全 文 ：第 28卷　第 4期
2007年 12月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
JournalofInnerMongoliaAgriculturalUniversity
Vol.28　No.4
Dec.2007
紫羊茅夏季休眠前后 SOD、POD活性变异分析＊
田　艳 1 , 　王建光＊
(内蒙古农业大学生态环境学院 ,呼和浩特　010019)
摘要:　本研究针对两种在呼和浩特地区出现不同程度夏季休眠的草坪型紫羊茅(FestucarubraL.)品种 ,探讨休眠
前后体内超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的变化规律 , 分析紫羊茅夏季休眠诱因 , 为寻找解眠方法
提供依据。研究结果表明在进入休眠状态之前 , 品种派尼在高温情况下 SOD活性有明显升高 , 最高时达 1.22 u/g
(FW);而 POD活性随温度变化表现较为敏感 ,开始随温度升高活性增强 , 但温度超过 35℃时活性反而会降低。品
种佛罗伦萨在相同情况下 SOD活性变化不大 , 随温度升高活性增强到最高时达到 1.14 u/g(FW)。 POD活性变化不
及派尼活跃 , 随温度升高而增强 , 温度超过 41℃时活性又有所降低。由此认为夏季休眠程度因品种而异 ,可能与品
种抗逆性有关。
关键词:　紫羊茅;　夏季休眠;　超氧化物歧化酶;　过氧化物酶
中图分类号:　S812　　　文献标识码:　A　　　文章编号:1009-3575(2007)04-0022-04
THEANALYZEOFACTIVITYVARIABLITYOFSODANDPODFORFESTUCARUBRAL.INSUMMERBEFOREANDAFTERITSDORMANCY
TIANYan;　WANGJiang-guang
(CollageofEnvironment, InnerMongoliaAgriculturalUniversity, Hohhot　010019, China)
Abstract:　InordertoanalyzethedormancyreasonofFestucarubraL.insummerandfindthesolutionforbreakingdormancy, the
variabilityofactivityofSODandPODfortwodiferentsortsofFestucarubraL., PainiandFlorence, thathavediferentdegreedorman-
cyinsummerinHuhhotwasstudiedinthispaper.Theresultsshowed:TheactivityofbothSODandPODincreasedobviouslyunder
theconditionofhightemperaturebeforeenteringdormancy, themaximumSODactivitycouldreach1.22 u/g(FW).ButPODactivity
hadgreatlyfluctuatedandmoresensitiveanddecreasedwhenthetemperaturewasover35℃, thenmostofthembegantodormancyand
lastedaboutfifteendays.SODactivityofFlorencehadlittlechangeatthesamecondition, however, PODactivityincreasedwiththe
incrementoftemperature, thenlessofthembegantodormancyandlastedaboutfivedays.Therefore, FestucarubraL.dormancyin
summerdisplaydifferentdegreesofresistancetodiferentvarietiesandtherehasarelationwiththeresistanceofthevariety.
Keywords:　 FestucarubraL;　summar-dormancy;　SOD;　POD
　　植物休眠是一个很复杂的现象 ,当生境条件超
越植物生育的活动范围时 ,其生命过程减弱 ,甚至用
落叶等方式丢弃敏感器官和依赖潜伏在地下的器官
逃避逆境条件 。逆境就成为可能导致休眠的因
素 [ 1] 。目前对草坪植物夏季出现休眠现象研究很
少 ,金子黎次等经研究人工栽培条件下的仙客来发
现 ,夏季的温度对仙客来的生长发育有着至关重要
的影响 ,高温可以造成植株停止生长 、叶片失绿脱
落 ,进入强迫性的夏季休眠 [ 1] 。
温度是一非常重要的生态因子 ,与其它生态因
子不同 ,直接影响到植物地上 、地下部分 。植物遭受
高温胁迫时 ,其内部生理变化机制是 1个复杂的过
程 ,有研究指出 ,植物酶促防御系统 ,如过氧化物酶
(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等具有清除自由基
的能力 ,是植物耐热生理基础之一 [ 2] 。耐热性与超
氧化物歧化酶 、过氧化物酶的关系可能因试验材料 、
＊ 收稿日期:　2007-01-04基金项目:　内蒙古自然科学基金项目(200308020409)作者简介:　田艳(1976-),女 ,硕士研究生 ,主要从事植被恢复及城乡绿化方面的研究.＊通讯作者　
高温程度及胁迫时间的不同而有所差异 。近年来 ,
关于高温胁迫对植物的为害和作用机理方面的研究
国内外进展不同 ,研究大多集中在粮食作物及蔬菜 、
果树方面。采用的方法主要是对离体器官进行不同
的高温处理 ,研究不同程度的高温对植物各生长发
育时期的影响。本研究针对影响紫羊茅夏季休眠的
实际环境温度 ,主要是研究自然条件下温度变化对
紫羊茅的影响 ,具有一定的实际意义 。
1　材料与方法
1.1　试验地点及材料
1.1.1　试验地概况　试验地为呼和浩特市内蒙古
农业大学科技园区牧草试验基地。地理位置:N40°
49′, E111°41′,海拔 1 063m,属典型大陆性气候 ,年
平均气温为 5.4℃, 7月份最热 ,极端最高气温可达
36.9℃, 1月份最冷 ,极端最低气温可达 -32.8℃ 。
年降水量为 400mm左右 ,多集中于 7月 , 8月 , 9月
份 ,无霜期 130d～ 140d。土壤属暗栗钙土 ,砂壤质 ,
肥力中等 , pH值为 7.5左右。
1.1.2　试验材料　试验基础即供试材料种子发芽
情况 、来源及播种量和田间密度见表 1。
表 1　供试材料基本情况
Tab.1 thematerialandsource
材料名称 品　种 种子发芽率(%) 播种量(g/m2) 田间密度(株 /cm2) 种子来源
紫羊茅 派尼 88 18 67 加拿大
紫羊茅 佛罗伦萨 84 18 52 加拿大
1.2　试验方法
1.2.1　试验处理　试验材料于 2004年 7月种植。两
个品种分 3次重复即 6个小区 ,不同品种间隔种植 ,施
农家肥 ,根据情况适时浇水 ,确保土壤湿润。试验区面
积为 15m2 ,种植后 40d左右成坪。本实验于 2005年进
行 ,观察发现派尼自 6月 30日开始发生休眠 ,一直持续
到 7月 15日。而佛罗伦萨自 7月 3日仅有很少一部分
发生休眠 ,到 7月 10日基本复绿。
1.2.2　测定项目及方法
温度:对不同深层的土壤温度及环境温度定期
观察记录。
超氧化物歧化酶(SOD)活性测定:采用 NBT光
还原法 [ 3, 4]测定 。
SOD总活性 [ u/g(FW)] = (ACK-AE)×VT
0.5×ACK×W×V1
式中:SOD总活性以酶单位每毫克鲜重表示;
ACK-照光对照管的吸光度;
AE-样品管的吸光度;
VT-样品液总体积(ml);
V1 -测定时样品用量(ml);
W -样品鲜重(g)。
过氧化物酶 (POD)活性测定:采用愈创木酚
法 [ 3, 4]测定 。
POD活性 [ u/min.g] = ■A470×V1W×Vs×0.01×t
式中:■A470-反应时间内吸光度的变化;
W-植物鲜重(g);
v1 -提取酶液总体积(ml);
VS测定时取酶液体积(ml);
t反应时间(min)。
2　结果与分析
2.1　试验地土壤和环境的温度 、湿度状况
试验进行当年 3月 ～ 8月份的温 、湿度变化见表
2。
表 2　2005年 3 ～ 8月温 、湿度状况
Tab.2 monthlytemperatureandhumidityfromMarchtoAugustin2005
月平均气温(℃) 最高温(℃) 地面温度(℃) 空气相对湿度(%)
时间 3月 4月 5月 6月 7月 8月 6.22日 平均 最高 日均 最低
温度 0.6 10.8 16.7 20.5 24.9 23.1 30.1 32.4 61.5 45% 30%
23第 4期　　　　　　　　　　　田　艳等:　紫羊茅夏季休眠前后 SOD、POD活性变异分析
试验地地面及土壤不同深度的温度见表 3。
表 3　土壤根层温度
Tab.3 soilrootagelayertemperature
地点 日　期
6.4 6.11 6.19 6.26 7.3 7.11 7.17 7.25 7.29 8.3
地面 26 27.5 36 24 33 42 26 38.5 36 30
5cm 20.5 21.7 24.5 24 23 26 23 36.5 35 27
10cm 20.5 21.2 24.2 24.9 22.5 24.2 22.2 25 25 26
　　注:均在观测日上午 10点观测并记录
2.2　SOD活性的变化情况与温度的关系
如图 1所示 ,不同品种紫羊茅的 SOD活性随温
度的升高均表现出不同程度的先增加后降低现象 ,
SOD活性达到最高点或最低点都稍滞后于某一高
温 。派尼的 SOD活性增加明显 ,最高活性出现在 6
月 29日 ,地面温度达到 35℃,活性达到 1.224 u/g
(FW), SOD活性降低出现在 7月 13日 ,地面温度
41℃。而佛罗伦萨的 SOD活性变化并不明显 ,最高
活性出现在 7月 13日 ,地面温度 41℃(此时出现日
均 27.3℃高温),最高活性达到 1.14 u/g(FW),在 7
月 18日附近活性开始降低 , 此时地面温度达到
43℃。以上结果说明紫羊茅通过自身可以调节耐受
的高温 ,分别是派尼 35℃左右 、佛罗伦萨 41℃左右。
2.3　品种间 SOD活性差异性分析
　　表 4显示了不同品种紫羊茅 SOD活性的差异 ,
方差分析结果表明:供试紫羊茅两品种的 SOD活性
在 6月 22日 、8月 3日有显著差异 ,显著水平达 pr>
F(0.05)。可见对 6月 22日出现的高温 ,品种派尼
体内 SOD活性的增强比佛罗伦萨要明显 ,而且观察
发现派尼出现休眠的现象也早 ,说明对高温的承受
能力不同。但是为什么 8月份相近的高温没有造成
试验材料 SOD的明显变化 ,笔者认为是随着呼市地
区雨季的来临出现高温高湿现象 ,可能是空气湿度
的增强减少了高温的迫害作用 ,也可能是经过一段
时间的锻炼两种试验材料逐渐适应高温。对于 8月
3日 出现的显著性差异 ,笔者认为也许对于高温高
湿环境的耐性因品种而异。
表 4　两品种 SOD活性变化的显著性检验
Tab.4 SODactivitieschangestestoftwovarietiesofFestucarubraL
品种 日　期　(活性单位 u/g(FW))
6.8 6.15 6.22 6.29 7.6 7.13 7.18 7.25 7.29 8.3
派尼 1.13a 1.14a 1.16a 1.22a 1.16a 1.13a 1.14a 1.15a 1.14a 1.12a
佛罗伦萨 1.10a 1.13a 1.12b 1.13a 1.13a 1.14a 1.11a 1.09a 1.12a 1.11b
　　注:表中数据均为平均值 , 右上角字母相同为不显著 ,字母不同差异显著(a=0.05)
图 1　不同品种的 SOD活性变化曲线
F1g.1　SODactvitieschanges
oftwovarietiesofFestucarlbra1.
(注:图中所示温度为
对应日期上午 10点 ～ 11点所测地面温度)
图 2　不同品种 POD活性变化曲线
Fig.2　PODactvitieschanges
oftwovarietiesofFestucarubraL.
注:图中所示温度为
对应日期上午 10点 ～ 11点所测地面温度
24 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报　　　　 　　　　　　　　2007年
2.4　POD变化与温度的关系
由图 2可以看出 ,两个品种 POD活性变化情况
并不一致 ,且派尼体内的 POD活性总体高于佛罗伦
萨 。派尼 POD活性在 6月 15日 、7月 18日 、7月 29
日出现明显升高 ,但每次升高后在 1周内恢复到正
常水平 。佛罗伦萨体内的 POD活性在 6月 29日 、6
月 25日有升高现象。
派尼在地面温度 27℃～ 30℃时 , POD活性比较高 ,
当地面温度高于或低于此范围后 POD活性均有所降
低。因为 POD是与植物的衰老有关的酶 ,说明 27℃以
下的温度能正常生长;27℃ ～ 30℃时生长受到影响 ,当
温度超过 35℃后植株停止生长进入休眠状态;佛罗伦
萨在地面温度升高到 35℃后 POD活性增强 ,说明地面
温度在 35℃以下时仍可通过自身调节进行正常生长 ,
而在温度升到 41℃后活性下降 ,进入休眠状态。
2.5　品种间 POD活性差异性分析
表 5显示了不同品种紫羊茅 POD活性的差异 ,方
差分析结果表明:紫羊茅两品种 POD活性在 7月 6日 、
7月 18日表现出显著性差异 ,显著水平均达 pr>F(0.
05)。说明温度对这两个品种的影响不同 ,两品种对温
度的耐受性也表现不同。POD由于本身功能的多样
性 ,高温下不仅变化较大且品种间差异也较大。
表 5　两品种过氧化物酶(POD)活性变化的显著性检验
Tab.5PODactivitieschangestestoftwovarietiesofFestucarubraL
品种 日　期　 (活性单位:u/min· g)
6.8 6.15 6.22 6.29 7.6 7.13 7.18 7.25 7.29 8.3
派尼 30.11a 45.27a 32.63a 31.94a 33.85a 33.21a 42.49a 31.82a 42.68a 35.41a
佛罗伦萨 25.50a 24.51a 26.59a 32.98a 25.36b 27.06a 23.92b 35.00a 35.34a 34.61a
　　注:表中数据均为平均值 , 右上角字母相同为不显著 ,字母不同差异显著(a=0.05)
3　讨论
SOD和 POD普遍存在于动植物体内 ,其中 SOD
是 1种消除超氧离子自由基的酶 ,它具有保护生物
体免受活性氧伤害的能力 ,其活性与植物抗逆性及
衰老有密切关系。从试验结果看 , 紫羊茅体内的
SOD在遇高温环境一段时间内活性增高 ,随即大幅
度下降 ,高温对 SOD活性的破坏是很明显的 ,同时
SOD活性下降又反过来加剧了细胞受害程度。
环境温度升高促使紫羊茅体内 SOD、POD活性
发生变化 ,之后进入休眠状态 ,且 SOD和 POD活性
的变化不同 ,紫羊茅休眠的深浅也不同 ,由此推测是
不利的外界环境强迫或诱使紫羊茅进入夏季休眠。
4　结论
4.1　两品种体内的 SOD活性在正常情况下相差不
多 ,但在高温下派尼 SOD活性增高幅度远大于佛罗
伦萨。 POD活性派尼在总体上高于佛罗伦萨 。
4.2　紫羊茅夏季发生休眠前派尼在地面 -41℃以
下 、佛罗伦萨在地面 -43℃以下紫羊茅体内 SOD活
性与地面温度呈正相关 ,即随地面温度的升高体内
的 SOD活性升高 ,超出此范围则活性降低 。POD活
性变化受环境影响波动较大 ,派尼在地面 -30℃以
下 、佛罗伦萨在地面 -35℃呈正相关 ,超过此范围活
性降低 ,这于前人研究结果一致 [ 5] 。
4.3　紫羊茅体内 SOD、POD受环境的影响因品种而
异 。
参　考　文　献:
[ 1] 　金子黎次 .シクラメンの栽培技術 〔J〕.農耕と園芸 ,
1990(10):170-181.
[ 2] 　扬特武 , 鲍健寅.干旱胁迫下白三叶器官生理特性变化
及其 SOD在抗旱中的作用〔J〕.中国草地 , 1997, 4:55-
61.
[ 3] 　李合生.植物生理生化实验原理和技术〔M〕.高等教育
出版社 , 1993:164-169.
[ 4] 　朱广廉.植物生理学实验〔M〕.北京:北京大学出版社 ,
1990.24.
[ 5] 　王代军 , 温洋.温度胁迫下几种冷季型草坪草抗性机制
的研究〔J〕.草业学报 , 1998(3):75-78.
[ 6] 　陈少裕.膜脂过氧化与植物逆境胁迫〔J〕.植物学通报 ,
1989, 6(4):211-217.
[ 7] 　W.拉夏埃尔著 ,李博译 .植物生理生态学 〔M〕.科学
出版社 , 1980, 237-291.
[ 8] 　张志良.植物生理学实验指导(第 2版)〔M〕.北京:高
等教育出版社 , 1993, 154-155.
[ 9] 　刘祖祺 , 张石城.植物抗性生理学 〔M〕.中国农业出版
社 , 1994.
[ 10] 　徐同.植物抗逆性测定 〔M〕.华中农学院学报 , 1983
(2):14.
25第 4期　　　　　　　　　　　田　艳等:　紫羊茅夏季休眠前后 SOD、POD活性变异分析