全 文 ：收稿日期:2003-05-20　修订日期:2003-07-21
＊国家林业局“ 948”项目(2000-04-37);国家高新技术研究
发展计划资助项目(“ 863”2001AA514099)
作者简介:蒋丽娟(1965-),女 ,博士 ,副研究员 ,研究方向:植
物细胞工程。
PP333与 CaCl2对绿玉树扦插苗抗寒性的影响＊
蒋丽娟 , 李培旺 , 李昌珠
(湖南省林业科学院 , 湖南 长沙　410004)
摘　要:对绿玉树扦插苗喷洒不同浓度 、不同配比的 PP333(多效唑)和CaCl2 , 以提高绿玉树的抗寒能力。试验结果表
明:多效唑能显著降低新梢长度的生长 , 增加分枝数 ,抑制低温处理时膜透性的增加 ,提高绿玉树对零上低温的抵抗
能力。0.2%PP333能提高叶绿素含量 ,但低浓度的 PP333(0.1%～ 0.15%)却降低了叶绿素的含量。 CaCl2 对绿玉树扦插
苗的形态影响不明显 , 0.05%～ 0.1%的 CaCl2 能抑制低温下细胞膜透性的增加 , 提高叶绿素含量。
关键词:抗寒性;多效唑;氯化钙;叶绿素含量;细胞膜透性;绿玉树
中图分类号:Q 948.112.2 　　　文献标识码:A　　　文章编号:1003-5710(2003)03-0020-04
Effections of PP333 and CaCl2 on cold resistant improvement of
cuttings of Euphorbia tirucalli L.
JIANG Li-juan , LI Pei-wan , LI Chang-zhu
(Hunan Academy of forestry , Changsha 410004)
Abstract:Experiments for improving cold resistant of cutting seedlings of Euphorbia tirucalli by spraying different concentration of PP333 ,
CaCl2 and mixture were conducted in this paper.The results showed that PP333 inhibited the growth of shoots , increased the number of branch-
es , decreased the osmoses of membrane at low temperature , and improved the ability of resistant to cold above zero degree.Also 0.2%PP333 in-
creased content of chlorophyll in young branches.CaCl2 has little effects on the morphology of upper plants , but induced tumor on the roots.The
osmoses of membrane at low temperature was reduced and the content of chlorophyll was improved by spraying with 0.05%～ 0.1%CaCl2.
Key words:cold-resistant;PP333;CaCl2;content of chlorophyll;osmoses of membrane;Euphorbia tirucalli
　　低温是限制植物分布区域与生长的重要因素 , 低温伤害
是全世界农林生产中损失巨大的一种自然灾害。由于生态
环境破坏的日益加剧 , 致使这一问题更加突出 , 引起人们广
泛关注 ,开展了各种提高植物抗寒性的研究 , 有关这方面的
报道数以千计。多效唑(Paclobutrazol , PP333)是一种高效低毒
的植物生长延缓剂和广谱杀菌剂 , 能延缓植物的生长 、控制
果树形态建成 ,提高作物抗性。在农业和园艺植物抗性方面
的应用已有很多报道[ 1] ;Ca2+不仅是植物生长发育所必须的
大量元素 , 而且参与植物生长发育的调节过程。研究表明
Ca2+在细胞内逆境信号的传导和植物对逆境的适应调节中
起重要作用[ 2 , 3] 。本试验研究不同浓度 Ca2+ 、多效唑对绿玉
树生长和耐寒性的影响 ,为应用多效唑 、CaCl2 作为外源调节
物质 、增强绿玉树抗寒性提供理论依据 ,并在湖南进行抗寒
驯化栽培法。
1　材料与方法
1.1　材料
当年扦插生根的海南种源扦插苗。
1.2　材料处理方法
对扦插生根后生长 2 个月的扦插苗进行如表 1 的化学
药物处理 , 采用喷施法 , 以滴水为度;每个处理重复 3 次。每
次处理间隔 3 d , 共计处理 3次 。
表 1　试验材料的不同处理
处理代号 化学药物处理
ck 水(对照)
1 0.05%CaCl2
2 0.1%CaCl2
3 0.1%PP333
4 0.15%PP333
5 0.2%PP333
6 0.05%CaCl2 +0.1%PP333
7 0.05%CaCl2 +0.2%PP333
8 0.1%CaCl2+0.1%PP333
9 0.1%CaCl2+0.2%PP333
第 3 0 卷第 3 期
2003年 9 月
湖 南 林 业 科 技
Hunan Forestry Science & Technology Vol.30 No.3Sep.2003
1.3　观察记录
1.3.1　形态结构观察　处理结束后 ,定期观测记录植株的
生长 、分枝数及叶和茎的颜色变化。观测记录气温变化时植
株生长 、受冷害 、冻害情况。同时 ,取不同处理的茎 、叶用FAA
固定 ,常规石蜡切片 , 切片厚度为 8～ 12μm , 番红-固绿和苏
木精染色 , OLYMPUS 显微镜观察 , 比较各处理植株之间的组
织结构变化。
1.3.2　细胞膜透性的测定方法　采用李振国[4]测定方法 ,
处理结束 1个月(30 d)后 ,选取各处理自然条件下正常生长
的植株靠近基部的一年生成熟枝条(直径为 0.6～ 0.8 cm),
分别在常温(25 ℃)、8 ℃, 2 ℃、0 ℃温度下处理 16 h , 然后转
至常温。将经不同温度处理的枝条切成 1 cm 长的若干小段 ,
称取1 g小茎段 , 测定电导率。各处理均设 3 个重复 , 鲜重相
同 ,材料段数尽量接近。以电解质的相对外渗率表示细胞膜
受损程度 , 电解质相对外渗率(%)=枝条杀死前的电导率/
枝条杀死后(全透性)电导率×100。
1.3.3　叶绿素的提取与测定　a)提取:根据杨善元方法[ 5]
略有改动。处理结束 30 d 后 ,取扦插苗新长出的绿色枝条 ,
洗净擦干 , 剪碎 , 用电子天平称取 2 g 置于研钵中 , 加 5 ml
95%的丙酮和少许 CaCO3 和石英砂研磨成匀浆;用丙酮定容
至 20 ml过滤 ,滤液供测定用;b)测定吸光度:将上述提取液
用 Leng Guang 756MC 紫外可见分光光度计测定 663 nm 和 645
nm 处的吸光值;c)叶绿素含量的计算:Ca=12.7A 663-2.69
B645 , Cb=22.9B645-4.68A663 , CT=Ca+Cb。
2　结果分析
2.1　不同处理对绿玉树形态结构及生长的影响
绿玉树经 PP333处理后 , 形态受到明显影响 ,如表 2 所示:
新梢长度 、节间长度均比对照短 , 即新梢伸长受到抑制 ,而粗
度增加 ,并随处理浓度的增大 , 作用加强 , 分枝数比对照多 ,
叶 、枝变为红绿色, 叶早落。经 CaCl2 处理的植株 ,地上部分形
态与对照相比没明显的变化 , 但根形成根瘤状的突起。经
CaCl2 与 PP333混合处理的植株 ,其形态变化情况与 PP333单独处
理的效果略有不同:两者混合施用(0.5% CaCl2+0.2%PP333),
植株分枝比CaCl2 、PP333分开施用的多 ,枝稍短。叶 、枝的石蜡
切片观察显示:与对照比 ,叶的厚度 、栅栏组织 、海绵组织的结
构没有明显变化。茎的皮层组织细胞层增多 、细胞增大。
表 2　不同处理对绿玉树形态及组织结构的影响
处　　理 平均枝长(cm)
平均节间长
(cm)
平均新枝粗
(cm)
分枝数范围
(枝) 叶 、枝颜色
水 对照 13.8 2.1 0.38 2～ 4多 3分枝 绿色
0.05%CaCl2 13.7 2.0 0.40 2～ 4多 3分枝 绿色
0.1%CaCl2 13.8 2.2 0.39 2～ 4多 3分枝 绿色
0.1%PP333 13.3 1.6 0.55 2～ 5多 4分枝 浅红绿色
0.15%PP333 12.5 1.2 0.63 3～ 5多 5分枝 浅红绿色
0.2%PP333 11.2 1.0 0.63 3～ 7多 5分枝 红绿色
0.05%CaCl2 +0.1%PP333 13.4 1.7 0.54 2～ 5多 3分枝 浅红绿色
0.05%CaCl2 +0.2%PP333 10.8 0.8 0.70 3～ 10(少数)多 5分枝 红绿色
0.1%CaCl2+0.1%PP333 12.0 1.4 0.47 3～ 6多 4分枝 浅红绿色
0.1%CaCl2+0.2%PP333 11.9 1.1 0.6 3～ 7多 5分枝 红绿色
2.2　PP333和 CaCl2 对绿玉树细胞膜透性的影响
细胞膜透性的变化是反映低温对植物伤害程度的重要
生理指标 , 与植物的抗寒性密切相关。 低温处理后 , 电解质
相对外渗率越大 ,表明膜的透性越大 , 膜损伤越严重 , 抗逆性
越差。图 1 显示:随着处理温度的降低 , 各处理材料电解质
的相对外渗率增大 ,即膜透性增加 , 但增加的幅度不一致 ,在
图 1　不同温下各处理材料电解质的相对外渗率变化
·21·第 3期 蒋丽娟 ,等:PP333与 CaCl2 对绿玉树扦插苗抗寒性的影响
常温下各材料电解质的相对外渗率相近(在 25%左右);8 ℃
时电解质的相对外渗率略有上升 ,且各处理间上升的幅度差
异不大;但温度降至 2 ℃时 , 对照与经 0.05%CaCl2 处理的材
料 , 电解质相对外渗率(>30%)上升幅度较其它处理大;
0 ℃时 ,对照和经 0.05%CaCl2 处理的材料 , 电解质相对外渗
率达 50%,即达到了致死水平;0.1%的 CaCl2 和不同浓度的
PP333均能在一定程度上抑制膜透性的增加 , 以 0.2%PP333和
0.2%PP333+不同浓度 CaCl2 处理过的植株其电解质相对外
渗率变化幅度较小 ,说明 0.2%的 PP333能较有效的控制膜透
性的增加 , 即对提高植物的抗寒性有一定的作用。 同时也看
到 , CaCl2 和 PP333混合使用对膜透性的作用比单独使用效果
好 , 对膜透性的增加的抑制作用加强 , 但作用强度不是单纯
的累加效果。
2.3　不同处理对绿玉树叶绿素含量的影响
经化学药物处理的绿玉树 ,枝叶的颜色发生变化 , 由绿
色转变为红绿色。各处理的叶绿素含量测定见表 3。
表 3　不同处理对叶绿素含量的影响
处　理 叶绿素 a
Mg g FW 比 ck ±%
叶绿素 b
Mg g FW 比 ck ±%
叶绿素总含量(a+b)
Mg g FW 比 ck ±%
水对照 23.721 0 9.969 0 33.690 0
0.05%CaCl2 24.624 3.81 10.585 6.18 35.210 4.51
0.1%CaCl2 24.890 4.93 10.254 2.86 35.144 4.32
0.1%PP333 22.360 -5.74 8.586 -13.87 30.946 -8.14
0.15%PP333 23.104 -2.60 8.466 -15.08 31.569 -6.29
0.2%PP333 25.640 8.09 10.321 3.53 35.960 6.74
0.05%CaCl2+0.1%PP333 22.298 -6.00 8.259 -17.16 30.556 -9.30
0.05%CaCl2+0.2%PP333 25.762 8.60 10.663 6.96 36.424 8.12
0.1%CaCl2+0.1%PP333 24.134 1.74 9.415 -5.56 33.549 -0.42
0.1%CaCl2+0.2%PP333 24.649 3.91 9.444 -5.26 34.093 1.20
　　低浓度的PP333(0.1%～ 0.15%)使叶绿素 a、b 和总叶绿
素含量减少 , 低浓度的 PP333与 CaCl2 混合使用如 0.1%PP333
+0.05%CaCl2 与 0.1%PP333+0.1%CaCl2 , 总叶绿素含量及
a、b 降低。而各浓度的 CaCl2 和高浓度 PP333(0.2%)单独使
用或两者混合使用均可提高叶绿素含量 , 0.1%CaCl2 对提高
叶绿素含量的影响比 0.05%CaCl2 强。
2.4　不同处理植株在冬季的生长情况
从2001年 11 月 16 日至 2002 年 1月 16 日止 , 记录不同
温度条件下绿玉树生长和受伤害情况 ,结果见表 4。
表 4　经不同处理的植株在冬季的生长情况
处　　理 生　长　及　受　低　温　伤　害　的　情　况
10℃以上 8℃ 6℃ 4 ℃ 2 ℃ 1 ℃ 0.5 ℃ 0 ℃无霜冻 0 ℃有霜冻
水对照 正常 正常 正常 ,叶脱落
顶芽萎
蔫
30%新
梢受冻 70%枝条受冻
85%以上植株
受冻 整株死亡 整株死亡
0.05%CaCl2 正常 正常 正常 少数顶芽萎蔫
30%新
梢受冻
70%新梢和 20%
枝条受冻
85%以上植株
受冻 整株死亡 整株死亡
0.1%CaCl2 正常 正常 正常 少数顶芽萎蔫
30%新
梢受冻
70%新梢和 20%
枝条受冻
85%以上植株
受冻 整株死亡 整株死亡
0.1%PP333 正常 正常 正常 正常 新梢萎蔫 50%新梢受冻害
新梢死亡部分
枝条受冻害
90%植株
受冻 整株死亡
0.15%PP333 正常 正常 正常 正常 正常 30%新梢受害 部分新梢受害 80%以上植株受冻 整株死亡
0.2%PP333 正常 正常 正常 正常 正常 顶芽萎蔫 部分枝条受害 80%以上植株受冻 整株死亡
0.05%CaCl2+0.1%PP333 正常 正常 正常 正常 正常 30%新梢受害 新梢死亡部分枝条受冻害
90%以上
植株受冻 整株死亡
0.05%CaCl2+0.2%PP333 正常 正常 正常 正常 正常 顶芽萎蔫 部分枝条受害 80%以上植株受冻 整株死亡
0.1%CaCl2+0.1%PP333 正常 正常 正常 正常 正常 30%新梢受冻害 新梢死亡部分枝条受冻害
85%的
植株受冻 整株死亡
0.1%CaCl2+0.2%PP333 正常 正常 正常 正常 正常 顶芽萎蔫 部分枝条受害 80%的植株受冻 整株死亡
　　没经处理和经 0.05%CaCl2 处理的绿玉树扦插苗在 4 ℃
开始出现伤害;1 ℃时植株大部分受冻害;而经 PP333处理的
扦插苗在 0 ℃无霜冻的条件下仍可存活 , 茎的基部仍保持绿
色 ,根完好;CaCl2 与 PP333混合使用的效果较好。 这表明
CaCl2 与 PP333在一定程度上(零上低温)可以提高绿玉树的抗
寒能力。
·22· 　　湖 南 林 业 科 技 第 30 卷
3　讨论与结论
(1)多效唑是一种高效低毒的植物生长抑制剂 , 已被应
用于多种农作物和果树上 , 且到得了很好的效果。马翠兰 、
张美勇 , Tukey 等对梨 、柚 、核桃和苹果等果树喷施 PP333 ,树体
不同程度地表现出新梢生长量降低 , 节间缩短 , 坐果率提高 ,
抗寒力增强[ 6 ～ 8] 。徐映明指出 , 多效唑能提高根 、茎叶的碳
水化合物水平 , 并且影响膜透性 , 增加抗寒力[ 6] ;朱丽华在核
桃上施用研究表明 , 多效唑能增加核桃叶片叶绿素含量 , 从
而提高光合速率 , 增加同化物的合成[9] ,Hortubowicz 研究表
明 ,早秋对叶面喷施 PP333能使李树抗寒驯化加快 , 从而增加
晚秋抗寒性[ 10] 。王春利用 0.18%的 PP333处理油菜 ,结果是:
多效唑增加根长 、根鲜重及地上鲜重 , 但叶片的叶绿素含量
降低[ 2] 。本试验对绿玉树扦插苗试验表明 , 0.2%的多效唑
能显著降低新梢的伸长 ,增加分枝数 ,提高叶绿素含量 ,抑制
低温处理时膜透性的增加 ,增强了绿玉树对零上低温的抵抗
力 , 但 0.1%～ 0.15%的 PP333可增加分枝数 , 却降低了叶绿
素的含量 , 这与徐映明等人的研究报道不同[6] , 对于多效唑
引起叶绿素含量上升或下降的原因目前尚不清楚 , 多效唑是
否会影响绿玉树的生物量和乳汁产量还有待进一步试验研
究。
(2)在植物体中 , Ca2+不仅是一种必须的营养元素 , 更重
要的是作为偶联胞外信号与胞内生理生化反应的第二信
使[ 11] 。许多研究表明 , CaCl2 能提高作物抗逆性 , 程林梅[ 12]
对棉花幼苗抗旱性研究指出 , CaCl2 能提高叶绿素含量 、光合
速率。但王春利对油菜的实验表明 0.1%～ 0.5%的CaCl2 均
不同程度地增加油菜地上鲜重和根鲜重 , 但随着浓度增加 ,
其促进作用减弱 ,而抑制作用增强 , 使叶绿素含量降低 ,并认
为较高浓度的 Ca2+使POD 酶活性下降 , 加快叶绿素分解 ,原
因可能是胞外 Ca2+主要积累在细胞壁中 , 胞内 Ca2+主要分
布在液胞 、线粒体 、内质网和叶绿体等钙库中 ,而胞质则必须
保持极低的钙离子浓度[ 13] 。本试验中 0.05%和 0.1%的
CaCl2 能抑制细胞膜透性的增加 , 提高叶绿素含量。这与程
林梅的对棉花的试验结果一致 , 即 CaCl2 可提高植株的叶绿
素含量和植株的抗逆性[ 12] 。
(3)多效唑和 CaCl2 都能增加植物的抗寒性 , 但两者的
作用途径不同。 Ca2+主要参与维持细胞壁和细胞膜的稳定
性 , 充当第二信使 ,参与胞内稳态和生长发育的调节过程 ,有
可能调控低温诱导基因表达 , 从而提高植物的抗寒性;而多
效唑作为一种生长调节剂 , 目前多数学者认为 , PP333对植物
生长的抑制作用是通过调节 、改变内源激素的平衡 , 如使生
长素(IAA , GA)含量下降 , 抑制生长的激素含量上升来调节
植物生长。本试验同时施用这 2 种化学物质时 ,作用效果比
单独使用其中的一种化学药品效果有所加强 ,但不是特别显
著。
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