全 文 ：第 45 卷 第 4 期 河 南 农 业 大 学 学 报 Vol． 45 No． 4
2011 年 8 月 Journal of Henan Agricultural University Aug． 2011
收稿日期:2011 － 03 － 11
基金项目:河南省重点科技攻关计划项目(0624070035)
作者简介:王 宁，1979 年生，男，河南鄢陵人，博士研究生，主要从事园林植物抗性研究．
通讯作者:苏金乐，1953 年生，男，河南新郑人，教授，博士生导师．
文章编号:1000 － 2340(2011)04 － 0407 － 04
低温胁迫对大叶冬青生理特性的影响
王 宁1，吴 军2，夏鹏云1，苏金乐1
(1．河南农业大学林学院，河南 郑州 450002;2．河南农业大学农学院，河南 郑州 450002)
摘要:通过对不同时间、低温处理对大叶冬青叶片内 SOD，CAT等保护酶活性、相对电导率及叶绿素总量、可溶性
糖和 MDA含量的测定，探讨不同低温处理条件下持续不同时间对大叶冬青生理特性的影响．结果表明，随着胁
迫时间的延长，不同低温处理中叶片内 MDA含量和相对电导率均呈先升后降又升的变化;叶绿素总量、可溶性
糖含量及 SOD和 CAT活性均呈现先升后降的变化．其中，CAT活性和可溶性糖含量的峰值均出现在 48 h，且均
明显高于 CK;SOD活性的峰值出现在 24 h，至 48 h时，仅 － 6 ℃处理中 SOD活性低于 CK，但并不明显．
关键词:大叶冬青;生理指标;抗寒性
中图分类号:S723 文献标志码:A
Effects of low temperature stress on physiological
characteristics of Ilex latifolia Thunb．
WANG Ning1，WU Jun2，XIA Peng-yun1，SU Jin-le1
(1． College of Forestry，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China;
2． College of Agronomy，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China)
Abstract:To better understand the physiological mechanism of low temperature stress affecting the
growth of Ilex latifolia Thunb．，such physiological indexes as relative electrical conductivity，SOD，
CAT activity，content of MDA，soluble suger and chlorophyll were studied in this paper． The results
showed that as low temperature stree intensified and time prolonged，the realtive conductivity and MDA
content first increased then decreased，and increased at l ast;The content of chlorophyll and soluble
suger，SOD and CAT activity increased finst then decreased． The peaks of CAT activity and soluble
suger content all appear at the 48 th hour，and were significantly higher than CK;The peak of SOD ac-
tivity appear at the 24 th hour，at the 48 th hour，only － 6 ℃ processing SOD activity lower than CK，
but not significantly．
Key words:Ilex latifolia Thunb．;physiological indexes;cold resistance
大叶冬青(Ilex latifolia Thunb．)系冬青科冬青
属常绿阔叶乔木，主要分布于长江中下游地区，高可
达 20 m，树形优美，枝叶浓荫，具有较高的观赏价值
和经济价值．对于常绿阔叶树种相对匮乏的北方城
市而言，引种驯化大叶冬青的相关研究越来越受到
相关部门的重视．谢晓金等［1］、田如男等［2］通过对自
然降温过程中大叶冬青相对电导率的测定，利用 Lo-
gistic方程对其半致死温度(Lethal temperature 50，
LT50)进行了研究，结果表明大叶冬青虽对低温的响
应较慢，但其具有一定的抗寒性．然而，由于植物的
DOI:10.16445/j.cnki.1000-2340.2011.04.021
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抗寒性受低温水平、持续时间等多因素调控，因此需
从多方面对其进行抗寒性综合评价［3］．为此，本试验
通过对不同低温处理条件下持续不同时间大叶冬青
叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)
等保护酶活性、叶绿素总量、可溶性糖和丙二醛
(MDA)含量以及相对电导率的测定，探讨各指标间
与大叶冬青抗寒性关系，以期了解其对低温的反应
特点，为科学评价大叶冬青的抗寒能力提供依据．
1 材料与方法
1． 1 试验材料及处理
供试材料为 2 年生大叶冬青，由南京市祥园苗
圃基地提供． 2009 － 03，移植于河南农业大学林学
院试验场，采用盆栽方式，盆高 26 cm，口径 21 cm，
基质为 V(蛭石)∶ V(珍珠岩)∶ V(草炭)= 1∶ 1∶ 2，随
后进行正常栽培管理． 2009 － 05 － 01 开始，将盆栽
大叶冬青分别移至不同的气候箱内进行前期培养
(温度 25 ℃，光照时间 8:00—19:00，光照度为
12 000 lx，相对湿度为 75% ～ 80%)． 2009 － 05 － 15
开始处理，设置 25 (CK) ，6 0，－ 6 ℃共 4 种温度处
理，采用每3 h降温5 ℃的幅度，直至6，0，－6 ℃，各
处理温度持续时间分别为 0，24，48，72 h．各项检测
项目设 3个重复，每次取 3盆植株的第 5片叶以上的
叶片，胁迫结束后进行取样并进行各项指标的测定．
1． 2 相对电导率的测定
参照邹琦［4］的方法，稍有改进． 称取打好的小
圆片 0． 5 g放入 50 mL的小烧杯中，加入蒸馏水 10
mL，用保鲜膜密封好，用 DSS– 120 型电导仪测定
电导率:1 min 后震荡摇匀用电导仪测定电导值
E0;在室温下放置 24 h 后，充分摇匀测定电导值
E1;然后，在沸水浴中加热 15 min 后，冷却至室温
测定电导值 E2 ．按以下公式计算相对电导率:
L =(E1 – E0)/(E2 – E0)× 100%
1． 3 其它抗寒生理指标的测定
参照李合生［5］方法，蒽酮比色法测定可溶性
糖含量，硫代巴比妥酸法测定 MDA，以氮蓝四唑
(NBT)还原法测定 SOD，紫外吸收法测定 CAT，叶
绿素含量采用丙酮法测定［6］．
1． 4 数据处理
数据分析利用 SPSS统计软件进行相关分析和
方差分析．
2 结果与分析
2． 1 不同时间、低温胁迫对叶绿素含量的影响
不同时间、低温胁迫过程中，大叶冬青叶片内
叶绿素总量呈先升后降的变化(图 1)． 6 ℃处理的
峰值出现在 48 h，而 0，－ 6 ℃处理的峰值出现在 24
h．至 72 h时，与 CK相比，6，0，－ 6 ℃处理中叶绿素
总量分别降低了 15． 15 %，16． 67 %和 25． 76 % ．由
此说明，叶绿素含量前期的增加是大叶冬青对低温
应激反应的结果，但随着处理温度的降低及时间的
延长，大叶冬青叶绿体受到了一定的损害，必然导致
叶绿素大幅度降解，最终会造成其光合速率的下降．
图 1 低温胁迫对大叶冬青叶绿素总量的影响
Fig． 1 Effects of low temperature stress on
chlorophyll content of Ilex latifolia Thunb．
2． 2 不同时间、低温胁迫对 MDA 含量及相对电
导率的影响
不同时间、低温处理对 MDA 含量及相对电导
率均呈先升后降又升的变化(图 2 )． 前期升高可
能与大叶冬青对低温的反应能力有关，24 h 后的
降低可能与低温胁迫后其体内 SOD，CAT 活性及
可溶性糖含量的增加有关，而随后的再次升高说明
其忍受低温胁迫的能力有限． 胁迫至 72 h，与 CK
相比，6，0，－ 6 ℃处理中 MDA 含量分别增加了
32． 04 %，36． 41 %和 44． 82 %;0，－ 6 ℃处理中相
对电导率分别比 CK增加了 8． 04 %和 115%，而 6
℃处理则减少了 15． 58 % ． 由此说明，3 种低温处
理中以 － 6 ℃对大叶冬青造成的影响最大．
2． 3 不同时间、低温胁迫对 SOD 和 CAT 活性的
影响
胁迫过程中，SOD，CAT 活性均呈先升后降的
变化(图 3 ) ，表明在短时间内大叶冬青通过 SOD
及 CAT 活性的增加适应低温胁迫，但随着胁迫的
进一步加剧，其自身调节能力减弱，从而导致低温
胁迫伤害． SOD 活性的峰值均出现在 24 h，下降过
程中，以 － 6 ℃处理最为明显，至 72 h，与 CK相比，
SOD活性降低了 57． 93 %，而 6，0 ℃处理分别下降
了 34． 76 %和 41． 46 %;而 CAT 活性同峰值均出
现在 48 h，上升过程中以 6 ℃和 0 ℃处理较为明
显，下降过程中以 － 6 ℃处理最为明显．胁迫至 72
h，6，0，－ 6 ℃处理中大叶冬青叶片内 CAT 活性比
CK高 184%，102%和 46． 02 % ．
第 4 期 王 宁等:低温胁迫对大叶冬青生理特性的影响 409
2． 4 不同时间、低温胁迫对可溶性糖含量的影响
不同时间、低温胁迫过程中，可溶性糖含量呈
先升后降的变化(图 4) ，表明短期的低温胁迫，大
叶冬青通过体内可溶性糖含量的积累增强自身抗
寒能力，但持续的低温必然会对其造成一定的伤
害． 3 种低温处理中可溶性糖含量的峰值均出现在
48 h，以 6 ℃处理中可溶性糖含量最大，为 CK 的
1． 4 倍，以 － 6 ℃ 处理为最小，但依然比 CK 高
54． 05% ．胁迫至 72 h，6，0 ℃处理中可溶性糖含量
比 CK高 115%倍和 47． 75%，而 － 6 ℃处理比 CK
低 7． 03% ．由此说明，6 ℃低温处理对大叶冬青造
成的影响最小．
图 4 低温胁迫对大叶冬青可溶性糖含量的影响
Fig． 4 Effects of low temperature stress on soluble
sugar content of Ilex latifolia Thunb．
3 结论与讨论
1)常绿阔叶植物在越冬期间叶绿体形态结构
发生明显变化，叶绿体数目较少，叶绿素含量降
低［7］．本试验中，前期叶绿素总量的增加，可能与
大叶冬青对短期低温胁迫产生应激反应的结果．当
胁迫至 48 h，3 种低温处理中叶绿素总量开始下
降，但依然均高于 CK，说明 － 6 ℃，48 h 内的胁迫
对大业冬青造成的影响较小．
2)MDA含量高低和细胞质膜透性变化是反映
细胞膜脂过氧化作用强弱和质膜破坏程度的重要
指标［8，9］．以往的研究表明，MDA 含量的增加与电
解质外渗的增大成正相关，即认为膜脂过氧化过程
是造成膜结构与功能破坏的主要因素［10］． 本试验
中，MDA 含量及相对电导率均呈现先升后降又升
的变化，前期的升高可能与降温速度过快所致，随
后的下降是大叶冬青对低温胁迫的应激反应，随着
时间的延长，低温胁迫必然会对其造成一定的伤
害．值得一提的是，胁迫至 72 h，－ 6 ℃处理中相对
电导率明显高于 CK，0 ℃处理中不明显，而 6 ℃处
理中相对电导率甚至低于 CK，说明仅 － 6 ℃处理
对大叶冬青造成了一定的影响．
3)SOD，CAT等是植物对膜脂过氧化的酶促防
御系统中重要的保护酶［11］．在强度的胁迫试验中，
410 河 南 农 业 大 学 学 报 第 45 卷
酶活性一般随胁迫增加而增加，或者是先增加后降
低的基本势态［12］． 本研究表明，不同降幅下 SOD，
CAT活性变化属于后者． 在一定的时间范围内，大
叶冬青通过酶活性的增加提高适应低温胁的能力，
随着胁迫时间的持续延长，保护酶活性不再增加反
而下降，说明其对低温的忍受能力有限．胁迫至 48
h，仅 － 6 ℃处理中 SOD活性低于 CK．而胁迫至 72
h，以 － 6 ℃处理中 CAT 活性下降最为明显，但依
然高于 CK．由此说明超过 48 h 的 － 6 ℃胁迫对大
叶冬青造成的影响相对较大．
4)低温条件下，植物通过体内各种渗透调节
物质的积累，维持细胞内外的渗透平衡，从而提高
植物的抗寒能力［13］． 可溶性糖作为植物体内重要
的渗透调节物质，其含量变化与植物的抗寒性必然
密切相关．本试验中，3 种温度处理中，大叶冬青叶
片内可溶性糖含量的下降均出现 48 h，而胁迫至
72 h，6 ℃和 0 ℃处理中依然明显高于 CK，仅 － 6
℃处理中低于 CK，说明大叶冬青通过体内渗透调
节物质增加的积累能够适应 48 h内 － 6 ℃的胁迫．
综上所述，大叶冬青通过体内渗透调节物质，
保护酶活性等共同的调节来适应持续的低温胁迫．
在 － 6 ℃，48 h 内的胁迫中，其可溶性糖含量的积
累，以及 SOD，CAT 活性增加，有效地减轻了膜脂
过氧化程度，从而降低了持续低温胁迫对大叶冬青
造成的伤害．
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