全 文 ：园艺与种苗，Horticulture & Seed 2014（1）：4-6
赵明晶，刘羽飞，武博，杨帆，李娇
（沈阳工学院生命工程学院，辽宁抚顺 113122）
摘 要：[目的]为北美香柏的区域栽培和推广应用提供理论依据。[方法]分别于休眠初
期、中期和末期取北美香柏小枝及叶进行不同梯度低温处理，测定相应生理指标。[结果]在
低温（胁迫）处理过程中，组织内游离脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量变化显著，随气温降低
而上升；整个越冬期组织内 SOD活性随气温降低而增强，并在休眠中期达到最高，休眠末
期气温回升，SOD活性随之下降；鳞叶内叶绿素含量先降低后升高。[结论]叶片内可溶性
糖、游离脯氨酸、丙二醛含量、叶绿素和 SOD活性均可以作为评价北美香柏抗寒性的相关
指标。
关键词：北美香柏；引种栽培；生理指标；低温胁迫
中图分类号：Q949.747.1 文献标识码：A 文章编号：2095-0896（2014）01-004-01
ZHAO Ming-jing et al. (Life Engineering College of Shenyang Insititute of Technology, Fushun, Liaoning
113122)
Abstract [Objective] The study would provide theoretical foundation for regional cultivation and extension of
Thuja occidentalis L.. [Method] The branches and leaves from early, middle, and last stages of dormant period
were treated under different low temperature gradient treatment. The physiological indexes were meamured.
[Result] In the process of cold stress, the contents of free proline, soluble sugar and MDA changed dramatically,
which increased when the temperature decreased. SOD activity increased when temperature delining during
wintering period, with the maximum in the middle stage. With the temperature went up in the last stage SOD
activity falled down. The content of chlorophyll in the leaves went from low to high. [Conclusion] The contents of
soluable sugar, free proline, MDA, chlorophyll as well as SOD activity should be taken as physiological indices
to evaluate the cold resistance of Thuja occidentalis L..
Key words Thuja occidentalis L.; Introduction and Cultivation; Physiological index; Cold stress
北美香柏（ThujaoccidentalisL.），系柏科（Cupre-
ssaceae）崖柏属（Thuja L.）常绿乔木。原产北美，枝叶
具发香油腺点，树形美观，生长速度较快，寿命长，耐
修剪，抗烟尘和有毒气体能力强，为优良园林绿化树
种和香料树种[1]。北美香柏为阳性树种，在寒冷地区
生长势弱，越冬困难，北方引种苗期多枯梢。为丰富
区域植物种类，该试验以沈阳工学院生命工程学院
设施苗圃引种的北美香柏为材料，研究其在抚顺地
区低温胁迫条件下体内的生理生化变化规律，为北
美香柏在抚顺地区的引种栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试材料。北美香柏 4年生实生苗引种自熊
岳果树所树木园。2012年 4月露地栽培于开放式温
基金项目：2013年辽宁省大学生课外创新团队立项课题（抚顺地区引种栽培北美香柏的可行性研究）。
作者简介：赵明晶（1982-），女，辽宁沈阳人，硕士，讲师，主要从事园林植物景观配置及植物生理生态栽培教学工作。
收稿日期：2013-12-02
1 期
室中，进行正常栽培及养护管理。
1.1.2 仪器与试剂。仪器为分光光度计、离心机、水
浴锅。试剂为磺基水杨酸、冰醋酸、酸性茚三酮、甲
苯、蒽酮乙酸乙酯试剂、浓硫酸、乙醇、三氯乙酸、硫
代巴比妥酸、磷酸、甲硫氨酸、氮蓝四唑、EDTA-二
钠、核黄素。
1.2 方法。分别于休眠初期（2012年 11月）、休眠中
期（2013年 1月）、休眠末期（2013年 3月），取北美
香柏小枝及叶放入冰箱。处理温度分别为 5℃、0℃、-
5℃、-10℃、-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-35℃，每个
温度下处理 24 h，低温处理后 0℃回温 l h，用蒸馏水
清洗后进行试验。游离脯氨酸含量的测定采用酸性
茚三酮法[2]；叶绿素含量的测定采用 95%乙醇提取比
色法[2]；可溶性糖含量测定采用蒽酮法 [3]；SOD 含量
的测定采用 NBT光化还原法[3]；丙二醛含量的测定
采用 TBA比色法[3]。试验所得数据采用 Excel软件进
行数据分析。
2 结果与分析
2.1 低温胁迫对北美香柏叶片中丙二醛（MDA）含
量的影响
从图 1可以看出，在 5~-5℃处理区间，植株体
内 MDA含量变化均十分平稳，维持在 30 nmol/g以
内。在-5~-20℃处理区间，植物组织内 MDA含量呈
线性递增变化，-20℃时，休眠初期、中期、末期 MDA
的积累量均达到峰值，分别为 38.96 nmol/g、47.05
nmol/g和 45.41 nmol/g。
2.2 低温胁迫对北美香柏叶片中游离脯氨酸含量
的影响
从图 2可以看出，在不同时期低温胁迫下，休眠
中期脯氨酸的含量与休眠末期相近，含量差异小于
7 μg/g，高于休眠初期。5~-10℃间，变化平稳，维持在
45 μg/g以内；-10~-25℃间，随处理温度降低，组织
内游离脯氨酸含量呈线性递增变化，到-25℃时，休
眠初期、中期、末期的最大脯氨酸达到峰值，分别为
80.48 μg/g、96.02 μg /g和 92.84 μg/g，随后脯氨酸含
量平稳下降，说明短时间低温变化对北美香柏组织
中游离脯氨酸含量变化影响较大。
2.3 低温胁迫对北美香柏叶片中叶绿素含量的影响
从图 3可以看出，整个越冬休眠过程中，北美香
柏叶片内叶绿素含量在休眠初期、中期、末期的变化
趋势是先降低再升高。5~-20℃间，植株体内叶绿素
含量下降缓慢，植株在休眠初、中、后期的叶绿素含
量分别下降了 10.94%、25.75%、26.09%；-25~-35℃
间，植株体内叶绿素含量降幅增大。3个不同的休眠
时期，叶绿素含量降低导致的直接后果为植株失绿，
观赏性降低。
2.4 低温胁迫对北美香柏叶片中 SOD含量的影响
从图 4可以看出，随着采样时自然气温的逐步
降低，试材组织内 SOD活性有上升趋势，组织内
SOD活性在越冬初期到中期变化尤其明显。
在 5~-5℃间，植株体内 SOD活性下降。这是因
为此温度范围内，植株组织的酶保护系统尚未被激
活，无法避免细胞被活性氧毒害；在-5~-25℃处理区
间，处于休眠各时期的北美香柏体内 SOD活性都迅
图 1 低温胁迫下北美香柏实生苗组织中丙二醛含量变化
图 2 低温胁迫下北美香柏实生苗组织中游离脯氨酸含量变化
图 3 低温胁迫下北美香柏实生苗组织中叶绿素含量变化
赵明晶等 低温胁迫下北美香柏抗寒动态特征研究 5
园艺与种苗 2014 年
速增强，并达到峰值。
2.5 低温胁迫对北美香柏叶片中可溶性糖含量的
影响
从图 5可以看出，北美香柏在低温胁迫下叶片
内可溶性糖含量总趋势是随着处理温度的下降而上
升的，这与前人研究结果基本一致。在 0~-15℃处理
区间，幼苗体内可溶性糖含量积累迅速；在-15~-
35℃处理区间，含量变化趋于平稳。总的来说，休眠
初期北美香柏体内可溶性糖含量较中、后期少。
3 结论与讨论
3.1 整个越冬过程中北美香柏组织内 MDA含量变
化比较明显，呈上升趋势，说明休眠初期的低温加剧
了膜脂过氧化作用，在此时可对北美香柏植株进行
低温锻炼，以提高其抗寒性；游离脯氨酸含量的增加
有助于提高植株抗寒性，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起保护作用，有研
究表明低温处理过程中稻叶中脯氨酸极显著增加，
且不抗寒品种显著高于抗寒品种[5]；有研究表明低温
胁迫能够破坏叶绿体的超微结构，引起叶绿素降解[6]
与该研究此结论相似，说明叶绿素在一定程度的降
解可能提高植物抗寒性；SOD含量变化的可保护北
美香柏的细胞膜系统，随处理温度的降低而下降，以
休眠中期下降幅度最大，过低的温度造成的伤害最
终打破了体内的代谢平衡，酶活性不可逆转地下降，
清除自由基的能力降低[7]；可溶性糖含量的变化有助
于植物抗寒力的提高。
3.2 对于北美香柏而言，其原生质的耐冻性是主要
的抗寒方式。植株本身可以通过增加体内低分子含
氮物质和可溶性碳水化合物的含量来获得此种抗
性。抚顺与北美同为季节性气候地区，作为陆生植
物，北美香柏的生理的变化是其从抗性预备状态到
抗性状态转变的先决条件。因此，在进入休眠以前植
株体能通过调节自身的生理物质获得在胞外结冰条
件下存活的能力，且在不同休眠期的抗寒性不同。在
抚顺地区，只要种植在露地条件下的北美香柏一直
保持休眠状态，那么在休眠期结束后，植株能恢复正
常生长，其锻炼能力便开始逐步丧失。
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（责任编辑 戚佳妮）
图 4 低温胁迫下北美香柏实生苗组织中超氧化物歧化酶
含量变化
图 5 低温胁迫下北美香柏实生苗组织中可溶性糖含
量变化
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