全 文 ：五叶地锦低温处理条件下与抗寒相关的
部分生理生化指标的变化规律
刘慧民　王　 　李奇石　阎永庆
(东北农业大学 ,哈尔滨 , 150030)
　　摘　要　研究了五叶地锦与抗寒有关的若干生理生化指标在温度从-15℃到-38℃逐渐降低处理条件下的
动态变化规律。自然越冬五叶地锦当年生枝和 1 年生幼苗不同季节中(后者只在秋季)枝条基部芽的过氧化物酶
活性等的变化 ,为深入研究试材的抗寒能力提供了理论和实践依据。
关键词　五叶地锦;不同处理;部分生理生化指标;变化规律
分类号　S687.3
Changing Regularity of Partial Cold-resistance Physiological and Biochemical Indexes of Parthenocissus quinquefolia
with Temperature Dropping/ Liu Huimin , Wang Kun , Li Qishi , Yan Yongqing(Nor theast Ag ricultural University ,
Harbin 150040 , P.R.China)// Journal of Northeast Forestry University.-2003 , 31(4).-74～ 75
The dynamic changing regularity of some physiological and biochemical indexes related with cold-resistance was
studied with temperature dropping from -15℃ to -38℃.Meanw hile the changes of peroxide enzyme activity o f shoots
and buds fo r annual branches and one-year-old seedlings surviving winter successfully were also de termined.This paper
w ould provide theoretical foundation for researching this material s cold-resistence capacity deeply.
Key words 　Parthenocissus quinquefolia;Different treatment;Partial physiological and biochemical indexes;
Changing regularity
　　五叶地锦(Parthenocissus quinquefolia Planch.)系葡萄科
地锦属落叶木质藤本植物 ,具有垂直绿化 、地表覆盖 、彩化和
抗污染等多重园林绿化功能 ,是华北地区园林中优秀的多功
能绿化素材。近年来五叶地锦在哈尔滨市的立交桥等处绿化
中有所应用 ,但效果不佳 ,普及面不大 ,主要原因是五叶地锦
尚不能很好地适应哈尔滨的严冬[ 1] 。在越冬时大部分五叶地
锦的幼苗因耐寒力弱而致使地上部分被冻死 , 次年无法形成
绿化效果;五叶地锦的成苗 , 在越冬时也常常发生严重冻梢现
象。这些都严重影响着五叶地锦在哈尔滨市园林中的应用。
因此 ,研究五叶地锦在高寒地区的越冬能力[ 2] ,寻找切实可行
的越冬保护方法和探讨提高其越冬能力的途径[ 3] , 成为五叶
地锦在哈尔滨市乃至东北地区园林绿化中应用的关键。本试
验研究了五叶地锦与抗寒有关的若干生理生化指标在低
温[ 4]处理条件下的动态变化规律[ 5 , 6] , 为深入研究试材的抗
寒能力提供了理论依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
五叶地锦 3年生成苗:1995 年从北京琅山苗圃引进 , 植
株地上部分长度已达 2.0～ 2.5 m ,这些试材定植于花卉试验
圃地的小环境内(向阳背风处)。
1.2　试验方法
温度逐渐降低处理:秋季取五叶地锦不同植株的枝条放
入超低温冰箱内冷冻 , 处理温度分别为-15 , -18 , -2 3 ,
-28 , -33 和-38℃。每级温度处理 5 ～ 7 d , 取出材料做各
项理化指标测定(温度超过-30℃时 , 需先取出部分枝条室
第一作者简介:刘慧民 ,女 , 1968年 4月生 ,东北农业大学园艺学
院 ,副教授。
收稿日期:2002年 7月 8日。
责任编辑:李金荣。
温下做水插实验 , 证明枝条成活后再做理化指标测定)。
五叶地锦不同器官(芽 、枝条)在春 、夏 、秋 、冬四季中分别
测定过氧化物酶活性。
1.3　测定方法
不饱和膜脂肪酸的测定:参照苏维埃等人气相色谱分析
方法;脱落酸的测定:高效液相色谱法;电导率的测定:电导
法;游离脯氨酸的测定:氨基酸分析仪和比色法;过氧化物酶
活性的测定:愈创木酚法;可溶性蛋白的测定:考马斯亮兰比
色法;可溶性糖的测定:蒽酮比色法。
2　结果与分析
2.1　不同温度处理对五叶地锦当年生枝条理化指标的影响
在超低温冰箱内模拟低温处理 , 对材料做上述各项理化
指标测定 , 结果见表 1。
由不同温度处理对可溶性蛋白含量的影响(见表 1)看出:
温度从-15～ -38℃的下降过程中 ,可溶性蛋白含量呈递增趋
势。回归分析表明:可溶性蛋白含量的递增与温度间存在显著
一元线性关系(y含量 =15 678.38-436.71 T温度 , r =-0.941
0), -38℃处理与-15℃处理的含量差异显著。说明试材内
可溶性蛋白含量的增加与温度变化有关 , 模拟环境逐渐寒冷
后 , 可溶性蛋白含量的增加能起到某种抗寒保护作用 ,以提
高试材抵抗寒冷的能力。可溶性蛋白作为许多研究材料的抗
寒指标 , 在温度下降过程中 ,均有不同程度的上升 , 与本项试
验结果一致。
由表 1 看出 , 温度在下降过程中(-15～ -38℃),可溶性
糖含量大幅度递增。回归分析表明:可溶性糖含量递增与温度间
存在显著一元线性关系(y=58.637-3.331 T , r =-0.877
4), -38℃处理与-15℃处理的含量差异显著。说明试材内
可溶性糖含量的增加与温度变化有关 ,当生存环境逐渐寒冷
后 , 可溶性糖含量的增加也可起到抗寒保护作用 , 以提高试
　第 31 卷 第 4 期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vol.31 No.4
2003 年 7 月 JOURNAL OF NORTHEAS T FORES TRY UNIVERSITY Jul.2003
DOI :10.13759/j.cnki.dlxb.2003.04.029
材抵抗寒冷的能力。
表 1　不同温度下五叶地锦当年生枝条理化指标的变化
温度
/ ℃
可溶性蛋白
/mg·g -1
可溶性糖
/mg·g -1
游离脯氨酸
/mg·g -1
过氧化物酶活性
/愈创木酚单位·g -1·h-1
不饱和膜脂肪酸
%
电导率
%
脱落酸
/μg·g -1
-15 21.80 98.7 0.0480 78.0 80.2 37.09 未检出
-18 22.00 104.7 0.0485 78.0 80.4 37.25
-23 27.90 160.8 0.0510 39.8 81.0 39.76
-28 28.40 163.3 0.0520 38.6 85.0 40.23
-33 30.70 170.2 0.0637 25.2 84.7 60.00
-38 30.96 170.4 0.0686 22.7 86.0 62.50
　　注:膜脂肪酸的种类主要为 18:1 、18:2和 18:3(油酸 、亚油酸 、亚麻酸);脱落酸可能因含量过微而仪器未检出。
　　由不同温度处理对游离脯氨酸含量及过氧化物酶活性的
影响(见表 1)可知:温度下降过程中 , 游离脯氨酸含量呈增加
趋势。回归分析表明:脯氨酸含量与温度间呈显著线性关系
(y=32.085-0.904 T , r=-0.934 0), -38℃处理与-15℃
处理的含量差异显著。游离脯氨酸含量的增加能使可溶性蛋
白含量增多 ,当试材处于低温胁迫时 , 使植物体内发生系列抗
寒保护反应 ,提高试材的抗寒能力 , 并起到抗寒保护作用。
随着温度的下降 ,过氧化物酶活性迅速降低。回归分析
表明:酶活性与温度间呈显著线性相关(y活性 =11 5.02+
2.631 T , r =0.932 7), -38℃处理与-15℃处理的活性差异
显著。说明试材体内的过氧化物酶活性受温度影响显著。过
氧化物酶是植物体内抗寒保护反应体系的调节酶系之一 , 其
活性的变化对试材的抗寒能力具有很大的影响。
随着温度的下降 ,不饱和膜脂肪酸含量迅速增加。回归
分析表明:不饱和膜脂肪酸含量与温度间呈显著线性相关(y
=75.635-0.279 9 T , r =-0.943 2), -38℃处理与-15℃
处理的含量有差异 ,但未达到显著水平。不饱和膜脂肪酸含
量的增加 , 使膜脂相变温度降低 ,使膜在低温下保持流动性 ,
避免膜脂凝固造成膜的伤害 ,有利于在低温下进行正常的生
理功能 ,提高试材的抗寒性。
随着温度的下降 ,电导率迅速增加。回归分析表明:电导
率与温度间呈显著线性相关(y=14.984-1.2059 T , r =
-0.903 5), -38℃处理与-15℃处理的含量差异达极显著
水平。植物受低温影响时 , 细胞质膜透性增大 , 电解质外渗 ,
电导率增大 ,有冻害表现。
2.2　不同器官(芽和枝条)过氧化物酶活性的季节变化
由自然越冬五叶地锦芽和枝条过氧化物酶活性的季节变
化(见表 2)表明:自然越冬五叶地锦当年生枝条和 1 年生幼
苗在不同季节中(后者只在秋季)枝条基部芽的酶活性均明显
或略高于同部位枝条的酶活性 ,在低温下保持较高酶活性 ,说
明试材保持了一定的抗寒能力 , 有利于试材在低温下进行正
常的生理功能 ,试材在经历同样寒冷的外界环境条件下 ,芽有
较强的生活力和萌芽性。
表 2　自然越冬五叶地锦芽和枝条过氧化物酶活性的季节变化
季节 过氧化物酶活性/愈创木酚单位·g
-1·h-1
芽(基部) 基部枝条
春季 192.00 159.00
夏季 40.14 27.74
秋季 79.00 72.00
冬季 66.00 27.00
秋季 1年生枝条 88.70 63.00
3　结论
3.1　抗寒理化指标的变化规律
在温度逐渐降低(-15 ～ -38℃)的条件下 , 可溶性蛋白 、
可溶性糖 、游离脯氨酸 、不饱和膜脂肪酸等有机物的含量均显
著增加 , 有机物含量与温度间呈显著线性相关(r 值分别为-
0.941 0 , -0.874 4 , -0.934 0 , -0.943 2), -38℃处理与-
15℃处理的含量差异显著。过氧化物酶活性呈显著线性降低关
系(r=0.932 7), 电导率呈显著线性上升关系(r =-0.903 5)。
上述理化指标的变化说明五叶地锦具有一定的抗寒生理生化
基础。
3.2　抗寒理化指标变化规律的实践意义
温度渐低或寒冷渐临过程中 ,五叶地锦不断增加体内保
护物质 , 提高自身抗寒能力 ,五叶地锦的越冬表现和越冬后生
长表现(恢复实验), 说明其在哈尔滨市的高寒环境中具有一
定的越冬能力。
3.3　枝条不同部位器官抗寒能力的差异性
自然越冬五叶地锦当年生枝和 1年生幼苗在不同季节中
(后者只在秋季), 枝条基部芽的过氧化物酶活性均明显或略
高于同部位枝条的酶活性。尽管五叶地锦在越冬过程中发生
枝条冻梢现象 , 但枝条基部的芽仍有较强的萌芽能力 , 次年地
上部分仍然能形成良好的绿化效果 ,仍然具有绿化能力。
五叶地锦在高寒地区应用时虽然发生冻害现象 , 但由于
其具有较强的萌芽能力 、抗寒性能及绿化功能 , 经过抗寒适应
和区域应用锻炼 , 可以引种成为高寒地区的绿化素材。
参　考　文　献
1　刘鸿先 ,曾韶西 ,李平 ,等.零上低温对不同抗寒力的亚热带植物过
氧化物酶与酯酶同工酶的影响.植物生理学报 , 1981(7):337～ 344
2　任庆棉.果权种质资源抗逆性研究进展与鉴定方法.北方园艺 ,
1993(6):1～ 4
3　郭修武 ,傅望衡 ,王光洁.葡萄根系抗寒性的研究.园艺学报 , 1989 ,
2(6):17～ 21
4　张永和.幼龄苹果树抗寒力早期鉴定方法.中国果树 , 1988(1):45
～ 47
5　李秀菊.不同抗寒性冬小麦品种生理生化变化性研究.河北农业大
学学报 , 1992(3):6～ 10
75第 4 期　　　　　　　刘慧民等:五叶地锦低温处理条件下与抗寒相关的部分生理生化指标的变化规律