全 文 ：书低温胁迫对花叶细辛生理生化及生长的影响
蔡仕珍，潘远智，陈其兵，叶充
（四川农业大学林学院，四川 雅安６２５０１４）
摘要：以花叶细辛为材料，研究冬季自然降温和室内４，０，－４℃低温胁迫对叶片电解质渗透率、丙二醛含量、游离脯
氨酸含量和可溶性糖含量４个抗寒指标的影响。结果表明，田间叶片的４个指标值从２００７年１１月开始，均逐月增
加；室内４，０和－４℃处理植株，叶片的４个指标值均随处理温度降低而上升，随处理时间延长（即每增加１２ｈ胁迫
时间）亦呈上升趋势。生长恢复试验表明，田间植株及室内４和０℃处理后的植株均能恢复正常生长，但－４℃处理
的植株，生长受到明显抑制。综合形态分析认为，花叶细辛能抵抗０℃以上低温，但不能抵抗－４℃以下低温。
关键词：低温胁迫；生理生化指标；恢复生长；花叶细辛
中图分类号：Ｑ９４５．７９　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１０）０１００９５０８
　 花叶细辛（犃狊犪狉狌犿狊狆犾犲狀犱犲狀狊）是马兜铃科（Ａｒｉｓｔｏｌｏｃｈｉａｃｅａｅ）细辛属多年生常绿草本地被植物，又名花脸细
辛、翻天印等［１］。该种根状茎多分枝，具蔓延扩展生长特征，株型密集紧凑，能形成散生片状，亦能形成丛生状，成
片和盆栽景观效果均佳。早春开花，花紫色，大型，花型奇特。是细辛属中观赏价值最高的观叶观花种。国内有
丰富的细辛资源，但罕见其在园林上的开发应用报道。与国内相比，日本早就开始观赏细辛的研究和开发应用，
已经培育了上百个观赏细辛品种。因此对细辛的研究和应用应该是一个值得关注的事情。花叶细辛是四川境内
分布最广［２］，资源储量最丰富，观赏价值最高的种。目前有关花叶细辛的研究不多，仅在野生资源分布状况［２，３］、
引种驯化方法和途径［４］、生长发育的节律性和繁殖特性［４，５］、光合特性［６］、组培快繁技术［７］、园林应用形式［３］等方
面有部分研究报道，罕见抗逆性方面的报道。
花叶细辛喜温暖湿润气候，冬季低温是影响花叶细辛分布和园林应用的一个重要的限制因素。因此研究其
抗寒性，为推动其开发利用具有重要的理论意义和实践价值。就低温而言，最低温度值和持续时间、温差的变化
幅度都考验着植物的御寒能力。植物所处的生长发育时期、营养状况及其生长的环境状况（季节、土壤、水分等）
也不同程度地影响其自身的御寒能力。而植物应答低温的途径或机制具有多样性，即不同植物对低温胁迫的应
答生理机制往往有较大差异，即使是同一种植物，适应方式也不尽相同，甚至同一植物不同部位在御寒锻炼的过
程中，体内各项生理指标的变化也不同步，使植物抗寒性具有复杂性。近年来对植物抗寒性的研究，内容涉及生
态、形态、生理、生化等方面，其中在形态和生理方面研究较多。诸多研究认为，实验室或田间低温胁迫下，植物的
营养器官根、茎、叶的一种或几种的形态和生理指标的变化，都可以评价植物的抗寒性［８１１］。但为了更全面地评
价植株的抗寒性，研究在试验方法上，应充分考虑自然条件下季相变化和低温锻炼对植株御寒能力的影响；在生
理指标的筛选上，往往以逆境生理研究常用指标电解质渗透率、游离脯氨酸含量、丙二醛含量等为主，结合有机营
养生理指标如叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白以及水分生理指标如含水量等中的部分指标进行综合评价［１１１３］。本
试验采用田间自然降温处理与实验室处理相结合的方法，避开处理离体器官对试验结果的影响，以处理盆栽植株
的方式，通过田间抗寒性观测、模拟低温胁迫以及恢复生长等研究花叶细辛的抗寒性，以期较为全面地评价花叶
细辛的御寒能力，为其引种栽培和园林推广应用提供理论及实践依据。
１　材料与方法
１．１　试验地概况
试验于四川省雅安市四川农业大学农场教学试验基地内（北纬３０°０８′，东经１０３°１４′）进行，海拔６１０ｍ，试验
第１９卷　第１期
Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
９５－１０２
２０１０年２月
 收稿日期：２００９０２２１；改回日期：２００９０４２３
基金项目：四川省林业科技“先导计划”重点创新研究项目（研究０６１２）资助。
作者简介：蔡仕珍（１９７１），女，四川雅安人，讲师，硕士。Ｅｍａｉｌ：ｙｅｃｈｏｎｇ６２５＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｃｑｂ＠ｓｉｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
地面积约４００ｍ２，东面和北面为梨园，西面和南面是观赏树木园，属北亚热带湿润季风性气候区。年均温
１６．２℃，最冷月（１月）均温６．１℃，最热月（７月）均温２５．３℃，极端低温－３℃，极端高温３７．７℃，≥１０℃年积温
５２３１℃；年降水量１７７２．２ｍｍ，相对湿度７９％；年均日照时数１０１９．９ｈ，全年无霜期２９８ｄ。
１．２　试验设计与测试方法
１．２．１　试验设计　花叶细辛取自雅安市严桥镇野生花卉引种驯化基地，选驯化３年，长势健壮、根茎粗细均匀的
植株，于２００５年１０月带回农场试验基地内，栽入白色塑料盆中（盆口直径２０ｃｍ，高２０ｃｍ），每盆裸根移植３苗，
共栽２００盆。盆土取市售腐叶土、菜园土、河沙，按体积比３∶３∶２混合均匀，使用前１周用１‰高锰酸钾溶液消
毒。生长期适时中耕、施肥、浇水。２００６年３月中旬，用市售遮光率８０％黑色遮光网和竹竿为材料搭建高１．７ｍ
荫棚（花叶细辛为喜阴植物），１０月去掉遮光网，次年亦如此。试验分为冬季田间抗寒性试验、模拟低温胁迫试
验、恢复生长试验３个部分。
冬季田间抗寒性试验：２００７年１０月１５日－２００８年１月１５日，每月１次随机取供试材料，分别测定叶片的
电解质渗透率、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量和丙二醛含量，重复３次。
模拟低温胁迫试验：于２００８年１月下旬，将１２盆植株在４℃人工智能培养箱中预处理１周，培养箱内光照为
１５００ｌｘ，每天见光１１ｈ。平均分成３份（每份４盆），１份留于４℃人工智能培养箱中、另２份以－４℃／ｈ的速度分
别降至预定的０和－４℃（０℃设备为人工智能培养箱，－４℃为冰柜，冰柜内无光照设施），３种处理温度均不设光
照。每１２ｈ测定１次叶片的电解质渗透率、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、丙二醛含量。共测定６次。
将测试后植株以４℃／ｈ的速度升至１２℃，培养５ｄ，调查叶片的冷害程度。根据花叶细辛的冷害状况分为０
级：无症状；１级：叶片先端或边缘稍有水渍状坏死；２级：株丛叶片的先端和边缘有线形水渍状坏死；３级：所有叶
片先端和边缘有明显水渍状坏死带或坏死斑。冷害指数＝Σ（级数×株数）／（最高级数×总株数）。
恢复生长试验：２００８年１月下旬，另选７２盆植株，分成３组，每组２４盆，分别置于４，０，－４℃无光照条件下，
处理时间每延长１２ｈ各组均取出４盆，分６次取出，再以４℃／ｈ的速度升至１２℃，培养３ｄ，同样以４℃／ｈ的速度
升至２０～２４℃人工气候箱中培养（培养条件：光照／黑暗为１３ｈ／１１ｈ，光照强度为１５００ｌｘ，昼温／夜温为２４℃／
２０℃，空气湿度８０％），于２００８年３月１５日测定比较老叶片的电解质渗透率、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、
丙二醛含量，并观察统计植株恢复生长状况。统计平均每盆萌蘖芽数量、新叶数量、新叶叶柄长度、新叶叶面积
（ＹＭＴ－Ａ叶面积仪测定）和恢复指数。
恢复指数调查，０级：未恢复；１级：叶片大部分坏死，但有新萌蘖芽；２级：叶片部分坏死，每丛均有新萌蘖芽；
３级：叶片完全恢复。恢复指数＝∑（级数×株数）／（最高级数×总株数）。
１．２．２　测定方法　电解质渗透率测定：采用相对电导法［１４］。每处理取０．２ｇ叶片，剪碎，注射器中抽气，室温下
平衡２ｈ，用ＤＤＳ－Ⅱ型电导仪测电导值犛１，然后置沸水浴中１０ｍｉｎ，以杀死植物组织。冷却后平衡１０ｍｉｎ，测
其终电导值犛２，设蒸馏水为空白，测空白电导值。电解质渗透率（％）＝［（犛１－空白电导率）／（犛２－空白电导率）］
×１００。
丙二醛（ＭＤＡ）含量测定：取２或３片叶，用去离子水冲洗干净，剪碎，混合均匀，称取１ｇ（每种重复３次），采
用硫代巴比妥酸法（ＴＣＡ法）测定［１４］。
可溶性糖含量测定：取２～３片叶，用去离子水冲洗干净，剪碎，混合均匀，称取０．５ｇ（每种重复３次）。采用
蒽酮比色法测定［１４］。
游离脯氨酸含量测定：每处理随机取叶片０．５ｇ，磺基水杨酸法提取，酸性印三酮比色法测定［１４］。
２　结果与分析
２．１　田间试验期间日平均气温变化
试验地２００７年１０月平均气温主要在１５～２０℃内波动，２００７年１１月平均气温主要在８～１７℃波动，２００７年
１２月平均气温主要在５～１１℃波动，２００８年１月平均气温主要在３～９℃波动（图１）。
２．２　自然降温对花叶细辛叶片生理生化的影响
２．２．１　自然降温对花叶细辛叶片质膜透性的影响　花叶细辛叶片的电解质渗透率从２００７年１１月－２００８年１
６９ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１
月呈逐月增加趋势（表１），各月与前月相比，增加幅度在１．３５％～３．０４％，且电解质渗透率数值较小（＜８．５％）。
其中，２００７年１０月与１１月之间差异不显著，２００７年１１月与１２月之间、１２月与２００８年１月之间叶片电解质渗
透率差异极显著（犘＜０．０１）。可能与２００７年１０月和１１月仍是花叶细辛的生长季节有关，１１月以后的自然降温
使花叶细辛叶片细胞膜透性增加，但尚未对花叶细辛叶片细胞膜系统造成严重的伤害。
图１　试验期田间日平均气温变化
犉犻犵．１　犞犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲犪狏犲狉犪犵犲犱犪狔狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狅犳狋犺犲犳犻犲犾犱犱狌狉犻狀犵狋犺犲犲狓狆犲狉犻犿犲狀狋
表１　自然降温对花叶细辛叶片生理生化的影响
犜犪犫犾犲１　犘犺狔狊犻狅犾狅犵狔犪狀犱犫犻狅犮犺犲犿犻犮犪犾犲犳犳犲犮狋狊狅犳犃．狊狆犾犲狀犱犲狀狊犾犲犪犳狑犻狋犺犱犲狊犮犲狀犱犻狀犵狅犳狀犪狋狌狉犲狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犻狀狋犺犲犳犻犲犾犱
年份
Ｙｅａｒ
月份
Ｍｏｎｔｈ
电解质渗透率
Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｌｅａｋａｇｅ（％）
丙二醛含量
ＭＤＡｃｏｎｔｅｎｔ（μｍｏｌ／ｇＦＷ）
可溶性糖含量
Ｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔ（ｍｇ／ｇＦＷ）
游离脯氨酸含量
Ｆｒｅｅｐｒｏｌｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔ（μｇ／ｇＦＷ）
１０ ３．７９±０．１３ｃＣ ０．６２５±０．０１２ｃＣ ０．１８２±０．０１７ｄＣ ５．３１±０．０１１ｄＤ
２００７ １１ ３．９６±０．１２ｃＣ ０．５９０±０．０１０ｃＣ ０．２４７±０．０１２ｃＣ １０．５７±０．０１２ｃＣ
１２ ５．３１±０．１５ｂＢ ０．８６３±０．０２９ｂＢ ０．２９０±０．０１９ｂＢ １９．３４±０．０１４ｂＢ
２００８ １ ８．３５±０．１２ａＡ １．２０８±０．０１３ａＡ ０．４８９±０．０１１ａＡ ３０．７５±０．０１５ａＡ
　注：同列不同小写字母表示差异显著（犘＜０．０５），不同大写字母表示差异极显著（犘＜０．０１），下同。
　Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｔｅｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘
＜０．０１，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．２．２　自然降温对花叶细辛叶片丙二醛含量的影响　２００７年１月－２００８年１月，花叶细辛叶片 ＭＤＡ含量呈
逐月增加趋势（表１），其中２００８年１月含量最高（１．２０８μｍｏｌ／ｇＦＷ）。２００７年１０月与１１月之间差异不显著，
２００７年１１月与１２月之间、１２月与２００８年１月之间差异极显著（犘＜０．０１）。表明２００７年１１月后的自然降温对
花叶细辛叶片细胞膜系统有伤害。
２．２．３　自然降温对花叶细辛叶片可溶性糖含量的影响　２００７年１０月－２００８年１月，花叶细辛叶片可溶性糖含
量呈增加趋势（表１），其中２００８年１月含量最高（０．４８９ｍｇ／ｇＦＷ）。２００７年１１月、１２月与２００８年１月３个月
之间差异显著。表明花叶细辛叶片能通过增加可溶性糖含量的途径，降低细胞冰点，增强御寒能力，适应低温。
２．２．４　自然降温对花叶细辛叶片游离脯氨酸含量的影响　２００７年１０月－２００８年１月，花叶细辛叶片游离脯氨
酸含量逐月增加，且各月间差异极显著（犘＜０．０１）（表１）。说明花叶细辛叶片可以通过增加游离脯氨酸含量，主
动调节体内渗透机制，降低体内自由水含量，增强御寒能力，适应低温。
２．３　模拟低温胁迫对花叶细辛叶片生理生化和形态的影响
２．３．１　低温胁迫对花叶细辛叶片生理生化的影响　一般认为电解质渗透率达到５０％时的温度接近植物组织的
７９第１９卷第１期 草业学报２０１０年
半致死温度（ＬＴ５０）。胁迫温度越低，花叶细辛叶片电解质渗透率越高，胁迫时间越长，叶片电解质渗透率亦越高
（表２）。其中－４℃胁迫７２ｈ时，花叶细辛叶片电解质渗透率最高（５０．５３％），可能接近植物组织的半致死温度。
在４℃胁迫下，花叶细辛叶片每１２ｈ的胁迫时间，其电解质渗透率增幅在０．０８％～０．１８％；在０℃胁迫下，叶片电
解质渗透率增幅在１．３０％～２．７７％；而在－４℃胁迫下，叶片电解质渗透率增幅达２．９１％～８．７７％。且３种处理
温度条件下，每增加１２ｈ胁迫时间，电解质渗透率的差异均达到极显著水平（犘＜０．０１）。说明４℃胁迫对花叶细
辛叶片伤害较轻，０℃胁迫对叶片伤害较重，－４℃胁迫对叶片伤害最重，且－４℃胁迫７２ｈ以上可能会对花叶细
辛叶片造成致死的伤害。
胁迫温度越低，花叶细辛叶片丙二醛含量越高，胁迫时间越长，丙二醛含量亦越高。其中－４℃胁迫７２ｈ，丙
二醛含量最高，达２．８７４μｍｏｌ／ｇＦＷ，大约是４℃胁迫７２ｈ丙二醛含量的３倍，是０℃胁迫７２ｈ丙二醛含量的２．８
倍。４和０℃条件下，每延长１２ｈ胁迫时间，丙二醛含量差异均不显著；而－４℃条件下，每延长１２ｈ胁迫时间，叶
片丙二醛含量差异均达到极显著水平（犘＜０．０１）。说明－４℃胁迫较０和４℃胁迫对花叶细辛叶片细胞膜系统的
伤害严重，且－４℃胁迫７２ｈ对花叶细辛叶片细胞膜系统的伤害最严重。与电解质渗透率测定的结论一致。
胁迫温度降低，花叶细辛叶片可溶性糖含量增加。胁迫时间延长，可溶性糖含量亦增加，但在－４℃胁迫６０
ｈ后出现下降趋势（表２）。４℃条件下，胁迫１２～４８ｈ、３６～７２ｈ差异不显著；０和－４℃条件下，每延长１２ｈ胁迫
时间，叶片可溶性糖含量差异均达到极显著水平（犘＜０．０１）。表明－４℃胁迫６０ｈ以上，叶片主动应激低温生理
机制受到破坏，叶片受冻较重。
胁迫温度与游离脯氨酸含量呈负相关，胁迫时间与游离脯氨酸含量呈正相关（４和０℃），但－４℃胁迫７２ｈ
游离脯氨酸含量却比胁迫６０ｈ低（表２）。可能是花叶细辛叶片组织受冻害严重所致。３种处理温度条件下，每
延长１２ｈ胁迫时间，花叶细辛叶片游离脯氨酸含量差异均达到极显著水平（犘＜０．０１）。
表２　低温胁迫对花叶细辛生理生化的影响
犜犪犫犾犲２　犘犺狔狊犻狅犾狅犵狔犫犻狅犮犺犲犿犻犮犪犾犲犳犳犲犮狋狊狅犳犃．狊狆犾犲狀犱犲狀狊犾犲犪犳狑犻狋犺犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狋狉犲狊狊
胁迫温度
Ｓｔｒｅｓｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
胁迫时间
Ｓｔｒｅｓｓｔｉｍｅ
（ｈ）
电解质渗透率
Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｌｅａｋａｇｅ
（％）
丙二醛含量
ＭＤＡｃｏｎｔｅｎｔ
（μｍｏｌ／ｇＦＷ）
可溶性糖含量
Ｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔ
（ｍｇ／ｇＦＷ）
游离脯氨酸含量
Ｆｒｅｅｐｒｏｌｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔ
（μｇ／ｇＦＷ）
冷害指数
Ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｉｎｊｕｒｙｉｎｄｅｘ
１２ ７．５３±０．０２ｆＦ ０．９２６±０．０１０ｃＣ ０．２７８±０．０１０ｂＢ ３０．７５±０．１５ｆＦ ０．０４２ｂＡ
２４ ７．６７±０．０４ｅＥ ０．９３９±０．０１０ｃＢＣ ０．２８５±０．０１０ｂＢ ３０．９５±０．０７ｅＥ ０．０４２ｂＡ
４℃ ３６ ７．８１±０．０３ｄＤ ０．９３１±０．０１０ｃＢＣ ０．２９８±０．０１６ａｂＡＢ ３１．２０±０．１３ｄＤ ０．０４２ｂＡ
４８ ７．８９±０．０１ｃＣ ０．９４６±０．０１８ｃｂＡＢＣ ０．３１４±０．０１７ａｂＡＢ ３１．６０±０．１１ｃＣ ０．０４２ｂＡ
６０ ７．９９±０．０２ｂＢ ０．９７９±０．０１５ａｂＡＢ ０．３２１±０．０１１ａＡ ３２．３５±０．１２ｂＢ ０．０４２ｂＡ
７２ ８．１７±０．０２ａＡ ０．９９４±０．０１９ａＡ ０．３３４±０．０１３ａＡ ３２．７５±０．１０ａＡ ０．０６２ａＡ
１２ １０．０５±０．０５ｆＦ ０．９６７±０．０１５ｄＣ ０．４１２±０．０１６ｆＦ ３５．０２±０．１５ｆＦ ０．０６２ｃＡＢ
２４ １１．８７±０．０４ｅＥ ０．９８２±０．０１２ｄＢＣ ０．４８１±０．０１４ｅＥ ５０．６１±０．０９ｅＥ ０．０８３ｃＡＢ
０℃ ３６ １２．３４±０．０８ｄＤ １．０２１±０．０１１ｃＡＢ ０．６１８±０．０２０ｄＤ ６１．３５±０．１２ｄＤ ０．０８３ｃＡＢ
４８ １５．１１±０．１０ｃＣ １．１３２±０．０１９ｂＢ ０．６２５±０．０２１ｃＣ ７０．５３±０．１５ｃＣ ０．１２５ｂＡ
６０ １６．８３±０．０７ｂＢ １．１７９±０．０１７ａＡ ０．７１２±０．０１９ｂＢ ７９．６４±０．２０ｂＢ ０．１８７ａＡ
７２ １８．１３±０．１１ａＡ １．１９０±０．０１０ａＡ ０．７７８±０．０２８ａＡ ８０．２４±０．１６ａＡ ０．１８７ａＡ
１２ １４．３１±０．０９ｆＦ １．２１３±０．０２４ｆＦ ０．４７５±０．０２５ｆＦ ５０．０１±０．１４ｆＦ ０．３７０ｆＦ
２４ １７．２２±０．１２ｅＥ １．３７３±０．０２５ｅＥ ０．５８９±０．０３０ｅＥ ６７．１２±０．１７ｅＥ ０．４６２ｅＥ
－４℃ ３６ ２５．４１±０．１４ｄＤ １．５１４±０．０３３ｄＤ ０．６６７±０．０１９ｄＤ ７６．５１±０．２１ｄＤ ０．５１２ｄＤ
４８ ３４．１８±０．０９ｃＣ １．６７５±０．０４１ｃＣ ０．８５４±０．０２０ａＡ ８５．４１±０．２３ｃＣ ０．５４１ｃＣ
６０ ４１．９３±０．１３ｂＢ １．７９２±０．０２２ｂＢ ０．７９８±０．０１４ｂＢ ９６．３７±０．２０ａＡ ０．６３５ｂＢ
７２ ５０．５３±０．１５ａＡ ２．８７４±０．０３０ａＡ ０．７５４±０．０１６ｃＣ ８７．５１±０．２５ｂＢ ０．８３３ａＡ
８９ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１
２．３．２　模拟低温胁迫对花叶细辛叶片外观形态的影响　胁迫温度降低，花叶细辛叶片冷害指数呈下降趋势（表
２）。在４℃胁迫条件下，叶片冷害指数较小（＜０．０６２）；０℃胁迫条件下，胁迫时间延长，叶片冷害指数呈增高趋
势，胁迫６０和７２ｈ，叶片冷害指数达０．１８７；而－４℃胁迫条件下，每延长１２ｈ胁迫时间，叶片冷害指数差异均极
明显（犘＜０．０１）（冷害指数在０．３７０～０．８３３），表明４℃胁迫条件下，叶片没有受到明显伤害；０℃胁迫条件下，叶
片受到轻微伤害；－４℃条件下，叶片受到明显伤害，且胁迫时间越长，叶片受到的伤害越严重。与生理研究的结
论一致。
２．４　低温胁迫对花叶细辛恢复生长的影响
２．４．１　形态恢复生长状况　４和０℃胁迫后的植株，在２０℃的人工气候箱中培养１个月左右，其萌芽时间均在２
月２０日－２５日，没有显著差异。而－４℃胁迫１２ｈ的植株，其萌芽时间为３月３日－７日，比前者晚１周左右。
且－４℃胁迫２４ｈ以上的植株没有萌发新芽，可能是根状茎先端生长部位受冻所致，但根状茎主体尚存活，与根
状茎受土壤保护有关。田间植株的萌发时间是３月８－１０日，比前几年推迟了近２５ｄ（２００４－２００７年萌发时间
为２月１５－２５日），可能是受２００８年２月中旬持续１０ｄ左右异常低温（日平均温度－２～０℃，积雪１周左右）的
影响。
４和０℃胁迫后的植株，其平均每盆萌发的新芽数量都是５个（表３），新叶数量６～７片，与田间植株一样多，
而－４℃胁迫１２ｈ的植株，平均每盆仅萌发１个新芽，１片新叶，－４℃胁迫２４ｈ以上的植株无新芽萌生；４和０℃
胁迫后的植株，平均每盆的叶柄长度、新叶面积也没有明显差异，但明显高于田间植株和－４℃胁迫１２ｈ的植株。
从植株的恢复指数分析，４和０℃胁迫２４ｈ以内的植株，恢复指数较高（０．８５１～０．９１９），０℃胁迫３６～７２ｈ的植株
与田间植株接近（田间植株恢复指数为０．６６７），二者都明显高于－４℃胁迫１２ｈ的植株，－４℃胁迫１２ｈ的植株
恢复指数仅为０．１１１。说明４和０℃胁迫的植株，冻害程度较轻，不会影响其恢复生长。而－４℃胁迫１２ｈ的植
株，冻害程度较重，影响其恢复生长，－４℃胁迫２４ｈ以上的植株，其恢复生长受阻。
表３　低温胁迫对花叶细辛恢复生长的影响
犜犪犫犾犲３　犐狀狊狋犪狌狉犪狋犻狅狀犵狉狅狑狋犺狅犳犃．狊狆犾犲狀犱犲狀狊狑犻狋犺犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狋狉犲狊狊
胁迫温度
Ｓｔｒｅｓｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
胁迫时间
Ｓｔｒｅｓｓｔｉｍｅ
（ｈ）
萌芽时间
Ｐｅｒｉｏｄｏｆｂｕｒｇｅｏｎ
（月－日 Ｍｏｎｔｈｄａｙ）
萌蘖芽数
Ｎｅｗｓｈｏｏｔｓ
（个 Ｎｕｍｂｅｒ）
新叶数量
Ｎｅｗｌｅａｖｅｓ
（片Ｐｉｅｃｅ）
叶柄长度
Ｌｅｎｇｔｈｏｆｌｅａｆｓｔａｌｋ
（ｃｍ）
新叶面积
Ａｒｅａｏｆｌｅａｖｅｓ
（ｃｍ２）
恢复指数
Ｉｎｓｔａｕｒａｔｉｏｎ
ｉｎｄｅｘ
１２ ２２０－２２５ ５．００ ７．００ ９．６１±０．５１ａＡ ２６４．６５±１９．６６ａＡ ０．８８９
２４ ２２０－２２５ ５．００ ６．７５ ９．４７±０．６４ａＡ ２５８．７４±２６．５７ａＡ ０．９１９
４℃ ３６ ２２０－２２５ ５．００ ６．３３ １０．２１±０．５８ａＡ ２６０．６１±３０．４６ａＡ ０．８８９
４８ ２２０－２２５ ５．００ ７．００ １０．０９±０．４１ａＡ ２７１．３５±２７．６０ａＡ ０．８５１
６０ ２２０－２２５ ５．００ ６．３３ ９．５５±０．３１ａＡ ２５０．６４±２４．１５ａＡ ０．８５１
７２ ２２０－２２５ ５．００ ６．６６ ９．９２±０．４７ａＡ ２５７．０８±２６．１８ａＡ ０．８８９
１２ ２２０－２２５ ５．００ ６．００ ９．４７±０．６４ａＡ ２６１．９０±２４．１６ａＡ ０．８５１
２４ ２２０－２２５ ５．００ ６．６６ ９．７５±０．４７ａＡ ２５３．４６±１９．８４ａＡ ０．８５１
０℃ ３６ ２２０－２２５ ５．００ ６．３３ １０．１３±０．５１ａＡ ２４５．４８±２１．９１ａＡ ０．７０３
４８ ２２０－２２５ ５．００ ７．００ １０．１１±０．６７ａＡ ２５７．４４±２５．１０ａＡ ０．６２９
６０ ２２０－２２５ ５．００ ６．３３ ９．６７±０．５７ａＡ ２６３．８２±２１．８５ａＡ ０．６２９
７２ ２２０－２２５ ５．００ ６．６６ １０．０５±０．４７ａＡ ２５７．４６±２０．３７ａＡ ０．６２９
１２ ３３－３６ １．００ １．００ ５．６６±０．３４ｂＢ １６．９７±２．５６ｃＣ ０．１１１
２４ － ０ ０ ０ ０ ０．０００
－４℃ ３６ － ０ ０ ０ ０ ０．０００
４８ － ０ ０ ０ ０ ０．０００
６０ － ０ ０ ０ ０ ０．０００
７２ － ０ ０ ０ ０ ０．０００
田间植株Ｆｉｅｌｄｐｌａｎｔｓ ３８－３１０ ５．０ ６．００ ４．９５±０．３５ｂＢ １３２．５７±１４．２６ｂＢ ０．６６７
９９第１９卷第１期 草业学报２０１０年
２．４．２　生理生化指标恢复状况　２００８年３月１５日恢复生长观测结果，实验室低温处理后植株保存叶片的电解
质渗透率测定表明，胁迫时间延长，电解质渗透率差异不显著，温度降低，差异亦不显著。叶片丙二醛含量、可溶
性糖含量、游离脯氨酸含量变化规律亦如此（表４）。原因可能是处理植株恢复生长的培养条件一致，植株自身对
叶片冷害程度较轻者修复所致。－４℃胁迫２４ｈ以上，由于叶片受冻较重，在培养后无适合的取材而没有进行生
理指标测定。田间植株越冬叶片的各项生理指标值均显著高于实验室处理叶片（表３）。可能是田间的环境条件
与实验室培养条件差异造成。
表４　低温胁迫对花叶细辛恢复生长的影响
犜犪犫犾犲４　犐狀狊狋犪狌狉犪狋犻狅狀犵狉狅狑狋犺狅犳犃．狊狆犾犲狀犱犲狀狊狑犻狋犺犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狋狉犲狊狊
胁迫温度
Ｓｔｒｅｓｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
胁迫时间
Ｓｔｒｅｓｓｔｉｍｅ
（ｈ）
电解质渗透率
Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｌｅａｋａｇｅ
（％）
丙二醛含量
ＭＤＡｃｏｎｔｅｎｔ
（μｍｏｌ／ｇＦＷ）
可溶性糖含量
Ｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔ
（ｍｇ／ｇＦＷ）
游离脯氨酸含量
Ｆｒｅｅｐｒｏｌｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔ
（μｇ／ｇＦＷ）
１２ １．６３±０．１２ｂＢ ０．３９２±０．０１１ｂＢ ０．１７８±０．０１５ｂＢ ６．７５±０．２０ｂＢ
２４ １．６７±０．１４ｂＢ ０．４３９±０．０１８ｂＢ ０．１８５±０．０１９ｂＢ ６．９１±０．１７ｂＢ
３６ １．７８±０．１５ｂＢ ０．４３１±０．０１５ｂＢ ０．１９８±０．０１６ｂＢ ６．２０±０．２３ｂＢ
４℃ ４８ １．６９±０．１０ｂＢ ０．４１６±０．０１８ｂＢ ０．１８４±０．０１７ｂＢ ６．６１±０．２１ｂＢ
６０ １．７５±０．１２ｂＢ ０．３９７±０．０２０ｂＢ ０．１７３±０．０１６ｂＢ ６．３３±０．２５ｂＢ
７２ １．７１±０．１３ｂＢ ０．３９４±０．０１９ｂＢ ０．１９３±０．０１９ｂＢ ６．７５±０．１９ｂＢ
１２ １．８５±０．０９ｂＢ ０．３６７±０．０１５ｂＢ ０．１７４±０．０２１ｂＢ ６．０２±０．２０ｂＢ
２４ １．８７±０．１４ｂＢ ０．３９８±０．０２２ｂＢ ０．１８１±０．０１６ｂＢ ６．６６±０．１９ｂＢ
０℃ ３６ １．７４±０．１８ｂＢ ０．４２１±０．０１９ｂＢ ０．１６８±０．０２０ｂＢ ６．３５±０．２２ｂＢ
４８ １．９１±０．１０ｂＢ ０．４３２±０．０２１ｂＢ ０．１６６±０．０２１ｂＢ ６．５３±０．１５ｂＢ
６０ １．８６±０．０９ｂｃＢ ０．４１７±０．０１８ｂＢ ０．１７１±０．０１９ｂＢ ６．６４±０．２０ｂＢ
７２ １．８９±０．１２ｃＢ ０．４２１±０．０１９ｂＢ ０．１７８±０．０２８ｂＢ ６．２４±０．１６ｂＢ
１２ １．９１±０．０９ｂＢ ０．４１３±０．０２４ｂＢ ０．１４７±０．０３２ｂＢ ６．０１±０．１４ｂＢ
２４ － － － －
－４℃ ３６ － － － －
４８ － － － －
６０ － － － －
７２ － － － －
田间植株Ｆｉｅｌｄｐｌａｎｔｓ ２．７４±０．１６ａＡ ０．６９２±０．０１８ａＡ ０．２５９±０．０１０ａＡ ９．５４±０．０２１ａＡ
３　结论与讨论
低温是影响植物生长发育和限制植物分布的重要环境因子。在低温逆境条件下，细胞膜系统是细胞感受低
温胁迫最敏感的部位，也是植物受低温伤害和抵抗低温伤害的关键结构。采用电导法测植物细胞电解质渗透率
的变化，是反映膜系统伤害程度和所测材料的抗寒性大小的经典方法。丙二醛是细胞脂质过氧化的产物，其含量
的高低可揭示脂质过氧化的程度。因此，植物细胞电解质渗透率和丙二醛含量常作为研究低温胁迫对植物膜系
统伤害的指标［１５２６］。本研究表明，花叶细辛叶片在冬季的电解质渗透率和丙二醛含量均不高，膜系统冻害程度
小，与其长期适应分布区的气候条件有关。而－４℃胁迫７２ｈ叶片的电解质渗透率和丙二醛含量分别高达
５０．５３％和２．８７４μｍｏｌ／ｇＦＷ，对花叶细辛叶片的伤害严重，对其生存不利。
游离脯氨酸是植物体内重要的渗透调节物质。在受逆境胁迫的细胞内，可以通过保护酶的空间结构，增加渗
透调节能力、降低冰点、阻止细胞结冰时胞内水分移动，防止细胞因结冰引起的伤害，从而对细胞起保护作用。在
低温伤害中，游离脯氨酸常被视为一种防冻剂或膜稳定剂。因此，游离脯氨酸含量的变化，也常作为植物抗寒性
００１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１
评价的生理指标［１７２６］。试验发现，花叶细辛在－４℃胁迫６０ｈ以上，游离脯氨酸的含量下降，渗透调节机制受到
破坏，植株受冻害较重。
结合形态指标研究发现，试验区冬季的自然降温以及４和０℃胁迫对花叶细辛的伤害不严重，生长恢复结果
亦表明，叶片冻害易恢复。因此，在冬季日平均温度高于０℃的地方，可以通过自然低温锻炼或抗寒药剂的施
用［２７］等措施，提高花叶细辛的御寒能力，露地引种栽培或推广应用；而－４℃胁迫对其伤害较重，且随胁迫时间延
长，冻害加剧。其中－４℃胁迫２４ｈ以上，叶片冻害不能恢复，故在冬季平均温度低于－４℃的地方，露地引种栽
培花叶细辛风险较大，但若采用温室栽培，尚有可行性。
考虑到实验室恒温处理与自然条件下昼夜温差变化情况对材料抗寒性的影响存在差异，可以从花叶细辛的
生物学特性上评估其避御寒害的能力或机制。以生态习性为分类依据，花叶细辛属宿根花卉。就宿根花卉而言，
在其分布区或栽培区越冬状态有２类，其一是地上部分（茎、枝、叶）枯死，休眠芽在土壤中宿存；其二为地上部分
（茎、枝、叶）进入休眠状态，地下部分无休眠芽，休眠芽在近地面或枝上越冬。考虑到土壤对植物的保护作用，一
般认为前者比后者更能避御寒害。花叶细辛的地上部分（以叶为主）在分布区主要以休眠状态越冬，具有第２种
越冬习性。但其茎较短，近地面生长，一般仅１～２ｃｍ。土中有发达的根状茎，其上有休眠芽。若地上部分受冻
害死亡，休眠芽可以萌发，恢复生长。本试验发现，－４℃处理的植株，叶片冻害较重，难恢复，但－４℃处理１２ｈ
植株的根状茎，尚能在２０℃条件下培养１个月左右就能萌发新芽。说明花叶细辛同时具有第１种越冬习性。而
－４℃处理２４ｈ以上的植株，培养１个月左右未能萌发新芽，但根状茎尚存，可能与冻害程度及其修复的时间长
短有关。说明花叶细辛的抗寒性介于二者之间。二者的分布区或栽培区都在暖温带最广，由此推断，花叶细辛在
暖温带区引种栽培或推广应用具有可行性。
研究认为［２８］，从分子水平上研究植物抗寒性遗传规律，对植物的抗寒性改良意义重大。要更全面地揭示花
叶细辛的抗寒机制，评价其抗寒性，有待进一步在分子水平上进行研究。
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犈犳犳犲犮狋狊狅犳犾狅狑狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狅狀狆犺狔狊犻狅犾狅犵犻犮犪犾犪狀犱犫犻狅犮犺犲犿犻犮犪犾犻狀犱犲狓犲狊犪狀犱犵狉狅狑狋犺狅犳犃狊犪狉狌犿狊狆犾犲狀犱犲狀狊
ＣＡＩＳｈｉｚｈｅｎ，ＰＡＮＹｕａｎｚｈｉ，ＣＨＥＮＱｉｂｉｎｇ，ＹＥＣｈｏｎｇ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａ’ａｎ６２５０１４，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｌｅａｋａｇｅ，ｍａｌｏｎｄｉａｄｅｈｙｄｅ，ｆｒｅｅｐｒｏｌｉｎｅ
ａｎｄｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆ犃狊犪狉狌犿狊狆犾犲狀犱犲狀狊ｌｅａｖｅｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｂｏｔｈｎａｔｕｒａｌａｎｄｒｏｏｍｃｏｎｔｒｏｌｅｄｔｅｍ
ｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆ４℃，０℃ａｎｄ－４℃．ＴｈｅａｂｏｖｅｉｎｄｅｘｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍＮｏｖｅｍｂｅｒ２００７ｔｏＪａｎｕａｒｙ２００８ａｓｔｅｍｐｅｒ
ａｔｕｒｅｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｄｅｘｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄａｓｔｈｅｓｔｒｅｓｓｔｉｍｅｅｘｔｅｎｄｅｄ．Ｔｈｅｆｉｅｌｄｐｌａｎｔｓｇｒｅｗｗｅｌｉｎ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｎａｔｕｒａｌｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｒｏｏｍｐｌａｎｔｓａｌｓｏｇｒｅｗｗｅｌｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｃｏｌｄｓｔｒｅｓｓａｔ４℃ａｎｄ
０℃，ｂｕｔｔｈｅｒｏｏｍｃｏｎｔｒｏｌｅｄｐｌａｎｔｓｃｏｕｌｄｎｏｔｇｒｏｗａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｗｅｌ ｗｉｔｈａｓｔｒｅｓｓｏｆ－４℃．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ
ａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ犃．狊狆犾犲狀犱犲狀狊ｃｏｕｌｄｒｅｓｉｓｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｂｏｖｅ０℃，ｂｕｔｎｏｔ－４℃ｏｒｂｅｌｏｗ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓ；ｉｎｓｔａｕｒａｔｉｏｎｇｒｏｗｔｈ；犃狊犪狉狌犿狊狆犾犲狀
犱犲狀狊
２０１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１