全 文 ：武汉植物学研究 , 一
碑
低温对 种作物幼苗生长的影响及
与根系内同工酶变化的关系
王 玮
山东济宁师范专科学校生化系 济宁
王振英余 霍建中料 黄志红 彭永康
天津师范大学生物 系 天津
提 要 。一 ℃低温处理黄豆 、 绿豆 、 红小豆 种作物幼苗 , 它们的生长均 明显受抑制 , 其 中
红小豆和绿豆从处理的第一天起生长就完全受抑 黄豆幼苗生长 虽也受抑 , 但仍有缓慢生长
现象 。 比较 种作物根系中 、 、 同工酶
,
其中 未观察到有明显变化 , 但
和 同工酶变化 明显 一 ℃低温下 种幼苗生长受抑与根系及同工酶的变化
呈一定的相关性 。
关键词 黄豆 , 过氧化物酶同工酶 , 冷害 , 生长受抑
有很多研究工作表明 , 植物经低温处理后体内的很多酶活性及同工酶产生明显变化 ,
酶活性的提高或降低 , 同工酶谱带数的增减与植物耐寒性的强弱呈一定的相关性 。如番茄
子叶内 的活性在冷害中产生 明显的变化 〔‘〕, 零上低温对不同抗冷 力的亚热带植
物过氧化物酶与酷酶同工酶有明显的影响‘, , , 冷胁迫后 , 冬小麦和黑麦组织中的可溶性蛋
白在 电泳谱型上产生明显变化 〔 〕。 我们曾经以玉米 、高粱 、 冬小麦 、番茄 、 菜花 、春小麦 、 甜
瓜等为材料 , 分别在 。一 、 一 ℃
、 。一 ℃低温条件下 , 较系统地探讨植物的抗寒性 与
组织 内过氧化物酶
、 细胞色素氧化酶 和三磷酸腺昔酶 同工酶变
化的关系中“
· ”也观察到类似的结果 。 但低温对黄豆 、绿豆 、 红小豆 种植物生长及 、
、 同工酶变化的关系 , 还未见报道 , 故本工作以 种栽培豆科作物为材料 , 探
讨 。一 ℃低温处理幼苗生长抑制与 种酶同工酶变化的关系 , 为了解植物的抗寒机理提
收稿 日 一 一 , 修回 日 一 一
去 执笔者
料 天津师范大学实验中心
武 汉 植 物 学 研 究 第 卷
供更广泛的实验依据 。
材料与方法
材料 的培养与处理
黄 豆 。 、绿豆 、 红小豆
种子事先在室温下浸泡 , 然后置于培养皿中 士 ℃温箱中萌发 , 选择上
述 种作物萌发一致的幼苗 , 置 。一 ℃条件下分别处理 周 , 然后测定对照和处理的幼
苗高度 , 根系长度 , 并分析其根系 种同工酶 。
取 一 ℃低温下分别处理 周
、 周 、 周的 种作物幼苗根系各 。 为酶分析材
料 , 用冷蒸馏水冲洗干净 , 吸水纸吸干水分 , 分别放入预冷的 磷酸缓冲液
。 , 冰浴下迅速研磨成匀浆 , 冰箱沉淀 , 取上清液做电泳分析用 。
采用聚丙烯酞胺凝胶 圆盘 电泳 , 用 一 。 为凝胶缓冲系统 , 电
极缓冲液为 的 一 。 使用美国产 一 多功能电泳仪 , 电泳时
分析样 品的进样量 为 川 , 电压 , 、 、 的染色采用我们以前的方
法 〔一 , 〕。
结果与分析
一 ℃低温对 种作物幼 苗生长的影响
表 是在 士
『
条件下萌发 后 移入 。一 ℃条件下处理 一 周的 种作物幼
苗生长情况
。 结果表明
·
低温对这 种作物幼苗生长的影响都很明显
。 绿豆和红小豆移入
一 ℃低 温 处理 时 , 幼 苗 基 本停 止 生 长 。 黄 豆 移 入 时的苗高 和 根 长 分 别是 。 和
, 周后处理组的苗高和根长分别是 和 , 为对照的 、 。 说明黄
豆在 。一 ℃低温处理下根系和苗的生长也 明显受抑 制 , 但与绿豆和红小豆相 比较 , 其耐
寒性要稍强一些 。 因为 。一 低温处理时幼苗与根系的生长并没有完全被抑制 , 这一结
果与下面的同工酶检测所得结果也基本吻合 。
一 ℃低温对 种作物根 来中 种酶 同工酶的影响
黄豆根系中处理组与对照组 、 同工酶无明显变化 , 而 同工酶 则从
处理的第 周起即发生明显变化 。 如对照组由 条谱带 , 、 、 、 组成 。
处理 周后 呈现出 条谱带 ,
、 、 , 活性很强的 基本消失 。 两 周时
虽然还能看到 这条谱带 , 但活性很弱 。 活性上明显地变小 图 , 这些结果同
时维持到第 周
。
在绿 豆根系 中 ,
、 同工酶的检 测 结 果与黄豆 中所得 出的结果相类似 。
同 工 酶 的变 化 规律 也 与黄 豆 中所得 结 果 一 致 , 如对照 根 系 内 有 条谱 带
,
、 、 , 处理 周后仍保持 条 , 处理进行到第 周时 同工酶谱带有
了一定变化 , , 和 活性 明显减弱 图 , 表 。
红小豆根系中同工酶的变化与上述 种作物趋势一致 , 如在低温处理组中 无明
显变化 , 同工酶变化明显 。 对照组 条 同工酶谱带 、 、 、 、
处理 周时无 明显变化 但 周后 只剩下一条谱带 , 其它谱带全部消失 图
。
值得注意的是 , 经低温处理后红小豆的根系中 。 同工酶也产生了明显变化 , 经
第 期 王玮等 低温对 种作物幼苗生长的影响及与根 系内同工醉变化的关系
曰‘的目八卜试,‘的卜代。目卜试
‘的‘山卜代右一。淆‘山卜川‘田﹄试价。的扫哎明目卜试‘试,公目代
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第 期 王玮等 低温对 种作物幼苗生长的影响及与根 系内同工醉变化的关系
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第 期 王玮等 低温对 种作物幼苗生长的影响及与根系 内同工酶变化的关系
一 ℃低温处理 周 , 同工酶由原来的 条变为 条 , 未能检测到 。 处
理 周时只检测到 条 同工酶 , , , 谱带消失 图 。
对照 处理 周
图 一 ℃低温对红小豆根系 同工酶的影响
一
前人及我们以往的工作中已经看到某些 同工酶的变化与植物抗寒性的某些相关现
象 。 如植物经低温处理后 , 同工酶的变化与耐寒性之间的关系 已有很多报道 , 本研究中所
得到的 、 酶同工酶的变化与耐寒性之间的某些相关现象似乎有一定的实践
意义 。 如我们可以将根系 内的 、 同工酶作为一种检测植物受冷害的生化指
标 。
关于植物幼苗在遭受冷害后组织 内很多酶的同工酶产生变化的机理 , 目前有几种观
点 。 有人认为 , 植物在遇到不 良环境 如低温 后 , 可产生一种“ 适应性 ”反应‘的 , 植物通过增
加或减小某些酶的同工酶来适应外界环境条件 , 使其得以生存 。 另一种则认为植物经低温
处理后 , 冷基因开始表达 〔, , , 蛋 白质 、 产生变化 〔‘“ , 还有一些学者认为合适的低温
诱导 , 可引起植物体 内与温度有关的基因功能活性的改组 , 故可使基因所控制的酶系统以
及代谢过程发生改变 。 如这种代谢的改组是协调的 , 植物就适应这种环境而生存 。 若增加
低温作用强度 , 则引起酶系统的某些改组而导致代谢过程的不协调变化 , 进一步引起植物
结构与功能性的丧失 , 最终导致对植物的伤害 , 甚至死亡 。 虽然这种把植物的抗寒性与基
因 、酶和代谢及环境条件等诸方面相联系的观点解释植物的抗寒性机理较易使人接受 , 但
直接证据仍不足 , 故有待进一步探讨 。
武 汉 植 物 学 研 究 第 卷
参 考 文 献
简令成 , 童合铸 , 孙龙华 番茄子 叶细 胞内三磷酸腺昔酶活性的超微结构定位及其在冷害中的变化 植物学报 ,
, 一
刘鸿先 , 曾韶西 , 李平等 零上低温对不同抗冷力的亚热带植物过氧化物酶与醋酶同工酶的影响 植物生理学报 ,
, 一
二 勺 , , 一
彭永康 , 郝泅城 低温对玉米 、 高粱和 白菜幼苗生长的伤害与 同工酶变化关系 西北植物学报 , ,
王振英 , 彭永康 , 陈力军 低温处理对甜瓜 、 扁豆幼苗生长及同工醉的影响 华北农学报 , , 一
彭永康 , 郝洒 城 , 王振英 一 ℃低温处理对肛 豆 幼苗生长和 、 、 同工酶 的影 响 华北农学 报 ,
, 一
彭永康 , 祁忠占 低温处理对植物幼苗生长及根系 同工酶的影响 西北植物学报 , , 一
郑光华 , 顾增辉 , 徐本美 瓜尔豆 二 “ 种子发芽生理的研究 植物 生理学报 , ,
一
, , 一
一 八夕 , , 一
, ,
勺 , , 一
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