全 文 ：文章编号：1003-7853（2013）06-0087-02
水杨酸对紫花槭
抗寒生理指标的影响
李 虹 1，2，刘晓东 1*
（1.东北林业大学，哈尔滨150040；2.黑龙江省科学院自然与生态研究所
湿地与生态保育国家地方联合工程实验室，黑龙江哈尔滨150040）
摘要：通过室内实验生理生态学的方法研究了外源添加剂水杨
酸（SA）对紫花槭抗寒性的影响。研究表明，在低温胁迫下，通
过添加 1.0mmol/L 水杨酸能够显著降低（实验组）紫花槭的丙
二醛（MDA）积累量、电解质渗透率；其可溶性糖含量明显高于
未用 SA处理的对照组。
关键词：水杨酸；紫花槭；低温胁迫；抗寒性
中图分类号：Q945 文献标识码：A
SA effect on Cold Resistance Physiological
Indexes of Acer pseudo-sieboldianum
LI Hong1,2 et al
(1.Northeast Forestry University, Harbin 150040;
2.Institute of Natural Resources And Ecology, HAS., National and
Provincial Joint Engineering Laboratory of Wetlands and
Ecological Conservation, Harbin 150040, China)
Abstract: Through the experiment of physiological ecology on
exogenous salicylic acid (SA) effect on cold hardiness of Acer
pseudo -sieboldianum. The research shows that, under the low
temperature stress, adding 1.0mmol/L SA can significantly reduce
the content of MDA and the membrane permeability; the soluble
sugar content was significantly higher than untreated with SA con－
trols.
Key words: Salicylic acid (SA); Acer pseudo-sieboldianum;
Low temperature stress; Cold hardiness
紫花槭（Acer pseudo- sieboldianum (pax) kom.）又名假色
槭，是槭树科槭树属木本植物，自然界中多为亚乔木或灌木，
高可达 8~9m。主要分布在吉林省长白山区，在黑龙江省仅东
南部边缘山地偶有生长，生于海拔 900m 以下的针阔叶混交林
或次生阔叶混交林内或林缘。紫花槭不仅是细木用材、染料原
料和蜜源植物，而且又是优良的绿化树种和庭园观赏树种，尤
其是其树姿、叶形和秋季的红叶更具观赏性，宜丛植或片植，
作风景林树种。
水杨酸（salicylic acid，SA），即邻羟基苯甲酸，是一种能调
节植物许多生长发育过程的小分子酚类物质，科技工作者将其
作为一种新型激素进行了大量研究。近年，科研人员又发现水
杨酸还具有促进植物体细胞发育，延迟果实成熟，尤其在提高
植物非生物抗逆性方面具有明显作用[1-3]。因此，本研究以紫花
槭为试材，通过施用不同浓度外源SA，研究其对紫花槭抗寒性
相关生理指标的影响，为今后提高紫花槭抗寒性提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
试验材料为紫花槭2年生苗木，试验地设在黑龙江省科学
院新品种示范基地。其气候特点是四季分明，冬季漫长而寒
冷，夏季短暂而炎热，春秋两季风沙大、降水少、易干旱；年均
温 3.4℃，年平均降雨量为 619.1mm，相对湿度 68%，年日照时
数2482.2h，无霜期140~160d；基地内土壤为团状和团粒状黑壤
土，原为农用土，pH 值 6.94~7.74，土壤肥力均一，基地内空气
质量良好，API质量级别为二级。
1.2试验方法
1.2.1试验设计
试验设 4 个处理水平：对照 S1：0.25mmol/LSA 处理、S2：
1.0mmol/LSA处理、S3：5.0mmol/LSA处理，10株小区，三次重复。
分别用 0.25mmol/L、1.0mmol/L、5.0mmol/L 的 SA 溶液对供试植
株进行根部浇灌处理，每周一次，对照采用清水喷施。采样期为
1月中下旬，选择规格相同的苗木 10 株，各株在相同的树冠位
置采样，采集成熟度较为一致、深休眠期尚未受冻伤的枝条。将
取回的试验枝条，冲洗干净，滤纸吸干表面水分，用湿纱布包好
待处理，分别在 -25℃、-30℃、-35℃、-40℃的低温下分别处理
9h（对照材料不做处理，洗净晾干直接测定），每个处理设 3 次
重复。将处理完毕的枝条放在 0~4℃的冰箱内解冻 9h，室温恢
复后，进行各项生理指标的测定。
1.2.2测定方法
采用电导法测定紫花槭枝条细胞膜相对透性，蒽酮比色法测
定紫花槭可溶性糖含量[4]，硫代巴比妥酸比色法测定丙二醛含量。
1.2.3数据分析
将试验数据进行分类整理，采用 SPSS18.0 及 EXCEL 2007
等软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1水杨酸对紫花槭质膜透性的影响
生物膜是低温伤害作用于植物细胞的原初部位，在低温胁
迫下，细胞原生质膜的结构和功能首先受到伤害，从而使植物
组织浸泡液的电导率增大[5]。植物电解质渗出率的高低可以反
映其抗寒力的大小。试验测定了在不同的低温胁迫条件下，紫
花槭经不同SA处理的1年生休眠枝条的电解质渗出率，图1。
SA外源诱导对紫花槭质膜透性的影响。试验测定了低温胁
迫条件下，不同SA处理紫花槭1年生休眠枝条的电解质渗出率
与温度的关系，如图1所示。不同SA处理紫花槭的相对电导率
的整体变化趋势基本一致，即随着温度的降低呈逐渐上升趋势，
这表明低温胁迫对植物细胞膜产生伤害，温度越低细胞膜受伤
害越严重，细胞膜膜透性增加，相对电导率随之上升。在-40℃低
温胁迫时，不同SA处理相对电导率达到最高值，分别为56.3%、
51.7%、49.8%和 50.8%，表明枝条组织己经受到严重伤害，细胞
内电解质大量外渗，个别处理的紫花槭已经达到半致死状态。在
-25~-40℃的低温胁迫过程中，CK 处理的相对电导率明显高于
SA处理（S1、S2、S3）的电导率，说明 CK 处理的紫花槭对低温比
较敏感，SA处理的紫花槭对低温的适应能力强于CK，这与生长
恢复试验和LT50得出的结果也相吻合。方差分析结果表明，在不
同低温胁迫处理阶段，SA 处理（S1、S2、S3）与对照（CK）相比，相
对电导率存在显著差异，但个别阶段SA处理间差异不显著。
图1 不同低温胁迫下紫花槭相对电导率的变化
国土与自然资源研究
2013 No.6 TERRITORY&NATURALRESOURCESSTUDY·87·
DOI:10.16202/j.cnki.tnrs.2013.06.007
将低温胁迫下细胞相对电导率与温度之间的关系，用
Logistic 方程 y=k/（1+ae-bx）拟合，R2均较高，表明方程具有较好
的拟合度，见表 1。Logistic 曲线方程公式中，k 值表示最大胁
变，参数 a值表示曲线渐进度，b 值则为初始胁强下的胁变增
长率，即曲线斜率。
表1 紫花槭电导率的Logistic方程参数及半致死低温LT50
处理 Disposal a b K 半致死低温LT50 拟合度R2
CK
S1
S2
S3
36.6
7.96
20.74
9.58
0.40
0.19
0.24
0.19
95.71
113.11
105.17
106.22
-36.80
-37.76
-41.52
-39.31
0.9285**
0.9577**
0.9833**
0.9531**
注：**表示拟合度达到极显著水平。
在一系列的低温冷冻处理后，不同处理紫花槭的拐点温度
LT50存在差异，LT50的排序为：S2＜S3＜S1＜CK。拐点处单位胁
强变化引起的胁变变化最大[6]，处于拐点温度附近，降温对细胞
膜的破坏效应最大，不同处理在拐点温度上表现出的差异可以
用于衡量其耐受低温的能力，且这种差异表现为拐点温度与耐
寒力之间呈负相关趋势，LT50越低，抗寒性越强[7]，即 S2 处理紫
花槭的抗寒性大于 S3 处理，S3 处理的抗寒性大于 S1 处理，S1
处理的抗寒性大于CK处理。
2.2水杨酸对紫花槭丙二醛含量的影响
植物在逆境胁迫中，细胞产生的超氧自由基诱导脂质中的
不饱和脂肪酸产生膜脂过氧化。膜脂过氧化会降低膜的流动性
使质膜透性增大，另外，膜脂过氧化产物能够抑制细胞保护酶
活性从而加剧膜脂过氧化[8]。丙二醛（MDA）是细胞膜脂过氧化
的重要产物之一，对植物具有毒害作用，其含量可以反映植物
遭受逆境伤害的程度[9]。试验测定了在不同的低温胁迫条件下，
2 种彩叶植物经不同 SA 处理的 1 年生休眠枝条的丙二醛含
量，见图2。
SA 外源诱导对紫花槭丙二醛含量的影响 如图 2 所示，随
着温度的逐渐降低，不同处理紫花槭枝条的 MDA 含量总体上
呈上升的趋势。这说明低温胁迫使植物组织受到严重伤害，体
内膜脂过氧化作用不断加强，MDA 含量也不断增加；在低温胁
迫过程中，对照（CK）处理的 MDA 含量始终高于 SA 处理（S1、
S2、S3），说明其膜脂过氧化程度较高。方差分析结果表明，在不
同低温胁迫处理阶段，SA 处理（S1、S2、S3）与对照（CK）相比，
MDA含量存在显著差异，SA处理间变异显著。经过S2处理的
实验组 MDA 含量显著低于其他各组的水平。在 -40℃低温胁
迫下，CK 和 S1 处理的 MDA 含量较 -35℃稍有降低，但仍高于
对照温度。推测可能是重度低温胁迫使细胞膜丧失生理机能，
代谢产物减少所致。
2.3水杨酸对紫花槭可溶性糖含量的影响
可溶性糖是植物抵御低温的重要保护物质，大量累积的可
溶性糖可以提高细胞液浓度，增加了细胞的持水力，降低冰点，
减轻质膜受低温的伤害，从而提高了植物的抗寒性[10]。糖分的
积累可提供能源和代谢底物，诱导其他与抗寒性相关的生理生
化进程，还间接诱导蛋白质的合成，含量越高，抗寒性越强。
SA 外源诱导对紫花槭可溶性糖含量的影响 由图 3 所示，
在低温胁迫过程中，不同处理紫花槭的可溶性糖含量随着温度
的降低而升高。S2处理可溶性糖含量最大，其次是S3。方差分
析结果表明，在不同低温胁迫处理阶段，SA 处理（S1、S2、S3）与
对照（CK）相比，可溶性糖含量存在显著差异，S2 处理可溶性糖
含量显著高于其他组的水平。
3 讨论
低温胁迫使植物体内产生大量自由基，引起膜系统损伤，
造成低温伤害，在低温胁迫的条件下，不同浓度SA诱导处理可
以引起植物的细胞膜透性显著降低，可溶性糖含量显著提高，
图2 不同低温胁迫下紫花槭丙二醛含量的变化
图3 不同低温胁迫下紫花槭可溶性糖含量的变化
从而有效清除细胞内的活性氧，改善细胞结构，增强细胞水势，
加强植物的抗冷性作用。
作为苯丙氨酸代谢途径产物的 SA，已被广泛用于植物的
抗病性及其它抗逆性的研究，许多科学家认为应作为一种新的
激素。目前对SA在植物抗冷性方面作用，特别是对园林植物
的抗冷性作用研究还不足，而低温损伤是影响各种观赏植物引
种、园林应用和保存的主要因素之一，至今还没有根本的解决
办法，因此，研究SA低温胁迫下对植物的影响具有重要意义。
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作者简介：李虹，女，研究实习员，从事园林植物与观赏园艺研究。
通讯作者：刘晓东（1963~），男，哈尔滨人，教授。
（2013-09-04收稿 S编辑）
·88· 李虹等 水杨酸对紫花槭抗寒生理指标的影响