全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 24(2)：174— 177 2004年 3月
Ca2+提高白花苜蓿抗冷性的研究
刘美艳1，张 健 ，张 伟
(1．徐州师范大学 生物系，江苏徐州 221116；2．贵阳市苗 圃所 ，贵州贵阳 550003)
摘 要：CaZ+处理能缓解冷胁迫时白花苜蓿叶片叶绿素的降解速度，提高叶片中可溶性糖、脯氨酸和Vc的含
量 ；还能保持冷胁迫时细胞膜透性 的稳定 ，减少 0一和 MDA的积累；维持较高的 SOD和 POD的活性。
关键词：CaZ+；白花苜蓿；冷胁迫；细胞膜透性
中圈分类号 ：Q945 文献标识码 ：A 文章编号：1000—3142(2004)02—0174—04
Study 0n enhancement 0f cold resistance
0f ni folium by Ca2+
LIU Mei—yanI，ZHANG JianI，ZHANG Wei
(1．Department ofBiologyt Xuzhou Normal University，Xuzhou 221116，
China；2．Guiyang Nursery Institute，Guiyang 550003，China)
Abstract：The effect of CaZ+on cold resistance of Trifolium was studied．The results showed that Ca2+could
retard the degradation of chlorophyll in Trifolium leaves under cold stress and increase the contents of soluble
sugar，proline and vitamin C；Caz+could also maintain the stability of plasmalemma and decrease the accumu—
lation of OT and MDA；keep high activity of SOD and POD．
Key words：Ca +；Trifolium；cold stress；plasmalemma permeability
白花苜蓿(Trifolium repens L．)既是一种优
良的豆科牧草 ，同时又可以作 为绿化用草种植。近
年来，它被广泛用于城市广场、公园、居民小区、人行
道的绿化栽培中。在冬季比较寒冷的北方地区，低
温往往对白花苜蓿的生长产生不利的影响，严重的
会造成白花苜蓿由于受冻死亡而不能安全越冬，从
而影响了白花苜蓿作为草坪草在北方地区的种植与
推广，因此能否提高白花苜蓿的抗冷性直接关系到
白花苜蓿作 为草坪草 的利用前景。Ca 作为植物
体必需的营养元素，更作为偶联胞外信号与胞内生
理生化反应的第二信使，能提高植物对逆境的抵抗
能力(陈立松等，1998；赵可夫等，1993)。本文以白
花苜蓿为材料，研究了叶面喷施 Ca 对白花苜蓿抗
冷性的影响，以期为改善白花苜蓿的越冬性提供理
论依据。
1 材料与方法
1．1供试材料
2002年 8月将白花苜蓿种子播种于塑料盆中，
盆高 35 cIn、直径 40 cIn，培养用土为粘壤土，pH6．8，
土壤有机质含量为 12 g／kg，全氮为 0．8 g／kg、速效
磷为 0．03 g／kg、速效钾为 0．05 g／kg。于室外 自然
温度、光照下培养。2002年 12月 30日将白花苜蓿
分为两组作如下处理：(1)对照组：每天分早、晚两次
用蒸馏水喷洒叶片，连续喷洒 4 d；(2)处理组：按张
宗申等 (2000)的方法，每天分早、晚两次用 1O
mmol／L CaC1 (pH6．5)喷洒叶片，连续喷洒 4 d；喷
收稿 日期：2003—01—28 修订日期：2003—04—22
基金项目：徐州师范大学科研基金资助项目(O1BXLOIO)
作者简介：刘美艳(1969-)，女，江苏丰县人，讲师，硕士，主要从事生物化学的教学与研究工作。
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2期 刘美艳等：Ca抖提高白花苜蓿抗冷性的研究 175
洒时以叶片湿润而没有滴水为度。2003年 1月 3
日开始，由于受强冷空气的影响 ，徐州地 区最低气温
为一8℃，最高气温为 2℃。取叶片测定 Ca抖对低温
下白花苜蓿生理指标 的影响 。重复取样 3次，对每
次取样的每个指标重复测定 3次 。
1．2测定项目与方法
叶绿素含量按 Arnon(1949)法测定；可溶性糖
含量用蒽酮 比色法测定 (张志 良，1999a)；脯氨酸含
量按张志 良(1999b)的方法测定；质膜相对透性
(RPMP)按刘鸿先等(1985)的方法测定；超氧阴离
子自由基(O 含量按王爱国等(1990)的方法测定；
丙二醛(MDA)含量按 Heath等(1968)的硫代巴比
妥酸(TBA)比色法测定；Vc含量用二氯酚靛酚法
测定(李广茹等，1995)；超氧化物歧化酶(SOD)活性
按王爱国等(1983)的方法测定；过氧化物酶(POD)
活性按张志 良(1999c)的方法测定 。
2 结果与分析
2．1 Caz+对冷胁迫下 白花苜蓿 叶片叶绿素、可溶性
糖和脯氨酸含量的影响
从表 1可以看出，冷害使叶片的叶绿素含量下
降。处理组叶片叶绿素的降解速度慢于对照组，提
示 Caz+能缓解冷胁迫对叶绿素的破坏。如：冷胁迫
2 d时，处理组和对照组叶片叶绿素含量分别下降
了 9．3 和 14．2 ；冷胁迫 4 d时，处理组和对照组
叶片叶绿素含量分别下降了22．7 9，6和 49．1 9，6。
冷胁迫使叶片中的可溶性糖含量增加，在冷胁
迫期间，处理组叶片可溶性糖含量均高于对照组叶
片。胁迫 2 d时，处理组叶片可溶性糖含量为对照
组叶片的 141．9 9，5，胁迫 4 d时，处理组叶片可溶性
糖含量为对照组叶片的 123．7 9，6。
裹 1 Ca2+对冷害胁迫下白花苜蓿叶片叶绿素、可溶性糖和脯氨酸含量的影响
Table 1 Effect of Ca2+ on chlorophyll，soluble sugar and proline contents of Trifolium leaves under cold stress
注：a、A分别表示与对照组的差异显著性达 5 、1 的水平．下同．
Note：a、A represent significant difference at 5 and 1 level，respectively．The same SS below
冷胁迫下叶片中的脯氨酸的含量 “先升后降”。
但处理组和对照组叶片中脯氨酸含量的变化趋势不
完全相同，在冷胁迫过程中，处理组叶片中的脯氨酸
含量在胁迫的第三天达到最大值，而对照组叶片中
的脯氨酸含量在胁迫 的第二天达 到最大值 ，并且在
整个胁迫过程中，处理组叶片中脯氨酸含量高于对
照组 。
SSR(新复极差)测验表明 ，冷胁迫发生前 ，处理
组和对照组叶片的叶绿素、可溶性糖和脯氨酸含量
没有明显差异；随着冷胁迫时间的延长，处理组和对
照组叶片的叶绿素、可溶性糖和脯氨酸含量的差异
达到了显著和极显著水平。
2．2 Caz 对 冷胁迫 下 白花苜 蓿 叶片 RPMP、07和
MDA含量的影响
冷胁迫使叶片的质膜相对透性(RPMP)、O_和
MDA含量增加 ，但处 理组叶片的含量低 于对照组
(表2)。如渗透胁迫2 d时，处理组叶片质膜相对透
性 、O 和 MDA 含 量 分 别 是 对 照 组 的 65．0 9，6、
49．7 9，6和76．2 ；渗透胁迫4 d时，处理组叶片质膜
相对 透 性、O 和 MDA 含 量 分 别 是 对 照 组 的
62．6 、39．2 和 70．0 9，6。SSR测验表明，未发生
冷胁迫时，处理组和对照组叶片的质膜相对透性、
O一和 MDA含量没有差异 ，随着冷胁迫时间的延长，
处理组和对照组叶片的质膜相对透性、Oi和 MDA
含量差异达到显著和极显著水平。
2．3 Caz 对冷胁迫下 白花苜蓿叶片 Ve含量、SOD活
性和 PoD活性的影响
冷胁迫时，白花苜蓿叶片的 Vc含量、sOD活性
和 POD活性的变化见表 3。可以看 出，处理组叶片
Vc含量在冷胁迫期间一直上升，只是随着冷胁迫的
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进行，增加的幅度趋于平缓，而对照组叶片 Ve含量
在胁迫的第二天达到最大值，之后开始下降，处理组
叶片 Vc含量的最大值是对照组叶片的 1．37倍。
冷胁迫下，对照组叶片S0D活性在冷胁迫的第
二天达到最大值，而处理组 S0D活性则继续升高，
于第三天达到最大值，处理组叶片 SOD活性的最大
值是对照组叶片最大值的 1．92倍。冷胁迫使叶片
POD活性呈下降趋势，但处理组 POD活性高于对
照组。
3 讨 论
本试验表明，Ca抖能有效地缓解冷胁迫下白花
苜蓿叶片叶绿素含量的下降，从而可使叶片在冷胁
表 2 Ca2+对冷胁迫下白花苜蓿叶片质膜相对透性、o孺 MDA含量的影响
Table 2 Effect of CaZ+on RPMP，O7 and MDA contents of Trifolium leaves under cold stress
表 3 Ca2+对冷胁迫下白花苜蓿叶片 Vc含量、SOD活性和 POD活性的影响
Table 3 Effect of CaZ+on Vc content，SOD activity and POD activity of Trifolium leaves under cold stress
迫结束后能迅速恢复较高的光合速率；可溶性糖和
脯氨酸作为低温下植物体内重要的渗透调节物质，
它们可以降低细胞水势，保护蛋白质分子，增加蛋白
质分子的水合度(王娟等，2001)，为抵抗逆境提供了
物质基础。
细胞膜受到伤害是逆境下植物的一个共同表
现。本研究表明，冷胁迫使 白花苜蓿叶片质膜相对
透性增大，膜脂过氧化作用加剧，从而造成 o 和
MDA的积累。Ca 处理可以有效地降低冷胁迫对
细胞膜的伤害，维持膜透性和结构的稳定。宋纯鹏
等(1992)认为，作为膜的稳定剂，高浓度 Ca 可以
抑制叶绿体中0 的产生，使膜的伤害减轻，为抵抗
逆境提供了结构基础。
正常条件下，植物细胞内活性氧的产生和清除
之间保持一个动态平衡，可以保证细胞免受活性氧
的伤害；环境胁迫，使植物细胞内活性氧的产生速度
加快，而使细胞中积累大量的活性氧(杜秀敏等，
2001)，使膜脂的过氧化作用加剧，导致 MDA的大
量积累。Vc是细胞内重要的非酶 自由基清除剂，
s0D和 POD是细胞内重要的酶自由基清除剂。本
试验表明，Ca 处理能增加冷胁迫时白花苜蓿叶片
中Vc含量，使 S0D活性保持在较高的水平上，缓
解POD活性的下降速度，从而增加了冷胁迫时白花
苜蓿叶片清除活性氧的能力，有效地减轻了活性氧
对细胞的伤害。
参考文献 ：
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