全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2003 , 30 (1) : 104～106
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2002 - 04 - 03 ; 修回日期 : 2002 - 06 - 05
基金项目 : 国家建设部和厦门市建委资助项目
低温胁迫下弓葵幼苗膜脂过氧化及保护酶活性的变
化
杨盛昌1 　谢潮添1 　张　平1 　陈德海1 　丁印龙2 　廖启　2
(1 厦门大学生命科学学院 , 厦门 361005 ;　2 厦门园林植物园 , 厦门 361003)
摘 　要 : 低温胁迫下弓葵 ( Butia capitata Becc) 幼苗叶片的 MDA 含量逐渐增加 , 膜脂过氧化作用增强。
- 8 ℃条件下的膜脂过氧化作用明显强于 2 ℃。细胞膜透性在 2 ℃条件下变化不大 , - 8 ℃时则随低温胁迫时
间延长而急剧上升 , 细胞膜受到伤害。 - 8 ℃胁迫下细胞保护酶 SOD、POD 和 CAT活性短期 (6 h) 内升高 ,
然后下降 , 24 h 以后 3 种保护酶受到低温胁迫的严重抑制。在 2 ℃胁迫下 , SOD 活性在 6 h 内变化不大 , 随
后下降 ; CAT活性变化趋势与 - 8 ℃时相似 , 但变化幅度较小 ; POD 虽也呈现先升后降的趋势 , 但降幅明显
小于升幅 , 至 48 h 时 POD 活性仍维持较高水平。2 ℃低温胁迫不是抑制而是促进 POD 活性的提高。
关键词 : 弓葵 ; 低温胁迫 ; 膜脂过氧化 ; 保护酶
中图分类号 : S 68 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2003) 0120104203
1 　目的、材料与方法
弓葵 ( Butia capitata Becc) 又称为布迪椰子 , 属棕榈科 ( Palmae) 弓葵属 ( Butia) , 原产于热带
地区 , 具有较高的观赏价值。目前有关弓葵等棕榈植物抗寒生理学研究的报道还很少。本试验研究了
低温胁迫下弓葵幼苗叶片膜脂过氧化作用及超氧化物歧化酶 (SOD) 、过氧化氢酶 (CAT) 和过氧化物
酶 (POD) 等保护酶系统的变化 , 为阐明弓葵等棕榈植物抗寒机制及北移引种栽培提供依据。
供试材料为厦门市园林植物园的半年龄盆栽弓葵幼苗 , 每盆 3～4 株 , 平均株高 32. 5 cm , 生长良
好。培养基质为蛭石土并添加少量腐殖质。2001 年 4 月 28 日取 20 盆弓葵幼苗分成两组 , 分别置 2 ℃
冰箱和 - 8 ℃冰柜中进行 3、6、12、24 和 48 h 低温胁迫处理 (厦门地区极端低温约为 2 ℃, 引种地的
极端低温约为 - 8 ℃) 。处理期间未加光周期处理 (自然状态) 。定期移出两盆幼苗 , 立即取 2 g 叶片 ,
剪碎 , 加入 10 mL 62. 5 mmol/ L 磷酸缓冲液 (pH 7. 8) 冰浴研磨 , 15 000 g 4 ℃离心 20 min , 转移上清
液用于丙二醛 (MDA) 含量〔1〕, SOD〔2〕、POD〔1〕和CAT〔3〕酶活性 , 可溶性蛋白质〔4〕含量和相对电导
率〔5〕的测定。3 d 后观察幼苗生长状况。
2 　结果与分析
2. 1 　低温胁迫下 MDA含量的变化
MDA 是膜脂过氧化作用的终产物 , 也是反
映细胞膜系统受害的重要指标。不同低温胁迫
下 , 弓葵幼苗叶片 MDA 含量随胁迫时间延长而
上升 , 其中 - 8 ℃胁迫下 MDA 含量的变化幅度高
于 2 ℃胁迫处理 (t 检验 , 差异极显著) , 表明细
胞膜脂过氧化作用增强 , 膜系统受害加重 (图
1) 。
图 1 　低温胁迫下弓葵幼苗叶片 MDA含量的变化
Fig. 1 　Changes of malondialdehyde ( MDA) content in leaves
of Butia capitata seedling under low temperature stress
2. 2 　低温胁迫下相对电导率的变化
　　如图 2 所示 , 2 ℃低温胁迫处理 3 h , 相对电
导率略有增高 , 但随后无显著变化。而在 - 8 ℃
低温胁迫下 , 相对电导率随着胁迫时间延长而剧
烈增大 , 至 48 h 达到 62. 80 %。相对电导率的大
幅度增加 , 是细胞膜透性发生不可逆变化的结
果 , 说明细胞膜受到伤害〔6〕。对不同胁迫下盆栽
弓葵幼苗复温后第 3 天的形态观察也表明 , 2 ℃
低温胁迫下弓葵幼苗生长状况无明显改变 ; 而 -
8 ℃低温胁迫处理 12 h , 弓葵幼苗顶芽已冷冻坏
死 , 部分成熟叶片明显干枯。胁迫处理 24 h 后
均枯死。
图 2 　低温胁迫下弓葵幼苗叶片相对电导率的变化
Fig. 2 　Changes of relative electrical conductivity in leaves
of Butia capitata seedling under low temperature stress
2. 3 　低温胁迫下细胞保护酶系统的变化
2 ℃低温胁迫处理 6 h 时 , 弓葵幼苗叶片
SOD 活性变化不大 , 随后呈现明显下降趋势。而
- 8 ℃低温胁迫处理 6 h 时 , SOD 活性剧增至最
大 , 12 h 后 , SOD 活性开始迅速下降 (图 3) ,
说明低温胁迫明显抑制 SOD 活性。
在两种低温胁迫下 , POD 活性均呈现先升后
降的变化趋势 , 即低温胁迫处理 6 h 时 , POD 活
性迅速增至最高 , 然后开始下降 ; 12 h 后下降趋
势变缓。其中 2 ℃低温胁迫下 POD 活性比处理前
高 , 而 - 8 ℃胁迫下已降至处理前之下 , 因此
2 ℃低温胁迫在 48 h 以内对 POD 活性起到促进作
用 (图 3) 。
在低温胁迫下 , CAT活性也呈现出先升后降
的变化趋势 (图 3) 。低温处理 6 h , CAT 活性升
至最高 ; 然后 , 随低温处理时间延长 , CAT活性
逐渐降低 , 在 - 8 ℃条件下的变化幅度比在 2 ℃
条件下大。
在细胞保护酶系统中 , SOD 的作用是清除超
氧自由基 O -·2 , 同时产生歧化产物 H2O2 , 避免超
氧自由基对膜的伤害。低温胁迫初期 , SOD 活性
的上升可能是弓葵幼苗对低温胁迫因子的一种保
图 3 　低温胁迫下弓葵幼苗叶片 SOD、POD 和 CAT活性的变化
Fig. 3 　Changes of SOD , POD and CAT activity in leaves
of Butia capitata seedling under low temperature stress
护性应激反应 , 与 SOD 作用底物活性氧基增加有关。低温胁迫时间延长 , SOD 活性下降 , 表明低温
胁迫对 SOD 酶产生伤害。
POD 和 CAT主要是起到酶促降解 H2O2 的作用 , 避免因 H2O2 的过量积累导致毒性更大的 OH含量
增加而对细胞膜产生伤害。在 2 ℃轻度胁迫强度下 , POD 活性经过初期升高后而下降 , 但仍维持在较
高水平 , 这应是弓葵幼苗对 2 ℃低温胁迫的主动适应方式之一 ; 而在 - 8 ℃高度胁迫强度下 , POD 活
性在 24 h 后已降至低温处理前以下 , 可能与叶片中的 POD 自身遭受破坏有关。在低温胁迫条件下 ,
CAT活性也是初期增高然后下降 , 不过在 - 8 ℃时的变化幅度要大于 2 ℃时。
综上所述 , 弓葵幼苗能够在持续 48 h 的 2 ℃低温胁迫下存活 , 而在 - 8 ℃低温胁迫条件下 , 持续
5011 期 　　　　　　　　　杨盛昌等 : 低温胁迫下弓葵幼苗膜脂过氧化及保护酶活性的变化 　　　　　　　　　
时间超过 24 h 时 , 弓葵幼苗受到严重伤害而死亡 , 即弓葵幼苗的低温致死临界值为 - 8 ℃24 h。因
此 , 在北移引种过程中 , 必须通过改变小环境或通过抗寒锻炼提高抗寒力等措施以避免低温胁迫的致
死影响 , 提高成活率。
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Changes in Membrane Lipid Peroxidation and Activities of Cell Defense Enzyme
in Leaves of Butia capitata Becc Seedling under Low Temperature Stress
Yang Shengchang1 , Xie Chaotian1 , Zhang Ping1 , Chen Dehai1 , Ding Yinlong2 , and Liao Qiliao2
(1 Life Science College , Xiamen University , Xiamen 361005 , China ;　2 Xiamen Botanical Garden , Xiamen 361003 , China)
Abstract : Under low temperature stress , as a product of membrane liquid peroxidation , malondialdehyde
(MDA) content in leaves of Butia capitata seedling gradually increased with elongation of stress time and stress
intensity. Membrane lipid peroxidation raised more quickly under - 8 ℃ than that under 2 ℃. As for membrane
permeability , there was only a little change under 2 ℃, but it showed a sharp increase under - 8 ℃, indicating
that cell membrane suffered severe damage after 24 h of - 8 ℃. Cell defense enzymes SOD , POD and CAT activity
raised immediately in 6 h and then decreased under - 8 ℃. They were severely inhibited by low temperature
stress. Under 2 ℃, SOD activity had little change in 6 h , and then decreased. CAT activity had a similar trend
with that under - 8 ℃, but it changed by a lower ranger. Though POD activity also took a trend of increasing
firstly and then decreasing , POD activity maintained a high level until 48 h , it gave us a hint that 2 ℃ low
temperature stress probably could not inhibit , but promote POD activity in 48 h for leaves of Butia capitata
seedling.
Key words : Butia capitata Becc seedling ; Low temperature stress ; Membrane lipid peroxidation ; Cell
defense enzyme
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