全 文 :第 26卷 第 11期
2008年 11月
河 南 科 学
HENAN SCIENCE
Vol.26 No.11
Nov. 2008
收稿日期:2008-07-23
基金项目:河南科技学院重点科研基金资助项目(050122)
作者简介:尤 扬(1973-),男,河南罗山人,讲师,硕士,主要从事园林植物的教学与科研工作 .
文章编号:1004-3918(2008)11-1351-04
叶面喷施 ABA对香樟幼树抗寒性的影响
尤 扬 1, 袁志良 2, 张晓云 1, 崔亭亭 1, 叶永忠 2
(1. 河南科技学院 园林学院,河南 新乡 453003; 2. 河南农业大学 生命科学学院,郑州 450002)
摘 要:用不同浓度(0,5,15,25 mg/L)的脱落酸(ABA)溶液叶面喷施香樟幼树,测定香樟叶片内超氧化物歧化酶
(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、超氧阴离子自由基、电解质外渗率等五项生理指标 . 结果表明,在处理浓
度范围内,脱落酸(ABA)溶液 15 mg/L喷施叶片,能明显提高香樟幼树的抗寒性 .
关键词:ABA;香樟;叶面;抗寒性
中图分类号:Q 949.747.5 文献标识码:A
香樟(Cinnamomum camphora)为樟科樟属常绿乔木,在我国中部地区引种较多[1]. 在寒冷气候条件下能否
正常越冬成为成功引种的关键 . 目前,常见的处理方式是对植物体外喷施外源物质增加植物的抗寒性,所用
外源物质多为激素 . 目前多通过喷施脱落酸(ABA)、矮壮素(CCC)、比久(B9)、马来酰肼(MH)、多效唑(PP333)
等植物生长调节剂来研究植物的抗寒性 . 刘祖琪等人的研究结果表明,用 100~200 mg/kg ABA在晚秋时喷
施或灌施柑桔可相对增加其耐寒力[2] . 但叶面喷施 ABA对香樟抗寒性的影响,目前尚未见报到 .
本实验采用不同质量浓度的 ABA对香樟叶片进行喷施处理,研究香樟叶片的电解质外渗率、丙二醛(MDA)
含量、超氧阴离子自由基(O2-)产生速率的变化及超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)等保护酶系
活性的变化,从而初步探讨叶面喷施 ABA对香樟幼树抗寒性的影响,为香樟在北方寒冷地区安全越冬提供
理论依据 .
1 材料与方法
1.1 供试材料
实验材料采自河南省南阳市唐河县城郊孙庄林场内 2年生香樟,移栽到河南科技学院盆景园内进行盆
栽试验处理 .
1.2 材料处理
实验材料 ABA(四川龙蟒福生科技有限公司,纯度 90 %),设置 4个处理梯度,依次为 0,5,15,25 mg/L .
配制时先用乙醇溶解,然后用蒸馏水分别定容到 250 mL . 以蒸馏水为对照,喷药时间安排在早晨,用喷壶将
配好的液体均匀喷施于香樟的叶片上,喷到叶片滴水为止,喷药处理时间为 7 d . 实验设计为单因素随机区
组试验,4个处理、3次重复,测定相关指标 .
1.3 生理指标测定方法
1.3.1 电解质外渗率的测定 参照文献[3],略有改动 .
1.3.2 丙二醛(MDA)含量测定 采用硫代巴比妥酸法测定,具体方法参照文献[3].
1.3.3 超氧化物歧化酶(SOD)活性测定 采用 NBT法测定,具体方法参照文献[3].
1.3.4 过氧化氢酶(CAT)活力的测定 参考文献[4],略有变动 .
1.3.5 植物超氧阴离子自由基含量测定 参照文献[3].
2 结果分析
2.1 不同浓度 ABA处理对丙二醛(MDA)含量的影响
MDA是膜脂质过氧化的产物,其含量的多少是膜脂质过氧化作用强弱的一个重要指标[4],积累越多表明
DOI:10.13537/j.issn.1004-3918.2008.11.029
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组织的保护能力越弱,细胞膜遭受破坏越严重 . 对不同浓度 ABA处理情况下 MDA含量的变化进行方差分
析,经过多重比较发现:0 mg/L与 5,15,25 mg/L处理之间差异显著:5 mg/L 的 MDA含量与 15 mg/L的 MDA
含量差异不显著;15 mg/L 的 MDA含量与 25 mg/L的 MDA含量差异显著 . 这可能是随着处理浓度的提高、
植物体内的保护酶之一 SOD升高的缘故,使膜脂过氧化的终产物之一 MDA含量上升不明显,但还有待进一
步研究 .
通过图 1可知,经过 ABA处理后,与对照相比,叶片中的 MDA含量明显降低,在 ABA 0~15 mg/L之间
是随着浓度的增加而降低,且在 15 mg/L时效果最为显著,说明随 MDA含量的增加,叶片质膜膜脂过氧化作
用也随之降低,抗寒性增强 .
2.2 不同浓度 ABA 处理对 SOD活性的影响
超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的防御物质或保护酶,它可以消除超氧化物阴离子自由基产生 H2O2[5],不
同浓度 ABA处理对香樟幼树 SOD活性的影响见图 2 . SOD是植物体内的保护酶,对植物体内超氧化物阴离
子自由基 O2-起到清除作用,SOD活性的提高可防止和减轻伤害 .
对不同浓度处理间香樟幼树 SOD活性进行方差分析,经过多重比较发现,0 mg/L与 5 mg/L处理间差异
不是很显著,5 mg/L 与 15 mg/L 处理间差异也不显著 . 15 mg/L与 0 mg/L和 25 mg/L 的 SOD活性差异显著 .
这表明经过 ABA处理后对香樟有一定的保护作用 . 比较不同 ABA浓度处理下 MDA含量和 SOD活性的变
化趋势,可以看出二者的一定的相关性:SOD活性的提高可以使 MDA的含量维持在正常水平 .
由图 2可以看出,不同浓度 ABA处理对超氧化物歧化酶活性影响的变化 . 经不同浓度的 ABA处理后,
与对照相比 SOD活性有上升趋势,在 15 mg/L达到高峰,但在 25 mg/L时有不明显的回落趋势,但总的趋势
大于对照,说明在 ABA处理浓度的范围内,处理浓度的提高与抗寒性不是一直成正比的关系 .
2.3 不同浓度 ABA 处理对 CAT的影响
CAT是植株内广泛存在的能清除活性氧的膜保护酶类,它能把活性氧转变为低活性物质,从而保护细胞
膜系统 . 对 CAT活性进行方差分析,经过多重比较可看出:0 mg/L与 5 mg/L,15 mg/L处理差异显著;15 mg/L
与 25 mg/L的差异不是很显著 . 通过方差分析可以看出,SOD与 CAT两种保护酶的活性变化趋势基本一致 .
图 1 ABA处理对香樟叶片丙二醛含量的影响
Fig.1 Effects of ABA treatment on MDA content in seedlings of the Cinnamomum camphora
图 2 ABA处理对香樟叶片 SOD含量的影响
Fig.2 Effects of ABA treatment on SOD activity in seedlings of the Cinnamomum camphora
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0叶
片
M
DA
含
量
/(
m
m
ol·
g-
1 F
W)
5 15 25 35
ABA/(mg·L-1)
700
600
500
400
300
200
100
0叶
片
SO
D
活
性
/(
U·
g-
1 F
W·
h-
1 )
5 15 25 35
ABA/(mg·L-1)
1352- -
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从图 3可以明显看出,随着 ABA浓度的升高,CAT活性呈上升趋势,在 15 mg/L 时达到高峰,而后有平
缓的下降趋势 . CAT活性的提高能消除植物体内的一定数量的 O2-,达到增强抗寒性的效果 .
2.4 不同浓度 ABA 处理对香樟电解质外渗率的影响
用电导法测定不同作物或同一作物不同品种在相同胁迫下膜透性的增大程度,可以比较其抗寒性的强
弱[6-7] . 相对电导率越大,受损程度越大,即表明植物抵抗外界伤害的能力越弱,因此也就越容易受到寒冷的
影响;反之,抗寒能力越强[8] . 图 4表明:随着 ABA浓度的提高,植物电解质外渗率的量随之下降 . 当 ABA为
5 mg/L时,植物电解质外渗率有一定下降幅度,在 ABA 15 mg/L时下降幅度最大,在 25 mg/L时又有缓慢的
上升,说明经过 ABA处理后,细胞膜结构和功能受到的伤害在减轻,抗寒性随之增强 . 在处理范围内,ABA
15 mg/L时,植物抗寒性最明显 .
2.5 不同浓度 ABA 处理对超氧阴离子自由基含量的影响
氧气在生物体内生成氧自由基时,不仅自身具有毒性,而且可以经过一系列反应生成其它氧离子自由基,
进一步对生物产生损害作用[9]. 由标准曲线 y=0.138 7x-0.098 9(R2=0.992 5)得出结果 . 在 ABA处理为 5 mg/L
时,与对照没有任何差异,对照与 15 mg/L在 5 %水平上的差异显著,15 mg/L与 25 mg/L之间差异不显著 .
14
12
10
8
6
4
2
0
叶
片
CA
T
活
性
/(
U·
g-
1 F
W·
m
in
-1 )
5 15 25 35
ABA/(mg·L-1)
尤 扬等:叶面喷施 ABA对香樟幼树抗寒性的影响
图 4 不同浓度 ABA处理对电解质外渗率的影响
Tab.4 Effects of ABA treatment in difference concentrations of the electrolyte leakage rate
图 5 不同浓度 ABA处理对超氧阴离子自由基含量的影响
Fig.5 Effects of ABA treatment in difference concentrations of the oxygen free radical
图 3 不同浓度 ABA处理对过氧化氢酶(CAT)的影响
Fig.3 Effects of ABA treatment in difference concentrations of the CAT
6
5
4
3
2
1
0
电
解
质
外
渗
率
/%
5 15 25 35
ABA/(mg·L-1)
25
20
15
10
5
0
叶
片
O 2
-
含
量
/(
U·
g-
1 F
W)
5 15 25 35
ABA/(mg·L-1)
1353- -
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从图 5看出,在 ABA 5 mg/L时,香樟叶片内的氧含量比对照高,随着处理浓度的提高,氧含量在缓慢的
下降,表明经 ABA处理的香樟叶片氧的产生速率受到抑制,这可能是因用 15 mg/L,25 mg/L ABA处理时,
SOD活性下降受到抑制,保持较高活性的缘故 .
3 小结与讨论
许多植物生长调节剂表现出对植物抗寒性的效应,而植物激素可能是抗寒基因表达的启动因素,而应用
植物生长调节剂是提高植物抗寒力的有效途径 . 其中,ABA与植物抗寒力的关系研究最深入[10-11],外源 ABA
可提高苹果、柑桔等树种的抗寒能力 . 本实验表明,外源 ABA能提高香樟的抗寒性,表现在升高的 SOD和
CAT活性及降低的氧产生速率、电解质外渗率及 MDA的含量等生理生化指标方面 .
实验研究结果表明:经过不同浓度脱落酸处理后,SOD及 CAT的活性在 0~15 mg/L随着浓度的升高其值
不断上升,在 15~25 mg/L又呈缓慢下降趋势,在 15 mg/L时上升趋势最为显著 . 而 SOD,CAT是保护酶作为
植物在逆境中的保护体系,两者协同作用,能消除 O2-,因此 O2-的产生速率随着保护酶活性的增强在不断减
小 . 由于保护酶 SOD,CAT活性的加强,使 MDA含量和电解质外渗率随着膜质过氧化作用的减弱其值也在
减小,从而提高了植物的抗寒性,在所处理的浓度范围内,ABA 15 mg/L时效果最为显著 . 因此,外喷 ABA
人为改变了生物体内物质和抑制物质的平衡,使植物生长势减弱,休眠势增强,从而使得植物对逆境相对不
敏感 . 然而,植物耐低温的机制相当复杂,仅从某一侧面或某一层次去研究提高香樟的抗寒性是不够的,关
于提高植物的抗寒性还有多方面的因素有待进一步地研究和探讨 .
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Effect of Spraying Leaves with ABA on Cold Resistance
in Cinnamomum camphora of Seedlings
You Yang1, Yuan Zhiliang2, Zhang Xiaoyun1, Cui Tingting1, Ye Yongzhong2
(1. School of Horticulture and Landscape Architecture,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,Henan China;
2. College of Life Science,Henan Agncultural University,Zhengzhou 450002,China)
Abstract:With the difference concentration s(0,5,15,25 mg /L)of ABA spraying leaves in Cinnamomum
camphora of seedlings,the five physiological indicators of camphor leaves inciuding superoxide dismutase(SOD),
catalase(CAT),malondiadehyde(MDA),oxygen free radical(O2-),electrolyte leakage rate was determinated. The
results showed that spraying leaves with the ABA of 15 mg/L can enhance the Cinnamomum camphora seedlings
winter resistance significantly.
Key words:ABA;Cinnamomum camphora; leaves; cold resistance
1354- -