全 文 ：植　　　物　　　研　　　究
BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH
第 17 卷　第 2 期 1997 年　4 月
Vol.17　No.2 April , 　1997
八种引种草坪植物的抗寒性比较研究
张国珍1　　　　　　　肖向阳2
(1 东北师范大学国家草地生态工程实验室 , 长春　130024)　(2哈尔滨建筑职工大学 ,哈尔滨　150040)
摘　要　通过测定引种的八种草坪植物越冬存活率以及叶和越冬器官(根 、根茎及
分蘖节)质膜透性的变化 、可溶性糖积累量 、脯氨酸积累量等指标 ,得出:可溶性糖
积累量是比较越冬器官抗寒性的有效生理生化指标 ,质膜透性的变化是比较叶器
官抗寒性的有效生理生化指标;对八种引种草坪植物叶片进行过氧化物同工酶分
析 ,得出过氧化物同工酶区带条数只能在一定程度上反映草坪植物抗寒性的大小 ,
用其作为比较植物抗寒性的参照指标。
关键词　草坪植物;抗寒性
A COMPARATIVE STUDYON COLD RESISTENCE
OF EIGHT INTRODUCED TURF GRASSES
Zhang Guo-zhen1　Xiao Xiang-yang2
(1.National Laboratory o f G rassland Ecological Engineering Northeast Normal University.Changchun 130024)
(2.Harbin Construction Staff University ,Harbin 150040)
Abstract　By measuring the survival rate of overw intering of eight introduced turf
grasses and the relative cell membrance permeability , the accumulated contents of sol-
uble sugar and proline of leaves and overw intering organs of the eight turf g rasses , the
paper found that the accumulated content of soluble sugar is a valuable phy siochemical
index of comparing the cold resistence of overwintering org ans of turf g rasses.The
relative cell membrance permeability is a valuable index of comparing the cold re-
sistence of leaves of turf grasses.By analy zing the pero xidase isozyme of leaves of the
eight introduced turf g rasses , we thought that the number of peroxidase isozyme
bands can partly indicate the cold resistence of turf grasses.It can only be used as a
reference of comparing the cold resistence of plants.
Key words　Turf g rasses;Cold resistence
本文在李建东 、杨允菲二位教授指导下完成。
1996年 12月收稿
前　　言
冷季型草坪植物无论是用于生产还是用于育种 ,都必须建立在抗寒性鉴定的基础上 。但
是由于草坪业在我国起步很晚 ,人们还多停留在用田间品比试验的方法评定草坪植物的抗寒
性(李敏 , 1993)。本文借鉴了在农作物和牧草种质资源鉴定上广泛采用的生理生化指标 ,如质
膜透性 、可溶性糖含量和脯氨酸含量以及过氧化物同工酶等(王荣富等 , 1987 ,王承斌等 ,
1987),来比较草坪植物的抗寒性。植物的不同器官具有不同的抗寒性 ,对于草坪植物 ,其叶器
官和越冬器官的抗寒性是同等重要的 ,叶器官的抗寒性决定了冷季型草坪植物绿色期的长短 、
越冬器官的抗寒性决定了草坪植物能否越过寒冷的冬季 ,因此本文分别比较了八种引种草坪
植物的叶器官和越冬器官的抗寒性 。在比较不同草种不同器官的抗寒性时 ,分别在 9月 19日
和 10月 21日两次取样 ,每一指标均是用两次取样的差值表示的积累量 ,比较的草坪植物均是
同龄的 ,并且生境 、栽培方法和水肥管理措施均相同。
1.研究地点的自然概况
实验地设在东北师范大学校园内 ,其地理位置为北纬 43°53′,东经 125°13′,海拔 238m ,该
处 1月平均气温为-16℃,7月平均气温为 23℃,年平均气温 4.9℃,日平均气温>10℃的积
温为 2887.6℃,年平均降雨量约为 592.5mm ,雨量集中在 6 、7 、8 月 ,占全年降雨量的 60-
70%,初霜期 9月末 ,终霜期 5月初 ,生育期约 135-140天 ,土壤为黑钙土 ,9-11月土壤电导
率的变化范围为 0.127-0.162(mill-mho/cm),PH 值为 7.51-8.21 ,有机质为 5.34-6.15
(%)。
2.研究材料和方法
2.1 试验材料
八种引种草坪植物(表 1)。1994年 5月 6日播种在试验小区 ,小区面积为 6×1m ,区组随
机排列 ,三次重复。
2.2 样品分析方法
用相对电导率表示质膜透性的变化(邓令毅 , 1984),每小区三次重复 ,每个品种重复六次 ,
用磺基水杨酸法测定叶和越冬器官每克鲜重的脯氨酸(Pro)含量(张殿忠等 , 1990),用蒽酮比
色法测定叶和越冬器官每克干重的可溶性糖含量(张志良 , 1990)。
2.3 同工酶电泳方法
选取草坪植物的第一片完全展开叶 ,用无离子水冲洗干净 ,按 1:2(g/ml)比例在 0.1M 磷
酸缓冲液(PH =7.0)中冰浴匀浆 ,匀浆液用 RC -5C 自动超速离心机离心 10 分钟(℃, 18 ,
000RPM)。取上清液分装于小 ependof管中 、液氮速冻贮于-20℃冰箱中 ,用 DYY-Ⅳ型电
导仪 ,进行聚丙烯酰胺垂直型薄板电泳 ,分离胶浓度 10%。浓缩胶浓度 3%,用醋酸联苯胺染
色过氧化物酶 ,于 37℃恒温箱中显色 2-10分钟 ,待酶区带呈棕色取出漂洗。用 10%的乙酸
脱色固定 。
2012 期　　　　　　　　　　张国珍等:八种引种草坪植物的抗寒性比较研究
　　表 1　 八种引种草坪植物及其来源
Table 1　 Eight turf grasses introduced into Changchun and their source
编　　号
Number
名　　　　　　称
Name of species
英　　文　　名
English name
品　　种　　名
Name of variety
来　　源
Source
1 硬羊茅　Festuca longi folia Hard Fescue 美国
2 细弱剪股颖　Agrostis tenuis Colonial Bentg rass Highland 美国
3 紫羊茅　Festuca rubra Red Fescue Bo real 美国
4 草地早熟禾　Poa pratensis Kentucky Bluegrass Washington 美国
5 草地早熟禾　Poa pratensis Kentucky Bluegrass Glade 美国
6 细羊茅　Festuca rubra Chew ings Fescue Cloassic 丹麦
7 细羊茅 Festuca rubra sp .comutaca Chew ings Fescue Glof Master 丹麦
8 草地早熟禾　Poa pratensis Kentucky Bluegrass Nassau 美国
3.结果与讨论
3.1 返青状况
用越冬存活率评定植物的抗寒性是常用的简单试验方法 ,其结果可以区分或比较品种间
的抗寒性 。我们 1995年 5月 8 、10和 15日 ,分别对上一年播种的八种草坪植物进行了返青调
查(表 2)。
表 2　 八种引种草坪植物的越冬存活率(%)
Table 2　Survival rate of overwintering of the eight turf grasses introduced into Changchun
(%)
调查日期
Calculated date
草种编号＊　　　　Species number
1 2 3 4 5 6 7 8
8/5 80.35 多未返青 87.15 81.23 89.25 多未返青 77.76 75.25
10/ 5 83.65 多未返青 89.60 87.65 92.99 多未返青 79.49 81.45
15/ 5 85.53 多未返青 92.12 88.65 93.25 多未返青 87.25 81.87
平均 83.18 多未返青 89.63 85.75 91.83 多未返青 81.50 79.53
　　＊　草种编号同表 1
The ordinal of species equivalent to that in Table 1.
结果表明 Glade 草地早熟禾的越冬存活率最高 ,依次是紫羊茅 、Washington 草地早熟禾 、
硬羊茅 、Golf Master细羊茅和 Nassau草地早熟禾 。Cloassic细羊茅和细弱剪股颖绝大多数未
返青。这说明除了 Cloassic细羊茅和细弱剪股颖 ,其余 6种草坪植物在长春地区均能安全越
冬。
3.2 越冬器官的抗寒性比较
越冬器官的抗寒性大小决定着草坪植物的返青状况 ,从根本上限制着一个草种在寒冷地
202 植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　17 卷
区的生存和繁衍 。
八种引种草坪植物越冬器官的可溶性糖积累量(图 1)。除了细弱剪股颖 ,各供试种的含
糖量都有不同程度的增加 ,返青较好的紫羊茅积累可溶性糖的能力最强 ,增加了 199619mg/g ,
返青最不好的细弱剪股颖是负增长了 28.869mg/g 。植物越冬器官在秋末抗寒锻炼期间积累
可溶性糖是一个普遍的现象 ,越冬器官的可溶性糖积累量与抗寒性之间呈正相关性(刘祖祺 ,
1993)。依据此指标的比较结果与返青调查结果基本相符。
八种引种草坪植物越冬器官的 Pro 积累量(图 1)。紫羊茅积累 Pro最多 ,在低温下有些植
物积累 Pro 也有些植物不积累 Pro ,Pro 在低温下的积累既可能有适应意义 ,又可能是细胞结
构和功能受损伤的表现。本实验中返青很不理想的 Cloassic细羊茅和细弱剪股疑积累了较多
的 Pro ,所以对于 Pro 在秋末低温下的积累应作具体分析 ,不能单独用它作为比较抗寒性的指
标。
图 1　八种引种草坪植物越冬器官 、叶的可溶性糖和 Pro积累量
Fig.1　The accumulated content of soluble sugar and proline in overwintering organs and leaves of the
eight introduced turf g rasses
3.3 叶的抗寒性比较
草坪植物绿色期的长短是评定草坪性状好坏的重要内容之一 ,不同品种的草坪草 ,其绿色
期长短各有差异 。草坪植物叶的抗寒性大小决定着其绿色期的长短 ,另外 ,叶片的抗寒力强 ,
会使叶的生育期延长 ,为越冬器官制造更多的营养物质 ,从而提高越冬器官的抗寒力 。
八种引种草坪植物叶的质膜透性都有不同程度和增加(图 2)。但增加的幅度都不大 ,返
青较好的紫羊茅叶最稳定 ,八种草叶的质膜透性变化都是在可逆的范围内 ,这是因为 10月 21
2032 期　　　　　　　　　　张国珍等:八种引种草坪植物的抗寒性比较研究
日的积温(取样前一周内 ,每天的平均气温之和)是 40℃,还未达到使冷季型草坪植物叶的质
膜产生不可逆损伤的程度 。质膜透性的变化作为抗寒鉴定指标已得到广泛公认 ,可以依据此
指标比较供试草种叶的抗寒性大小 。
八种引种草坪植物叶的可溶性糖含量均是正增长(图 1),紫羊茅显著高于其它品种 ,但绿
色期短的细弱剪股颖的叶积累了较多的可溶性糖占第二位 ,所以显然不能用可溶性糖积累量
来比较叶器官抗寒性的大小。
八种引种草坪植物叶的 Pro积累情况(图 1),积累较多 Pro 的是紫羊茅和细弱剪股颖与越
冬器官的情况一样 ,返青不好的细弱剪股颖和 Cloassic细羊茅叶中积累了较多 Pro 。
叶器官不是植物的越冬器官 ,那么在自然抗寒锻炼期间 ,判断其抗寒性大小应以其低温锻
炼期间受损伤的程度来判断 ,故用质膜透性的变化作为比较叶器官抗寒性大小的指标。
图 2　八种引种草坪植物叶的质膜透性的变化
F ig.2　The relative cell membrance permeability of leaves of the eight turf g rasses
3.4 叶的过氧化物同工酶(POD)比较研究
对 9月 19日所取的八份材料进行同工酶电泳分析 ,初步确定了它们所呈现的过氧化物同
工酶基本谱型(图 3)。不同草种的过氧化物同工酶带的条数和活性不同 。本文将过氧化物同
工酶谱中的酶带按距阳极的远近依次命名为 1 ,2 ,3 , …… ,记为 P1 ,P2 ,P3……,依此类推。
从过氧化物酶膜式图谱中可以看出:硬羊茅具有 6 条酶带 ,紫羊茅具有 7条酶带 ,Cloassic
细羊茅具有 4条酶带 ,Golf Master细羊茅具有 5条酶带 ,以上四个品种均为羊茅属 ,它们共同
具有的酶带为 P3 、P5和 P6 ,它们的酶带多集中在阳极区 。Washington草地早熟禾具有 10条
酶带 ,Glade草地早熟禾具有 9条酶带 ,而 Nassau 草地早熟禾具有 8条酶带 ,这三个早熟禾品
种共同具有的是 P3 、P6 、P7 、P8 、P9 、P12和 P14共 7条酶带。细弱剪股颖具有 P4 、P12和 P14
共三条酶带。
植物的同工酶研究 ,以过氧化物同工酶的报道最多 。同工酶在高等植物中是普遍存在的 ,
同工酶不仅与个体发育过程有关 ,也与对不同环境条件的适应抵抗能力有关 ,如抵抗低温 。王
承斌等人(1989)研究了过氧化同工酶与抗寒性的关系指出 ,过氧化物同工酶区带条数多的抗
寒性强 ,但是本文的实验结果与他们的结论不相符合。
204 植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　17 卷
图 3　八种引种草坪植物过氧化物酶模式图谱
Fig.3　The mock electrophoretogram of peroxidase isozyme o f the eight introduced turf g rasses
在本文的研究中 ,三种早熟禾属草坪草的酶带都多于 8条 ,四种羊茅属草坪草的过氧化物
酶带都少于 8条 ,如果按照王承斌等人的结论会得出:所有早熟禾品种的抗寒性都比羊茅属的
强 ,这显然与前面的实验结果不符合。
本文认为:应该先把供试草种按适当的单位(科 、属或种)分成组 ,在每一个组内 ,再根据酶
带条数确定其抗寒性的大小 ,一般说来 ,这时区带条数多的 ,活性强的 ,抗寒性相对来说就强 ,
反之 ,抗寒性较弱。按此方法得出羊茅属四个品种的抗寒性依次是紫差茅>硬羊茅>Golf
M aster细羊茅>Cloassic细羊茅 ,早熟禾属三个品种的抗寒性依次是Washington 草地早熟禾
>Glade草地早熟禾>Nassau草地早熟禾 ,这基本与前面的结论相符 。至于不同种属间的比
较 ,只有再参照其它的抗寒生理生化指标。
这是因为同工酶作为基因的产物 ,具有科 、属或种的特异性 ,不同科 、属或种的植物具有各
自的特征性酶带 ,这些酶带能在各个发育时期稳定表达 ,例如羊茅属共有的 P3 、P5和 P6以及
早熟禾属共有的 P3 、P6 、P7 、P8 、P9和 P12。这是由于长期的遗传进化和自然选择造成的 。
4.结　　论
4.1 可溶性糖的积累能力是比较草坪植物越冬器官抗寒性的有效生理生化指标 。引种的
八种草坪植物越冬器官的抗寒性大小依次是:紫羊茅>Glade 草地早熟禾>Washing ton草地
早熟禾>Golf M aster细羊茅>硬羊茅>Nassau草地早熟禾>Cloassic细羊茅>细弱剪股颖 。
4.2 质膜透性的变化是比较草坪植物叶器官抗寒性的有效生理生化指标。引种的八种草
坪草叶器官的抗寒性大小依次是紫羊茅>Washing ton草地早熟禾>Glade草地早熟禾>硬羊
茅>Glof M aster 细羊茅>Nassau草地早熟禾>Cloassic细羊茅>细弱剪股颖 。
4.3 过氧化物同工酶区带条数能在一定程度上反映植物抗寒性的大小 ,只能用其作为植
物抗寒性比较的参照指标 。
2052 期　　　　　　　　　　张国珍等:八种引种草坪植物的抗寒性比较研究
参　　考　　文　　献
1.李敏.《草坪品种指南》 .北京农业大学出版社.1993
2.邓令毅等.葡萄的抗寒性与质膜透性.植物生理学通讯 , 1984 ,(2):12-16
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5.刘祖祺等.《植物抗性生理学》 .北京:中国农业出版社.1993 , 8-83
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7.张志良.《植物生理学实验指导》 .北京:高等教育出版社.1990 , 160-162
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