全 文 ：z 娄燕宏，傅金民，李惠英，孙建明，刘莉，胡涛. 不同地理种群狗牙根耐寒性研究[J]. 生态科学, 2011. 30(1)：32-37.
LOU Yan-hong, FU Jin-min, LI Hui-ying, SUN Jian-ming, LIU Li, HU Tao. Cold tolerance of Cynodon dactylon seedlings from different
provenances [J]. Ecological Science, 2011. 30(1)：32-37.

不同地理种群狗牙根耐寒性研究

娄燕宏，傅金民，李惠英，孙建明，刘 莉，胡 涛
中国科学院武汉植物园植物种质创新与特色农业重点实验室，武汉 430074

【摘要】低温是狗牙根冬季生长的主要限制因素,越来越引起草业工作者的重视。以收集于我国不同地理种群的野生狗牙根为试
验材料，探讨低温对不同种群狗牙根草坪质量和生理反应的影响，为抗寒栽培和耐冷育种提供理论和实践支持。结果表明：起
源于高纬度狗牙根耐寒性最强，低纬度最差。起源纬度与狗牙根的耐寒性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量具有极显著的相关
性，与过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性具有显著的相关性，而与草坪质量、超氧化物岐化酶（SOD）活性、丙
二醛（MDA）含量、叶绿素 a、叶绿素 b 以及叶绿素含量的相关性不显著。
关键词：地理种群；狗牙根；低温；耐寒性
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2011.01.006 中图分类号：Q945.78；S543.901 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2011)01-032-06

Cold tolerance of Cynodon dactylon seedlings from different provenances
LOU Yan-hong, FU Jin-min*, LI Hui-ying, SUN Jian-ming, LIU Li, HU Tao
Key Lab of Plant Germplasm Enhancement and Specialty Agriculture, Wuhan Botanical Garden, CAS, Wuhan 430074, China
Abstract: Low temperature is a major limiting factor for bemudagrass (Cynodon dactylon) growth during winter. The objective of this
study was to explore the turf quality and physiological response to cold in natural bermudagrass from Different Provenances. The results
showed that bermudagrass from high latitudes exhibited the best cold tolerance compared to other bermudagrasses. There was a
significant correlation of the cold resistances, content of soluble sugar and soluble protein, and activity of CAT and POD vs. latitude. The
latitude was not significantly related to turf quality, SOD activity, content of MDA, Chl-a, Chl-b, Chl-t.
Keywords: different provenances; Cynodon dactylon; low temperature; cold tolerance





收稿日期：2010-09-29 收稿，2011-01-20 接受
作者简介：娄燕宏（1985—），男（汉），山东临沂人，硕士，中国科学院武汉植物园研究实习员，主要从事草坪逆境生理及土壤生态研究。E-mail:
yanhonglou@wbgcas.cn
通讯作者：傅金民，研究员，E-mail: jinminfu@gmail.com
第 30 卷 第 1 期 生 态 科 学 30(1): 32-37
2011 年 2 月 Ecological Science Feb. 2011

万方数据
1 引言 (Introduction)

狗牙根（Cynodon dactylon）是一种暖季型多年
生禾草[1]。狗牙根形成的草坪色泽美丽、耐践踏、耐
贫瘠、恢复能力强，具强侵占性，被广泛用于全球热
带地区公共绿地、运动场草坪、高尔夫球场、护坡草
坪，是暖季型草坪草中最重要的草种之一[2]。作为典
型的暖季型草坪草，最适生长温度为 26～32 ℃，气
温低于 15 ℃即停止生长，7～10 ℃时变成棕黄色[3]，
低温已成为北方狗牙根推广使用以及中部地区冬季
生长的最大限制因素[2，4]。一般认为，起源于低纬度
地区的群体，耐热性较强，而起源于高纬度地区的群
体耐寒性较强，但耐热性差[5]。国内外对低温胁迫下
狗牙根形态特征、生理生化以及草坪质量变化已有较
多研究[6]，但对于我国不同地理种群野生狗牙根对低
温胁迫生理响应的研究还未见报道。本试验以不同地
理种群野生狗牙根为试验材料，探讨低温对不同地理
种群狗牙根生理指标的影响，为暖季型草坪草抗寒栽
培和育种提供理论和实践支持。

2 材料与方法 (Materials and methods)

2.1 试验材料
试验在中国科学院武汉植物园草坪种质资源基
地进行，海拔 50 m 左右，属亚热带湿润季风气候，
年均降雨量 1269 mm，年均气温 15.8℃-17.5℃。试
验材料利用采集于纬度为 21°、24°、27°、30°、34°、
36°的天然狗牙根，每个纬度选取四个不同的位点（表
1），材料种植于装有泥炭土和沙子（比例为 1：1）
的大盆钵（直径 28 cm，高 27 cm）中，进行浇水、
施肥、剪草等日常常规管理，降雪时，盆钵无覆盖。

2.2 试验方法
2009 年 11 月 15 日-16 日降大雪，最低温度降到
-2℃,19 日雪融化后，对狗牙根草坪质量以及抗寒性
目测打分。同时采集狗牙根叶片装于塑封袋，立即置
于装有液氮的保温瓶中，带回实验室放于-70℃超低
温冰箱中保存，用于测定酶的活性等生理指标，分析
低温胁迫对不同地理种群狗牙根生理指标的影响。

2.3 指标测定
2.3.1 草坪质量
采用 9 分制目测评估，评估内容包括草坪盖度、
色泽、均一性。9 分为绿色均匀，基本无枯黄，盖度
较好，0 分为完全枯黄，6 分为可接受的草坪质量。
抗寒性也采用 9 分制目测评估，评估内容包括叶片是
否冻伤、叶片冻伤的比例，9 分为叶片无冻伤，0 分
为叶片全部冻伤。
表 1 样品采集地地理位置
Table 1 Geographic locations of the sample collection
纬度
Latitude
样点
Sampling stations
经度
Longitude
海拔（m）
Altitude
21°
广东湛江
Zhanjiang, Guangdong
110° 0
广东湛江
Zhanjiang, Guangdong
110° 11
广东湛江
Zhanjiang, Guangdong
110° 25
广东湛江
Zhanjiang, Guangdong
110° 7
24°
福建厦门
Xiamen, Fujian
118° 34
福建厦门
Xiamen, Fujian
117° 24
福建漳州
Zhangzhou, Fujian
117° 16
福建龙岩
Longyan, Fujian
116° 337
27°
浙江瑞安
Ruian, Zhejiang
120° 0
浙江瑞安
Ruian, Zhejiang
120° 5
浙江瑞安
Ruian, Zhejiang
120° 8
浙江萧江
Xiaojiang, Zhejiang
120° 13
30°
湖北永安
Yongan, Hubei
113° 31
湖北仙桃
Xiantao, Hubei
113° 11
湖北仙桃
Xiantao, Hubei
113° 37
湖北宜昌
Yichang, Hubei
111° 153
34°
江苏连云港
Lianyungang, Jiangsu
119° 6
江苏连云港
Lianyungang, Jiangsu
119° 19
江苏连云港
Lianyungang, Jiangsu
119° 9
江苏连云港
Lianyungang, Jiangsu
119° 15
36°
山东青岛
Qingdao, Shandong
120° 8
山东青岛
Qingdao, Shandong
119° 35
山东青岛
Qingdao, Shandong
120° 9
山东青岛
Qingdao, Shandong
120° 5
1 期 娄燕宏，等. 不同地理种群狗牙根耐寒性研究 33

万方数据
表 2 低温胁迫对狗牙根草坪质量及叶绿素含量的影响
Table 2 Effect of low temperature on turf quality and chlorophyll content of Cynodon dactylon
纬度 y
Latitude
草坪质量（0-9）
Turf quality
抗寒性（0-9）
Cold hardness
叶绿素 a
Chlorophyll-a
叶绿素 b
Chlorophyll-b
叶绿素 a/b
Chlorophyll-a/b
叶绿素总量
Chlorophyll-total
0-9 0-9 mg•g-1FW mg•g-1FW mg•g-1FW
21° 2.75b z 1.75b 3.31a 5.99a 0.55a 9.30a
24° 2.25b 2.25b 4.14a 7.49a 0.55a 11.63a
27° 4.25ab 7.75a 3.35a 6.05a 0.55a 9.40a
30° 6.50a 8.75a 3.62a 6.55a 0.55a 10.17a
34° 2.75b 9.00a 4.66a 8.42a 0.55a 13.08a
36° 2.50b 8.75a 3.41a 6.15a 0.55a 9.56a
相关系数
Correlation
coefficients
0.04 0.86** 0.13 0.13 0.32 0.13
y 供试狗牙根生态型原产地的纬度；z 表中所列数据均为四个采集点数据的平均值。根据 Duncan 多重比较显著性检验（p<0.05），
列中平均值所带字母相同时为差异不显著，*和 **分别为 0.05 和 0.01 水平显著。
y Latitude of origin for Cynodon dactylon；z Data are expressed as means of four replicates. Means marked with the same lower-case
letter within the column are not significant according to the Duncan multiple comparisons test（p<0.05）. * and ** indicate significant
difference at 0.05 and 0.01, respectively.

2.3.2 生理指标的测定
酶液的提取：称取 0.25 g 样品置于预冷的研钵中，
加入适量液氮，研磨成粉末，然后加 4 mL 预冷的提
取剂（150 mM 磷酸缓冲液，pH=7.0）研磨至匀浆。
转移匀浆液至 10 mL 离心管中，12000 rpm 离心 20
min，上清液即为酶液。
SOD 活性的测定：参照 Giannopolitis 等的方法[7]，
即100 μL 的酶液中加入2.9 mL反应液（即2.20 mL 50
mmol·L
-1
PBS（pH=7.8）、200μL 60 umol·L-1 VB2、
200μL 195 mmol·L
-1
Met、100μL 3 umol·L-1 EDTA、
200μL 1.125 mmol·L
-1
NBT），在 78 umol s-1 m-2的光强
下反应 10 min，以不照光的为对照（以 pH7.8 PBS 代
替酶液，再加反应液调 0），在 560 nm 下比色，测定
吸光度。
CAT 活性的测定：参照王兆龙等的方法[9]，在
0.1 mL 酶液中加入 2.90 mL 反应液（即 1.90 mL 50
mmol·L
-1
PBS（pH=7.4），1 mL 45 mmol·L-1 H2O2），
在 240 nm 下比色。
丙二醛（MDA）含量的测定：参照 zhang 等的
方法[10]，在 1.0 mL 酶液中加入 2.0 mL 反应液（每
100 mL 反应液含 20 g TCA 和 2.5 g TBA），95 ℃水浴
30 min，随即冰浴降至室温，摇动，排尽气泡，14000
rpm 离心 20 min（恒温 20 ℃），在 450 nm、532 nm
和 600 nm 下比色。
可溶性蛋白含量的测定：依照考马斯亮蓝 G-250
染色法[11]测定，它是通过在 30μL 酶液中加入 70μL
150 mM PBS（pH 7.0），再加入 5 mL 考马斯亮蓝
G-250 溶液，充分混合后，在 595 nm 下比色，测定
吸光度，并通过标准曲线查得蛋白质含量。
可溶性糖含量的测定：可溶性糖含量（nmol g-1）
=11.71×A450×4×4/样品鲜重[12]，为 450 nm处吸光度。

2.4 统计分析
本试验采用单因素随机设计，用 DPS3.01 软件对
所有数据进行统计分析，采用单因素方差分析和
Duncan 新复极差法进行多重比较，检验不同地理种
群狗牙根生长状况、生理指标在 5%或 1%水平的差
异显著性。

3 结果与分析 (Results and analysis)

3.1 低温胁迫对不同地理种群狗牙根草坪目测质量和
叶绿素含量的影响
经 11月 15和 16日低温后，草坪目测质量下降，
而起源于纬度为 30o 的狗牙根表现可接受的目测质
量(6.5)，起源于其他纬度的狗牙根的目测质量降至 6
以下(表 2)。起源低纬度（21o和 24o）狗牙根的
耐寒性极差，叶片冻伤严重，而中纬度（27o和 30o）
和高纬度（34o和 36o）狗牙根表现出较强的耐寒性，
34 生 态 科 学 Ecological Science 30 卷

万方数据
表 3 低温胁迫对狗牙根生理指标的影响
Table 3 Effect of low temperature stress on physiological indices of Cynodon dactylon
y 供试狗牙根生态型原产地的纬度；z 表中所列数据均为四个采集点数据的平均值。根据 Duncan 多重比较显著性检验（p<0.05），
列中平均值所带字母相同时为差异不显著,*和**分别为 0.05 和 0.01 水平显著。
y Latitude of origin for Cynodon dactylon；z Data are expressed as means of four replicates. Means marked with the
same lower-case letter within the column are not significant according to the Duncan multiple comparisons test
（p<0.05）. * and ** indicate significant difference at 0.05 and 0.01, respectively.

叶片基本无冻伤（表 2）。不同地理种群狗牙根的叶
绿素 a、叶绿素 b 以及叶绿素含量表现出相同的变化
趋势，纬度 34o>24o>30o>36o>27o>21o，不同纬度间差
异不显著。叶绿素 a/b 值无差异。相关性分析表明，
起源纬度与狗牙根目测质量、叶绿素 a 含量、叶绿素
b 含量、叶绿素含量、叶绿素 a/b 相关性不显著，与
耐寒性呈极显著的相关性（0.86）。

3.2 低温胁迫对不同地理种群狗牙根生理指标的影响
经 11 月 15 和 16 日低温后，不同地理种群狗牙
根的抗氧化酶活性差异较大。相关性分析表明，起源
纬度与狗牙根 SOD 活性相关性不显著，与 CAT、POD
活性呈显著的相关性（相关系数分别为 0.48 和 0.49）。
起源于中纬度（27o和 30o）的狗牙根 SOD 活性最高，
纬度为 30o时达到 10.98 unit•mg-1 Pro，高纬度（34o
和 36o）最低，纬度为 36o时仅为 4.74 unit•mg-1 Pro。
起源于纬度为 21o 时的狗牙根 CAT 活性最高，达到
431.43 unit•min
-1
•mg
-1
Pro，而起源于纬度为 36o的狗
牙根 CAT 活性仅为 226.05 unit•min-1•mg-1 Pro，差异
达显著水平。起源于不同地理种群的狗牙根 POD 活
性总体上随纬度的增加逐渐减小（除纬度为 27o时），
起源于纬度为36o的狗牙根POD活性仅为381.27 unit
min
-1
•mg
-1
Pro，显著低于其他纬度狗牙根 POD 活性。
起源纬度与狗牙根 MDA 含量相关性不显著，纬度为
24
o时的狗牙根 MDA 含量最高，达到 123.92 umol•g-1，
纬度为 30o 时的狗牙根 MDA 含量最小，仅为 50.06
umol•g
-1。起源纬度与狗牙根可溶性糖含量、可溶性
蛋白含量相关性呈极显著的相关性（相关系数分别为
0.53 和 0.52）。不同地理种群的狗牙根可溶性糖含量
和可溶性蛋白含量随纬度的增大而不断增大。纬度为
21
o时的狗牙根可溶性糖含量为 383.16 umol•g-1，纬度
为 36o时的狗牙根可溶性糖含量达到 701.84 umol•g-1。
纬度为 36o 时的狗牙根可溶性蛋白含量达到 54.39
mg•g
-1，是纬度为 21o时的狗牙根可溶性蛋白含量的
1.80 倍。

4 讨论 (Discussion)

草坪质量是草坪在其生长和使用期内功能的综
合表现[13]。暖季型草坪草对低温敏感，在冬季草坪
草休眠，草坪会发生枯黄，降低草坪的观赏性[14]。
起源于不同地理种群的狗牙根由于生存的环境不同，
具有不同的遗传基因，对低温的耐受性不同。本试验
研究表明，起源纬度与草坪质量相关性不显著。在本
纬度 y
Latitude
SOD CAT POD MDA
可溶性糖
Soluble sugar
可溶性蛋白
Soluble protein
unit mg-1 Pro unit min-1 mg-1 Pro unit min-1 mg-1 Pro umol•g-1 umol•g-1 mg•g-1
21 9.46ab 431.43a 613.50b 82.61bc 383.16b 30.29b
24 8.73ab 336.08a 585.03b 123.92a 470.40b 33.06b
27 10.09a 406.41a 860.85a 62.71c 367.60b 34.00b
30 10.98a 407.75a 534.81b 50.06c 452.82b 34.52b
34 8.38ab 381.25a 553.85b 78.75c 536.52ab 36.86b
36 4.74b 226.05b 381.27c 111.33ab 701.84a 54.39a
相关系数
Correlation
coefficients
0.34 0.48* 0.49* 0.01 0.53** 0.52**
1 期 娄燕宏，等. 不同地理种群狗牙根耐寒性研究 35

万方数据
实验条件下，起源于中纬度的狗牙根草坪质量优于低
纬度和高纬度，这可能是由于武汉的地理位置是北纬
29°58’~ 31°22’，比较适宜中纬度地区采集的狗牙根
的生长，因此草坪的质量相对较高。植物的耐寒性虽
然是一个遗传性状，但它受环境的影响和塑造较大。
栽培于不同地域的同种植物可能具有不同的耐寒性。
植物在自然界受到多种环境因子和生物因子的综合
作用，其耐寒性也必然受到温度以外其它因子的影响。
本试验也取得了相同的研究结果。对低温的耐受能力，
高纬度和中纬度较高，以高纬度最强，而低纬度的耐
受能力最差，不同地理种群的狗牙根对低温的耐受能
力存在差异，这与黄耀华等[15]对绿竹的研究结论相
似。
膜的功用保持不变是维护光合作用和呼吸作用
的关键。丙二醛（MDA）是具有细胞毒性的物质，
能够破坏膜结构，使叶绿素降解[16]，降低光合作用。
众多研究表明，MDA 在植物中的含量多少，可以作
为判断植株抗冷害能力的指标之一[17，18]。杜永吉等[19]
研究表明结缕草 3个品种的MDA含量与植株的耐寒
性呈负相关。但本试验研究表明，MDA 含量与狗牙
根抗寒性打分相关性不显著，同时，起源纬度与 MDA
含量没有显著的相关性，说明狗牙根叶片 MDA 含量
的高低没有很好的表征狗牙根受低温胁迫的耐受能
力，狗牙根 MDA 含量也同时受其它环境因素。
过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧
化物歧化酶（SOD）是植物对膜脂过氧化的酶促防御
系统的保护酶，在评价植物受胁迫下抗性的强弱上具
有重大意义[20]。本试验研究表明，起源于不同纬度
狗牙根的抗氧化酶活性对低温胁迫的反应不同，这主
要是由于不同地理种群的狗牙根生长的环境差异较
大。渗透调节是植物适应逆境胁迫的基本特征之一。
植物通过调节其体内的渗透调节物质，改变组织细胞
的渗透势，减少受到逆境的伤害，以适应逆境环境。
可溶性糖是植物组织中所含有的渗透调节物质之一，
本试验研究表明，可溶性糖含量与狗牙根的耐寒性呈
正相关，可溶性糖可作为一种抗寒性保护物质，这在
其它作物的研究上也取得了相似的结果[21-25]，可溶性
糖含量越高，则植物耐寒性越强，反之亦然。可溶性
蛋白是植物体内的功能活性物质，随着起源纬度的增
加，狗牙根叶片可溶性蛋白含量逐渐增大，结合对狗
牙根抗寒性的打分可知，可溶性蛋白含量与抗寒性呈
正相关，这与陈晓莉等的研究结果相一致[26]，可溶
性蛋白含量越高，细胞原生质浓度越高，耐寒性越强。
5 结 论 (Conclusion)

1 起源纬度与狗牙根的抗寒性具有极显著的相
关性，高纬度最强，而低纬度的耐受能力最差。起源
纬度与草坪质量相关性不显著。
2. 起源纬度与狗牙根 SOD 活性、MDA 含量相
关性不显著，与 CAT、POD 活性呈显著的相关性，
与狗牙根可溶性糖含量、可溶性蛋白含量相关性呈极
显著的相关性。

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1 期 娄燕宏，等. 不同地理种群狗牙根耐寒性研究 37

万方数据
不同地理种群狗牙根耐寒性研究
作者： 娄燕宏， 傅金民， 李惠英， 孙建明， 刘莉， 胡涛， LOU Yan-hong， FU Jin-min， LI Hui-ying，
SUN Jian-ming， LIU Li， HU Tao
作者单位： 中国科学院武汉植物园植物种质创新与特色农业重点实验室,武汉,430074
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2011,30(1)

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