脯氨酸含量变化规律基本一致，当温度在 － 5℃ ～ － 10℃时
含量较高，说明该温度下叶片脯氨酸具有较强的抗寒能力;POD 酶活性测定结果表明野扇花在不同休眠期表现
出不同的酶活性，且休眠末期活性最强，深休眠期 － 5℃时具有较好的抵御低温胁迫的能力，随着胁迫强度加
深，酶活性减小;在 － 10℃ ～ － 15℃时，其相对电导率值急剧增大，经非线性回归分析、Logistic曲线拟合求出
拐点温度 (LT50)为 － 12. 73℃。研究结果表明野扇花越冬期具有相应的耐寒能力。
关键词:野扇花;低温胁迫;生理生化;抗寒性
中图分类号:S688 文献标识码:B
Physiological and Biochemical Characteristics of the Leaf of
Sarcococca ruscifolia Under Extreme Low Temperature Stress
WANG Yu － feng
(The Fourth Middle school of Zunyi city，Zunyi，Guizhou 563000)
Abstract:In order to understand the adaptability of Sarcococca ruscifolia to the low temperature environment，
the leaves of Sarcococca ruscifolia at different dormant periods were treated with different levels of low temperatures
(18℃，0 ℃，－ 5 ℃，－ 10 ℃，－ 15 ℃)，after which the stress resistance indexes were measured including the
free proline content，the POD enzyme activity and the cell membrane permeability． The result showed that the chan-
ges of free proline content at three different overwintering period were basically the same，with higher value at － 5 ℃
～ －10 ℃ showing that the plants have a stronger cold resistance at that temperature;POD assay showed different
enzymatic activities at different dormant periods with the strongest activity at the late stage ，and the plant showed
better ability to resist low temperature stress in deep dormancy at － 5 ℃ with decreasing enzymatic activity when the
stress intensity deepened;at the temperature of － 10 ℃ ～ －15 ℃，the relative conductivity increased rapidly，and
the inflection point temperature (LT50)was － 12. 73 ℃，which was come out by method of nonlinear regression a-
nalysis and logistic curve fitting． The results showed that Sarcococca ruscifolia has the corresponding ability to resist
cold temperature during overwintering period．
收稿日期:2013 － 10 － 20
作者简介:王榆枫，男，贵州遵义人。
致谢:本研究在贵州大学林学院杨远庆教授指导下完成。
贵 州 林 业 科 技 41 卷
Key words:Sarcococca ruscifolia;low temperature stress;physiological and biochemical characteristics;cold
resistance
野扇花 (Sarcococca ruscifolia Stapf)又名清香
桂、豆根等，为黄杨科 (Buxaceae)野扇花属
(Sarcococca)植物，常绿灌木，高 1 ～ 3m，分支密
集;叶革质，椭圆状披针形，互生;花小，乳白
色，芳香;核果球形，直径 7 ～ 8mm，成熟时暗红
色;花果期 10 月至翌年 2 月。生于山坡、林下或
沟谷中，耐阴性强，海拔 200 ～ 2600 米。主要分布
长江以南的云南、四川、贵州、广西、湖南、湖
北，北至陕西、甘肃，是贵州常见的野生植物，广
泛分布于贵州林缘、灌木丛、林下、路旁等地［1］。
野扇花作为耐阴绿化树种，在药用成分与药
理［2，3］、光合生理［4，5］、繁育［6 ～ 10］等方面已开展了
相关的基础研究［2］。野扇花资源丰富，具有很大的
开发和利用价值［11 ～ 12］。
野扇花是优良的园林乡土绿化树种，对分布在
贵州的野生野扇花观察发现，在贵州较为严重的低
温冻害年份，野扇花均未有冻害迹象发生，表现出
较强的抗寒能力。为进一步了解野扇花的抗寒性，
本实验采用低温伤害法，对越冬不同时期野扇花叶
片的抗寒能力的研究，为深度开发野扇花资源作基
础理论研究。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
野扇花材料来源于遵义市凤凰山公园内自然野
生成年野扇花，取材位于顶梢中上部侧枝基部向上
的第 4 ～ 6 片完好的叶片作为试验材料。根据常绿
树种被迫休眠的生理习性，分别于野扇花被迫休眠
初期 (日均气温开始低于 10℃)、深休眠期 (最冷
时期)、被迫休眠末期 (日均气温开始高于 10℃)
三个阶段取材。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 低温处理实验设计
试验分别于 2012 年 11 月 15 日 (被迫休眠初
期);2013 年 1 月 2 日 (深休眠期);2013 年 3 月 5
日 (被迫休眠末期)进行。采集不同时期野扇花叶
片材料，用蒸馏水清洗干净，吸水纸吸干表面水分
后，将样品置入超低温冰箱中低温处理 24h，处理
好的叶片无需解冻，直接用 0. 3cm的打孔器打成圆
片，进行各类抗寒性指标分析测定
低温处理梯度为:0℃、 － 5℃、 － 10℃、 －
15℃，实验室常温 18℃处理作为对照。
1. 2. 2 抗寒性指标测定
称取处理材料 0. 5g 开展相关指标检测。细胞
膜透性采用电导法，DDS － 11A 型电导仪测定［13］;
过氧化物酶 (POD)活性通过愈创木酚染色法进
行［14］;游离脯氨酸含量采用磺基水杨酸提取，通
过茚三酮比色法测定其含量［15］。每个处理重复 3
次，实验结果取其平均值。
半致死温度的确定，电导法配合 Logistic 方程，
通过 DPS9. 5 统计软件进行非线性回归分析［16］，即
对叶片组织在不同低温处理下的相对电导率随温度
变化用 Logistic方程 Y = K / (1 + ae － bt)拟合，其
中 y 为低温处理下的叶片相对电导率，t 为处理温
度，K、a、b 为参数，K 为 y 的最大极限值，b 反
映了 t与 y 之间的对应关系，a 表示曲线对原点的
相对位置。求该方程的二阶导数并令其为零，求回
归方程的二阶倒数，并令其等于零，可获得曲线的
拐点的 t 值，即 t = (1na) /b， t 为半致死温度
LT50，在此点低温下叶片相对电导率的递增效应最
大，拐点温度值越低，表明其半致死温度越低，即
该树种抗寒性越强。
2 结果与分析
2. 1 低温对不同休眠期游离脯氨酸含量的影响
当植物处于低温胁迫时，植物体内游离脯氨酸
含量增加使植物具有一定的抗寒性和保护作用，脯
氨酸含量高的植物抗寒性强［17］。
图 1 不同休眠期低温处理叶片游离脯氨酸含量变化图
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4 期 王榆枫:极端低温胁迫野扇花叶片耐寒生理生化特性的研究
研究表明，脯氨酸在低温胁迫过程中能抵抗胁
迫。自然越冬过程中，植物随温度的降低经历不同
的休眠阶段，但叶片中脯氨酸含量持续升高，在休
眠末期时达到最高。随着胁迫休眠末期和休眠期均
具有相对升高，如图 1，在各休眠阶段， － 10℃前
随着处理温度的降低，三个阶段叶片中脯氨酸含量
变化的趋势一致，均升高，说明脯氨酸含量的变化
呈良好的低温保护作用， － 10℃以后随温度降低而
减少。
2. 2 低温对不同休眠期叶片中过氧化物酶 (POD)
活性的影响
POD是植物细胞的保护酶，它的变化能在一定
程度上反映品种的抗寒性大小，POD 活性越高、耐
寒能力越强［18］。
POD酶活性测定结果表明野扇花在不同休眠期
表现出不同的酶活性，休眠末期活性最强，深休眠
期― 5℃时具有较好的抵御低温胁迫的能力，随着
胁迫深度加深叶片出现伤害。休眠初期酶活性均较
低，低温胁迫强度对 POD 酶活性影响不大，且随
着胁迫程度增大出现酶活性减小的趋势 (见图 2)。
图 2 野扇花低温处理下叶片中 POD活性的变化情况
2. 3 低温对不同休眠期细胞膜透性的影响
植物耐寒性的强弱与其细胞膜的透性变化密切
相关。在低温胁迫下，细胞膜透性增大程度小的，
其耐寒性较强，反之则较弱，并且这种变化明显地
表现在外部形态之先，相对电导率是反映植物组织
受冻后细胞原生质膜透性大小的重要指标［19］。
不同梯度低温处理对野扇花三个阶段休眠期叶
片细胞膜透性的影响结果基本一致。如图 3 所示，
不同梯度低温处理下，各阶段叶片相对电导率大小
接近，变化的趋势都呈现慢 －快的变化，变化趋势
基本符合温度越低对细胞膜造成的伤害越大这一电
导法测定耐寒力的基本理论。随着处理温度的不断
降低，其相对电导率值不断上升，在― 10℃ ～ ―
15℃时，其相对电导率值急剧增大，这是低温对叶
片原生质膜透性破坏的效应。
数据通过 DPS9. 5 统计软件进行非线性回归分
析，结合 Logistic 曲线拟合求出拐点温度 (LT50)，
得到野扇花半致死温度为 － 12. 73℃。
图 3 不同休眠期低温处理相对电导率变化图
3 结论与讨论
植物越冬休眠程度随着气温变化而变化，本研
究对野扇花在不同休眠时期的耐寒能力进行了研
究，结果表明野扇花在不同休眠阶段其耐寒能力有
一定差异。
三个时期游离脯氨酸含量变化规律相同，当温
度在 － 5℃ ～ － 10℃时含量较高，表明该温度下叶
片具有较强的抗寒能力;POD酶活性测定结果表明
野扇花在不同休眠期表现出不同的酶活性，休眠末
期活性最强，深休眠期 － 5℃时具有较好的抵御低
温胁迫的能力，随着胁迫深度加深叶片出现伤害;
在 － 10℃ ～ － 15℃时，其相对电导率值急剧增大，
非线性回归分析、Logistic 曲线拟合求出拐点温度
(LT50)为 － 12. 73℃。
在自然越冬的过程中，野扇花叶片相对电导率
值均出现“下降 －升高”的变化，在深休眠期时达
最小，其原因可能是经过冬季低温锻炼，其抵抗低
温伤害的能力增强，在深休眠期时耐寒能力达到最
强。电导法配合 Logistic 方程计算出野扇花半致死
温度为― 12. 73℃，其抗寒力高于火棘 (Pyracantha
fortuneana)― 12. 4℃、大叶黄杨 (Euonymusjaponi-
cus)― 10. 0℃、八角金盘 (Fatsia japonica)―
7. 2℃［20］，研究结果表明野扇花越冬具有相应的抗
低温能力，可适宜在我国南方及部分北方城市园林
应用栽培。
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贵 州 林 业 科 技 41 卷
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