全 文 ：武汉植物学研究 2007，25(2)：209—212
姗 ‘If o， Wuhan BoW．nical Research
Uv．B辐射对仙客来的生理效应
祖艳群，李元 ，高召华，杨翠琼
(云南农业大学资源与环境学院，昆明 650201)
摘 要：通过室内模拟试验 ，研究了不同强度 uV-B辐射(10 trW／cm 和 20 trW／em )对仙客来 (Cyclamen perswum
Mm)生理的影响。结果表明：(I)UV．B辐射的增加对仙客来叶片光合色素的含量具有影响；(2)叶片质膜透性随
UV．B辐射强度的增加而增加，随uV—B辐射时间的延长而增加；(3)叶片类黄酮含量随uV·B辐射强度的增加而增
加，且在4o d时达到最大值；(4)增强 uV—B辐射下，仙客来花瓣中的花青素含量增加。
关键词：UV．B辐射；仙客来；光合色素；膜透性；类黄酮；花青素
中图分类号：Q947．8 文献标识码：A 文章编号：1000-470X(2007)02-0209-04
Efects of UV-B Radiation on Physiology of Cyclamen persicum M ill
ZU Yah—Qun，U Yuan’，GAO Zhao—Hua，YANG Cui—Qiong
(C ofResourt~andErwironment，Yurman 缸 d ，Kunmin8 650201，China)
Abstract：Efects of UV—B radiation on physiology of Cyclamenperslcum Mil were studied through indoor
simulation experiment． rhe result showed that：(1)Photosynthesis pigments(ehlorphyl a，ehlorphyl b
and carotinoid)contents increased with UV．B radiation．and decreased with the enhanced UV—B
radiation prolonged；(2)Membrane permeability of the leaves were increased by UV—B radiation and
increased with the enhanced UV—B radiation prolonged；(3)Flavonoid contents of leaves were increased
by UV．B radiation，an d the highest value of flavonoid contents were showed in UV．B radiation 40 days；
(4)Anthocyanin contents in the petals of C．pers／cum increased under UV—B radiation．
Key words：Uv—B radiation；Cyclamen persicum Mill；Photosynthesis pigments；Memb rane perm eab ~ty；
Flavonoid；Anthocyan in
20世纪以来，臭氧层的不断减少，致使地球表
面紫外辐射增强⋯。地表紫外辐射的增加，对人类
和动植物都将产生极大影响 】，尤其对生物DNA具
有损伤作用的紫外线 B(280～320 nm)更是受到了
极大的关注。紫外线 B的增强已经影响到整个地
面生态系统的变化 】。近年来研究发现，紫外线 B
能影响植物的生长发育、形态结构、生理生化、生物
量、籽粒产量和品质，紫外辐射还影响植物类黄酮含
量、叶绿素含量和质膜透性等 。然而大多数研
究是以作 物为研究对象，而对于花卉的研究较
少 ’，引。
本试验通过对 uV—B辐射下仙客来的生理特征
变化的观察，探讨了 uV—B辐射对仙客来生理代谢
和花色的影响，从而为利用 UV—B辐射改善花卉品
质，提高花卉的观赏价值提供理论依据。
1 材料与方法
1．1 材料
仙客来(Cyclamen persicum Mil1)，为报春花科、
仙客来属的多年生球根花卉 】。选择近花期的盆
栽仙客来，进行 uV—B辐射处理，直到盛花期结束，
保持室温在 15～20℃，每隔 15 d施一次肥。
1．2 Uv-B处理
用4o w uV—B灯管 (波长为280～320 nm，上
海顾村光电仪器厂生产)模拟紫外辐射增加，用
UV—B辐射测定仪 (北京师范大学仪器厂生产)测
297 nin处的辐射强度(以植株上部计)，灯管悬于
植株上方，分设0为对照(自然光)、10 tW／cm 和
20 I．tW／cm 3个 uV—B处理水平 ，相当于昆明地区
0％、10％、20％的03衰减(夏至日UV—B辐射强度
收稿日期：2006-08-19，修回日期：2006—12-06。
基金项 目：国家自然科学基金资助项目(30260026)。
作者简介：祖艳群(1966一)，女，汉族，教授，硕士，主要从事环境生态学方面的研究工作，发表论文 6o多篇(E．mail：zuyanqun@yahoo．
oom．on)。李元，教授，博士生导师。
·通讯作者(E—mal：Liyuan03@yaho．com．crI)。
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210 武 汉植 物 学 研 究 第25卷
为背景值 )，每天辐 射 7 h(上午 10：O0一下午
5：oo)。每处理6个重复，在处理20、40、60 d后分
别取样，分析叶片光合色素含量、类黄酮含量和质膜
透性，以及花瓣的花青素含量。
1．3 生理指标测定
1．3．1光合色素含量测定
按白宝璋和汤学军的方法l9J，将叶片洗净并吸
干水分，称取0．2 g叶片剪碎后放人研钵中，加适量
80％丙酮和少许石英砂，研磨至溶液变绿，残渣变
白。静置片刻，过滤于25 mL容量瓶中，将残渣与滤
纸反复冲洗，洗液过滤(至滤纸变白为止)，最后定
容至刻度。将色素提取液倒人光径为 1 cm的比色
杯中，分别于663、645、440 rln下比色并记录 OD
值，代人 Wetstein公式，计算色素提取液的浓度，公
式如下：
Chla(mg／T．)=12．720D~一2．590D64s
Chlb(mg／T．)=22．880D645-4．670D~
Chle(mg／T．)=4．6950D~-0．268(Chla+Chlb)
式中：Chla表示叶绿素 a的浓度；Chlb表示叶
绿素 b的浓度；Chlc表示类胡萝 卜素的浓度。
1．3．2 花青素含量的测定
按张志 良的方法 引¨，称取 1 g花瓣剪成 1～
3 mm碎片，置 于烧 杯 中，加人 0．1 mol／L HCI
20 mL，杯口蒙以透明纸以防水分蒸发。置于32℃
温箱中，浸渍 4 h，过滤，取滤液于比色杯中，波长
530 rln下读取光密度值，以0．1 mol／L HCI为对照，
设光密度为0．100时的花青素为 1个单位。
1．3．3 类黄酮含量的测定
用电子天平称取0．2 g叶片剪至 1～2 mil2的
小块，加 1％ 的酸化甲醇溶液(HCI：甲醇 =1：9)
5 mL提取24 h(4~C)，取0．5 mL提取液用蒸馏水稀
释至25 mL，测定325 rim处的光密度值OD ，类黄
酮含量以OD325鲜重表示 J。
1．3．4 质膜透性的测定
用 自来水将叶片清洗干净，再用去离子水冲洗
一 次，用干净的纱布吸干叶片表面的水分，用剪刀将
叶片剪成 1 cm 长的小块。用电子天平称取样品
1 g，将称好的样品放人三角瓶中，用玻棒把材料轻
轻压住，立即加入25 mL去离子水，使样品完全浸没
在水中。将样品放在摇床上震荡 2 h，提取液用电导
仪测定其电导率，以表示质膜透性l9】。
1．4 统计分析
对照和处理间的差异显著性进行 t测验。
2 结果与分析
2．1 I．IV-B辐射增强对叶片光合色素含量的影响
随时间的延长，叶绿素 a、叶绿素 b和类胡萝 卜
素总含量均降低。但在 10 I~W／cm 和 20 i~W／cm
UV—B辐射强度下，与对照相比，第2O天时叶绿素a
含量分别增加了3．32％、12．22％，叶绿素 b含量分
别增加了3．27％、24．22％；第 40天时，叶绿素 a含
量分别增加了9．07％、39．65％，叶绿素 b含量分别
增加了22．59％、14．61％，类胡萝 卜素含量分别增
加了31．95％、42．85％；第60天时，叶绿素a含量分
别增加了37．89％、8．99％，叶绿素 b含量分别增加
了30．90％、0．11％，类胡萝 卜素含量分别增加了
47．43％、24．37％(表 1)。
2．2 I．IV-B辐射增强对叶片细胞膜透性的影响
在 10 i~W／cm 和 20 I~W／cm UV—B辐射强度
下，质膜透性在辐射 20 d时分别增加了27．78％、
61．11％；40 d时分别增加了 72．80％、102．67％；
60 d时分别增加了 179．66％、264．41％(表 2)。可
见，在 uV—B辐射的处理下，仙客来叶片细胞膜透性
增加，且随处理强度的增加而显著增加。随着处理
时间的延长而增加。
表 1 IJV-B辐射对仙客来叶片光合色素含量的影响
Table I Photo6ynthesis pigments contents of C~／．men pets／cure blill leaves under diferent intensities of UV．B radiation
注 ：表中a．b表示在p
第2期 祖艳群等：uV．B辐射对仙客来的生理效应 211
表 2 UV．B辐射对仙客来叶片质膜透性、类黄酮含量的影响
Table 2 Membrane permeability and tlavonoid contents of C pers／cum Mil leaves under diferent intensities of UV-B radiation
2．3 UV-B辐射增强对叶片类黄酮含量的影响
在 10 b~W／cm2和 20~W／cm2 UV．B辐射强度
下，叶片类黄酮含量 在辐射20d时分别增加 了
20．7l％、3O．8l％：40 d时分另0增加 了 23．65％、
31．28％；60 d时分 另0增 加 了 3．57％、20．63％
(表 2)。可见，仙客来叶片类黄酮含量增加，且随处
理强度的增加而显著增加，在第 4O天时仙客来叶片
类黄酮含量最高，在第6o天时仙客来叶片类黄酮含
量下降。
2．4 UV-B辐射对花瓣花青素含量的影响
在 10 p．W／cm 和 20 p．W／cm UV．B辐射强度
下，仙客来花瓣中花青素含量在辐射 20 d时分别增
加了 I．77％、7．14％；40 d时分别增加了4．37％、
23．79％；60 d时分别 增 加了 7．44％、34．82％
(表 3)。可见，在 UV．B辐射的处理下，仙客来花瓣
中花青素含量增加，且随处理强度的增加而显著增
加，在第 2O天时仙客来花瓣中花青素含量最高。
表 3 UV-B辐射对仙客来花青素含量的影响
Table 3 Anthocyanin content of Cperdcum Mil at diferem
intensifes of UV-B radiation on (Unit／g FM)
3 讨论
在增强 uV—B辐射下，植物的生理代谢均可能
发生一定的变化。UV—B辐射处理引起仙客来叶片
光合色素含量的上升，可能与 uV—B产生的“毒物刺
激效应”有关，这种现象在多种生物体和多种胁迫
条件下已经报道过 ．1 。但随着 uV—B辐射处理时
间的延长，可能是由于 uV—B辐射效应的累积，破坏
了叶绿体膜结构，从而导致叶绿素的分解，叶绿素含
量降低。
质膜是 uV．B辐射伤害植物的主要作用靶之
一
¨
。 随着 UV．B辐射强度的增加和处理时间的
延长，对细胞膜的伤害增大 ¨J引。紫外辐射破坏细
胞质膜透性的过程为：紫外辐射增强一保护酶活性
降低一活性氧集聚一膜脂过氧化作用增强一丙二醛
含量增加一膜结构完整性破坏一膜选择透性丧失一
细胞内环境趋劣一细胞结构或功能受损一代谢紊乱
或细胞死亡 。
类黄酮是一类能吸收 UV．B辐射的芳香族化合
物的总称。它能吸收或过滤进入植物叶片内的紫外
光子，减轻 UV．B辐射对植物的伤害。仙客来叶片
类黄酮含量随 UV．B辐射强度的增加而显著增加。
UV．B辐射可能与类黄酮合成有关的基因表达增加
有关，能诱导苯丙氨酸氨解酶和有关合成酶活性的
增强，促进类黄酮类化合物的合成 】，从而减轻
UV．B辐射对植物的伤害 ’¨ 。
胡萝 卜素、类黄酮和花青素是花色素的三大类
群 J，其中花青素对花色起到决定作用。花青素还
作为一种抗氧化剂，形成一个色素层，对植物减轻
UV-B辐射的伤害具有一定的作用 4¨-加。 uV．B能
促进花青素的形成，花朵着色，增加花卉的观赏价
值，以及花卉抗氧化能力的增强都具有重要的作用。
对该领域进行深入的研究，对于花卉引种驯化和遗
传育种，调控和提升花卉品质，均具有重要的理论和
实践意义。
参考文献：
[1] 于娟，唐学玺，李永祺．紫外线．B辐射对海洋微藻的生长效
应[J]．海洋科学，2002．26(2)：6—8．
[2] 郑有飞，颜景义．大豆植株经紫外辐射后生长分析的数学模
型[J]．南京气象学院学报，1996，19(1)：57—62．
[3] 郭秀林，王睿文．紫外辐射增加对植物生长及某些生理代谢
的影响[J]．生物学杂志。2001．18(1)：12—14．
[4] 郑有飞，杨志敏．作物对太阳紫外线招射增加的生物效应及
其评估[J]．应用生态学报，1996，7(1)：107—109．
[5] 陈拓，王勋陵 ．uV-B幅射对小麦叶片 02代谢的影响[J]．
西北植物学报，1999(2)：284—289．．
维普资讯 http://www.cqvip.com
212 武汉植物学研究 第25卷
[6]
[7]
[8]
[9]
[1O]
[12]
[13]
[14]
李元，王勋陵．紫外辐射增加对春小麦生理，产量和品质的影
响[J]．环境科学学报．1998，18(5)：504—509．
程金水 ．园林植物遗传育种学[M]．上海：高等教育出版社，
1999．
李元，祖艳群，高召华，高光凯．uV-B辐射对报春花的生理生
化效应[J]．西北植物学报 ，2006，26(1)：179—182．
白宝璋，汤学军．植物生理学测试技术[M]．北京：高等教育
出版社。1993．
张志 良．植物生理学实验指导[M]．北京：高等教育出版社，
2001．
刘成圣，唐学玺 ．uV．B辐射对三角褐指藻 DNA伤害的研究
[J]．海洋水产研究，2002，23(2)：45—48．
肖雯，贾恢先．几种盐生植物抗盐生理指标的研究[J]．西北
植物生理学报，2000，20(5)：818—825．
李元 ，岳明．紫外辐射生态学[M]．北京：中国环境科学出版
社。2000．
周青，黄晓华．生存胁迫——紫外辐射增强对植物生态生理
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
效应[J]．自然杂志，2001，23(4)：199—203．
冯虎元．紫外线-B辐射增强对大豆生长、发育、色素和产量的
影响[J]，作物学报，2001，27(3)：319—323．
冯虎元，徐世健，安黎哲．uV·B辐射对 8个大豆品种种子萌
发率和幼苗生长的影响 [J]．西北植物学报，2001，21(1)：
l4—2O．
冯虎元，安黎哲，陈书燕，王勋陵，程 国栋 ．增强 uV．B辐射
与干旱复合处理对小麦幼苗生理特性的影响[J]．生态学报，
20o2，22(9)：1564—1568．
U Y，Zu Y Q，Chen H Y，Yang J L，Hu Z D．Intraspecilc
diferencesin physiological responses 0f20wheat cultivarsto en．
hanced uluaciolet-B radiation under field conditons[J]．Ear／-
rot Ea~eri Bot，2000，44(2)：95—103．
zuY Q，uY，ChenHY，Chen J J-Intraspecifc diferencesin
physiolo~cal response8 of 20 soybean cultivars to enhanced ultra．
ciolet-B radiation underfield conditons[J]．EnvironExperiBot，
2003。50：87—97．
维普资讯 http://www.cqvip.com