全 文 ：第 31卷 第 4期
2010年 10月 　　　　　　　　　　
华南农业大学学报
JournalofSouthChinaAgriculturalUniversity　　 　　　　　　　　
Vol.31, No.4
Oct.2010
　收稿日期:2009-12-30
　作者简介:刘　斌(1985—), 男 ,硕士研究生;通信作者:薛　立(1958—), 男 ,教授 , 博士 , E-mail:forxue@scau.edu.cn
　基金项目:广东省林业局科技项目 “筛选林分改造优良树种”和 “森林生态科技研究与推广”
短期低温下稀土对麻楝幼苗生理指标的影响
刘　斌 , 薛　立 , 许鹏波 , 潘　澜 , 杨振意
(华南农业大学 林学院 ,广东 广州 510642)
摘要:用 500和 1 000 mg· L-1稀土溶液喷施麻楝 Chukrasiatabularis幼苗 , 置于 3℃低温下 3和 7 d后 ,对其生理指
标进行了测定.结果表明:2种质量浓度稀土处理的麻楝幼苗叶片的相对电导率 , 低温处理 3 d后分别比对照显著
增加 9%和 14%,低温处理 7 d后分别比对照下降 4%和 11%.2种质量浓度稀土处理的脯氨酸和可溶性蛋白质含
量在低温处理 3和 7 d后增加.低温处理 3 d后 , 500 mg· L-1稀土处理的幼苗叶片中叶绿素含量比对照和 1 000
mg· L-1处理的均显著减少 13%,低温处理 7 d后 , 2种质量浓度稀土处理分别比对照显著增加 11%和 17%.稀土
处理的幼苗叶片 SOD活性在低温处理 3 d后与对照接近或大于对照 ,低温处理 7 d后比对照显著增加 8% ～ 11%.
低温处理 3 d后 , 500mg· L-1稀土处理的丙二醛(MDA)含量比对照增加了 8%, 而1 000 mg· L-1稀土处理和低温
7 d后的 2种质量浓度稀土处理比对照减少了 7% ～ 11%.可见 , 500 mg· L-1稀土处理的幼苗经历低温 7 d后以及
1 000 mg· L-1稀土处理的幼苗经历 3和 7 d后均提高了抗寒性.
关键词:稀土;麻楝;抗寒;生理指标
中图分类号:S723.11, Q945.78　　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1001-411X(2010)04-0082-04
EffectsofRareEarthonPhysiologicalIndicesofChukrasiatabularis
SeedlingsUnderShort-TimeLowTemperature
LIUBin, XUELi, XUPeng-bo, PANLan, YANGZhen-yi
(ColegeofForestry, SouthChinaAgriculturalUniversity, Guangzhou510642, China)
Abstract:Chukrasiatabularisseedlingswerelaidonlowtemperatureof3 ℃forthreeandsevendayafter
theyweresprayedwithrareearthof500 and1 000 mg· L-1 , respectively, andthentheirphysiological
indicesweredetermined.Theresultsshowedthat, ascomparedwiththecontrol, therelativeelectrical
conductivityoftheseedlingssprayedwithrareearthoftwomassconcentrationssignificantlyincreasedby
9% and14%, respectively, underthree-daylowtemperature, whereasthatoftheseedlingsdecreasedby
4% and11%, respectively, underseven-daylowtemperature.Thecontentsoffreepralineandsoluble
proteinincreasedafterthree-andseven-daylowtemperature.Underthree-daylowtemperature, thechlo-
rophylcontentofseedlingssprayedwithrareearthof500 mg· L-1 significantlydecreasedby13% as
comparedwiththecontrolandseedlingssprayedwithrareearthof1 000mg· L-1 , whereasunderseven-
daylowtemperature, thatoftheseedlingssprayedwithrareearthoftwomassconcentrationssignificantly
increasedfrom 11% to17%.TheSODactivityofseedlingssustainingthree-daylowtemperaturewas
greaterthanthecontrolorclosetothelater.Underseven-daylowtemperature, theSODactivityofseed-
lingssprayedwithrareearthoftwomassconcentrationssignificantlyincreasedfrom8%to11%, ascom-
paredwiththecontrol.Underthree-daylowtemperature, theMDAcontentofseedlingssprayedwithrare
earthof500 mg·L-1 increasedby8%, whereasthatofseedlingssprayedwithrareearthof1 000 mg·
L-1 andthoseunderseven-daylowtemperaturedecreasedfrom7% to11%comparedwiththecontrol.In
thisstudy, seedlingssprayedwithrareearthof500 mg·L-1 afterseven-daylowtemperatureandsprayed
withrareearthof1 000 mg· L-1 afterthree-andseven-dayimprovedtheircoldresistanceability.
Keywords:rareearth;Chukrasiatabularis;coldresistance;physiologicalindex
　　稀土对植物生理作用具有显著效应 [ 1] ,科学合
理的施用稀土能降低叶片电导率 [ 2] ,增加叶片内脯
氨酸 、可溶性蛋白质 [ 3]和叶片叶绿素的含量[ 4] ,提高
植物体内抗氧化酶的活性和降低丙二醛的含量 [ 5] ,
从而提高植物的抗逆性.低温胁迫是植物常见的一
种灾害 ,会影响植物的生长代谢 ,引起植物相关生理
指标的变化 [ 6-9] .稀土对植物生理作用的研究多集中
在农作物 [ 10-13] ,对林木的影响也有一些报道 [ 14-17] ,而
稀土与林木抗寒性的关系鲜有报道.麻楝 Chukrasia
tabularis是楝科 Meliaceae麻楝属的植物 ,天然分布
于北纬 1°～ 25°、东经 73°～ 120°的亚热带季风区 ,气
候温暖湿润 ,故低温成为其北移的主要限制因素.目
前对麻楝的研究少 ,且集中在生长方面 [ 18-20] ,鲜见其
抗寒特性的报道.通过对麻楝幼苗喷施不同浓度的
稀土溶液 ,然后进行低温处理 ,测定其生理指标 ,有
助于了解麻楝幼苗的抗寒性对稀土的响应规律 ,探
讨稀土对幼苗抗寒作用的机理.
1　材料与方法
1.1　幼苗管理和稀土处理
供试幼苗为同一批 2个月生麻楝塑料袋装实生
苗 ,购于中国林业科学研究院热带林业研究所苗圃
基地.袋装苗的基质为黄心土 ,袋的直径为 10 cm.袋
内土壤的容重和田间持水量分别为 1.2 g· cm-3和
28%.选取大小一致 、长势良好的幼苗随机分成 3个
组 ,分别用 0(对照)、500和 1 000 mg· L-1稀土溶液
进行喷施 ,每个处理 3个重复 ,在无风无雨的日子下
午 4时左右进行 ,对叶的正反两面喷施 ,使稀土溶液
布满叶面而不下滴.每 10 d喷施 1次 ,历时 30 d.试
验开始时幼苗的平均地径和高度分别为(0.20±0.04)
和(7.94±0.81)cm.
1.2　生长环境条件设置
将 3组浓度稀土溶液喷施后的麻楝幼苗放入
RXZ智能型人工气候箱中进行低温处理 ,温度设置
为 3 ℃,光照设置为白天 10h,夜间 14h,光照强度为
8 000 lx,处理 3和 7 d后分别取样测定.
1.3　生理指标的测定方法
叶片相对电导率 、叶绿素 、脯氨酸和可溶性蛋白
质含量 、超氧化物歧化酶(SOD)活性 、丙二醛(MDA)
含量均参照文献 [ 21]的方法测定.
1.4　数据统计
对各项生理指标取平均值 ,数据统计分析和作
图由 SAS8.1软件系统和 MicrosoftExcel完成.对图
中相同温度下不同稀土浓度处理的生理指标平均值
用 Duncan s多重比较法进行差异显著性检验.
2　结果与分析
2.1　稀土溶液对低温处理麻楝幼苗叶片相对电导
率的影响
　　低温处理 3d后 , 500和1 000 mg·L-1稀土处理
的麻楝幼苗叶片中相对电导率分别比对照增加 9%
和 14%,且显著大于对照(P<0.05)(图 1A).低温
处理 7 d后 , 500mg· L-1稀土处理的幼苗叶片中相
对电导率大于 1 000 mg· L-1处理 ,二者分别比对照
下降 4%和 11%(图 1B),差异不显著.
2.2　稀土溶液对低温处理麻楝幼苗叶片脯氨酸含
量的影响
　　低温处理 3d后 , 500 mg· L-1稀土处理的幼苗
叶片中脯氨酸含量大于经过 1 000 mg· L-1稀土处
理 ,二者分别比对照增加 9%和 1%,但差异不显著
(图 1C).低温处理 7 d后 ,经过 500mg·L-1稀土处
理的幼苗脯氨酸含量显著高于 1 000mg· L-1稀土处
理 ,二者分别比对照增加 129%和 63%,且显著大于
对照(P<0.05)(图 1D).
2.3　稀土溶液对低温处理麻楝幼苗叶片可溶性蛋
白质含量的影响
　　低温处理 3 d后 ,喷施 500和 1 000 mg· L-1稀
土溶液的麻楝幼苗叶片中可溶性蛋白质含量分别比
对照提高 16%和 14%,但无显著性差异(图 1E).低
温处理 7 d后 , 500 mg·L-1稀土处理的幼苗叶片中
可溶性蛋白质含量大于 1 000mg· L-1稀土处理 ,二
者分别比对照提高 26%和 15%,且显著大于对照
(P<0.05,图 1F).
2.4　稀土溶液对低温处理麻楝幼苗叶片中叶绿素
含量的影响
　　低温处理 3d后 ,喷施 500 mg·L-1稀土处理的
麻楝幼苗叶片中叶绿素含量比对照和1 000 mg·L-1
处理均减少 13%,显著小于后二者 (P<0.05)(图
83　第 4期 　　　　　刘　斌等:短期低温下稀土对麻楝幼苗生理指标的影响 　　　
1G).低温处理 7 d后 ,喷施 500和 1 000 mg·L-1稀
土处理的幼苗叶片中叶绿素含量分别比对照增
加 11%和 17%,且二者显著大于对照 (P<0.05)
(图 1H).
2.5　稀土溶液对低温处理麻楝幼苗叶片 SOD活性
的影响
　　低温处理 3d后 , 500 mg· L-1稀土处理的幼苗
叶片中 SOD活性比对照下降 4%,二者无显著差异 ,
而 1 000 mg· L-1稀土处理比对照提高了 14%, 显
著大于后者(图 1I).低温处理 7 d后 , 500和 1 000
mg·L-1稀土处理的麻楝幼苗叶片中 SOD活性分别
比对照增加了 8%和 11%, 1 000 mg· L-1处理的显
著大于对照(图 1J).
2.6　稀土溶液对低温处理麻楝幼苗叶片 MDA含量
的影响
　　低温处理 3d后 , 500 mg· L-1稀土处理的幼苗
叶片中 MDA含量比对照增加了 8%, 1 000 mg· L-1
处理的比对照降低了 7%(图 1K).低温处理 7 d后 ,
500mg· L-1稀土处理的幼苗叶片中 MDA含量小于
1 000 mg·L-1处理 ,二者分别比对照减少了 11%和
8%,差异不显著(图 1L).
相同温度处理下 ,柱形图上方凡具有一个相同小写英文字母 ,表示差异不显著(Duncan s多重比较法 , P>0.05).
图 1　稀土溶液对低温处理麻楝苗木各项生理指标的影响
Fig.1　EfectofrareearthsolutiononphysiologicalindicesofChukrasiatabularisseedlingwithlowtemperaturetreatment
3　讨论与结论
叶片细胞膜透性是比较植物抗寒性强弱的有效
生理生化指标 ,可以根据细胞导电性的差异来确定
膜透性大小 ,从而推测膜的受伤程度和对寒冷的抗
性强弱 [ 6] .试验证明 ,随着低温胁迫的加深 ,茄子叶
片的相对电导率显著增加 [ 7] .本研究中 ,在低温处理
的 3 d后 ,经过 500和 1 000 mg· L-1稀土处理的麻
楝幼苗叶片中相对电导率都显著大于对照 ,这与其
脯氨酸和可溶性蛋白质含量的提高同时发生 ,可能
因为叶片中的脯氨酸和可溶性蛋白质提高了相对电
导率.低温处理 7 d后 ,经过 500和1 000 mg·L-1稀
土处理的麻楝幼苗叶片中相对电导率均低于对照 ,
表现出一定的抗寒性 [ 8] .
叶片内脯氨酸和可溶性蛋白质含量的提高 ,可
以增加细胞原生质胶体性质的稳定能力 [ 3] ,有利于
幼苗防冻抗寒.稀土溶液提高叶片内可溶性蛋白质
的含量 ,从而可以束缚更多的水分 ,能加强细胞的持
水力 ,同时可以减少原生质内结冰导致幼苗受伤致
死的几率 ,所以细胞内可溶性蛋白质和抗寒性之间
84 　　 华　南　农　业　大　学　学　报　　　 第 31卷　
表现出明显的正相关 [ 9] .500和 1 000 mg· L-1稀土
处理的麻楝幼苗叶片低温处理 3 d后 ,脯氨酸和可溶
性蛋白质含量均大于对照 ,低温处理 7 d后 , 2种浓
度处理的脯氨酸和可溶性蛋白质含量显著大于对
照 ,说明稀土促进了麻楝幼苗的抗寒能力.
1 000 mg· L-1稀土处理的麻楝幼苗叶片低温处
理 3 d后 ,叶绿素含量与对照相近 ,低温处理 7 d后
500和 1 000 mg· L-1稀土处理的麻楝幼苗叶片的叶
绿素含量显著大于对照.稀土能促进苗木的生理活
动和相关的生物化学反应 ,提高叶片的含氮量 ,从而
显著增加植物体内的叶绿素含量.低温下提高叶片
叶绿素含量 ,有利于光合作用 ,形成可溶性糖等溶
质 ,对抗寒有利.
当植物受到低温环境胁迫伤害时 ,会引起活性
氧积累 ,而 SOD的增加有利于清除活性氧[ 5] .低温
处理 3 d后的 1 000 mg· L-1稀土处理 ,以及低温处
理 7 d后的 500和 1 000 mg· L-1稀土处理的幼苗
SOD活性都明显提高 ,从而提高了幼苗体内清除活
性氧的能力.植物出现的伤害与某些毒害物质如氧
自由基和过氧化物在低温下大量积累而引起膜脂过
氧化作用增强有关 ,导致 MDA含量增加 [ 7] .低温处
理 3 d后的1 000 mg· L-1稀土溶液处理 ,以及低温
处理 7 d后的 500和 1 000 mg· L-1稀土处理的麻楝
幼苗叶片中的 MDA都小于对照 ,表明稀土可以降低
MDA含量 ,有利于保护细胞膜.
本研究中 ,低温处理 3 d后 , 500mg·L-1稀土处
理的麻楝幼苗叶片中的脯氨酸 、可溶性蛋白质和
MDA含量大于对照 ,但是叶绿素含量和 SOD活性小
于对照 ,表明该质量浓度的稀土处理后麻楝幼苗的
抗寒指标表现不一致 ,需要进一步研究.低温处理 3
d后 , 1 000 mg· L-1稀土处理的幼苗的各项指标均
优于对照 ,低温处理 7 d后 , 500和 1 000 mg· L-1稀
土处理的各项指标也优于对照 ,说明以上质量浓度
的稀土处理在相应的低温时间提高了麻楝幼苗的抗
寒性.
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【责任编辑　李晓卉】
85　第 4期 　　　　　刘　斌等:短期低温下稀土对麻楝幼苗生理指标的影响