全 文 ：书人工低温胁迫下多年生黑麦草
诱变株系的抗寒性研究
翟飞飞，韩蕾，刘俊祥，钱永强，巨关升，李伟，张少伟，孙振元
（中国林业科学研究院林业研究所 国家林业局林木培育重点实验室，北京１０００９１）
摘要：本研究以多年生黑麦草‘Ｄｅｒｂｙ’的５个诱变株系Ｇ３２、Ｇ１０５、Ｇ１６１、ＣＫ９３、ＣＫ１４３和抗寒性较好的多年生
黑麦草‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’为材料，研究其在人工低温驯化过程中生理指标的变化，以对诱变株系的抗寒性作出评价并筛选
出抗寒性好的多年生黑麦草。结果显示，在低温驯化过程中，各试材的叶片含水量下降，Ｇ１６１的下降幅度最大，为
３．１２％。细胞膜伤害程度加重，诱变株系中ＣＫ１４３的细胞膜透性最小，为２５．４０％，ＣＫ９３丙二醛含量最低，为
３８．０６μｍｏｌ／ｇ。渗透调节物质含量增加，ＣＫ１４３和‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的脯氨酸含量最低，分别为０．１８％和０．１５％；Ｇ１６１
的可溶性蛋白增加量最大，为８３．０８％；‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的可溶性糖增加量最小，为３４．１８％，ＣＫ９３次之，为５３．４１％；
Ｇ１０５和Ｇ１６１与‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的还原性糖含量相当，分别为９．０１％和９．７９％。抗氧化物酶活性增强，ＣＫ１４３的超
氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性较低，分别为５１７１．２１Ｕ／（ｇ·ｈ）和１７１．０４Ｕ／（ｇ·ｍｉｎ），但变化率较大，分别为
１６９．０７％和４７．０６％，与‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’相当。潜在光化学效率降低，诱变株系中以 Ｇ３２和 Ｇ１６１降幅较小，分别为
３．４６％和３．４４％。经主成分分析与隶属函数分析，各试材的抗寒性从强到弱依次是‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’、ＣＫ１４３、Ｇ１０５、
Ｇ１６１、ＣＫ９３、Ｇ３２。采用聚类分析把试材分成３类：‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的抗寒性强，ＣＫ１４３、Ｇ１０５、Ｇ１６１和ＣＫ９３的抗
寒性中等，Ｇ３２的抗寒性差。综合分析可知，在低温驯化过程中，抗寒性越强的多年生黑麦草，其细胞膜相对透性
越小，叶片含水量、丙二醛含量、脯氨酸含量和还原性糖含量越低，可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化
氢酶活性的变化率越大，可溶性糖含量和潜在光化学效率的变化率越小。
关键词：多年生黑麦草；诱变株系；抗寒性；酶活性；渗透调节；叶绿素荧光
中图分类号：Ｓ５４３＋．６０１；Ｑ９４５．７９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１３）０６０２６８１２
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１３０６３３
多年生黑麦草（犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲）是禾本科黑麦草属的多年生草本植物，是一种重要的冷季型草坪草，其建坪
速度快、耐践踏，广泛用于运动场和高尔夫球场。但是，与其他冷季型草坪草相比，多年生黑麦草的抗寒性差［１］，
并且被认为是对低温胁迫最敏感的冷季型草坪草：Ｇｕｓｔａ等［２］在可控环境下评价了几种冷季型草坪草的半致死
温度（ｓｅｍｉｌｅｔｈａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ＬＴ５０），发现匍匐剪股颖（犃犵狉狅狊狋犻狊狊狋狅犾狅狀狅犳犲狉犪）的半致死温度最低，为－３０℃以下；
草地早熟禾（犘狅犪狆狉犪狋犲狀狊犻狊）的ＬＴ５０中等，为－３０～－２１℃；而多年生黑麦草的ＬＴ５０最高，为－１５～－５℃。低温
不仅使多年生黑麦草的使用范围受到极大限制，而且冻害也造成巨大草坪损失，导致草坪重建代价增大、除草剂
成本增加（杂草易入侵）、水土流失加剧、美学价值降低和坪用面积减少［３］；且目前国内生产上使用的多为国外进
口品种，因此，改善多年生黑麦草的抗寒性，选育抗寒性强的新品种具有巨大经济和社会效益。
近年来有研究表明，植物外植体在组织、细胞培养的脱分化和再分化过程中可产生丰富的无性系变异［４５］，并
且在一个组织培养周期内就能产生１％～３％的无性系变异，有时可达９０％以上，远高于自然突变［６］。杨随庄
等［７］以小麦胚为外植体，经过６个月继代培养，分化获得再生植株，通过田间条锈病诱发鉴定选择，获得了抗条锈
病的小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狏犻狋狌犿）种质资源；向佐湘和刘明稀［８］以假俭草（犈狉犲犿狅犮犺犾狅犪狅狆犺犻狌狉狅犻犱犲狊）种子为外植体，
发现继代时间超过１２个月的胚性愈伤组织出现多种变异类型：矮化、花叶、花期改变、抗旱性增强等。传统辐射
２６８－２７９
２０１３年１２月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２２卷 第６期
Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
收稿日期：２０１３０１１７；改回日期：２０１３０４１１
基金项目：国家“８６３”计划项目（２０１１ＡＡ１００２０９）资助。
作者简介：翟飞飞（１９８７），女，山西晋城人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｉｆｅｉ＿２００６１４＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｈｌ０４１９２００３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
诱变率为１‰～５‰，而植物空间诱变的有益突变率可达１％～５％［９］，其变异频率高、幅度大，广泛运用于种质创
新。韩蕾等［１０］利用“神舟”三号飞船搭载草地早熟禾（犘狅犪狆狉犪狋犲狀狊犻狊）种子，获得植株明显矮化和生长速度快的２
种有益变异类型；袁杰等［１１］将水稻（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）‘新稻１１号’种子搭载“实践”八号，经多年南繁北育，选育出多
有效穗、高精米率和生育期提前等有利用价值的性状；杨红善等［１２］通过“神舟”三号搭载４个紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅
狊犪狋犻狏犪），经连续观察记载，获得多叶单株、大叶单株、速生单株和白花突变单株等７种变异类型；张玉等［１３］利用
“长征”二号丙运载火箭搭载菊苣（犆犻犮犺狅狉犻狌犿犻狀狋狔犫狌狊）种子，获得植株高大、单枝分枝数多、生殖枝和小花数多等
形态学性状好的群体。目前，许多研究致力于体细胞无性系变异与γ射线、叠氮化钠相等诱变结合，培育出具有
抗逆性的苜蓿［１４］、蕨菜（犘狋犲狉犻犱犻狌犿犪狇狌犻犾犻狀狌犿）［１５］、烟草（犖犻犮狅狋犻犪狀犪狋犪犫犪犮狌犿）［１６］等新种质。
如果将体细胞无性系变异与空间诱变相结合，可能会进一步提高突变频率，获得更多变异类型，有望选育出
新种质。本研究将来自１粒多年生黑麦草‘Ｄｅｒｂｙ’种子的胚性愈伤组织航天搭载处理，对获得的再生株系进行
抗寒性评价，旨在筛选出抗寒性好的多年生黑麦草诱变株系，为以后研究提供材料，并为植物抗寒性研究提供参
考。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
选取来自１粒多年生黑麦草‘Ｄｅｒｂｙ’种子的３２块胚性愈伤组织，分装在８个ＥＰ管内。其中４管于２００８年
经“神舟”七号飞船搭载处理，飞行时间为６８ｈ２７ｍｉｎ（２００８年９月２５日－２８日），近地点为２００ｋｍ，远地点为
３４７ｋｍ，舱内温度为１５～２５℃，气压为１０５Ｐａ。另４管未搭载。返回地面后经组织培养获得再生植株，再经无性
系扩繁获得再生株系。各再生株系经过２个冬季自然低温筛选，得到５个表现良好的诱变株系：搭载处理的
Ｇ３２、Ｇ１０５和Ｇ１６１，未搭载的ＣＫ９３和ＣＫ１４３。并选择已知抗寒性较好的多年生黑麦草‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’作为对
照。
各试材在中国林业科学研究院科研温室中培养，２０１２年６月１日分株繁殖，花盆直径１５ｃｍ，高１２ｃｍ，栽培
基质泥炭∶珍珠岩＝６∶１（体积比），其中泥炭选用育苗专用土（ＫｌａｓｍａｎｎＤｅｉｌｍａｎｎ公司，Ａｒｔ．Ｎｒ．８１６０），珍珠
岩为园艺用珍珠岩（北京七彩公司，３～７ ｍｍ），每盆施１．０ｇ缓释肥（Ｏｓｍｏｃｏｔｔｅ，Ｍ５６，ＮＰＫ 比为
１４∶１３∶１３）。温度白天２２～２５℃，晚上１６～１９℃，相对湿度５０％，光周期１０ｈ／１４ｈ，最大光强为４００μｍｏｌ／
（ｍ２·ｓ）。每７ｄ浇１次水。
１１周后将试材转入人工气候箱（宁波江南仪器厂，ＲＸＺ５００Ｃ），同步化培养，培养条件为：温度２５℃／１５℃，
相对湿度７５％，光周期１０ｈ／１４ｈ，光强２２０００ｌｘ。２周后低温处理，处理温度分别为：２５℃／１５℃（对照）、
１５℃／１５℃、１０℃／１０℃、４℃／４℃（白天温度／夜间温度），其他条件与同步化培养相同。０℃／０℃处理在冷库中进
行，相对湿度为８５％，无光照。在各温度处理４ｄ后取样。试验采用完全随机区组实验设计，１个培养箱代表１
个区组，３次重复。
１．２ 测定方法
叶片含水量（ｌｅａｆｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ＬＷＣ）、丙二醛（ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ，ＭＤＡ）、可溶性糖（ｓｏｌｕｔｅｓｕｇａｒ，ＳＳ）、还原
性糖（ｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒ，ＲＳ）、可溶性蛋白（ｓｏｌｕｔｅｐｒｏｔｅｉｎ，ＳＰ）、超氧化物歧化酶（ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｄｉｓｍｕｔａｓｅ，ＳＯＤ）、过氧
化氢酶（ｃａｔａｌａｓｅ，ＣＡＴ）等的测定采用高峻凤［１７］的方法；质膜相对透性（ｒｅｌａｔｉｖｅｍｅｍｂｅｒａｎｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ＲＭＰ）
的测定采用电导率法［１８］，取每分蘖最新完全展开叶；脯氨酸（ｐｒｏｌｉｎｅ，Ｐｒｏ）含量的测定采用磺基水杨酸法［１９］；叶片
抗氧化酶系统酶液的制备为：称取０．５０ｇ左右的叶片，加入０．０５ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲液（ｐＨ７．０），冰浴中液氮研磨，
４℃１２０００ｒ／ｍｉｎ离心２０ｍｉｎ，取上清液待测。
叶绿素荧光参数的测定：采用调制式叶绿素荧光仪（德国 Ｗａｌｚ，ＩＭＡＧＩＮＧＰＡＭ）测定。选取多年生黑麦草
每分蘖最新完全展开叶，暗适应１２ｈ，放入叶室测定，测定部位为叶片中上部。在荧光图像中，每叶片选６个点进
行分析。操作时仪器的测量光强度设为１；活化光强度为７，其他参数为系统默认。
１．３ 综合评价方法
运用ＳＰＳＳ１８．０进行主成分分析，并用隶属函数值对各试材的抗寒性进行综合评价［２０２２］，运用的主要公式
９６２第２２卷第６期 草业学报２０１３年
如下：
变化率α＝
处理测定值－对照测定值
对照测定值 （１）
隶属函数值犝（犡犼）＝
犡犼－犡ｍｉｎ
犡ｍａｘ－犡ｍｉｎ 犼＝１
，２，……狀 （２）
式中，犡犼表示第犼个因子的得分值，犡ｍｉｎ表示第犼个因子得分的最小值，犡ｍａｘ表示第犼个因子得分的最大值。
权重犠犼＝
犘犼
∑
狀
犼＝１
犘犼
犼＝１，２，……狀 （３）
式中，犠犼表示第犼个公因子在所有公因子中的重要程度，犘犼为各多年生黑麦草第犼个公因子的贡献率。
综合评定值犇犻＝∑
狀
犼＝１
［犝（犡犼×犠犼）］ 犻＝１，２，……犽 （４）
式中，犇犻为各试材在低温条件下用综合指标评价所得的抗寒性综合评价值，犽为多年生黑麦草类别数，犡犼 和犠犼
同公式（２）和（３）。
１．４ 数据处理
采用Ｅｘｃｅｌ软件进行数据统计和图表绘制；应用ＳＰＳＳ１８．０软件进行统计，采用单因素方差分析和Ｄｕｎｃａｎ
多重比较检验不同处理间的差异。
２ 结果与分析
２．１ 人工低温胁迫下多年生黑麦草的生理生化响应
２．１．１ 人工低温胁迫下多年生黑麦草叶片含水量的变化 低温下，植株含水量降低，总含水量的降低有利于提
高植物的抗寒性。图１可见，随着温度的降低，各试材ＬＷＣ下降，１０℃显著下降，在４℃时降到最低。其中，１０℃
时，ＣＫ９３最高，显著高于‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’；４℃时，诱变株系显著高于‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’，但诱变株系间无显著差异。在０℃下
各试材ＬＷＣ下降，‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’显著下降，其ＬＷＣ为７９．３７％，各试材间无显著差异。
图１ 人工低温胁迫多年生黑麦草叶片含水量的变化
犉犻犵．１ 犆犺犪狀犵犲狊狅犳犾犲犪犳狑犪狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋狅犳犔．狆犲狉犲狀狀犲狌狀犱犲狉犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狋狉犲狊狊
图数据为３次测定平均值±标准差。大写字母不同，表示同一试材在不同温度处理下有显著差异（犘＜０．０５）；小写字母不同，表示同一温度下不同
试材间有显著差异（犘＜０．０５）；下同。Ｄａｔｅｗｅｒｅｔｈｅｍｅａｎｏｆ３ｓｅｐａｒａｔｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｉｔｈｔｈｅｉｒｓｔａｎｄｅｒｒｏｒ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉ
ｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｓａｍｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（犘＜０．０５）；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ（犘＜０．０５）；ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．１．２ 人工低温胁迫下多年生黑麦草膜透性和膜脂过氧化产物的变化 如图２所示，随着温度的下降，各试材
ＲＭＰ增大，１０℃时，Ｇ３２、Ｇ１０５和ＣＫ１４３显著增大，４℃时膜伤害程度最大。其中，４℃时，‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’显著低于
诱变株系，为２０．９１％，诱变株系间以 Ｇ１６１、ＣＫ９３和ＣＫ１４３显著低于 Ｇ１０５。在０℃时，Ｇ３２和 Ｇ１０５的
ＲＭＰ显著增大，且显著高于‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’，Ｇ１６１、ＣＫ９３和ＣＫ１４３与‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’较为接近。整体来看，‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’
０７２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
的膜受伤害程度较轻，Ｇ１６１、ＣＫ９３和ＣＫ１４３次之，Ｇ３２和Ｇ１０５较严重。
在降温过程中，ＣＫ９３和‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的 ＭＤＡ含量无显著变化；１０℃时Ｇ１６１显著升高，４℃时各试材 ＭＤＡ
含量达到最高。其中，１０℃时，Ｇ３２的 ＭＤＡ含量显著高于其他试材。４℃时，Ｇ１０５、Ｇ１６１、ＣＫ９３和‘Ｐｉｎｎａ
ｃｌｅ’显著低于Ｇ３２。在０℃时，各试材的 ＭＤＡ含量均显著升高，且Ｇ３２显著高于其他试材，为８０．４５μｍｏｌ／ｇ。
ＭＤＡ含量的变化表明，Ｇ３２和ＣＫ１４３的膜脂过氧化程度较严重。
图２ 人工低温胁迫下多年生黑麦草细胞膜透性和丙二醛含量的变化
犉犻犵．２ 犆犺犪狀犵犲狊狅犳狉犲犾犪狋犻狏犲犿犲犿犫狉犪狀犲狆犲狉犿犲犪犫犻犾犻狋狔犪狀犱犿犪犾狅狀犱犻犪犾犱犲犺狔犱犲犮狅狀犮犲狀狋狅犳犔．狆犲狉犲狀狀犲狌狀犱犲狉犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狋狉犲狊狊
２．１．３ 人工低温胁迫下多年生黑麦草渗透调节物质含量的变化 为应对低温胁迫，植物体内会积累一些渗透调
节物质，保护细胞免受损伤，图３为各渗透调节物质含量的变化。多年生黑麦草Ｐｒｏ含量随温度的降低而升高，
４℃时除‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’外，其他试材Ｐｒｏ含量显著升高。并且４℃时，Ｇ１６１和ＣＫ１４３的Ｐｒｏ含量与‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’无显
著差异；而 Ｇ３２显著高于其他试材，为０．６３％，是‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的４．２５倍。０℃时，‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’显著低于 Ｇ３２、
Ｇ１０５和ＣＫ９３，为０．１３％；ＣＫ１４３与‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’无显著差异，为０．１８％；Ｇ３２显著高于其他试材，为０．４８％。
在降温的过程中，各试材ＳＰ含量均无显著变化，其变化率存在差异。４℃时，‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的ＳＰ含量显著低于
Ｇ１６１和ＣＫ９３，为２．０９％，Ｇ３２、Ｇ１０５和ＣＫ１４３与之无显著差异；Ｇ１６１的ＳＰ变化率最大，为８３．０８％。０℃
时，除Ｇ３２和ＣＫ９３外，其他试材的ＳＰ含量都显著升高，但是各试材间无显著差异，以Ｇ１６１的变化率最大，为
８３．０８％，‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’较大，为５１．１６％。
ＳＳ和ＲＳ含量也随温度的降低而升高。１０℃时，各试材ＳＳ和ＲＳ含量显著升高。所有处理温度下各试材
ＳＳ含量无显著差异，但是其变化率不同：‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’最小，为３４．１８％，ＣＫ９３和ＣＫ１４３较小，分别为５３．４１％和
６７．２１％；０℃时，各试材ＳＳ含量均显著升高，但是各试材间无显著差异，以 Ｇ３２的变化率最大，为５９．５７％，
ＣＫ９３最小，为１９．３２％。ＲＳ含量在４℃时，Ｇ３２、ＣＫ９３和 ＣＫ１４３显著高于‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’，分别为１０．４３％，
１１．３７％和１１．０１％；０℃时，ＲＳ含量显著升高，且‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’显著低于其他试材，为４．６０％，且Ｇ３２、Ｇ１０５含量
较低，为６．６７％。
１７２第２２卷第６期 草业学报２０１３年
图３ 人工低温胁迫下多年生黑麦草脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖和还原性糖含量的变化
犉犻犵．３ 犆犺犪狀犵犲狊狅犳狆狉狅犾犻狀犲，狊狅犾狌犫犾犲狆狉狅狋犲犻狀，狊狅犾狌犫犾犲狊狌犵犪狉犪狀犱狉犲犱狌犮犻狀犵狊狌犵犪狉犮狅狀狋犲狀狋
狅犳犔．狆犲狉犲狀狀犲狌狀犱犲狉犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狋狉犲狊狊
２．１．４ 人工低温胁迫下多年生黑麦草抗氧化物酶活性的变化 随着温度的降低，多年生黑麦草ＳＯＤ活性增强，
１０℃时Ｇ３２、Ｇ１０５和‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的ＳＯＤ活性显著增强，４℃时达到最高。４℃时，Ｇ１０５、Ｇ１６１、ＣＫ９３和ＣＫ１４３
与‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’无显著差异。ＣＡＴ活性在低温处理过程中无显著变化，但是在４℃时，Ｇ３２和Ｇ１０５的ＣＡＴ活性
显著高于‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’。对酶活性的研究显示，Ｇ３２的ＳＯＤ和 ＣＡＴ活性较高，分别为６４０１．９５Ｕ／（ｇ·ｈ）和
１８２．９５Ｕ／（ｇ·ｍｉｍ），但是变化率较小，为１８６．８９％和６．６０％；而‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的ＳＯＤ和ＣＡＴ活性较低，分别为
２７２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
３７８５．５５Ｕ／（ｇ·ｈ）和１１９．８１Ｕ／（ｇ·ｍｉｍ），但是变化率较大，为２６９．６３％和３５．０２％（图４）。０℃时多年生黑麦
草的ＳＯＤ和ＣＡＴ活性都显著增强。其中，Ｇ３２的ＳＯＤ活性显著高于Ｇ１６１、ＣＫ９３、ＣＫ１４３和‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’，为
６８７０．１２Ｕ／（ｇ·ｈ），其变化率为２０７．８７％，为‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’变化率的５７．６０％；各试材的ＣＡＴ活性无显著差异，其
中以‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的变化率最大，为６６．８３％，Ｇ１０５和ＣＫ１４３次之，分别为５３．６７％和５０．９１％。
图４ 人工低温胁迫下多年生黑麦草超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的变化
犉犻犵．４ 犆犺犪狀犵犲狊狅犳狊狌狆犲狉狅狓犻犱犲犱犻狊犿狌狋犪狊犲犪狀犱犮犪狋犪犾犪狊犲犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳犔．狆犲狉犲狀狀犲狌狀犱犲狉犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狋狉犲狊狊
２．１．５ 人工低温胁迫下多年生黑麦草叶绿素荧光参数的变化 潜在光化学效率（ｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｆｆｉ
ｃｉｅｎｃｙ，犉ｖ／犉ｍ）是ＰＳⅡ最大光化学量子产量，反映了ＰＳⅡ的潜在活性和原初光能转化效率。人工气候箱结果显
示（图５），犉ｖ／犉ｍ 值随温度的降低呈下降趋势，４℃时显著下降。在４℃时，Ｇ３２、Ｇ１６１和‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的犉ｖ／犉ｍ 值
显著高于Ｇ１０５、ＣＫ９３和ＣＫ１４３。整个处理过程中，‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’变化比较平缓，变化率为１．６３％，ＣＫ１４３和
Ｇ１０５的变化率较大，为６．１３％和５．９０％。０℃时各试材的犉ｖ／犉ｍ 值都显著降低。其中，Ｇ１６１、ＣＫ９３、ＣＫ１４
３、‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的犉ｖ／犉ｍ 值显著低于Ｇ３２；‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的变化率最小，为２．６５％，Ｇ３２次之，为２．７５％。
２．２ 多年生黑麦草抗寒性的综合评价
２．２．１ 各项生理生化指标的相关性及主成分分析 在低温驯化过程中，多年生黑麦草都受到不同程度的影响。
本研究选取４℃下的测定结果，选择与抗寒性相关、不同类别的５个指标进行抗寒性综合评价。根据各指标的测
定结果和公式（１），得出各指标的变化率α，并对负向指标进行正向化处理［２０］，各试材的变化率如表１所示。
根据变化率，对各指标进行相关性分析，得出相关系数矩阵。结果显示，各项理化指标之间存在相关性，使得
它们提供的信息发生重叠，而各项指标在抗寒性中所起作用不同，用单一指标评价抗寒性存在片面性［２１２２］，因此
对这些指标进行综合分析。由主成分分析提取２个综合指标，它们的贡献率分别为：５７．０１％和２４．５１％，累计贡
献率为８１．５２％，其余指标可以忽略不计（表２）。第一主成分包括：ＬＷＣ、ＲＭＰ；第二主成分包括：ＳＳ、（犉ｖ－犉ｍ）、
ＳＯＤ。这样就把原来独立的５个指标转变为２个综合指标，这２个指标代表了原来５个指标８１．５２％的信息。由
综合指标的指标系数（表２）和变化率α（表１），求出多年生黑麦草综合指标的得分值犆（狓）（表３）。
３７２第２２卷第６期 草业学报２０１３年
图５ 人工低温胁迫下多年生黑麦草叶绿素荧光参数的变化
犉犻犵．５ 犆犺犪狀犵犲狊狅犳犮犺犾狅狉狅狆犺狔犾犳犾狌狅狉犲狊犮犲狀犮犲狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊狅犳犔．狆犲狉犲狀狀犲狌狀犱犲狉犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狋狉犲狊狊
表１ 多年生黑麦草生理生化指标的变化率α值
犜犪犫犾犲１ 犜犺犲α狏犪犾狌犲狊狅犳犫犻狅犮犺犲犿犻犮犪犾犻狀犱犻犮犪狋狅狉’狊犮犺犪狀犵犲狉犪狋犲狅犳犔．狆犲狉犲狀狀犲
材料
Ｍａｔｅｒｉａｌ
叶片含水量
Ｌｅａｆｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ
细胞膜相对透性
Ｒｅｌａｔｉｖｅｍｅｍｂｅｒａｎｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ
可溶性糖
Ｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒ
超氧化物歧化酶
Ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｄｉｓｍｕｔａｓｅ
潜在光化学效率
Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
Ｇ３２ ０．０４０３ －０．４８１２ ０．８８２８ １．８６８９ －０．０３４６
Ｇ１０５ ０．０４７４ －０．５４９１ ０．７６１２ １．５６８２ －０．０５９０
Ｇ１６１ ０．０４４６ －０．２８４６ ０．７２５４ １．６０３３ －０．０３４４
ＣＫ９３ ０．０４２５ －０．２８４５ ０．５３４１ １．０１７１ －０．０３９２
ＣＫ１４３ ０．０４７６ －０．４３５０ ０．６７２１ １．６９０６ －０．０６１３
Ｐｉｎｎａｃｌｅ ０．０５０３ －０．２４０２ ０．３４１８ ２．６９６３ －０．０１６３
表２ 各综合指标的指标系数和贡献率
犜犪犫犾犲２ 犜犺犲犻狀犱犲狓犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋犪狀犱犮狅狀狋狉犻犫狌狋犻狅狀狉犪狋犲狅犳犲狏犲狉狔犮狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犻狀犱犲狓
主成分
Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
叶片含水量
Ｌｅａｆｗａｔｅｒ
ｃｏｎｔｅｎｔ
细胞膜相对透性
Ｒｅｌａｔｉｖｅｍｅｍｂｅｒａｎｅ
ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ
可溶性糖
Ｓｏｌｕｂｌｅ
ｓｕｇａｒ
超氧化物歧化酶
Ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ
ｄｉｓｍｕｔａｓｅ
潜在光化学效率
Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
贡献率
Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｒａｔｅ（％）
１ ０．３４５９ ０．４７１５ －０．５２６０ ０．４１４６ ０．４５７９ ５７．０１
２ ０．６９７５ －０．４３８２ －０．０５０６ ０．３４５１ －０．４４７２ ２４．５１
２．２．２ 隶属函数分析和权重的确定 根据因子得分值和公式（２）求出各试材所有因子的隶属函数值犝（狓）；由
综合指标贡献率的大小和公式（３）得到各综合指标的权重，分别为：０．６９９３和０．３００６（表３）。
２．２．３ 综合评价值的确定 据公式（４）计算各试材在低温胁迫下综合指标的综合评定值，综合评定值越大，抗寒
性越强。结果显示，６个多年生黑麦草的抗寒性从强到弱依次是‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’、ＣＫ１４３、Ｇ１０５、Ｇ１６１、ＣＫ９３、Ｇ３２。
用聚类分析的最远距离法将试材分为３类：抗寒性强：‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’；抗寒性中等：Ｇ１６１、ＣＫ９３、ＣＫ１４３和Ｇ１０５；
抗寒性差：Ｇ３２。
３ 讨论
在低温下，植物含水量降低，固形物含量相对提高，细胞液浓度提高，结冰的可能性降低，抗寒能力增强［２３］。
叶片鲜重、组织含水量对抗寒性是负向的，ＬＷＣ越高、鲜重越大的品种抗寒性越差［２４］。本研究表明，总含水量的
降低有助于增强多年生黑麦草的抗寒性，在４和０℃低温下，抗寒性强的‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的ＬＷＣ显著降低，并显著低
于其他试材；抗寒性中等和抗寒性差的株系ＬＷＣ显著高于‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’。
４７２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
表３ 各综合指标得分值犆（狓）、隶属函数值犝（狓）、综合评定值犇
犜犪犫犾犲３ 犜犺犲狊犮狅狉犲狏犪犾狌犲狊狅犳犲狏犲狉狔犮狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犻狀犱犲狓犆（狓），狊狌犫狅狉犱犻狀犪狋犲犳狌狀犮狋犻狅狀
狏犪犾狌犲犝（狓）犪狀犱犮狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狏犪犾狌犲犇
材料 Ｍａｔｅｒｉａｌ
各综合指标得分值
Ｓｃｏｒｅｖａｌｕｅｓｏｆｅｖｅｒｙｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｉｎｄｅｘ
犆（１） 犆（２）
隶属函数值
Ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎｖａｌｕｅ
犝（１） 犝（２）
综合评定值
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｖａｌｕｅ
犇值
Ｇ３２ －１．２３５９ －０．７６４１ ０．０３０３ ０．２１８０ ０．０８６７
Ｇ１０５ －１．３７５１ １．３０２８ ０ １．００００ ０．３００６
Ｇ１６１ ０．１３８２ －０．７７２８ ０．３２９２ ０．２１４７ ０．２９４８
ＣＫ９３ －０．０９４６ －１．３４０４ ０．２７８６ ０ ０．１９４８
ＣＫ１４３ －０．６５４４ １．１０１８ ０．１５６８ ０．９２４０ ０．３８７４
Ｐｉｎｎａｃｌｅ ３．２２１９ ０．４７２６ １ ０．６８５９ ０．９０５６
贡献率Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅ ０．５７０１ ０．２４５１ — — －
权重 Ｗｅｉｇｈｔ — — ０．６９９３ ０．３００６ －
质膜是低温伤害的首要部位，低温胁迫引起膜透性发生变化，电解质外渗［２５］，质膜透性的变化作为植物抗寒
性鉴定指标已得到广泛认可，可以据此来比较植物抗寒性的强弱［２６］。植物电解质渗透的多少常反映植物细胞膜
受伤害的程度，抗寒性强的植物受害较轻，透性增大慢，可以逆转并且能够恢复正常，抗寒性差的植物则受害程度
重，透性增大快且不易恢复［２０，２７］。同时低温胁迫下植物积累活性氧自由基，引起膜脂过氧化，膜脂过氧化最明显
的变化之一就是积累了大量的膜脂过氧化产物 ＭＤＡ，因而 ＭＤＡ的产生量成为了解和鉴别逆境胁迫对生物膜危
害程度的重要指标之一［２８２９］。本试验的６种材料中，‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的抗寒性最强，Ｇ３２的抗寒性最差。４和０℃时，
‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的ＲＭＰ和 ＭＤＡ含量显著低于Ｇ３２，这说明植物的抗寒性与膜伤害的程度呈负相关，膜伤害程度越
大，抗寒性越差。
低温胁迫会使植物积累渗透调节物质如Ｐｒｏ、ＳＳ、ＳＰ等，这些物质的积累不仅能够提高细胞的保水能力、保
护生物膜及细胞生命物质、防止活性氧对膜脂和膜蛋白的氧化作用，而且还是植物越冬的能量物质［３０］。Ｐｒｏ是植
物最有效的亲和性渗透调节物质，可以防止失水，增强蛋白质的水合作用，保护生物大分子结构和功能的稳
定［２５］。另外，Ｐｒｏ是活性氧清除剂，可以激发ＳＯＤ、ＣＡＴ和多酚氧化酶（ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｏｘｉｄａｓｅ，ＰＰＯ）的活性；还可
以作为胁迫后的氮源和能源物质［３１］。尽管Ｐｒｏ在逆境下有保护作用，但其降解过程中会产生有毒物质，使植物
酶活性降低或完全丧失［３２３３］。结果分析可知，膜伤害程度越严重，Ｐｒｏ含量越高，Ｐｒｏ含量与多年生黑麦草的抗
寒性呈负相关。Ｗａｎｎｅｒ和Ｊｕｎｔｔｉｌａ［３４］提出在低温驯化期间Ｐｒｏ含量的升高可能对抗冻性的提高没有直接作用，
它的提高有可能是植物在低温锻炼下代谢上的被动表现，而非适应性反应。
ＳＳ作为渗透保护物质，不仅可以提高细胞液的浓度，增加细胞持水能力；缓解细胞质过度脱水，保护细胞质
胶体不致遇冷凝固，而且ＳＳ还对原生质体、线粒体及膜上敏感偶联因子有保护作用，ＳＳ的含量与植物抗寒性呈
正相关［２５，３５］。除可溶性糖与抗寒性有关外，还原性糖、蔗糖、棉籽糖、水苏糖、果聚糖等也用于抗寒性研究［３６３７］。
本研究表明，多年生黑麦草的抗寒性与ＳＳ含量不一致，抗寒性强的多年生黑麦草ＳＳ含量变化率小，ＲＳ含量越
低。Ｔｈｏｍａｓ和Ｊａｍｅｓ［３８］测定了多年生黑麦草牧草品种在低温胁迫下地上部分的可溶性糖含量，发现其与抗寒
性关系不一致；Ｐａｔｔｏｎ等［３７］对结缕草（犣狅狔狊犻犪犼犪狆狅狀犻犮犪）在低温驯化过程中的研究发现，抗寒性差的结缕草比抗
寒性好的根茎和匍匐枝内积累的可溶性糖少，但是ＲＳ含量高。
ＳＰ是亲水性的，不仅可以增强细胞的持水力，而且ＳＰ的增加可以束缚更多的水分，减少原生质因结冰而伤
害致死的机率［３９］。本研究显示，ＳＰ含量与抗寒性关系不大，ＳＰ的变化率与抗寒性有关，且抗寒性越强，ＳＰ的变
５７２第２２卷第６期 草业学报２０１３年
化率越大。陈杰忠等［４０］对香蕉（犕狌狊犪狆犪狉犪犱犻狊犻犪犮犪）叶片在低温下的研究表明，抗寒性强的大蕉叶片中ＳＰ含量
一直低于抗寒性弱的香蕉，但是增幅却比香蕉的大，这说明ＳＰ的变化率比ＳＰ的相对含量与抗寒性的关系更大。
为抵御活性氧对细胞的伤害，植物会启动活性氧清除机制，保护酶活性增强，从而防止膜脂过氧化，增加细胞
膜的稳定性，保护植物免受损伤［４１４２］。由研究结果可知，抗寒性强的多年生黑麦草ＳＯＤ活性和ＣＡＴ活性较低，
但是变化率较大；相反，抗寒性差的多年生黑麦草ＳＯＤ活性和ＣＡＴ活性较高，但是变化率较小。这说明酶活性
的相对高低与抗寒性关系不大，其变化率与抗寒性关系较大，酶活性的变化率能更好地反映植物的抗寒性。抗寒
性强的多年生黑麦草膜伤害程度低，活性氧产生少，而酶活性相对升高快，能够及时清除体内的有害物质，保护自
身不受损伤。
叶绿素荧光技术是生理生态研究中的一种无损伤检测手段，广泛应用于评价植物对环境胁迫的反应［４３］。
犉ｖ／犉ｍ 对环境胁迫敏感，其大小可以反映出植物ＰＳⅡ的受伤害程度［４４４５］。有研究发现，玉米（犣犲犪犿犪狔狊）对低温
诱导光抑制的耐受性存在很大遗传变异，因此，犉ｖ／犉ｍ 可能是筛选耐寒性基因型的一种好方法［４６］。本研究中，４
和０℃时，多年生黑麦草的犉ｖ／犉ｍ 值显著降低，但是多年生黑麦草的抗寒性与犉ｖ／犉ｍ 值不一致。刘建新等［４７］对
多年生黑麦草在碱胁迫下的光合特性研究表明，在碱胁迫下犉ｖ／犉ｍ 值下降；Ｈｏｆｆｍａｎ等［３６］研究发现，多年生黑
麦草在２℃低温驯化过程中，分蘖处的犉ｖ／犉ｍ 值降低，但是品种间无显著差异。由结果可知，抗寒性虽然与犉ｖ／
犉ｍ 值关系不大，但是抗寒性强的‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’的犉ｖ／犉ｍ 值变化率较小，犉ｖ／犉ｍ 值的变化率可以更好地反映多年生
黑麦草抗寒性的强弱。
植物的抗寒性是多种生理生化特征综合作用的遗传表现，利用单项指标鉴定多年生黑麦草的抗寒性有较大
局限性，且各指标间有一定的相关性，单一指标难于判断植物对低温的综合适应能力，必须用多指标进行综合评
价［４８４９］。本研究结合生理生化的相关知识，选取５个有代表性的指标，采用主成分分析与隶属函数相结合的方
法，得到各品种的综合评定值，从而能较科学地对多年生黑麦草的抗寒性作出综合评价。据综合评定结果，各试
材抗寒性能力从强到弱依次是：‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’、Ｇ１６１、ＣＫ９３、Ｇ１０５、ＣＫ１４３、Ｇ３２。人工低温胁迫是在相对一致、
理想的环境条件下进行的，与田间环境存在差异，因此，还需在田间环境下来检测这些诱变株系的抗寒性。
多年生黑麦草在低温下，膜透性增大，膜脂过氧化产物 ＭＤＡ含量增多，潜在光化学效率下降，通过相对含水
量、渗透调节物质以及抗氧化物酶活性的改变等共同调节，来应对低温胁迫。有些生理生化指标的相对大小不足
以阐明植物抗寒性的强弱，要看其在低温下的变化幅度；植物的抗寒性应从多方面进行综合分析，作出全面合理
评价。本试验鉴定出多年生黑麦草诱变株系的抗寒性均比‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’差，并且多年生黑麦草的抗寒性越强，其在
低温驯化过程中ＲＭＰ越小，ＬＷＣ、ＭＤＡ含量、Ｐｒｏ含量、ＲＳ含量越低，ＳＰ含量、ＳＯＤ活性、ＣＡＴ活性的变化率
越大，ＳＳ含量、犉ｖ／犉ｍ 的变化率越小。
本研究只对多年生黑麦草诱变株系当代的抗寒性进行了检测，所获得的诱变株系子代是否具有抗寒性，并且
抗寒性能否稳定遗传，还需进一步验证。李洪艳等［１５］用γ射线处理蕨菜愈伤组织，低温处理后诱导分化出植株，
通过低温筛选获得抗寒性蕨菜试管苗，并且它们形成的孢子苗仍具有抗寒性。另外，用γ射线辐射诱变玉兰
（犕犪犵狀狅犾犻犪犱犲狀狌犱犪狋犪）的愈伤组织，选育出先叶后花和先花后叶的二次开花花卉，这些性状能够稳定遗传［５０］。高
明尉等［５１］、陈秋芳等［５２］用γ射线处理小麦和水稻愈伤组织，选育出高产、早熟、抗病等优良性状的新品种。目
前，本课题组也正在进行人工辅助授粉和杂交实验，以期获得诱变株系的种子，进而对子代的抗寒性进行检测，以
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７７２第２２卷第６期 草业学报２０１３年
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８７２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
犃狊狊犲狊狊犻狀犵犮狅犾犱狉犲狊犻狊狋犪狀犮犲狅犳犿狌狋犪犵犲狀犻犮狊狋狉犪犻狀狊狅犳狆犲狉犲狀狀犻犪犾狉狔犲犵狉犪狊狊狌狀犱犲狉犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狋狉犲狊狊
ＺＨＡＩＦｅｉｆｅｉ，ＨＡＮＬｅｉ，ＬＩＵＪｕｎｘｉａｎｇ，ＱＩＡＮＹｏｎｇｑｉａｎｇ，ＪＵＧｕａｎｓｈｅｎｇ，
ＬＩＷｅｉ，ＺＨＡＮＧＳｈａｏｗｅｉ，ＳＵＮＺｈｅｎｙｕａｎ
（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｏｒｅｓｔＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ，Ｓｔａｔｅ
ＦｏｒｅｓｔｒｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９１，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｃｏｌｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｍｕｔａｇｅｎｉｃｌｉｎｅｓｏｆｐｅｒｅｎｎｉａｌｒｙｅｇｒａｓｓａｎｄｏｂｔａｉｎｍｏｒｅｃｏｌｄ
ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｅｒｅｎｎｉａｌｒｙｅｇｒａｓｓｅｓ，ｗｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｐｅｒｅｎｎｉａｌｒｙｅｇｒａｓｓｅｓ
ｕｎｄｅｒｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ａｂｏｖｅｚｅｒｏ）ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｒｅｆｉｖｅｍｕｔａｇｅｎｉｃｌｉｎｅｓ
Ｇ３２，Ｇ１０５，Ｇ１６１，ＣＫ９３，ＣＫ１４３ａｎｄｏｎｅｖａｒｉｅｔｙｗｉｔｈｇｏｏｄｃｏｌｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓ
ｓｔｕｄｙｓｈｏｗｔｈａｔ，ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏｌｄａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｌｅａｆｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｄｅｃｒｅａｓｅ：Ｇ１６１’ｓｌｅａｆｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ
ｄｅｃｒｅａｓｅｓｂｙｕｐｔｏ３．１２％．Ｒｅｌａｔｉｖｅｍｅｍｂｒａｎｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｓａｎｄ ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅａｃｃｕｍｕｌａｔｅｓ：
ＣＫ１４３ｈａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｒｅｌａｔｉｖｅｍｅｍｂｒａｎｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｉｓ２５．４０％；ｗｈｉｌｅＣＫ９３ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔ
ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｉｓ３８．０６μｍｏｌ／ｇ．Ｔｈｅｏｓｍｏｔｉｃｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｕｂｓｔａｎｃｅｓｉｎｃｒｅａｓｅ：ＣＫ１４３ａｎｄ
‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’ｈａｖｅｌｏｗｅｒｐｒｏｌｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔｗｉｔｈ０．１８％ａｎｄ０．１５％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；Ｇ１６１’ｓｓｏｌｕｔｅｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎ
ｃｒｅａｓｅｓｂｙ８３．０８％，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔ；‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’ｓｓｏｌｕｔｅｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｇｂｙ
３４．１８％，ａｎｄＣＫ９３ｔａｋｅｓｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐｌａｃｅｗｉｔｈ５３．４１％；ｔｈｅｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆＧ１０５ａｎｄＧ１６１ｗｅｉｇｈ
ａｇａｉｎｓｔ‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’ｗｉｔｈ９．０１％ａｎｄ９．７９％ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．Ｔｈｅａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｅｎｚｙｍｅｓａｒｅｅｎｈａｎｃｅｄ，ｔｈｅｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ
ｄｉｓｍｕｔａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｃａｔａｌａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣＫ１４３ａｒｅｌｏｗｅｒ，ｗｉｔｈ５１７１．２１Ｕ／（ｇ·ｈ）ａｎｄ１７１．０４Ｕ／（ｇ·ｍｉｎ）
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｂｕｔｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｇｒａｔｅａｒｅｑｕｉｃｋｅｒｗｉｔｈ１６９．０７％ａｎｄ４７．０６％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｓｔｏｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｈｏｔｏ
ｃｈｅｍｉｃａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，Ｇ３２ａｎｄＧ１６１ｄｅｃｒｅａｓｅｓｂｙ３．４６％ａｎｄ３．４４％ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ，ｗｈｉｃｈａｒｅｓｍａｌ．Ｂｙｐｒｉｎｃｉｐａｌ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ，ｔｈｅｃｏｌｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｒａｎｋｉｎｇｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍａｔｅｒｉ
ａｌｓｉｓ‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’，Ｇ１６１，ＣＫ９３，Ｇ１０５，ＣＫ１４３，Ｇ３２ｆｒｏｍｓｔｒｏｎｇｔｏｗｅａｋ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅ
ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓ：‘Ｐｉｎｎａｃｌｅ’’ｓｃｏｌｄｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｓｓｔｒｏｎｇ，Ｇ１６１，ＣＫ９３，Ｇ１０５ａｎｄＣＫ１４３’ｓａｒｅｍｅ
ｄｉｕｍａｎｄＧ３２’ｓｉｓｐｏｏｒ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ，ｗｅｆｉｎｄｔｈａｔｔｈｅｍｏｒｅｃｏｌｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｈｅｐｅｒｅｎｎｉａｌｒｙｅｇｒａｓｓ
ｉｓ，ｔｈｅｌｅｓｓｒｅｌａｔｉｖｅｍｅｍｂｒａｎｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｉｔｈａｓ；ｔｈｅｌｅｓｓｌｅａｆｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｐｒｏ
ｌｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔｉｔｈａｖｅ，ｔｈｅｑｕｉｃｋｅｒｔｈｅｓｏｌｕｂｌｅｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔ，ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｄｉｓｍｕｔａｓｅ
ａｎｄｃａｔａｌａｓｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｃｈａｎｇｅ，ｔｈｅｓｌｏｗｅｒｓｏｌｕｔｅｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｈａｎｇｅ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｐｅｒｅｎｎｉａｌｒｙｅｇｒａｓｓ；ｍｕｔａｇｅｎｉｃｌｉｎｅｓ；ｃｏｌｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙ；ｏｓｍｏｔｉｃｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｃｈｌｏｒｏ
ｐｈｙｌｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ
９７２第２２卷第６期 草业学报２０１３年