全 文 ：第３０卷第６期
２０１２年１２月
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版）
ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ）
Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．６
　Ｄｅｃ．２０１２
文章编号：１６７１－９９６４（２０１２）０６－００６６－０６　 ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１６７１－９９６４．２０１２．０６．００１３
收稿日期：２０１２－０６－２５
作者简介：彭华婷（１９８７－），女，硕士生，研究方向：观赏植物逆境生理，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｅｒｒｙ６２６＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ；
杜红梅（１９７４－）为本文通讯作者，女，博士，副教授，研究方向：植物逆境生理，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｍｄｕ＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
高温胁迫对大花三色堇幼苗相关生理指标的影响
彭华婷１，高　悦１，杜红梅１，钱海忠２，王培宏２
（１．上海交通大学 农业与生物学院，上海２００２４０；２．上海源怡种苗有限公司，上海２０１３１４）
摘　要：由高温引起的幼苗死亡，成苗率低是大花三色堇育苗以及幼苗生长过程中存在的主要问
题。本文以大花三色堇（Ｖｉｏｌａ　ｔｒｉｃｏｌｏｒ　ｖａｒ．ｈｏｒｔｅｎｓｉｓ）“和谐系列”抗热的黄色品种和不抗热的绯
红渐变品种为材料，研究了１２ｄ的高温处理（３５℃／３０℃）对大花三色堇幼苗相关生理指标的影
响。结果表明，在高温胁迫下，２个品种的Ｆｖ／Ｆｍ值下降；与绯红渐变品种相比，在高温胁迫下黄
色品种的叶片具有较强的水分保持能力；随着高温胁迫时间的延长，２个品种的电解质外渗和丙二
醛含量增加，而且与黄色品种相比，高温胁迫对绯红渐变品种的影响更显著；与０ｄ相比，在长时间
高温胁迫下，２个品种的ＣＡＴ活性显著下降，ＳＯＤ活性显著上升，而且黄色品种的ＳＯＤ活性均显
著高于绯红渐变品种。
关键词：大花三色堇；高温胁迫；电解质外渗；丙二醛含量；过氧化氢酶；超氧化物歧化酶
中图分类号：Ｓ６８１．９　　　　文献标识码：Ａ
Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｈｅａｔ　Ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　Ｒｅｌａｔｅｄ　Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ
Ｐａｎｓｙ　Ｃｕｌｔｉｖａｒ　Ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
ＰＥＮＧ　Ｈｕａ－ｔｉｎｇ１，ＧＡＯ　Ｙｕｅ１，ＤＵ　Ｈｏｎｇ－ｍｅｉ１，ＱＩＡＮ　Ｈａｉ－ｚｈｏｎｇ２，ＷＡＮＧ　Ｐｅｉ－ｈｏｎｇ２
（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２４０，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｙｕａｎｙｉ　Ｓｅｅｄｌｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１３１４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｓ　ａ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｉｓｓｕｅ　ｉｎｄｕｃｉｎｇ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｄｅａｔｈ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｐｌａｎｔｌｅｔ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎ
Ｐａｎｓｙ（Ｖｉｏｌａ　ｔｒｉｃｏｌｏｒ　ｖａｒ．ｈｏｒｔｅｎｓｉｓ）ｓｅｅｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ．Ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｆｒｏｍ　ｔｗｏ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ　ｏｆ　Ｐａｎｓｙ，
ｈｅａｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔ　ｙｅｌｏｗ　ｃｕｌｔｉｖａｒ （‘Ｈａｒｍｏｎｙ’ｓｅｒｉｅｓ）ａｎｄ　ｈｅａｔ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｓｈａｄｏｗｅｄ　ｃｒｉｍｓｏｎ　ｃｕｌｔｉｖａｒ，ｗｅｒｅ
ｃｈｏｓｅｎ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（３５℃／３０℃）ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｆｏｒ　１２ｄａｙｓ　ｏｎ
ｔｈｅｉｒ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｄｅｘｅｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｃａｕｓｅｄ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｉｎ　Ｆｖ／
Ｆｍ　ｆｏｒ　ｔｗｏ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｈａｄｏｗｅｄ　ｃｒｉｍｓｏｎ　ｃｕｌｔｉｖａｒ，ｙｅｌｏｗ　ｃｕｌｔｉｖａｒ　ｈａｄ　ａ　ｇｒｅａｔｅｒ　ｗａｔｅｒ－
ｈｏｌｄｉｎｇ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ，ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ　ｌｅａｋａｇｅ　ａｎｄ　ＭＤＡ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｉｎ　ｂｏｔｈ
ｃｕｌｔｉｖａｒｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｙｅｌｏｗ　ｃｕｌｔｉｖａｒ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ｓｈａｄｏｗｅｄ　ｃｒｉｍｓｏｎ
ｃｕｌｔｉｖａｒ　ｗｅｒｅ　ｍｏｒｅ　ｓｅｒｉｏｕｓ．Ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ＣＡＴ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ＳＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｔ　０ｄｕｎｄｅｒ　ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ．Ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ＳＯＤ　ｉｎ
ｙｅｌｏｗ　ｃｕｌｔｉｖａｒ　ｗａｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｓｈａｄｏｗｅｄ　ｃｒｉｍｓｏｎ　ｃｕｌｔｉｖａｒ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｖｉｏｌａ　ｔｒｉｃｏｌｏｒ　ｖａｒ．ｈｏｒｔｅｎｓｉｓ；ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ；ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ　ｌｅａｋａｇｅ；ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ；
ｃａｔａｌａｓｅ；ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ　ｄｉｓｍｕｔａｓｅ
第６期 周　音，等：钩唇石斛离体快速繁殖技术体系的建立
　　高温是限制植物生长和发育最重要的非生
物胁迫因子之一［１］。近年来，随着全球气温升
高，高温胁迫对于植物生长发育的影响引起了各
国研究者的广泛关注［２］。以抗高温的品种为材
料，研究植物抗高温的分子机理，提高热敏感品
种对高温的抗性，已经成为目前植物抗逆生理研
究中 的 一 项 紧 迫 任 务。大 花 三 色 堇 （Ｖｉｏｌａ
ｔｒｉｃｏｌｏｒ　ｖａｒ．ｈｏｒｔｅｎｓｉｓ）为堇菜科堇菜属的二年生
花卉。它品种繁多，花色鲜艳，花期长，有“花坛
皇后”的美誉，是上海地区最常用的冬春季花坛
花卉。大花三色堇的育苗主要在夏秋季进行，此
时正值高温，由于高温引起的成苗率低以及种苗
移栽初期死亡率高，是目前大花三色堇推广过程
中遇到的主要问题。不同大花三色堇品种的抗
热性不同。田间观察发现，与红色系的品种相
比，黄色系的品种对高温的抗性强，种苗的成苗
率高（未发表）。
高温胁迫影响植物的形态结构和生理功能。叶
片的相对含水量（ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ＲＷＣ）、光
化学效率（ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，Ｆｖ／Ｆｍ）和细
胞膜稳定性的变化和植物的抗热性有关。叶绿素荧
光反应植物的光化学效率。电解质外渗（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ
ｌｅａｋａｇｅ，ＥＬ）是衡量细胞膜稳定性的重要指标。高
温胁迫下，月季、萱草等植物叶片的ＲＷＣ下降、Ｆｖ／
Ｆｍ降低、ＥＬ值增加［３－５］。膜脂过氧化作用是导致
膜结构破坏，引起植物损伤甚至死亡的重要原因。
丙二醛（ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ，ＭＤＡ）是膜脂过氧化的重
要产物。大量研究表明，高温胁迫导致 ＭＤＡ的含
量升 高［１，４，６］。植 物 体 内 过 氧 化 氢 酶 （ｃａｔａｌａｓｅ，
ＣＡＴ）、超氧化物歧化酶（ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ　ｄｉｓｍｕｔａｓｅ，
ＳＯＤ）等细胞膜保护酶与植物的耐热性有关［７］。高
温胁迫下，玉簪的ＣＡＴ活性下降［８］，矮牵牛的ＳＯＤ
活性上升［９］。孔令芳［１０］等的研究结果表明，在高温
胁迫条件下，大花三色堇幼苗的细胞膜透性增加，
ＭＤＡ含量上升。而关于高温胁迫对大花三色堇幼
苗ＲＷＣ的影响以及抗氧化酶活性的变化与大花三
色堇幼苗抗热性的关系，均未见报道。
本文以大花三色堇“和谐系列”抗热的黄色品种
和热敏感的绯红渐变品种为材料，研究了１２ｄ的高
温处理对大花三色堇叶片ＲＷＣ、光化学效率、细胞
膜的稳定性、膜脂过氧化以及抗氧化酶活性的影响，
旨在为大花三色堇品种的育苗、苗期管理以及抗高
温品种的选育提供依据。
１　材料与方法
１．１　实验材料及培养条件
以上海源怡种苗公司提供的大小一致，生长良
好的‘和谐’系列的黄色和绯红渐变２个花色的品种
为材料。在５叶１心期（苗龄４２ｄ左右）将幼苗移
入人工气候箱（ＨＰ　１５００ＧＳ－Ｂ）内，保持温度２０℃／
１５℃（昼温／夜温），光照强度２０　０００ｌｘ，光周期
１４ｈ，相对湿度９０％～９５％。每天浇水１次，每２ｄ
浇１次１／４的 Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液。驯化处理７ｄ后，
将温度升至３５℃／３０℃，开始进行高温处理。保持
其他环境条件不变。高温处理的幼苗每天浇水２
次，以保持基质湿润。每个处理１００株，重复４次。
在处理期间每天更换一下苗盘在生长箱中的位置，
以减少其他环境条件可能对幼苗生长产生的影响。
在处理后的０、４、８和１２ｄ，分析高温处理对黄
色和绯红渐变２个品种 Ｆｖ／Ｆｍ、ＲＷＣ、ＥＬ 值、
ＭＤＡ含量以及抗氧化酶活性的影响。用于 ＭＤＡ
含量和抗氧化酶活性分析的叶片，取样后液氮快速
冷冻，然后置于－８０℃冰箱中保存。
１．２　试验方法
１．２．１　生理指标的测定
Ｆｖ／Ｆｍ的测定：利用ＯＳ１－ＦＬ型叶绿素荧光仪
测定可变荧光和最大荧光的比值来表征。选取完全
伸展的叶片，暗适应１５ｍｉｎ后直接读数，每个处理
测定重复３次，取平均值。
ＲＷＣ的测定：参照Ｂａｒｒｓ和 Ｗｅａｔｈｅｒｌｅｙ描述的方
法［１２］，取４～５片充分伸展的叶片，立即称重，得到叶片
的鲜重（ｆｒｅｓｈ　ｗｅｉｇｈｔ，ＦＷ），然后将叶片装入茶包袋中，
浸入含有约１５ｍＬ去离子水的培养皿中。２４ｈ后取
出，用吸水纸将叶片表面的水份擦干后，迅速称重，得
到叶片的饱和鲜重（ｔｕｒｇｉｄ　ｗｅｉｇｈｔ，ＴＷ）。叶片ＲＷＣ的
计算方法为：（ＦＷ－ＤＷ）／（ＴＷ－ＤＷ）×１００％。
ＥＬ值的测定：参照 ＤａＣｏｓｔａ等［１３］的方法，将
３～４片重量为０．２ｇ的叶片，去除叶柄后剪成１ｃｍ
的长条，放入５０ｍＬ离心管中，用去离子水润洗３
遍后，加入２０ｍＬ去离子水，室温下置于２００ｒ／ｍｉｎ
的摇床上，振荡２４ｈ后，用ＦＥ３０型电导率仪测定初
始电导率（Ｃｉｎｉｔｉａｌ）；然后１２１℃高温处理３０ｍｉｎ后，
置于摇床上再次振荡２４ｈ，测定最终电导率（Ｃｍａｘ）。
ＥＬ值的计算方法为：Ｃｉｎｉｔｉａｌ／Ｃｍａｘ×１００％。
１．２．２　丙二醛含量和抗氧化酶活性的测定
酶液的制备：取０．２５ｇ低温保存的叶片，液氮
７６
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版） 第３０卷
充分研磨后，分次加入４ｍＬ　ｐＨ７．８的磷酸缓冲液
（含１％的ＰＶＰ和０．２ｍｍｏｌ／Ｌ的ＥＤＴＡ），研磨至
匀浆，４℃，１２　０００ｒ／ｍｉｎ离心３０ｍｉｎ，将上清液分
装，－２０℃保存，用于 ＭＤＡ含量测定和抗氧化酶
活性分析。
ＭＤＡ含量测定：采用硫代巴比妥酸法，０．５ｍＬ
的酶液中加入１ｍＬ含２０％三氯乙酸、０．５％硫代巴
比妥酸的反应液；混合均匀，９５℃加热３０ｍｉｎ后迅
速冷却至室温，然后 ２０ ℃，１２　０００ｒ／ｍｉｎ 离心
２０ｍｉｎ。去除沉淀，使用分光光度计测定上清液在
波长５３２ｎｍ和６００ｎｍ处的吸光度值。参照Ｈｅａｔｈ
和Ｐａｃｋｅｒ［１４］的方法，计算溶液中 ＭＤＡ的含量。
ＣＡＴ活性的测定：参照 Ｃｈａｎｃｅ和 Ｍａｅｈｌｙ［１５］
的方法，３ｍＬ反应体系中含有１．９ｍＬ　５０ｍｍｏｌ／Ｌ
ｐＨ　７．４的磷酸缓冲液，１ｍＬ　４５ｍｍｏｌ／Ｌ　Ｈ２Ｏ２ 和
０．１ ｍＬ 酶液。ＣＡＴ 活性的表示方法 为 波 长
２４０ｎｍ条件下，每分钟吸光度变化０．０１为１个酶
活性单位。
ＳＯＤ 活 性 的 测 定：参 照 Ｇｉａｎｎｏｐｏｌｉｔｉｓ 和
Ｒｉｅｓ［１６］的方法，３ｍＬ反应体系中含有１００μＬ 酶
液，５０ｍｍｏｌ／Ｌ　ｐＨ　７．８的磷酸缓冲液２．２ｍＬ，
１９５ｍｍｏｌ／Ｌ甲 硫 氨 酸 溶 液 ２００μＬ，３ μｍｏｌ／Ｌ
ＥＤＴＡ 溶液１００μＬ，６０μｍｏｌ／Ｌ核黄素２００μＬ，
１．１２５ｍｍｏｌ／Ｌ的 ＮＢＴ　２００μＬ。以不加酶液为对
照。将混合液置于光照强度２０　０００ｌｘ左右的荧光
灯下照射约２０ｍｉｎ，待测试管转为淡红色后将混合
液转入黑暗条件下终止反应，１０ｍｉｎ后测定混合液
的吸光度值。ＳＯＤ酶活性的表示方法为，吸光度
５６０ｎｍ条件下，抑制ＮＢＴ光还原５０％为１个酶活
性单位（Ｕ）。
ＣＡＴ和ＳＯＤ活性的变化以可溶性蛋白为标
准。参照Ｂｒａｄｆｏｒｄ［１７］方法，采用考马斯亮蓝 Ｇ２５０
法测定高温处理不同时间叶片中的蛋白质含量。
１．３　数据统计与分析
实验采用完全区组设计。应用ＳＡＳ９．１．２软
件，在Ｐ＝０．０５的水平上，采用Ｆｉｓｈｅｒ’ｓ最小显著
差数法（ＬＳＤ）对实验结果进行统计分析。文章中的
图表采用ＳｉｇｍａＰｌｏｔ　１０．０软件绘制。
２　结果与分析
２．１　高温处理对光化学效率的影响
随着高温处理时间的延长，２个品种的Ｆｖ／Ｆｍ
值下降。在高温处理的第８天和第１２天，与第０天
相比，２个品种的Ｆｖ／Ｆｍ值均显著下降。分析相同
高温处理条件下，２个品种Ｆｖ／Ｆｍ值含量的变化，
发现在第０、４和８天，２个品种的Ｆｖ／Ｆｍ值差异不
显著。在高温处理的第１２天，绯红渐变和黄色品种
的Ｆｖ／Ｆｍ值分别比对照下降２６．１７％和１８．４８％，
黄色品种的Ｆｖ／Ｆｍ值显著高于绯红渐变品种（如
图１）。
图１　高温胁迫对大花三色堇幼苗叶片
光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）的影响
注：不同小写字母表示同一处理不同时间在０．０５水平下差异显著；
＊表示同一时间不同处理在０．０５水平下差异显著，下同。
Ｆｉｇ．１　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
（Ｆｖ／Ｆｍ）ｏｆ　ｐａｎｓｙ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｏｗｅｒ－ｃａｓｅ　ｌｅｔｔｅｒｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ａｔ　ｔｈｅ　０．０５ｌｅｖｅｌ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｄａｙｓ　ｏｆ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｆｏｒ
ｅａｃｈ　ｃｕｌｔｉｖａｒ．Ｃｏｌｕｍｎｓ　ｍａｒｋｅｄ　ｗｉｔｈ＊ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｄｕｒａｔｉｏｎ．
２．２　高温处理对叶片相对含水量的影响
高温处理对２个品种ＲＷＣ的影响不同（如图
２）。０～１２ｄ的高温处理对黄色品种ＲＷＣ没有显
著影响。高温处理４ｄ时，与０ｄ相比，绯红渐变品
种的ＲＷＣ没有显著变化。高温处理８ｄ和１２ｄ，绯
红渐变品种的ＲＷＣ显著下降。比较同一高温处理
图２　高温胁迫对大花三色堇幼苗叶片
相对含水量的影响
Ｆｉｇ．２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ
ｏｆ　ｌｅａｖｅｓ　ｉｎ　ｐａｎｓｙ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
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第６期 彭华婷，等：高温胁迫对大花三色堇幼苗相关生理指标的影响
时间对２个品种ＲＷＣ的影响，发现在０、４和８ｄ，２
个品种的相对含水量差异不显著。在高温胁迫的第
１２天，２个品种的ＲＷＣ出现显著差异。而且，与对
照相 比，绯红 渐变品种的相对含水 量 下 降 了
２０．４２％，黄色品种的相对含水量仅下降了３．０８％。
２．３　高温胁迫对大花三色堇幼苗叶片电解质外渗
和丙二醛含量的影响
细胞膜透性是反映细胞膜受伤害程度的重要指
标。如图３Ａ所示，在高温胁迫４ｄ时，２个品种的
ＥＬ值没有显著变化。在高温胁迫第８天和第１２
天，与第０天相比，绯红渐变品种的ＥＬ值显著增
加。而黄色品种的ＥＬ值在第８天没有显著变化，
第１２天显著增加。比较同一高温处理时间对２个
品种ＥＬ值的影响，我们发现，在短时间高温处理情
况下（４ｄ），２个品种的ＥＬ没有显著差异。在高温
胁迫８ｄ以后，两者出现显著差异。在高温处理第
１２天，与对照相比，黄色品种的 ＥＬ 值增加了
６１．３１％，而 绯 红 渐 变 品 种 的 ＥＬ 值 增 加 了
２５９．２４％。
图３　高温胁迫对大花三色堇幼苗叶片电解质外渗
（Ａ）和丙二醛含量（Ｂ）的影响
Ｆｉｇ．３　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｔｅ　ｌｅａｋａｇｅ（Ａ）
ａｎｄ　ＭＤＡ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ（Ｂ）ｏｆ　ｌｅａｖｅｓ　ｉｎ　ｐａｎｓｙ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
　　高温胁迫对２个品种 ＭＤＡ含量的影响与ＥＬ
值的变化表现出同样的趋势。如图３Ｂ所示，随着
高温胁迫的时间延长，绯红渐变品种的 ＭＤＡ含量
在第８、１２天变化显著；与对照相比，高温处理４、８
和１２ｄ，黄色品种的 ＭＤＡ含量均显著增加。比较
同一高温处理时间对２个品种 ＭＤＡ含量的影响，
我们发现，在０、８和１２ｄ，绯红渐变品种 ＭＤＡ含量
显著高于黄色品种。在高温胁迫１２ｄ，与对照相比，
前者 ＭＤＡ 含量增加了 ２２０．４８％，后者增加了
１６６．９７％。
２．４　高温胁迫对大花三色堇幼苗叶片抗氧化酶活
性的影响
如图４Ａ，经过４、８和１２ｄ的高温胁迫，绯红渐
变品种的ＣＡＴ活性均显著下降。４和８ｄ的高温
胁迫对黄色品种ＣＡＴ活性没有显著影响，而在高
温胁迫１２ｄ后，黄色品种的ＣＡＴ活性显著下降。
在０～１２ｄ的高温胁迫下，２个品种的ＣＡＴ活性之
间均没有显著差异。
高温处理使２个品种的ＳＯＤ酶活性显著增加。
随着高温胁迫时间增加，绯红渐变品种ＳＯＤ酶活性
显著增加。黄色品种ＳＯＤ酶活性在４和１２ｄ显著
高于对照，在８ｄ时和对照差异不显著。在高温处
理过程中，同一处理时间，黄色品种的ＳＯＤ酶活性
均显著高于绯红渐变品种（如图４Ｂ）。
图４　高温胁迫对大花三色堇幼苗叶片过氧化氢酶（Ａ）
和超氧化物歧化酶（Ｂ）活性的影响
Ｆｉｇ．４　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ＣＡＴ（Ａ）ａｎｄ　ＳＯＤ（Ｂ）
ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｌｅａｖｅｓ　ｉｎ　ｐａｎｓｙ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
３　讨论
高温会对植物造成不同程度的直接或间接伤
害，如膜脂流动性加强，膜完整性丧失，膜的透性增
加，电解质外渗，电导率增加等。Ｆｖ／Ｆｍ是最大光
化学量子产量，高温影响光系统ＩＩ的光化学反应，
９６
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版） 第３０卷
导致光化学效率下降［１８］。许多研究发现，高温胁迫
下依据Ｆｖ／Ｆｍ的变化幅度，可以很好地比较植物
的耐热性［７，１９］。同不抗高温的品种相比，高温胁迫
下，抗高温品种的光合系统损伤较少，可以较长时间
保持相对较强的光合能力［２０］。本研究的结果也表
明，与不抗高温的绯红渐变品种相比，在１２ｄ高温
胁迫后，抗高温的黄色品种保持相对较高的Ｆｖ／
Ｆｍ。这与Ｄｕ［４］等对高温胁迫下草坪草叶片的研究
结果一致。
Ｌｅｖｉｔｔ指出，不同环境胁迫作用于植物时，都可
能对植物造成水分胁迫，使植物出现脱水现象。高
温可以通过加快植物的蒸腾作用使植物因缺水而受
到伤害。ＲＷＣ是反应植物水分状况的重要参数。
逆境中的植物叶片ＲＷＣ的大小，可以部分反映植
物的抗热性［２１］。不同植物品种的耐热性与细胞的
ＲＷＣ成正相关［２２］。ＲＷＣ是细胞持水能力高低的
一个重要指标，耐热性高的品种细胞持水能力更强。
在本实验中，０～１２ｄ的高温胁迫对黄色品种的
ＲＷＣ没有显著影响，而８～１２ｄ的高温胁迫显著降
低了绯红渐变品种的ＲＷＣ。叶片相对较强的持水
能力可能是黄色品种抗高温的重要原因。这与徐
胜［２３］等对高温胁迫后高羊茅叶片的研究结果一致。
在高温条件下，保持细胞膜的相对完整性是植
物抗高温的重要原因。活性氧的积累会增加细胞膜
的过氧化程度，改变细胞膜的半透性［２４］。ＭＤＡ是
膜脂过氧化的主要产物。ＭＤＡ含量和ＥＬ值一般
作为衡量细胞膜过氧化程度和细胞膜透性的重要指
标。大花三色堇幼苗在高温胁迫下叶片中 ＭＤＡ积
累，这与袁媛［２５］等在小苍兰和刘奕清［２６］等在巨尾
桉上的研究结果相似。ＥＬ值的显著上升也证实了
高温胁迫对大花三色堇幼苗叶片细胞膜结构的损
害。李敏［２７］等对菠菜叶片研究结果表明，高温胁迫
对不抗高温品种膜稳定性的破坏程度大于抗高温品
种。随着高温胁迫时间增加，黄色品种电解质外渗
受高温的影响显著小于绯红渐变品种，叶片中
ＭＤＡ含量也比绯红渐变品种低。这表明，保持相
对较高的细胞膜完整性可能是黄色品种抗高温的重
要原因。
ＣＡＴ和ＳＯＤ是植物抗氧化防御系统中的关键
酶。ＳＯＤ是植物过氧化胁迫防御体系中的第一道
防线，主要参与清除超氧阴离子（Ｏ－２），产生 Ｈ２Ｏ２，
提高植物组织的抗氧化能力。在高温胁迫条件下，２
个品种的ＳＯＤ活性均显著增加，这可能是植物自身
的防御机制在发生作用，以清除氧化能力极强的
Ｏ－２。而且与不抗高温的绯红渐变品种相比，抗高温
的黄色品种ＳＯＤ活性的增加更显著。这与高温胁
迫下田治国［２８］等对孔雀草和万寿菊、李敏［２９］等对
水稻开花期ＳＯＤ活性变化的研究结果一致。ＣＡＴ
参与细胞中过氧化氢的清除，使其保持在一个较低
的水平，从而保护膜的结构。本实验中，在０～１２ｄ
的高温胁迫下，２个品种幼苗叶片中的ＣＡＴ活性均
呈下降趋势，从而影响了细胞中 Ｈ２Ｏ２ 的清除，使细
胞膜受到破坏。
４　结论
综上所述，高温胁迫破坏了大花三色堇的光合
作用系统，影响了叶片的相对持水力。高温胁迫也
影响了大花三色堇的抗氧化保护系统。在高温胁迫
条件下，抗热和热敏感品种的ＳＯＤ活性增强，但是
ＣＡＴ活性显著下降，细胞的过氧化程度加剧，ＭＤＡ
积累，细胞膜的结构被破坏，细胞膜透性增强，电解
质外渗。而且同抗高温的品种相比，高温对热敏感
品种的影响更显著。在本研究中，一些重要的生理
指标，如 ＭＤＡ含量、ＥＬ值、ＣＡＴ和ＳＯＤ酶活性的
变化与大花三色堇品种的抗热性呈显著相关，可能
可以作为大花三色堇抗热性评价的指标，进行进一
步验证，用于大花三色堇抗热品种的筛选。
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