全 文 ：低温胁迫对高羊茅生长影响的研究
张 志 ,王世发 ,徐洪国 ,刘敏
(齐齐哈尔大学生命科学与工程学院 ,黑龙江 齐齐哈尔 161006)
摘要:以高羊茅 Festuca arundinacea 草坪草为材料 ,设置 3种低温处理:-6 、5 和 0 ℃处理 8 h , 并以室温为
对照 , 然后测定过氧化氢酶(CAT)活性 、电解质渗透率 、可溶性糖含量 、脯氨酸含量和叶绿素含量等生理指
标。结果表明 ,在 5 ℃下 , CAT 的活性在胁迫 4 h 时活性最大;当温度为 0 与-6 ℃时 , 酶的活性随着胁迫
时间的延长而急剧下降 ,温度越低 ,下降越快。叶绿素含量随着胁迫时间的延长而下降 , 温度越低下降越
快。脯氨酸含量在0 与-6 ℃时 , 随着时间的延长 , 含量则明显增加。在-6 ℃时 , 电解质渗透率明显增大。
可溶性糖含量随胁迫时间延长而上升 , -6 ℃时 ,可溶性糖含量明显上升 , 低温抗寒锻炼能有效增强高羊茅
的抗寒性。
关键词:高羊茅;低温胁迫;CAT 活性;电解质渗透率;叶绿素
中图分类号:S688.4;Q945.78　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2009)05-0185-04
＊ 　我国北方地区冬季寒冷 ,草坪草越冬困难 ,在
春秋两季又常受寒流侵袭而造成泛斑 、春季发芽
晚 、秋季早衰 、生长不良等现象 ,影响草坪的美观 ,
降低草坪的利用价值。因此 ,低温胁迫已成为提
高我国北方地区草坪使用价值的限制因子。逆境
胁迫对植物各种生理活动产生不利影响[ 1] ,同时 ,
植物对逆境也产生一些适应性变化 ,该变化将通
过植物的生理生化过程反映出来[ 2-4] 。通过比较
在不同低温胁迫下高羊茅 Festuca arund inacea
叶片内过氧化氢酶(CA T)活性变化 、可溶性糖含
量的变化 、游离脯氨酸累积 、叶绿素含量变化及质
膜相对透性的变化 ,探讨这些因子对低温胁迫的
敏感性及其相关关系[ 5-10] ,为草坪草低温逆境下
栽培技术的改进提供理论依据 ,为今后深入开展
高羊茅的育种工作提供参考 ,对培育优良品种 、扩
大品种基因资源做出贡献 。
1　材料和方法
1.1 试验材料　冷季型草坪草高羊茅种子由齐
齐哈尔大学园林实验室提供 。选择直径为 10 cm
的带孔花盆 112个 ,每盆播种 0.4 g ,放在温室大
棚里培养到四叶期。
1.2 试验设计 　将供试材料分别置于 5 、0 、
-6 ℃条件下[ 11-13] ,保持 0 ～ 8 h ,每隔 2 h 测定其
CA T 活性(高锰酸钾滴定法)[ 14] 、电解质渗透率
(电导法)[ 15] 、脯氨酸(磺基水杨酸法)[ 16] 和叶绿素
(分光光度法)含量[ 17-19] ,并根据测得的数据观察
高羊茅叶片 CA T 活性 、电导率 、脯氨酸和叶绿素
含量的变化趋势。
将供试材料分别置于 5 、0 、-6 ℃条件下 ,保
持 0 ～ 8 d ,每隔 2 d测其可溶性糖含量(蒽酮比色
法),观察高羊茅在 8 d低温处理内 ,其叶片的可
溶性糖含量的变化[ 11-12] 。
2　结果与分析
2.1 不同低温下叶片内 CAT 活性变化　
CA T 是细胞内重要保护酶 ,可以清除逆境条件下
细胞内产生的大量自由基 ,减轻膜脂过氧化作用 ,
保护质膜不受自由基的破坏。其活性高低间接地
说明了植物抗性的强弱。
从图 1可以看出 ,在 5 ℃下胁迫 4 h , CA T
活性达到最高峰 , 为 56.2 mg/(g ·min),但温度
过低 ,时间过长 ,这种保护性适应能力就下降和丧
失。其活性呈现先上升后下降的趋势 ,说明 5 ℃
处理下 CA T 活性上升表明适度低温胁迫提高了
高羊茅的抗寒性。0 和-6 ℃温度处理下 CA T
26 卷 5 期
Vol.26.No.5 草　业　科　学PRA TACULTU RA L SCIENCE 185-1885/ 2009
＊收稿日期:2008-06-01基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(11531427)作者简介:张志(1966-), 男, 黑龙江齐齐哈尔人 ,副教授 , 学士 ,从事植物营养研究。
E mai l:66zhangzhi@163.com
活性随胁迫时间延长 ,从胁迫开始就急速下降。
尤其是当温度为-6 ℃,胁迫时间达到 8 h ,CA T
活性接近 0。
图 1　不同低温胁迫下叶片 CAT活性变化
2.2 不同低温下叶片电解质渗透率的变化
　试验 8 h 后取样时肉眼观察可以明显看出 , 0
和-6 ℃温度处理下高羊茅叶片变硬 ,呈深绿色 ,
而 5 ℃处理下其叶片基本正常 ,呈深绿色 。
从图 2可以看出 ,低温处理下叶片的电解质
渗透率的变化与室温对照明显上升。8 h以内随
着时间的延长 , -6 ℃处理下其叶片电解质渗透
率逐渐增大 ,呈急速上升趋势 ,胁迫 8 h出现最大
值为 39.6%;其中 0 ℃处理下电解质渗透率变化
稍有增加 ,5 ℃低温处理下其变化不大 。
表明高羊茅叶片在低温胁迫下 ,随时间的延
长 ,电解质渗透率增大 ,原生质膜透性增大 ,可以
预计 ,随着处理时间的进一步延长 ,叶片电解质渗
透率将继续增大 ,直至接近 100%,此时质膜完全
被破坏。
图 2　不同低温胁迫下叶片电解质渗透率变化
2.3 不同低温下叶片可溶性糖含量的变化
　温度胁迫导致植物体内可溶性糖含量发生变
化 ,这主要是由于温度胁迫使淀粉等大分子物质
降解加快 ,而可溶性糖的积累可调节组织的渗透
势 ,降低冰点 ,对维持膜的完整性及提高植物的抗
逆性具有重要的生理意义 。
从图 3中可以看出 ,低温胁迫叶片中的可溶
性糖含量比较总趋势是上升的。在 5 、0 ℃处理
下 ,可溶性糖的含量缓慢上升。 -6 ℃,8 h低温
处理内可溶性糖含量逐渐升高 ,到 8 d后可溶性
糖含量达到最大 ,为 105.65 μg/100 g , 8 d内增
加了 46.01 μg/100 g 。
图 3　不同低温下叶片可溶性糖含量变化
2.4 不同低温下叶片脯氨酸含量的变化　
游离脯氨酸能促进蛋白质水合作用 ,可维持细胞
结构 、细胞运输和调节渗透压 ,在低温胁迫时对植
物有一定的保护作用 。
从图 4中可以看出 ,低温胁迫下高羊茅叶片
内脯氨酸含量总体上呈上升趋势 ,但是波动也比
较大 。5 ℃低温处理下 ,脯氨酸变化不大 ,在 0 ～ 4
h没有引起脯氨酸在叶片内的积累 ,5 h以后稍许
上升 ,但幅度不大。在 0和-6 ℃处理下 ,脯氨酸
含量随着胁迫时间的延长而急剧上升。在-6 ℃
处理 8 h 后 ,脯氨酸含量出现最大值 ,为 398.2
μg/g ,和室温相比 8 h 内增加了 197.6 μg/g 。结
果表明 ,脯氨酸含量对低温胁迫的反应较敏感。
从农作物及其他园艺植物的研究中 ,高羊茅叶片
内脯氨酸含量的变化与植物抗寒性存在相关性。
186 PRATACULT URAL SCIENCE(Vo l.26.No.5) 5/ 2009
图 4　低温胁迫下叶片内脯氨酸的变化比较
2.5 不同低温下叶片内叶绿素含量的变化
　从图 5可以看出 ,与室温比较 ,在 5 ℃下 、0 ～ 6
h表现低水平波动性特点 ,其叶片的叶绿素的下
降了 1.7%,6 h 后呈现缓慢下降趋势 。0 ℃下 ,
其含量呈平缓下降趋势 , 叶绿素含量下降了
6.4%;而在-6 ℃下 ,叶绿素含量下降速度明显
加快 ,8 h内叶绿素含量下降了 10.7%。
图 5　低温胁迫下叶片内叶绿素含量的变化
3　结论与讨论
不同低温胁迫下 ,高羊茅叶片的有关膜质过
氧化的酶活性呈现不同的变化规律。0 ℃和-6
℃下 ,高羊茅叶片内 CA T 活性随不同低温处理
时间的延长 ,酶活性逐渐降低 , -6 ℃时 ,胁迫时
间达 8 h CA T 活性降为 0。低温胁迫下电解质渗
透率在-6 ℃时 ,电解质渗透率明显增大 。高羊
茅叶片可溶性糖含量在-6 ℃时明显上升;高羊
茅叶片内脯氨酸含量随处理时间的延长急剧上
升 ,并且处理温度越低 ,脯氨酸含量积累的越高。
在不同低温胁迫下 ,叶绿素含量随着胁迫时间的
延长而下降 ,温度越低下降越快。
研究结果表明 ,当植物受到低温胁迫时 ,各种
代谢活动都会由于某种因素的影响而失调 ,使植
物对低温逆境作出反应。其抗寒指标都发生了显
著变化 ,其抗寒性有所增加 ,抗寒性的提高有利于
高羊茅在适当的低温下生长。草坪草在超越最适
温度 ,处在较低温度时 ,会出现休眠现象 ,称为休
眠期 ,休眠是草坪草为了克服不利气温等环境因
子做出的生理上的反应。如果气温超过草坪草所
能忍受的极限则会发生死亡 ,所以在适当的低温
条件下植物能正常生长。
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The effect of low temperature stress on tal l fescue growth
ZHANG Zhi , WANG Shi-fa , XU Hong-guo , LIU Min
(Co llege of Life Science s and Technology , Qiqihar University , Qiqihar 161006 , China)
Abstract:Tall fescue w as t reated at low tempe rature (-6 ℃, 5 ℃ and 0 ℃)fo r eight hours.The
room temperature was used as control , physio logical indexes such as catalase activity , leakage rate of
elect roly te , the content o f soluble sugar , pro line and chlorophy ll w ere measured.The results show ed
that the activity of CA T reached the peak af te r 4 hours st ress at 5 ℃, the enzyme activi ty and the con-
tent of chlo rophyl l decreased sharply w ith increasing st ress time unde r 0 ℃and -6 ℃.Enzyme activ-
i ty unde r -6 ℃decreased faster than that under 0 ℃.The content of proline increased signif icantly
wi th the increasing st re ss time under 5 ℃ and 0 ℃.leakage rate o f elect roly te increased signif icantly
at -6 ℃.Soluble sugar content increased wi th the increasing st ress time , i t increased markedly at
-6 ℃.Low temperature can ef fectively enhance the cold resistance of tall fescue.
Key words:tall fescue;low temperature st ress;activity of CAT ;elect roly te leakage;chlo rophy ll
4月国内主要畜产品与饲料价格分析
18个抽样城市畜产品肉类平均批发价格 ,羊肉最高(表 1),其次是牛肉和猪肉 ,鸡肉最低。猪
肉地区差价最大 ,中部分别高于东 、西部 19.8%和 5.9%;其次 ,羊肉批发价东部分别高于中 、西部
8.9%、2.0%。与 3月相比 ,牛肉 、羊肉 、鸡肉和牛奶价格基本持平;而猪肉价格下降 9.9%;鸡蛋价
格上涨 4.0%。与 2008 年同期相比 ,牛肉价格基本持平;而猪肉 、羊肉和鸡肉价格则分别下降
31.8%、2.0%和 7.8%;鸡蛋价格则上涨 2.0%。
饲料价格方面(表 2),棉粕价格中部与东部基本持平 ,而高于西部 29.9%;大豆价格西部分别
高于东 、中部 3.8%、15.9%。与 3月相比 ,大豆价格基本持平;而玉米 、豆粕和棉粕价格分别上涨
2.5%、6.3%和 23.6%。
　　表 1　4 月国内主要畜产品批发价格　元/kg
畜产品 东部地区
中部
地区
西部
地区 平均
猪肉 13.84 16.58 15.65 15.36
牛肉 28.27 28.93 27.04 28.08
羊肉 29.54 27.13 28.96 28.54
鸡肉 10.81 11.83 11.84 11.49
鸡蛋 6.53 6.54 6.03 6.37
牛奶 6.87 6.16 6.23 6.42
　　　　　表 2　4 月国内主要饲料产品价格　　　元/ t
饲料产品 东部地区
中部
地区
西部
地区 平均
玉米 1580.00 1577.73 1631.11 1596.28
大豆 3662.50 3280.00 3800.00 3580.83
豆粕 3231.67 3163.33 3405.56 3266.85
棉粕 2103.33 2105.56 1621.11 1943.33
　注:牛奶为袋装 ,集市价。 (兰州大学草地农业科技学院　康颖)
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