全 文 ：Vol. 31 , No. 6
pp. 755 - 759 　Jun. , 2005
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 31 卷 第 6 期
2005 年 6 月 　755～759 页
硼钼对低温下草坪草海滨雀稗活性氧代谢的影响
喻　敏 3 　陈跃进　萧洪东　王惠珍　王　芳　孙秀华 Ξ
(佛山科学技术学院园艺系 ,广东佛山 528000)
摘　要 : 营养液培养试验 ,设缺硼、钼和加硼、钼处理 ,培养后的草坪草海滨雀稗进行 2 周适温和零上低温处理 ,研究低
温下其活性氧代谢及硼、钼对活性氧代谢的影响。结果表明 ,与缺硼、钼相比 ,加硼、钼处理极显著提高低温下草坪草超
氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化氢酶 (CAT)活性 ,极显著降低过氧化物酶 (POD) 活性 ,极显著降低超氧阴离子 (O -·2 ) 产生速
率 ,显著降低质膜电解质相对渗透率 ,有降低丙二醛 (MDA) 含量的趋势。而在常温下施硼、钼作用不如低温下明显。在
低温下 ,草坪草超氧阴离子水平极显著升高 ,MDA 含量升高 ,组织电解质相对外渗率增大 ,SOD、CAT、POD 显著下降表明
草坪草已遭受低温寒害 ,而施硼、钼改善了上述生理生化状况 ,提高了草坪草抗寒力。
关键词 : 海滨雀稗 ;抗寒力 ;活性氧 ;硼 ;钼
中图分类号 : S688
Influences of Boron and Molybdenum on Active Oxygen Species in Turfgrass
Seashore Paspalum under Low Temperature
YU Min ,CHEN Yue2Jin ,XIAO Hong2Dong ,WANG Hui2Zhen ,WANG Fang ,SUN Xiu2Hua
( Department of Horticulture , Foshan University , Foshan 528000 , Guangdong , China)
Abstract : Metabolism of active oxygen species (AOS) in Seashore paspalum ( Paspalum vaginatum Swartz1) with or
without boron and molybdenum ( - BMo , + BMo) were studied with solution culture under low and mild temperature for
understanding the possible roles of boron and molybdenum in enhancing the chilling resistance of turfgrass1 The results
showed that the activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) were significantly ( P < 0101) increased , the
activity of peroxidase (POD) was significantly ( P < 0101) decreased , the rate of active oxygen species (O -·2 ) ( P < 0101)
and membrane permeability were significantly ( P < 0105) decreased , and the content of malondialdehyde (MDA) was
trended towards decrease by the application of B and Mo under low temperature1 The activity of SOD , POD and CAT
decreased significantly ( P < 0105) , while O -·2 producing rate and malondialdehyde (MDA) content increased significantly
( P < 0101) , and membrane permeability increased under low temperature , suggesting that the turfgrass was subjected to
chilling stress1 Thus it indicates that boron and molybdenum could enhance the chilling resistance of turfgrass by protecting
the plant from the injury of AOS via increasing activities of scavenging enzymes1
Key words : Seashore paspalum ( Paspalum vaginatum Swartz1) ; Chilling resistance ; Active oxygen species ; Boron ;
Molybdenum
　　珠江三角洲地区地处水热条件十分优越的南亚
热带 ,具有发展常绿型草坪的良好条件 ,目前正在应
用的草坪草种主体是暖季型草种 ,如狗牙根、雀稗、
结缕草、地毯草等 ,这些草种夏秋季生产良好 , 但冬
季气温低于 10 ℃时 , 很快叶色发黄休眠。广州有
80 %以上暖季型草坪在冬季枯黄 ,景观价值及实用
价值大大降低[1 ] 。同时寒冷常引起大面积病害 ,寒
害和病害并发 ,造成草坪大面积死亡。因此如何提
高草坪草抗寒力是目前南方草坪业及高尔夫事业发
展面临的一大难题。Ξ基金项目 : 广东省佛山市科技发展专项资金资助项目 (0102010A) 。
作者简介 : 喻敏 (1971 - ) ,四川成都人 ,女 ,博士 ,副教授 ,研究方向 :植物营养。3 通讯作者。Tel :0757285501986 ,Fax :0757282272233 ,E2mail :
yumin @fosu1edu1cn
Received(收稿日期) :2004206219 ,Accepted(接受日期) :20042092291

低温下植物抗寒力的高低是内部遗传特性的表
现 ,同时也受环境因素的影响。如施肥不当 ,造成草
坪植物营养失调 ,即不利于抵御冬春季低温寒潮。
近年来的研究表明 ,钼和硼都能提高植物包括抗寒
力在内的各种抗逆性 ,通过维持细胞膜及细胞壁结
构稳定性 ,提高 CAT、POD、SOD 等酶的活性 ,减轻氧
自由基伤害 ,提高植物抗寒力[2～4 ] 。然而关于硼钼
配施在草坪作物上的应用及报道少。本文通过研究
硼钼对海滨雀稗低温逆境下活性氧代谢的影响 ,旨
在揭示硼钼在草坪植物抗性生理中的作用 ,探索提
高草坪草抗寒力的措施。
1 　材料与方法
111 　培养方法
　　海滨雀稗 Seashore paspalum ( Paspalum vaginatum
Swartz1) ,来自广东国安草场 ,种植于佛山科学技术
学院草坪基地。取草之茎节 ,在铺有单层海绵的瓷
盘中 ,以水培及压条法进行无性繁殖。采用改良
Hoagland 营养液 ,每盘 400 mL , 设不加硼钼 ( - BMo)
和加硼钼 ( + BMo , H3BO3 , 25 μmolΠL ; Na2MoO4 ·
2H2O ,1μmolΠL) 2 处理 ,重复 8 次。所用海绵和瓷
盘等用具 ,先用 1 molΠL HCl 浸泡 48 h 后 ,用去离子
水冲洗干净。营养液用去离子水配制 ,试剂均为分
析纯。先用 1Π4 营养液培养 1 周后 ,再用 1Π2 营养液
培养 1 周 ,然后采用完全营养液培养。每天更换营
养液 ,培养 16 d 后一半草作适温对照 (30 ℃Π25 ℃) ,
一半草进行低温处理 ,根据广东省冬季气候特点 ,每
天 (15 ±1) ℃照光 8 h ,光强 600μmol·m - 2 ·s - 1 , (5 ±
1) ℃黑暗 16 h。处理 2 周后取第 1、2 片完全展开
叶 ,进行各项生理生化指标的测定。
112 　测定方法
11211 　O -·2 产生速率测定 　　按王爱国和罗广华[5 ]
的方法 ,单位为 nmol·g - 1 FW·min - 1 。
11212 　SOD 活性测定 　　按 Beyer 和 Fridovich[6 ] 的
方法 ,以单位时间内抑制光化还原 50 %的氮蓝四唑
(NBT)为一个酶活性单位 (U) ,以每克鲜样所含的酶
活性单位 (UΠg FW)计。
11213 　MDA 含量测定　　按 Heath 和 Packer[7 ] 的方
法。
11214 　CAT活性提取测定 　　按文献 [8 ]方法。酶
活性单位 U 为 25 ℃每分钟催化 1μmol H2O2 分解的
酶量。以每克鲜样所含的酶活性单位 (UΠg FW)计。
11215 　POD 活性测定　　按文献 [8 ]方法。POD 活
性单位 U 为 25 ℃每分钟氧化 1μmol 愈创木酚的酶
量。以每克鲜样所含的酶活性单位 (UΠg FW)计。
11216 　组织电解质相对外渗率 　　参照张宪政[9 ]
的方法测定。
113 　数据分析和统计
采用 SAS 6112 进行数据分析和统计。
2 　结果
211 　超氧阴离子
　　由图 1 可见 ,硼、钼的施用在常温下和低温下均
极显著降低超氧阴离子产生速率 ( P < 0101) ,由于
低温逆境下超氧阴离子产生速率极显著升高 ,为常
温下的 2 倍左右 ,特别是不施硼、钼时其含量近
8 000 nmol·g - 1 FW·min - 1 ,对生物膜造成极大的威
胁。
212 　膜脂质过氧化
图 2 表明 ,不施硼、钼时 ,伴随超氧阴离子产生
速率的增加 ,生物膜脂质过氧化加剧 ,膜脂质过氧化
产物丙二醛含量有增加的趋势。同样 ,低温下丙二
醛含量也有增加的趋势。
213 　质膜相对透性
从图 3 可见 ,由于膜脂的过氧化作用造成生物
膜损伤 ,膜渗透性增加 ,电解质相对外渗率增加。
硼、钼的施用可降低质膜电解质相对外渗率 ,在低温
下不施硼、钼和施硼、钼电解质相对外渗率差异达显
著水平 ( P < 0105) 。
214 　SOD 活性
图 4 表明 ,施硼、钼可提高 SOD 活性 ,低温下施
硼、钼与不施硼、钼差异显著 ( P < 0105) 。低温逆境
使 SOD 活性下降的情况下 ,施硼、钼能维持植株较
高的 SOD 活性 ,对于减轻体内活性氧伤害至关重
要。
215 　CAT活性
从图 5 可看出 ,常温下施用硼、钼对 CAT 活性
的促进作用未达差异显著水平。低温处理后植物体
CAT活性极显著下降 ( P < 0101) ,但硼、钼的施用具
有维持较高 CAT活性的作用 ,其值极显著高于对照
( P < 0101) 。
216 　POD 活性
图 6 表明 ,在常温和低温下 ,硼、钼的施用均极
显著降低 POD 活性 ( P < 0101) 。但与常温相比 ,低
温逆境下 POD 活性不施硼、钼极显著下降 ,而施硼、
钼处理间无差异。
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图 2 硼、钼对低温下海滨雀稗丙二醛含量的影响
Fig12 Effect of B and Mo on the content of MDA in seashore
paspalum under low temperature
图 1 硼、钼对低温下海滨雀稗超氧阴离子产生速率的影响
Fig11 Effect of B and Mo on the production rates of O -·2
free radicals in seashore paspalum under low temperature
图中不同大小写字母代表差异 P < 0101 和 P < 0105。以下各图同。
The different uppercase and lowercase letter indicate significant differences at P < 0101 and P < 0105 , respectively1 The same below1
图 4 硼、钼对低温下海滨雀稗 SOD 活性的影响
Fig14 Effect of B and Mo on the activity of SOD in seashore
paspalus under low temperature
图 3 硼、钼对低温下海滨雀稗组织电解质相对外渗率的影响
Fig13 Effect of B and Mo on the membrane permeability in
seashore paspalus under low temperature
图 6 硼、钼对低温下海滨雀稗 POD 活性的影响
Fig16 Effect of B and Mo on the activity of POD in seashore
paspalum under low temperature
图 5 硼、钼对低温下海滨雀稗 CAT活性的影响
Fig15 Effect of B and Mo on the activity of CAT in seashore
paspalum under low temperature
757　第 6 期 喻 　敏等 :硼钼对低温下草坪草海滨雀稗活性氧代谢的影响 　　　

3 　讨论
311 　低温下海滨雀稗受到活性氧伤害
　　超氧阴离子 (O -·2 ) 在植物体内是其他活性氧如
羟自由基 (·OH) , 过氧化物 (H2O2 )及单线态氧 (1O2 )
等的来源[10 ] ,可代表植物体内活性氧水平。在对草
坪草海滨雀稗的研究中 ,常温下及营养平衡状态下 ,
超氧阴离子产生速率较低 ,仅为低温及缺硼、钼三重
胁迫下的 1Π5 (图 1) 。而在低温下活性氧水平极显
著升高 ,因而可能增强对植物细胞的毒害 ,加剧生物
膜的脂质过氧化 ,改变生物膜的选择透性及稳定性。
作为脂质过氧化标志性产物的丙二醛在低温及缺
硼、钼时含量最高 ,表明草坪草生物膜受到的活性氧
毒害及脂质过氧化加剧 ,膜的结构及功能完整性遭
到破坏 ;组织电解质相对渗透率升高 ,表明细胞内容
物渗漏增加 ,低温下活性氧对细胞的伤害已显而易
见。在红松幼苗[11 ] 、番茄幼苗[12 ] 、藤黄和团花幼
苗[13 ]经低温处理后 ,也观察到 H2O2 、O -·2 和 MDA 含
量升高及活性氧伤害加重的现象 ,表明低温下活性
氧的增加及其引起的膜脂质过氧化和细胞渗漏是草
坪草寒害的重要表现。
312 　硼、钼通过维持低温下较高保护酶活性和降低
活性氧水平而提高草坪草抗寒力
　　包括海滨雀稗、狗牙根等暖季型草坪草在内的
很多热带植物易受冷害袭击[14 ] 的一个关键原因是
冷胁迫下活性氧 (reactive oxygen species ,ROS)的产生
及其对植物细胞的直接伤害[15 ] 。对于避免细胞膜
及细胞器的活性氧损伤 ,植物的抗氧化系统是很重
要的。但是低温下草坪草 SOD、CAT和 POD 却一致
下降 ,极不利于对活性氧的清除。如何减少活性氧
的产生 ,增加对活性氧的清除是当前抗寒研究的重
点。在冷害胁迫下植株生命活动减弱 ,酶的活性通
常会降低。采取正确的施肥管理措施减少酶活性的
降低及维持酶的较强活性非常必要。硼、钼的施用
维持了相对较高的酶活性 ,有利于清除体内活性氧 ,
降低了氧自由基水平、膜脂质过氧化及组织渗漏 ,提
高了草坪抗寒力。
由于低温下活性氧水平上升 ,对活性氧的有效
清除更为重要。SOD 是生物体内防御氧自由基伤害
的主要酶类。对草坪草的研究表明 ,常温下培养液
中硼、钼的丰缺对 SOD 的影响不明显 ,而在低温时
酶活性普遍降低的情况下 ,施硼、钼较不施硼、钼显
著提高植株 SOD 活性 ,增强对活性氧的清除能力 ,
提高草坪草抗低温冷害的能力。对青花菜[16 ] 和烟
草[17 ]等作物硼、钼的合理配施也都有提高 SOD 活性
减轻氧自由基伤害的作用。
研究表明 ,过氧化氢酶 (CAT)是 C3 植物中 H2O2
清除的关键酶 ,而且是 C3 植物耐受胁迫所必需
的[18 ] 。然而 CAT 米氏常数 ( Km ) 高 ,所以 CAT 清除
细胞内产生的低浓度 H2O2 的作用是有限的 ,而对减
轻高水平 H2O2 起重要作用[19 ] 。由于低温使植物体
活性氧产生和清除的平衡遭到破坏 ,造成活性氧水
平激增 ,CAT的作用就显得较重要。低温下缺硼、钼
植株 CAT活性极低 ,而在同样低温下施用硼、钼后
CAT活性极显著提高 ,对于减轻低温逆境下活性氧
伤害至关重要。
POD 属非特异性过氧化物酶 ,根据其位置和反
应条件分为细胞壁过氧化物酶和质膜过氧化物酶 ,
除清除活性氧功能外 ,前者在碱性介质中还参与植
物体活性氧迸发 ,后者在各类酚类化合物存在、
NADH参与的条件下也可导致活性氧的产生。推测
正是由于 POD 的双面性 ,在施用硼、钼后 ,POD 活性
显著降低。同样在缺锌菜豆[20 ] 、缺镁菜豆[21 ] 、缺硼
甘蓝型油菜[22 ] 中也发现 CAT 活性下降、而 POD 升
高。这些都与 POD 具 O -·2 和 H2O2 的产生和 H2O2
清除双重作用分不开。
硼是高等植物必需元素 ,但其营养机理还不太
清楚 ,近期研究表明硼主要作用于高等植物细胞
壁[23 ] ,通过与果胶 RG2Ⅱ交叉连接形成有序和稳定
的细胞壁[24 ] 。此外细胞骨架2细胞膜2细胞外基质连
续体可能也是缺硼的主要位点[23 ,25 ] 。因此硼对维持
细胞壁和细胞膜结构稳定性的作用可能在低温下显
得尤其重要 ,为其正常活性氧代谢提供较为稳定的
细胞内外环境 ,维持较高保护酶活性 ,促进低温逆境
下活性氧水平的降低。钼提高作物抗寒性及与光合
作用有关已在冬小麦等作物得到证实 ,其机理正在
进一步研究中 ,缺钼使冬小麦谷氨酸大量累积 ,可达
施钼时的 10 倍 ,表明施钼可促进正常碳氮代谢[3 ] ,
提高植物抗寒性。
低温逆境下 ,草坪草活性氧显著增加 ,膜脂质过
氧化及质膜透性加大 ,而 SOD、CAT、POD 活性显著
下降 ,表明暖季型草坪草海滨雀稗已受到低温寒害
的袭击 ,而施用硼、钼显著提高了草坪草 SOD、CAT、
POD 活性 ,有效清除了体内的活性氧 ,降低了膜脂质
过氧化及质膜渗漏 ,提高了草坪草的抗寒力。通常
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草坪养护中仅重视大量元素的施用 ,忽略微量元素 ,
而微量元素硼、钼是中国南方铁铝土纲土壤常缺乏
的元素 ,因此在草坪养护中 ,应重视微量元素硼、钼
的施用 ,以减少氧自由基的伤害 ,提高暖季型草坪草
的抗寒力 ,避免低温寒潮的不利影响。
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