全 文 ：中国农学通报 2012,28(34):108-111
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目：国家林业局“948”项目“金叶椴及繁育技术引进”(2001-40)；河北省农业综合开发办公室“新优彩色园林树种繁育技术示范推广”。
第一作者简介：李向应，男，1980年出生，讲师，硕士，主要从事园林植物抗逆方面研究。通信地址：012000内蒙古集宁乌兰察布职业学院生物技术
系，Tel：0474-8308343，E-mail：lxyhyq000@163.com。
通讯作者：白瑞琴，女，1967年出生，副教授，博士，主要从事园林园艺植物的栽培和生理研究。通信地址：010019内蒙古呼和浩特市内蒙古农业大学
农学院，E-mail：bairuiqin2003@yahoo.com.cn。
收稿日期：2012-07-18，修回日期：2012-09-17。
SO2胁迫对紫叶李生理指标的影响
李向应 1，韩亚琦 1，白瑞琴 2，李彦慧 3
（1乌兰察布职业学院，内蒙古集宁 012000；2内蒙古农业大学农学院，呼和浩特010019；
3河北农业大学园林与旅游学院，河北保定071000）
摘 要：为了给污染区紫叶李的栽植提供理论指导，以盆栽紫叶李为试验材料，采用简易静态熏气系统研
究了不同浓度SO2对紫叶李叶片部分生理指标的影响。结果表明，随SO2浓度增加，紫叶李叶片超氧化
物歧化酶(SOD)持续上升，过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性先增加后下降；细胞膜透性、丙二
醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白含量不同程度的增加，当SO2浓度为22.86 mg/m3时，分别比对照增
加了194.2%、112.06%、70.51%和97.77%。说明随SO2浓度的增加，叶片内代谢物质持续增加，这些物质
提高了紫叶李对SO2的抗性；当浓度超过17.14 mg/m3时，抗氧化酶系统受到了破坏，初步说明紫叶李不
适宜栽植于该地区，与真实环境下的结论是否吻合需进一步验证。
关键词：紫叶李；二氧化硫；细胞膜透性；抗氧化酶活性
中图分类号：S718.5 文献标志码：A 论文编号：2012-2533
Effects of SO2 Stress on Physiological Parameters in Prunus cerasifera var. atropurea
Li Xiangying1, Han Yaqi1, Bai Ruiqin2, Li Yanhui3
(1Ulanqab Vocational College, Jining Inner Mongolia 012000;
2College of Agronomy, Agricultural University of Inner Mongolia, Huhhot 010019;
3College of Landscape Architecture and Tourism, Agricultural University of Hebei, Baoding Hebei 071000)
Abstract: Pot experiments were conducted to study the effects of SO2 stress on the physiological parameters in
Prunus cerasifera var. atropurea by utilizing a simple static fumigation system, in order to provide a theoretical
guide for cultivating Prunus cerasifera var. atropurea in contaminated areas. The results showed that, with the
increment of SO2 concentration, the superoxide dismutase (SOD) activity increased continuously, peroxidase
(POD) and catalase (CAT) activity increased during the first period, but declined afterwards, while cell
membrane permeability, malondialdehyde (MDA) content, proline (Pro) content and soluble protein content
rose in different degrees. The value of these four parameters was 194.2% , 112.06% , 70.51% and 97.77%
higher than that of control respectively when SO2 concentration reached to 22.86 mg/m3. It was concluded that
the metabolites in the leaves of Prunus cerasifera var. atropurea increased consistently continuously and thus
SO2 resistance was promoted with the increment of SO2 concentration. However, the antioxidant enzyme system
was damaged when SO2 concentration exceeded 17.14 mg/m3, which indicated that Prunus cerasifera var.
atropurea was not suitable to be cultivated in these areas. Farther research was also needed to testify this
conclusion.
Key words: Prunus cerasifera var. atropurea; SO2; membrane permeability; activity of antioxidant enzymes
李向应等：SO2胁迫对紫叶李生理指标的影响
0 引言
火电厂、发电站等煤的燃烧和有色金属的冶炼排
放了大量的SO2气体，近年来，中国的SO2排放量虽然
比前几年有所下降，但年均排放仍在 2000万 t以上,
2009年 2214.4万 t，2010年 2185.1万 t，2011年高达
2217.9万 t[1]。SO2是中国主要的大气污染物之一，该污
染物对植物的影响很大，前人的研究多集中于农作物
和绿叶树木上，在彩叶树种上的研究甚少。紫叶李在
园林美化中被广泛应用，是优良的彩叶树种，其在环境
中的适应能力成为当前研究的热点。大多数学者主要
围绕不同季节的影响[2]，低温的影响[3]，光照的影响[4]，
高温高湿的影响 [5]，盐胁迫的影响 [6]等问题进行了探
讨。但在SO2胁迫下的研究未见报道。因此，本试验
以紫叶李为试材，采用人工熏气的方法，研究了不同浓
度SO2对叶片部分生理指标的影响，以期为紫叶李在
污染区的栽植提供基础数据和理论指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试材选用生长健壮、长势一致的 2年生盆栽嫁接
苗 紫 叶 李 (Prunus cerasifera var. atropurea)，毛 桃
(Amygdalu persica)作为砧木。每盆 1株，基质为园土
和草炭土按1:2的比例混合而成。
1.2 SO2熏气处理
把选取的试验苗放入熏气室中适应 1周后，用
SO2气体进行处理。熏气室长、高、宽为 3.6 m、1.5 m、
2.0 m，室壁为3 mm厚的无色透明玻璃，室内温度控制
在 25~32℃之间，湿度 80%左右。钢瓶中的 SO2气体，
经减压阀、流量计等装置流入熏气室，用风扇吹匀，室
内浓度由PGM-1130二氧化硫监测仪监测。设 4个熏
气浓度梯度(5.7、11.4、17.1、22.8 mg/m3)和一个空白组，
每天熏气 1 h，处理时间为 16天。每小区 6株，设 3次
重复。熏气结束后，处理组和对照组在相同部位取样
测定。
1.3 试验方法
可溶性蛋白、细胞膜透性和脯氨酸含量测定采用
李合生[7]的方法；SOD、POD活性和MDA含量测定参
照李合生[7]和金明红[8]等的方法；CAT活性测定参照宋
凤鸣[9]等的方法；叶液pH测定采用杨玉珍[10]等的方法。
1.4 数据分析
试验数据用Excel表格和DPS软件处理。
2 结果与分析
2.1 SO2对叶片细胞膜透性和MDA含量的影响
图 1所示，SO2浓度从 0增加到 17.14 mg/m3，紫叶
李叶片膜透性呈迅速上升趋势，在 17.14~22.86 mg/m3
之间，叶片膜透性增加缓慢，以22.86 mg/m3处理为例，
紫叶李叶片膜透性比对照增加了194.2%，方差分析表
明，处理与对照呈极显著差异(P<0.01)。图 2所示：紫
叶李叶片的MDA含量随SO2浓度的增加而上升，两者
呈极显著正相关关系。以22.86 mg/m3处理为例，紫叶
李叶片MDA含量分别比对照增加了112.06%，方差分
析结果显示，处理与对照差异达极显著水平(P<0.01)。
2.2 SO2对叶片脯氨酸含量和可溶性蛋白质含量的影
响
如图 3所示，随SO2浓度的增加，紫叶李叶片脯氨
酸含量呈增加趋势，脯氨酸含量与SO2浓度呈正相关
关系（相关系数0.978**）。在22.86 mg/m3处理上，叶片
脯氨酸含量比对照增加了70.51%，与对照相比呈显著
差异(P<0.05)。图 4所示，随 SO2处理浓度的增大，紫
叶李叶片可溶性蛋白质含量持续升高，两者呈极显著
正相关关系，相关系数为0.982**，在22.86 mg/m3 SO2处
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5.71 11.43 17.14 22.86SO2浓度/(mg/m3)
细
胞
膜
透
性
/%
图1 SO2对紫叶李细胞膜透性的影响
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0 5.71 11.43 17.14 22.86SO2浓度/(mg/m3)
MDA
含
量
/(
m
ol/m
L)
图2 SO2对紫叶李MDA含量的影响
·· 109
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
理下，紫叶李叶片可溶性蛋白质含量比对照增加了
97.77%。
2.3 SO2对叶片3种抗氧化酶活性的影响
如图 5、图 6、图 7所示，紫叶李叶片 3种抗氧化酶
活性随 SO2浓度增加基本呈上升趋势，在 SO2浓度为
17.14 mg/m3时，POD和CAT活性达最大，之后开始缓
慢下降，此时POD和CAT活性比对照增加了129.56%
和 109.25%，与对照相比呈极显著差异 (P<0.01)；而
SOD活性随SO2浓度的增大持续上升，两者呈显著正
相关关系（相关系数为0.988**）。说明紫叶李的抗氧化
酶系统先是主动防御SO2的毒害，而后随浓度的增加
抗氧化酶系统遭到破坏，导致其活性下降。
3 结论与讨论
有关SO2对植物影响的研究表明，SO2对植物体细胞
膜透性、代谢物质和保护酶活性等方面会产生影响[11]。
研究已证实膜脂过氧化作用会加剧细胞的损伤，是由
膜系统中的酶分子和蛋白质的交联和聚合引起的，而
膜脂过氧化作用需要活化O2的摄取和O2-的产生 [12]。
本研究结果表明，紫叶李叶片MDA含量和细胞膜透
性会随着SO2浓度的增加逐渐增加，这一结果与前人[13]
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5.71 11.43 17.14 22.86SO2浓度/(mg/m3)
脯
氨
酸
含
量
/(
g/
mL)
图3 SO2对紫叶李脯氨酸含量的影响
0.010.0
20.0
30.040.0
50.060.0
70.080.0
90.0
0 5.71 11.43 17.14 22.86SO2浓度/(mg/m3)
可
溶
性
蛋
白
质
含
量
/(mg
/mL)
图4 SO2对紫叶李可溶性蛋白含量的影响
0
100
200
300
400
500
600
700
0 5.71 11.43 17.14 22.86SO2浓度/(mg/m3)
SOD
活
性
/(U/g
)
图5 SO2对紫叶李SOD酶活性的影响
05
1015
2025
3035
4045
50
0 5.71 11.43 17.14 22.86SO2浓度/(mg/m3)
POD
活
性
/(U/g
)
图6 SO2对紫叶李POD酶活性的影响
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 5.71 11.43 17.14 22.86SO2浓度/(mg/m3)
CAT
活
性
/(U/g
)
图7 SO2对紫叶李CAT酶活性的影响
·· 110
李向应等：SO2胁迫对紫叶李生理指标的影响
的研究结论一致。
脯氨酸是逆境下体内重要的调节物质，本研究中
脯氨酸含量随着SO2浓度的升高而持续增加，峰值出
现在 22.86 mg/m3上，比对照增加了 70.51%，有效地降
低了叶片的受伤害程度，这与刘清丽 [14]的研究一致。
可溶性蛋白含量总体随着SO2浓度的增加而增加，但
在 17.14 mg/m3下，呈缓慢增加趋势，说明紫叶李自身
体内的蛋白能忍受这种逆境；当超过此浓度时，可溶性
蛋白含量迅速增加，可能是紫叶李在逆境下，产生了新
的蛋白或是原有蛋白明显增加了，将需进一步研究。
POD、SOD和CAT是细胞抵御活性氧伤害的重要
保护酶，是活性氧物质的清除物。SO2胁迫下，3种保护
酶的活性变化情况会随着实验材料的不同而不同[15]。
本试验结果表明，紫叶李叶片内的抗氧化酶活性发生
了明显的变化，随着SO2浓度的增加，3种保护酶SOD、
POD和CAT活性上升，到达某一值后开始下降，与前
人用臭氧处理水稻得出的结论基本相同 [8]。本研究
中，当SO2浓度超过17.14 mg/m3时，抗氧化酶活性开始
下降，抗氧化酶在清除自由基过程中自身的生化特性
受到了影响，说明抗氧化酶系统遭到了破坏。初步说
明紫叶李适宜栽植于小于此浓度的地区，这是在人工
熏气条件下得出的结论，与真实环境下的结论是否吻
合，需进一步验证。
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