全 文 ：收稿日期: 2000- 01- 24
作者简介:佘文琴 ( 1970- ) ,女 ,讲师 ,硕士 .研究方向:果树生理 .
文章编号: 1006-7817-( 2000) 04-0440-04
白兰花的耐寒性及其越冬期保护酶活性的变化
佘　文　琴
(福建农业大学园艺系 ,福建 福州 350002)
摘要: 用电导法测定白兰花的耐寒性 .结果表明 ,白兰花临界低温为 - 3℃ ,低温持续时间不同对白兰花临界
低温有影响 . - 1℃处理 24 h与 - 3℃处理 6 h,白兰花叶片的电渗率相同 .在越冬期 ,随着气温的降低及低温
持续时间的延长 ,超氧物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性均呈下降趋势 , 2月份比上年越冬前 11月份分
别降低了 26.89% 、 47.36% 、 54.34% .
关键词: 白兰花 ; 越冬期 ; 保护酶 ; 耐寒性
中图分类号: S685.15　　文献标识码: A
Cold tol erance in bailan and change of its protective enzyme activity
during wintering
SHE Wen-qin
( Depar tm ent of Ho rticulture, Fujian Ag ricultural Univ ersity, Fuzhou, Fujian 350002, China )
Abstract: Electrical conduction was used to detect the cold tolerance of bailan (Michelia alba DC. ) and it w as
discover ed that the c ritical low temperature was - 3℃ , affected by different leng thes of low temperature dura-
tions. The electroly te leakage a t - 1℃ for 24 hours w as equa l to tha t a t - 3℃ for 6 hour s. During w intering ,
the activities o f supero xide dism utase, catalase and peroxida se tended to dec rea se with the temperature and
leng thening of the low temperature duration, and in February they w ere respectiv ely 26. 89% , 47. 36% and
54.34% lower than those in November before wintering.
Key words: bailan; wintering; pro tectiv e enzyme; cold to lerance
白兰花 (Michel ia alba DC. )属木兰科含笑属 ,又称白兰、白玉兰 ,原产印度尼西亚爪哇 .白
兰花枝叶繁茂 ,花朵洁白 ,花香浓烈 ,不仅是城镇常用的绿化树 ,而且是重要的香料花卉、乔木
常绿花卉 .白兰花喜阳光充足、温暖及湿润的气候 ,不耐寒 .低温造成的寒害常给白兰花的种植
和生长带来严重的影响 .苏金为等 [1 ]、郑家基等 [2 ]分别研究低温下茉莉、越冬期香蕉保护酶活
性的变化 ,结果表明 ,低温伤害与自由基积累相关 .为提高植物抗寒力 ,必须加强酶保护系统 ,
通过超氧物歧化酶 ( SOD)、过氧化氢酶 ( CAT)、过氧化物酶 ( POD)等清理超氧自由基、过氧化
物和减少羟基自由基的形成 .然而 ,有关木本花卉在越冬期 ,植物体内生理变化的研究报道并
不多 ,白兰花这方面的研究尚未见报道 .本文拟探讨越冬期白兰花叶片保护酶活性的变化 ,旨
在为提高白兰花抗寒性及扩大栽培区域提供理论依据 .
1　材料与方法
1.1　材料
供试材料采自福建农业大学主干道两侧栽植的 15年生白兰花行道树 .选生长正常、长势
较一致的植株各 10株 ,定期、定株采自顶部向下数的第 3片展开成熟叶片 ,同时观察记载当时
福建农业大学学报 29( 4): 440- 443, 2000
Journal of Fujian Ag ricultural Univ ersity
DOI : 10. 13323 /j . cnki . j . f af u( nat . sci . ) . 2000. 04. 008
的气温情况 .
1.2　方法
1. 2. 1　叶片电渗率的测定　白兰花叶片电渗率的测定于 1999年 1月进行 .叶样在室温 ( 10-
12)、 3、 1、 - 1、 - 3、 - 5℃等处理 6 h,用 DDS-11型电导仪测定其电渗率 ,以电渗率表示膜透
性 ,测定白兰花低温危害的临界温度 ;叶样在 1、 - 1、 - 3、 - 5℃分别处理 2、 6、 8、 12、 24 h,用
DDS-11型电导仪测定其电渗率 ,探讨不同低温持续时间对白兰花细胞膜透性的影响 .
1. 2.2　活性氧清除酶类活性的测定　活性氧清除酶类活性的测定于 1998年 11月至翌年 3月
份进行 .称取 0.3 g的白兰花叶片 ,加入适量的 50 mmol· L- 1的磷酸缓冲液 ( PBS) (含质量分
数为 0. 001的 PV P, pH 7.0) ,置预冷研钵中匀浆 ,匀浆液于 2- 4℃ 15 000 g离心 20 min,上
清液为酶提取液 . SOD活性测定参照王爱国等 [3 ]、朱广廉等 [4 ]的方法 ,并稍加改进 ,测定 SOD
对氮蓝四唑 ( NBT)光化还原的抑制作用 ; CAT活性的测定参照碘量法及 Klapheck et al[5 ]的方
法 ; POD活性的测定参照华东师范大学生物系生理教研组 [6 ]的方法 .
2　结果与分析
2.1　白兰花的临界低温
　表 1　低温下白兰花叶片的电渗率 1)
　 Table 1　 Electrolyte leakage in leav es of
bailan at low temperatu re
θ/℃ 电渗率 /%
室温 ( 10- 12) 38.56
3 40.58
1 43.54
- 1 45.24
- 3 58.64
- 5 83.34
　　 1)处理时间均为 6 h.
　　表 1表明 , 3、 1、 - 1℃下处理 6 h,白兰花叶片电渗率
与室温相比无显著变化 ,离体叶片未见有受冻症状 .可见当
温度高于- 1℃ ,白兰花叶片细胞膜具有自我调节功能 ,细
胞膜未损伤 ,因而透性小 ,电渗率变幅不大 .当温度降到
- 3、 - 5℃时 ,电渗率分别为 58. 64%、 83.34% ,与室温相比
增幅较大 . - 3℃处理 6 h大部分叶片呈褐色斑块状受冻
症状 ; - 5℃处理 6 h叶片全部受冻呈水渍状 . Sukumaran
et al
[7 ]提出以电渗率达 50%的温度为组织受冻害温度
( LT50 ) ,因而可以认为白兰花可忍受的临界低温为 - 3℃ .
表 2表明 ,不同低温持续时间对白兰花的耐寒性有影
　表 2　低温持续时间对白兰花叶片电渗率的影响
　 Table 2　 Ef fect of low temperature duration on elect rolyte leak-
age in leaves of bailan
t (处理 )
h
电渗率 /%
1℃ - 1℃ - 3℃ - 5℃
2 38.43 40. 53 42. 29 62. 34
6 39.59 44. 37 58. 93 84. 74
8 42.53 45. 97 60. 32 87. 74
12 45.53 51. 04 69. 74 88. 74
24 46.32 59. 12 74. 53 89. 11
响 . - 1℃处理 6 h,电渗率仅为 44. 37% ,叶
片未见有冻害症状 .随着低温持续时间的延
长 ,电渗率增大变化较有规律 ,处理 12 h,电
渗率达 51. 04% , 24 h达 59. 12% ,与 - 3℃处
理 6 h的 58.93%近似 ,表明温度虽未达到临
界低温 ,但持续时间长 ,亦会导致冻害 .
2.2　白兰花越冬期若干保护酶活性的变化
2. 2. 1　 SOD活性　从 1998年 11月至 1999
年 3月气温的变化情况 (表 3)可以看出 ,白
兰花越冬过程中气温逐渐降低 , 1月上旬旬平均温度最低 , 2月份月平均温度最低 ,极端低温也
在 2月份 , 3月份气温回升 .越冬期间随气温降低 , SOD活性在低温影响下呈下降趋势 ,从越冬
前的 11月份到越冬期的翌年 2月份 ,下降了 36. 78% (图 1) . SOD通过歧化反应使 O-2 转变为
O2和 H2O2 ,清除毒性较大的 O-2 的毒害 .在低温逆境下 ,由于自由基的产生和消除 ,二者之间
·441·第 4期　　佘文琴:白兰花的耐寒性及其越冬期保护酶活性的变化
　表 3　福州市 1998年 11月至 1999年 3月气温
　 Table 3　 Temperature in Fuzhou during Nov. 1998- Mar.
1999
年 月 旬 θ(月均 )℃
θ(旬平均 )
℃
θ(极端 )
℃
1998 11 上 18. 9 19. 6 13. 3
中 18. 8 13. 0
下 18. 5 12. 5
1998 12 上 14. 8 15. 1 7. 7
中 14. 7 6. 8
下 14. 4 7. 6
1999 1 上 13. 2 11. 6 3. 5
中 12. 6 3. 1
下 15. 1 10. 6
1999 2 上 13. 1 11. 7 2. 8
中 13. 1 5. 8
下 14. 8 8. 1
1999 3 上 14. 7 16. 0 10. 1
中 14. 0 8. 6
下 14. 2 7. 3
平衡遭到破坏 , SOD等保护酶活性下降 ,削弱
了保护系统 ,使活性氧类增加及膜脂过氧化作
用加强 ,过氧化过程又产生新的自由基 . SOD
活性随气温下降而降低 ,表明白兰花细胞膜抵
抗自由基攻击的能力下降 ,植株易遭冻害 .
2. 2. 2　 CAT活性　 CAT是影响质膜的主要因
子 .由图 2可见 ,白兰花进入越冬期 ,随着低温
加强 , CA T活性呈下降趋势 .白兰花从 11月份
到翌年 2月份 CAT活性下降了 47. 36% .白兰
花在越冬期 CAT活性下降幅度比 SOD活性
大 .
2. 2.3　 POD活性　越冬期随气温下降 , POD活
性呈下降趋势 .从 11月份到翌年 2月份 POD
活性下降了 54. 34% (图 3) .白兰花在越冬期
POD活性下降比 SOD、 CAT多 .秦小琼等 [8 ]认
为只有当 SOD与 CAT的表达比例适当时 ,植
　图 1　越冬期白兰花叶片 SOD活性变化
　 Fig. 1　 Change of SOD activi ty in leav es of bailan during
wintering
株耐逆境胁迫能力才能提高 .
3　讨论
3.1　白兰花的临界低温
电导法用于植物耐寒性研究已有多年 ,可
以直接测出植物能够忍受的低温程度 . Suku-
maran et al
[7 ]基于电渗率为 50%正好与半致死
程度一致 ,提出以电渗率为 50%时的温度为组
织的半致死温度 .罗正荣等 [9 ]以电渗率配合
Logistic方程 ,来探讨植株抗冻力 .白兰花喜温
忌冻 ,因此栽植范围受到影响 ,如我省宁德、南
平、三明等地 (市 )少见栽植 .本试验的结果表
　图 2　越冬期白兰花叶片 CAT活性变化
　 Fig. 2　 Change of CAT activity in leaves of bai lan during
wintering
明 ,白兰花于 - 3℃处理 6 h,细胞膜透性急剧
增大 ,电渗率达 58. 64% ,叶片呈褐色斑块状冻
害症状 .白兰花能忍受的临界低温还与低温持
续时间有关 ,白兰花于 - 3℃处理 2 h,电渗率
为 42. 29% ,未见有冻害症状 .于 - 1℃处理 24
h,电渗率为 59. 12% ,叶片有褐色小斑块的冻害
症状 ; - 5℃处理 6 h,叶片均有明显水渍状的
冻害症状 ,且持续时间越长 ,叶片受冻害程度越
严重 .根据白兰花叶片在低温下电渗率的大小
和可见受冻害症状 ,参照 Sukumaran et al[ 7]提
出的以电渗率达 50%的温度为组织受冻害温
·442· 福建农业大学学报　 2000年第 29卷
　图 3　越冬期白兰花叶片 POD活性变化
　 Fig. 3　 Change of POD activi ty in leav es of bailan during
wintering
度 ,认为白兰花耐寒的临界低温为- 3℃ .
3.2　白兰花越冬期保护酶活性变化与耐寒性
在逆境中 ,植物产生自由基 ,其首击目标是
细胞膜系统 ,这些自由基有赖于保护酶系统与
保护物质来清除 . SOD是清除自由基最重要的
酶类之一 ,与 CAT、 POD协调作用 ,使自由基
维持在一个低水平上 ,从而防止自由基的毒害 ,
延缓细胞的衰老 [10 ] .越冬期随气温降低 ,白兰
花叶片 SOD、 CAT、 POD活性下降 ,与苏金为
等 [1 ] ,郑家基等 [2 ]在茉莉、香蕉中的研究结果一
致 .但与周碧燕等 [11 ]的研究结果并不尽一致 .
周碧燕等 [11 ]的试验结果表明 ,越冬前期和中期
香蕉叶片 SOD活性增强 ,越冬后期下降 ,这与
试验条件及所研究的侧面不同有关 .随气温下降 ,白兰花叶片中 CAT、 POD活性下降幅度大
于 SOD.白兰花在越冬期细胞内 SOD与清除 H2O2酶类不协调亦是耐寒性低的一个重要原
因 .
致谢: 气象资料由福建农业大学气象站王建民老师提供 ,特此表示谢意 .
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·443·第 4期　　佘文琴:白兰花的耐寒性及其越冬期保护酶活性的变化