全 文 ：互叶白千层对冷害的生理响应
莫昭展1 , 施福军2 , 梁海清1　(1.王林师范学院 ,广西玉林 537000;2.广西高峰林场 ,广西南宁 530001)
摘要　[目的]研究互叶白千层对冷害的抗性机理。[方法] 以互叶白千层为试材 ,取中部叶片 ,测定冷害前后互叶白千层的电导率、过氧
化物酶和硝酸还原酶活性以及丙二醛含量。[ 结果]互叶白千层具有较强的抵抗低温的能力。低温处理后 ,不同月份互叶白千层的电导
率表现出明显的变化。12月份和 4月份的冷害对互叶白千层的伤害最大 , 3月份最小 ,1月份和 2月份相差不大。互叶白千层的 POD活
性呈现逐渐降低的趋势 ,12月份最高 ,3月份最低。3月份丙二醛含量最高 , 12、4月份较高 ,1月份最低。12、1月份互叶白千层的NR活性
最高 ,3月份最低 , 4月份有所回升 ,但幅度不大。[ 结论]互叶白千层具有较强的抵御长时间低温冷害的能力。
关键词　互叶白千层;冷害;生理响应
中图分类号　S718.43　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2008)33-14399-02
Physiological Response of Melaleuca leucadendron to Cold Damage
MO Zhao-zhan et al　(Yulin Normal College , Yulin ,Guangxi 537000)
Abstract　[ Objective] The study was to research the resistancemechanism of Melaleuca leucadendron to cold damage.[Method] With M.leucadendron
as the tested material , its middle leaves were taken to detect the conductivity, the activities of POD and NR and content of MDA of M.leucadendron pre
and post of cold damage.[ Result] M.leucadendron had a strong resistance to low temperature.After treatment at low temperature, the conductivity of M.
leucadendron in different months showed an obvious change.The damage of cold damage in December and April on M.leucadendron was the biggest and
that in March was the least , and that in January and February had little difference.The POD activity of M.leucadendron showed a trend of gradually de-
creasing, and the POD activity in December was the highest and that in March was the lowest.The MDA content in M.leucadendron was the highest in
March , and that was higher in December and April and that was the lowest in January.The NR activity of M.leucadendron was the highest in December
and January , and that was the lowest in March and had a little upturn in April.[Conclusion] M.leucadendron had stronger resistance to low temperature
damage with long time.
Key words　Melaleuca leucadendron;Cold damage;Physiological response
基金项目　广西自然基金项目(桂科自 0832099);广西教育厅项目
(GJKY2008041);玉林师范学院青年基金项目(200703)。
作者简介　莫昭展(1974-),男 ,广西玉林人 ,博士 ,副教授 , 从事植物
种质资源利用的教学与研究。
收稿日期　2008-09-22
　　互叶白千层(Melaleuca leucadendron)原产于澳大利亚新
南威尔士沿海一带 ,是桃金娘科白千层属的灌木树种[ 1] 。一
般种植 1年即可采收 ,萌芽力强 ,可一次种植 ,多次收获 ,是
一种短期栽种培育就可以投入利用的经济林木[ 2] 。
近年来 ,我国在互叶白千层的引种栽培 、茶树油的提取
与利用 、化学成分分析等方面的研究较多[ 1-5] ,但对于互叶
白千层的生理指标的测定方面的研究较少。2008年 1 月中
旬到 2月初 ,南方大部分地区遭受了百年不遇的低温及冰冻
灾害 ,笔者对冷害前后互叶白千层的电导率 、过氧化物酶活
性 、丙二醛含量 、硝酸还原酶活性进行分析 ,对互叶白千层的
抗性机理的研究及区域推广具有一定的指导意义。
1　材料与方法
1.1　试验材料　从位于广西玉林市的互叶白千层的种植基
地每次随机选择 50株 3年生植株 ,剪取中部的枝叶作为试验
材料 ,每个指标测定 5个重复。
1.2　试验方法
1.2.1　叶片伤害度的测定[ 6] 。先将新鲜叶片用去离子水反
复冲洗擦干净 ,将叶片分为 2组 ,每组 5份 ,每份 1 g。将叶片
置于小烧杯中 ,加入 20 ml去离子水 ,震荡 ,加塞 ,并做好标
记。第 1组置于-20 ℃左右的温度下处理 20 min ,第 2组置
于室温下保湿作对照 。
经过一定时间后 ,用电导仪测定溶液的电导率值(S1),
然后置于沸水中 10 min ,冷却后测定总溶液总电导率(S2)。
计算公式如下:
相对电导度公式:Lt=S1/ S2
　　伤害度外渗公式:伤害度=[(Lt -Lck)/(1 -Lck)] ×
100%
式中 ,L t为处理叶片的相对电导度 , Lck为对照叶片的相对电
导度 。
1.2.2　叶片过氧化物酶(POD)活性的测定(比色法)[ 6] 。
1.2.2.1　粗酶液的提取。称取 1 g新鲜成熟互叶白千层叶
片 ,剪碎于研钵中 ,加 20 mmol/L KH2PO4 5 ml ,于研钵中研磨
成匀浆 ,以 4 000 r/min离心 15 min ,收集上清液保存在冷处 ,
所得残渣再用 5 ml KH2PO4提取 1次 ,合并 2次上清液 ,并保
存在冷处备用 。
1.2.2.2　酶活性的测定 。取光径 1 cm比色杯 2只 ,于 1只中
加入 3 ml反应混合液及 1ml KH2PO4 ,作为校零对照 ,另 1只
中加入 3 ml反应混合液及上述酶液 1 ml(如酶活性过高可稀
释),立即开启秒表记录时间 ,于分光光度计上测量吸光度
值 ,每隔 1 min读数 1次 ,读数于波长 470 nm下进行。以每分
钟内 A470变化 0.01为 1个过氧化物酶活性单位(U),计算公
式如下:
POD[ μg/(g·min)] =(■A470×Vt)/(0.01Wf×VS ×t)
式中 ,Vt 为提取酶液总体积(ml);Wf 为叶子鲜重(g);VS 为测
定时取用酶液体积(ml);t 为反应时间(min)。
1.2.3　叶片丙二醛(MDA)含量测定[ 7] 。称取叶片切段 1 g ,
放入研钵中 ,加入 5 ml 10%三氯乙酸(提前冷冻)和少许石英
砂 ,研磨成匀浆 ,将匀浆转移到试管中 ,再用 5 ml 10%三氯乙
酸冲洗研钵 ,合并提取液 ,4 000 r/min离心 10 min ,取上清液
冷藏备用。
吸取 2 ml上清液(对照用 2 ml蒸馏水),加入 2 ml 0.6%
硫代巴比妥酸溶液 ,混合均匀 ,置于沸水浴中反应 15 min ,迅
速冷却后离心。取上清液测定 450、532、600 nm波长的消光
度(OD值)。计算公式如下:
C=6.54(A532-A600)-0.56A450
MDA(μmol/g)=C×N/W
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2008, 36(33):14399-14400, 14405　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　李菲菲　责任校对　傅真治
式中 ,C为丙二醛的浓度;N 为提取液总体积(ml);W为样品
鲜重(g)。
1.2.4　叶片硝酸还原酶(NR)活性的测定[ 7] 。将新鲜取回的
互叶白千层枝条置于 50 ml硝酸钾溶液中 ,并于光照培养室
进行光诱导 12～ 24 h。剪取光诱导后的互叶白千层成熟叶
子 ,用蒸馏水洗涤 3次 ,吸干水分 ,用电子天平称取 6份等重
的叶子(1.0 g),分别置于含有下列溶液的 50 ml三角烧瓶中。
对照三角瓶中加入 30%的三氯乙酸溶液 1 ml ,然后其他 5个
三角瓶中加入 0.1mol/L KNO3溶液 9 ml ,分别将上述的反应
液及叶子倒入真空干燥器抽气 ,反复多次 ,使叶片沉入溶液
后 ,将三角烧瓶置于 30 ℃温箱中 ,遮光保温 30 min 后 ,向试
验组瓶加入 30%的三氯乙酸溶液 1 ml ,终止酶反应 。将 6个
三角瓶摇匀静置 2min后 ,分别吸取反应溶液 2 ml于试管中 ,
加入 0.02%萘基乙烯胺试剂 1 ml及 1%磺胺试剂 1 ml ,混合
摇匀 ,静置 15 min ,于 4 000 r/min下离心 5min ,取上清液于分
光光度计上测定其在 520 nm处 OD 值 ,从标准曲线计算出
NO2
-含量(μg)。NR活性按以下公式计算:
NR[μg/(g·h)] =X ×V1/(V2×W×t)
式中 ,X 为反应液中酶催化产生的NO2-含量(μg);V1 为提取
酶时加入的缓冲液的体积(ml);V2 为酶反应时加入的粗酶液
的体积(ml);W为样品质量(g);t 为反应时间(h)。
2　结果与分析
2.1　不同月份叶片伤害度差异　方差分析表明 ,各月份之
间叶片伤害度达到极显著差异水平(F =11.541 4 , P =
0.000 05)。如图 1所示 ,经过低温处理后不同月份互叶白千
层电导率表现出明显的差异 ,但也呈现出一定的规律。12月
份和 4月份的伤害度最大 ,3月份的最小 , 1月份和 2月份相
差不大。研究结果表明 ,12月份时气温开始降低 ,互叶白千
层对外界温度的变化较敏感 ,伤害度最高;1月份时互叶白千
层已经表现出较强的抵抗能力 ,故伤害度较低;2月份伤害度
有小幅上升 ,但变化不大 ,说明互叶白千层具有抵御较长时
间冷害的能力;3月份时伤害度最低 ,可能与生长停滞有关;4
月份时温度回升较快 ,植物体进入生长期 ,此时互叶白千层
的抵抗低温冷害的能力较弱 ,伤害度仅次于 12月。从整体
的伤害度数值来看 , 5个月的伤害度均小于 1 ,说明互叶白千
层具有较强的抵抗低温的能力。
图1　不同月份伤害度的差异
Fig.1　The difference of injury degree among different months
2.2　不同月份叶片过氧化物酶活性差异　方差分析表明 ,
各月份之间 POD活性达到极显著差异水平(F =33.049 6 ,P
=0.000 01)。如图 2所示 ,互叶白千层 POD活性 12月份最
高 ,具有较强的清除植物体内过氧化物的能力;3月份最低 ,
呈现逐渐降低的趋势 ,这表明互叶白千层POD活性随温度的
降低而不断减弱;4月份有所上升 ,但幅度不大;酶活性最低
点出现在 3月份而非 2月份 ,分析原因可能是受 2月份长时
间的冷害影响 ,3月份时互叶白千层各项生理机能尚未完全
恢复 ,因而清除植物体内过氧化物的能力较弱。3月份实地
采样时发现 ,互叶白千层嫩叶受害较严重 ,表现为嫩梢前期
枯黄 ,后期枯死 ,成熟叶片受害较轻 ,叶片出现褐色的斑点;4
月份后生长逐渐恢复。
图2　不同月份过氧化物酶活性差异
Fig.2　The difference of peroxidase activity among differentmonths
2.3　不同月份叶片丙二醛含量差异　方差分析表明 ,各月
份之间MDA 含量达到极显著差异水平(F = 124.85 , P =
0.000 01)。如图 3所示 , 3月份丙二醛含量最高 ,12、4月份也
较高 ,1月份最低。分析原因可能是 12月份时因经历了较长
一段时间的干旱 ,导致植物体细胞膜氧化程度增强 ,MDA含
量较高;1月份后有少量降雨 ,植物体细胞膜氧化程度得到很
大程度的缓解 ,此时的互叶白千层体内MDA含量较低;受到
2月份长时间冷害的影响 ,植物体细胞膜氧化程度有所增强 ,
但增幅不大 ,说明互叶白千层对低温不敏感 ,具有一定抵御
冷害的能力;危害在 3月份时表现较为突出 ,具有一定的延
迟性;4月份后冷害危害下降 ,植物体细胞膜氧化程度降低 。
图 3　不同月份丙二醛含量差异
Fig.3　The difference of malondialdehyde content among different
months
2.4　不同月份叶片硝酸还原酶活性差异　方差分析表明 ,
各月份之间NR活性达到极显著差异水平(F =185.686 8 , P
=0.000 000 1)。如图 4所示 ,12、1月份互叶白千层NR活性
最高 ,3月份最低 , 4月份有所回升 ,但幅度不大。12、1月份
时虽然已经开始进入冬季 ,但是互叶白千层仍保持较高的
NR活性 ,表明此时的植物体仍具有一定的生长能力;受到 2
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14400 　　　　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2008年
片扩展和增加全株叶面积的同时 ,中下部烟叶在田间的通风
透光能力与常规措施下有所不同。因此 ,应根据制剂的效果
适当调整栽培中的种植密度 ,完善该项技术 。同时 ,以往研
究中关于处理的喷施方式和施用时间有所不同[ 5 , 13-14] ,该试
验中仅于打顶当天 1次喷施 ,生产中使用方便 ,操作较强。
参考文献
[ 1] TSO T C, JEFFERY RN.Studieson tobacco alkaloids.II The formation of nico-
tine and nornicotine in tobacco supplied with 15　N[ J] .Plant Physiol , 1957, 32
(2):86-92.
[ 2] YASUMATSU N.Study on the chemical regulation of alkaloid biosynthesis in to-
bacco plants.II.Inhibition of alkaloid biosynthesis by exogenous auxins[ J] .Agr
Biol Chem,1967, 31:1441-1447.
[ 3] ATKINSONW O ,KASPERBAUTER J.Influence of sublethal foliar applicationof
2,4-D on burley tobacco yield and composition[ J] .Agron J ,1970, 62:421-
424.
[ 4] 简永兴,杨磊 ,谢龙杰,等.GA3对烤烟品种新K326上部烟叶农艺性状
及烟碱含量的影响[ J] .湖南农业大学学报, 2005 ,28(1):79-83.
[ 5] 杨怀玉,李春俭.顶端调控对烤烟生长、主要矿质养分吸收和分配特性
的影响[ J] .中国农业科学, 2006 ,39(9):1846-1852.
[ 6] 洪丽芳 ,付丽波 ,赵宗胜 ,等.烤烟钾素源库关系生理调控措施研究
[ J] .植物营养与肥料学报, 2001 ,7(4):404-409.
[ 7] 洪丽芳,付利波 ,苏帆 ,等.生长素对烟株中钾的分配和积累影响[ J] .
作物学报 ,2003, 29(3):457-461.
[ 8] 赵正雄,杨宇虹 ,张福锁 ,等.不同顶端调控措施对烟株内钾素积累和分配规律的影响[ J] .烟草科技 ,2002(6):37-39.
[ 9] 和丽忠,张晓林 ,陈锦玉 ,等.生长调节物质对烤烟增钾控氮的作用及
其对烟叶品质的影响[ J] .中国农学通报 ,2001, 17(4):10-14.
[ 10] 徐晓燕,王华松 ,武雪萍.施肥及生长调节剂对烟草烟碱和钾含量的
影响[ J] .山西农业大学学报 ,2002, 22(1):18-21.
[ 11] 招启柏 ,王宏武,王广志 ,等.外源调节物质对烤烟烟碱含量的影响
[ J] .烟草农业科学 ,2006,2(4):385-389.
[ 12] 王丰吉,陈朝阳,高文霞 ,等.外源化学物质调节烟碱生物合成机理Ⅰ.
外源化学物质对烟碱生物合成中间产物的影响[ J] .福建农林大学学
报:自然科学版, 2006 ,35(1):11-16.
[ 13] 韩锦峰,朱大恒,林学梧 ,等.多胺对烟株生长发育及烤烟产质的生理
效应[ J] .烟草学刊, 1991(2):1-8.
[ 14] 韩锦峰 ,齐群钢,张秀梅.表油菜素内酯对烟株生长发育和烟叶产质
生理效应及其在烤烟中应用[ J] .烟草学报 ,1994(1):1-15.
[ 15] 江力 ,王东胜 ,王能如,等.6-苄基腺嘌呤和脱落酸对不同发育阶段烟
草叶片光合功能及过氧化氢水平的调控[ J] .中国烟草学报 , 2006 , 12(5):38-42.
[ 16] 李浩亮,史金钟,何登峰 ,等.外源赤霉素对烤烟叶片生长和品质的影
响[ J] .河南农业科学 ,2006(4):51-54.
[ 17] 史金钟,赵东方,张凤霞 ,等.不同调控措施对烟叶钾素调节效应研究
初报[ J] .河南农业科学, 2007(7):39-41, 47.
[ 18] 史金钟,赵东方,李浩亮 ,等.外源赤霉素对旱区烤烟叶片生长和品质
的影响[ J] .中国农学通报 ,2007, 23(5):221-225.
[ 19] 赵东方,马永建,王维超 ,等.不同营养调控措施对烟叶钾素与烟碱调
节效应的研究[ J] .安徽农业科学 ,2007,35(31):9942-9944.
[ 20] BIERHUIZEN J F ,SLATYER RO.Effect of atmospheric concentration of water
vapor and CO2 on determining transpiration-photosynthesis relationships of cot-
ton leaves[ J] .Agric Meteorol ,1965, 2:259-270.
[ 21] 武雪萍,钟秀明,秦艳青 ,等.芝麻饼肥与化肥不同比例配施对烟叶香
气质量的影响[ J] .作物学报, 2006,32(10):1554-1559.
[ 22] 张荣铣,戴新宾 ,许晓明,等.叶片光合功能期与作物光合生产潜力
[M] //娄成后,王学臣.作物产量形成的生物学基础.北京:中国农业
出版社 ,2001:52-63.
[ 23] 王少先,李再军,王学云 ,等.不同品种光合特性比较研究初报[ J] .中
国农学通报 , 2005, 21(5):245-247, 252.
[ 24] 韩富根,刘学芝,汪耀富 ,等.抗旱栽培综合技术对烤烟光合特性和水
分利用效率的影响[ J] .河南农业大学学报 ,2003, 37(4):352-356.
[ 25] ZHANG F ,KONG X S, ZHANGM X ,et al.Effects of water stress on photosyn-
thesis and fluorescence characteristics in peony[ J] .Agricultural Science &
Technology ,2008, 9(2):101-105.
(上接第 14400页)
月份冷害的影响 ,NR活性显著下降;3月份时 NR活性最低 ,
生长处于停滞状态;4月份后NR活性逐渐恢复。
图 4　不同月份硝酸还原酶活性差异
Fig.4　The difference of nitrate reductase activity among different
months
3　结论与讨论
(1)植物受到低温影响时 ,细胞的质膜透性会发生不同
程度地增大 ,电解质会有不同程度地外渗 ,以致于电导率 、伤
害度会有不同程度地增大。互叶白千层叶的伤害度在 1月
和 2月经历冷害时较低 ,表明冷害对互叶白千层影响不大。
(2)POD的产生是植物在面临逆境时产生的抵抗机制之
一 ,互叶白千层 POD活性在 1月份和 2 月份经历冷害时较
高 ,说明互叶白千层启动了相应的抵抗机制。
植物器官衰老或在逆境下遭受伤害 ,往往发生膜质过氧
化作用 ,MDA是膜质过氧化的最终分解产物 ,其主要作用是
破坏植物细胞膜系统 ,是研究植物抗性的一个重要的生理
指标 。该研究中 ,MDA含量在 1月份和 2月份经历冷害时并
没有增高 ,说明冷害对互叶白千层MDA含量没有显著影响 ,
针叶的膜质过氧化程度并不严重。NR活性主要反映了植株
的生长活力 ,从 12月份到 3月份持续下降 , 4月份略有回升 ,
反映了冷害对互叶白千层的生长速度有明显影响。
(3)由表型性状来看 , 3月份时伤害最为明显 ,表现为嫩
梢前期枯黄 ,后期枯死 ,成熟叶片受害较轻 ,叶片出现褐色的
斑点 ,此时互叶白千层的生长基本处于停滞状态;4月份后生
长逐渐恢复。综合表型性状和生理指标的变化表明 ,互叶白
千层具有较强的抵御长时间低温冷害的能力。
参考文献
[ 1] 张孝祺 ,林雄 ,吴玉鐾,等.广东互叶白千层茶树油产品主要成分的质
量标准研究[ J] .广东化工 , 2006(6):13-16.
[ 2] 张燕君 ,古佛政.互叶白千层精油的组分及抗菌作用[ J] .广东林业科
技 ,1998, 14(2):31-34.[ 3] 常新民 ,黄耀恒.互叶白千层育苗技术[ J] .林业科技开发 ,2003(6):32-
34.
[ 4] 吕永,何庭玉 ,陈珊.互叶白千层植物精油的研究进展[ J] .广东化工 ,
2005(3):38-40.
[ 5] 吴幼媚 ,王以红,蔡玲,等.互叶白千层离体繁殖技术[ J] .广西林业科
学 ,2001, 30(2):28-29.
[ 6] 张志良 ,瞿伟菁.植物生理学实验指导[ M] .北京:高等教育出版社 ,
2003:124-127 ,274-276.
[ 7] 王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M] .北京:高等教育出版社 ,
2006:167-168.
[ 8] FU S J ,XIE X J.Effect of carbohydrate content in feed on the daily metabolic
rate of S.meridionalis[ J] .Agricultural Science&Technology , 2008, 8(3-4):
73-78.
[ 9] YUEC W ,XIAO J , LING X, et al.Effect of low temperature stress on sweet pota-
to S-Adenosyl methionine synthetase gene expression[ J] .Agricultural Science&
Technology ,2008, 9(1):11-14, 156.
1440536卷33期　　　　　　　　　　　　宋鹏飞等　植物生长调节物质对烤烟光合特性和水分利用效率的影响