全 文 ：文章编号:1000-1573(2007)05-0036-04
5种李属彩叶树木抗寒性研究①
刘从霞1 , 　邓明净2 , 　王文凤1 , 　李彦慧1 ,
冯晨静1 , 　杨建民1
(1.河北农业大学 园林与旅游学院 , 河北 保定 071000;2.河北保定市职业技术学院 农林系 , 河北 保定 0710051)
摘要:为研究引种彩叶树木抗寒适应性 ,以离体休眠枝条为试材 , 进行冷冻试验。结果表明 , 低温处理过程中 ,
SOD、POD活性 、可溶性蛋白含量均出现两个明显高峰 ,树种之间差异不明显。可溶性糖含量在处理温度降低前
期呈上升趋势 ,达到临界温度后呈下降趋势。相对电导率呈 “ S”型曲线变化 , 拟合 Logistic方程得出 5 个树种半
致死温度(LT 50)。结合 L T 50和以上抗寒性指标 , 表明 5 种彩叶树木抗寒性由高到低顺序为红叶李>紫叶矮樱
>黑杆樱李>美人梅>紫叶李。
关　键　词:李属彩叶树木;抗寒性;LT 50;保护酶;渗透性物质
中图分类号:S 662.3 文献标识码:A
The study on cold resistance of five species
leaf-colored plants of Prunus
LIU Cong-xia1 , DENGMing-jing2 , WANGWen-feng1 , LI Yan-hui1 ,
FENG Chen-jing1 , YANG Jin-min1
(1.Co llege of Landscape A rchitecture and Tourism , Agricultural University of Hebei , BaoDing 071000 , China;
2.Department of Agronomy and Forestry , Co llege of Occupational Technology of Baoding , Baoding 071051 , China)
Abstrct:This paper studies detached dormant cut tings under dif ferent low temperature.The results
showed that there were two peaks of SOD ,POD activity and soluble protein during low temperature
t reatment , the soluble sugar rose in the first stage of the cold stress , then there w as a dropping
t rend following cri tical subzero temperature.Acco rding to these S-shaped curves and Logistic equa-
tion , the semi-lethal temperature(LT 50)of f ive species could be calculated.According to the above
results , the cold-resistance of the P.cerasi fera var at ropurpurea was the st rongest and follow ed by
Prunus× cistenena `Purpleleaf and Chevry , P.wrasi fers `Nig ra and Prunus ×bliriana
`Meiren and P .cerasi fera var at ropurea.
Key words:leaf-colored plants;cold resistance;LT 50;protective enzyme;soluble protein and sugar
　　随着城市环境建设由单纯的绿化逐渐向丰富的
彩化方向发展 ,彩叶树木引种已经成为丰富本地植
物资源的一种途径。蔷薇科 (Rosaceae)李属
(Prunus)彩叶树木以其叶片终年呈紫红色或红色 ,
① 收稿日期:2006-12-08
基金项目:国家“ 948”项目(2001—40)和河北省农业综合开办项目 新优彩色园林植物品种及繁育技术推广
作者简介:刘从霞(1975-), 女 ,河北石家庄人 , 在读硕士研究生 ,主要从事彩叶植物引种与抗寒生理研究.
通讯作者:杨建民(1962-), 男 ,河北清苑人 , 教授 , 博士生导师 , 主要从事植物种质资源及园林彩叶树种抗性研究.电
话:0312-7528798
第 30卷第 5期
2 0 0 7年 9月
河 北 农 业 大 学 学 报
JOURNAL OF AGRICU LT URAL UNIVERSI TY OF HEBEI
　 　 Vol.30 No.5
Sep .2 0 0 7
可以极大地丰富城市园林的色彩[ 1-2] ,尤其是紫叶
李(P.cerasi fera var.at ropurea)已成为目前园林应
用广泛的彩叶树种 ,倍受人们关爱 。为研究引种树
木在新气候环境条件的适应性(如抗旱 、抗寒等)。
在前人对林木抗寒性研究的基础上[ 3-6] ,本试验对
5种李属彩叶树木紫叶李(P.cerasi fera var atrop-
urea)、红叶李(P .cerasi fera var at ropurpurea)、紫叶
矮樱(Prunus×cistenena`Purpleleaf and Chevry )、
黑杆樱李(P .wrasi fers `Nig ra )及美人梅(Prunus
×bliriana`Meiren )进行了抗寒性分析 ,以期为彩
叶树木引种和园林应用提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料
以紫叶李 、红叶李 、紫叶矮樱 、黑杆樱李及美人
梅1年生休眠枝条为试材 ,砧木为毛桃(P.dav idi-
ana),取自保定市满城绿龙园林绿化公司 。
1.2　冷冻处理
于 1月中旬 ,取长势一致的枝条 ,洗净擦干后剪
成 20 cm 长段 ,石蜡封口后 ,将试材全部置于超低温
冰箱(海尔 ,BD-255LTB)中 ,以 2.5℃/h 速度降到
设定温度(-10 、-15 、-20 、-25 、-30 、-35 、-40
℃),冷冻处理 24 h ,室外恢复 12 h后 ,测定各项指
标。以常温为对照。
1.3　测定方法
1.3.1　半致死温度(LT 50)确定　电解质透出率计
算参照李合生等[ 5] 的方法。低温胁迫下细胞电解
质透出率与温度之间的关系呈 S 型曲线 ,与方程 Y
=k/(1+ae-bx)具有较好的拟合度 ,求该 Logistic
方程的二阶导数 ,并令 Y 等于零 ,则可获得曲线的
拐点 , X =ln(1/ a)/b ,即为半致死温度(Lethal tem-
perature 50 , LT 50)。在此点 ,低温对电解质的递增
效应最大[ 7-8] 。
1.3.2　指标测定　SOD活性 、POD活性 、可溶性蛋
白含量 、可溶性糖含量试验方法参照李合生等[ 9] 的
方法 。
1.4　数据处理
试验数据在 DPS和 EXCEl2003下进行处理。
2　结果与分析
2.1　相对电导率测定及 LT50确定
对 5 种李属彩叶树木做电导率测定如图 1所
示 。根据莫惠栋[ 8]的计算方法 ,求出 Logistic 方程
的各参数(K 、a 、b)、L T 50及拟合度列于表 1 。
图 1　不同温度处理相对电导率变化
Fig.1　Relative conductivity under different temperature
表 1　5种彩叶树木相对电导率的
Logisitic方程参数及 LT50
Table 1　The parameters of Logistic and LT50
of five species of Prunus
树种
T ree species
K a b
LT 50
(℃)
相关系数 R 2
Co rrelation
coefficient
紫叶李 62.04 22.49 0.154 -20.17 0.952 1＊＊
红叶李 57.70 228.61 0.143 -37.76 0.983 3＊＊
紫叶矮樱 46.02 87.619 0.122 -36.80 0.953 1＊＊
黑杆樱李 59.33 182.91 0.166 -31.35 0.957 7＊＊
美人梅 61.27 229.29 0.178 -30.55 0.928 5＊＊
　　注:K 、a 、b 分别表示曲线方程系数 、渐进度 、斜率;＊＊　表示
拟合度达到极显著水平.
用电导法得出的 5种彩叶树木的 LT 50结果显
示 , LT 50由低到高依次为:红叶李 、紫叶矮樱 、黑杆
樱李 、美人梅 、紫叶李。其中红叶李 LT 50最低为-
37.76℃,紫叶李 LT 50最高为-20.17℃,其他树种
介于两者之间 。相对电导率变化与 Logistic 方程拟
合度较好 ,均达到 1%显著水平。由 LT 50表明 ,抗
寒性由高到低依次为红叶李 、紫叶矮樱 、黑杆樱李 、
美人梅 、紫叶李。
2.2　低温处理对保护酶活性的影响
由图2-A 不同温度处理SOD活性变化可以看
出 ,随温度下降 , 5 种彩叶树木 SOD活性变化呈双
峰曲线 ,即出现 2个高峰 ,其 SOD 活性比 CK 都有
相应的增加 。但在不同低温处理下 ,5 种彩叶树木
SOD活性变化趋势不相同 ,同时 ,在-15℃出现第 1
个高峰;紫叶李 、红叶李 、紫叶矮樱在-30℃达到第
37　第 5期　 刘从霞等:5种李属彩叶树木抗寒性研究
2个高峰 ,黑杆樱李 、美人梅在-35℃达到第 2个高
峰。
由图 2-B不同温度处理 POD活性变化趋势可
以看出 ,随温度下降 ,除紫叶矮樱外 ,其余 4种彩叶
树木 POD活性均在-10℃、-30℃出现 2个明显高
峰 ,在-30 ～ -40℃急剧下降 ,到-40℃, 4种树木
POD活性均比对照低 ,相对降低幅度由小到大分别
为红叶李 、黑杆樱李 、美人梅 、紫叶李;紫叶矮樱
POD活性不同温度处理过程中 ,均保持较低水平 ,
在-40℃比对照有所增加。
图 2　不同温度处理保护酶活性变化
Fig.2　Changes of protective enzyme activty under different temperature
2.3　低温处理对渗透性物质的影响
图 3-A可溶性蛋白含量表明 ,5种彩叶树木在
不同温度处理过程中 ,均呈双峰曲线 ,在-15℃、-
30℃出现高峰。在-15℃达到第 1个高峰时 ,美人
梅增加幅度最大 ,红叶李其次 ,黑杆樱李增加幅度最
小 ,美人梅 、红叶李可溶性蛋白含量高于其他树种含
量 ,在-30℃达到第 2个高峰 ,即最大值时 ,此时相
对增幅依次为红叶李 、紫叶矮樱 、黑杆樱李 、美人梅 、
紫叶李 。
从图 3-B 可溶性糖含量变化趋势来看 ,随着
处理温度的降低 , 5 种彩叶树木可溶性糖含量逐渐
增加 ,从-10℃开始 , 枝条的可溶性糖含量急剧增
加 ,到-30℃达最大值 ,此时可溶性糖含量极显著高
于对照 ,之后随温度降低 ,可溶性糖含量变化呈下降
趋势 。低温处理过程 ,红叶李可溶性糖含量一直保
持最高 ,紫叶李可溶性糖含量最低。
图 3　不同温度处理渗透性物质含量变化
Fig.3　Changes of soluble protein and soluble sugar content under different
3　结论与讨论
在逆境条件下 ,渗透调节的关键是在胁迫条件
下细胞内溶质的主动积累和由此导致的细胞渗透势
的下降[ 10-11] 。本试验低温处理过程中 ,可溶性蛋
白 、可溶性糖含量均呈上升趋势 ,以可溶性糖含量为
例 ,到-30℃达到最大值 ,此时红叶李上升 6.64倍 ,
紫叶李上升相对幅度最小 ,仅为 3.64倍 ,红叶李可
溶性糖含量上升幅度极显著高于紫叶李上升幅度 ,
紫叶矮樱 、美人梅 、黑杆樱李介于两者之间 。
SOD 、POD 酶作为植物体内清除自由基 、保持
正常代谢状态的保护酶 ,随温度降低 ,高浓度的自由
38　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 30卷
基超过伤害“阈值” ,导致酶蛋白分子的破坏 ,从而降
低了 SOD 、POD酶活性[ 3] 。本试验研究表明 ,在低
温处理过程中 , SOD活性出现 2个高峰 ,第 1 个高
峰后活性降低 ,但仍能够保持较高活性 ,可以认为是
对低温的适应 ,第 2 个高峰后 ,各树种 SOD 活性均
不再升高 ,说明达到伤害“阈值” 。树种间 SOD活性
差异不明显 ,只是在-40℃时 ,红叶李 SOD 活性显
著高于其他树种。POD 酶作为清除生物体内活性
氧和其他过氧化物自由基的关键酶 ,在低温处理过
程中 ,与 SOD活性变化趋势相同 ,所不同的是 ,红叶
李 POD活性显著高于其他树种 ,认为是红叶李抗寒
性强的原因之一 。
以上 2种方法比较树种之间抗寒性 ,显得较为
定性。比较而言 ,利用电解质渗出率变化表示膜伤
害率 ,借助 Logistic方程拟合 L T 50能定量地反应植
物抗寒性强弱[ 3-6] 。根据本研究结果(表 1),5种李
属彩叶树木抗寒性从高到低依次为:红叶李 、紫叶矮
樱 、黑杆樱李 、美人梅 、紫叶李 。
综合比较分析 ,对预测植物的抗寒性高低 ,是非
常重要的。每种抗寒性试验 ,只测其中的 1个生理
指标 ,有一定的局限性[ 4] 。综合分析 5种彩叶树木
的 LT50 、保护酶(SOD 、POD)活性 、可溶性蛋白和
可溶性糖含量变化 ,均证明红叶李抗寒性较强 ,紫叶
李抗寒性较差 ,紫叶矮樱 、黑杆樱李 、美人梅抗寒性
介于两者之间。
紫叶李为华北地区广泛种植彩叶树种 ,个别年
份越冬后存在少量枝条抽梢等问题 ,但不影响正常
生长(保定地区冬季最冷年份最低气温为-13℃),
说明红叶李 、紫叶矮樱 、黑杆樱李 、美人梅几种彩叶
树木 ,可以在保定地区引种栽培 。
参考文献:
[ 1] 　董俊岚.北京彩叶树种资源及其在城市绿化中的应用
[ J] .绿化与生活 , 2005(1):21-22.
[ 2] 　张琪静 , 金城 , 白海.观赏李资源—紫叶李[ J] .北方
果树 , 2005(3):45-46.
[ 3] 　黄永红 , 沈洪波 , 陈学森.杏树抗寒生理研究初报
[ J] .山东农业大学学报(自然科学版), 2005 , 36(2):
191-195.
[ 4] 　张纪林 ,谢晓金 , 教忠意 , 等.几种冬青属植物抗冻能
力比较[ J] .园艺学报 , 2005 , 32(3):477-481.
[ 5] 　缴丽莉 ,路丙社 , 白志英 , 等.四种园林树木抗寒性的
比较分析[ J] .园艺学报 , 2006 , 33(3):667-670.
[ 6] 　徐康 , 夏宜平 , 徐碧玉 , 等.以电导法配合 Logistic 方
程确定茶梅`小玫瑰 的抗寒性[ J] .园艺学报 2005 ,
32(1):148-150.
[ 7] 　朱根海 ,朱培仁.小麦抗寒性的季节变化及温度对脱
锻炼的效应[ J] .南京农学院学报 , 1984 , (2):9-16.
[ 8] 　莫惠栋.方程及其应用.江苏农学院学报 , [ J] .1983 ,
4(2):53-57.
[ 9] 　李合生 , 孙群 , 赵世杰.植物生理生化实验原理和技
术[ M] .北京:高等教育出版社 , 2000.
[ 10] 　 JONES M M , TUNER N C.Osmotic adjust mentin
leaves of sorghumin response to water deficits[ J] .Plant
Physiol , 1978(61):122-128.
[ 11] 　MORGAN J M.Osmoregula tion and w ater stress in
higher plants[ J] .AnnRev Plant Physiol , 1984(35):299
-319.
(编辑:祁振声)
(上接第 27页)
[ 15] 　CIVELLO P M , MARTINEZ G A , CHAVES A R , et al .
Peroxidase from strawber ry fruit (Fragaria ananassa-
Duch):Partial purification and determination of some
properties [ J] .J Agric Food Chem , 1995 , 43:2596-
2601.
[ 16] 　SCIANCALEPORE V , LONGONE V , ALVIT I F S.
Partial purification and some properties of perox idase
from Malvasia grapesl [ J] .Amer J Enol V iticult , 1985 ,
36:105-110.
[ 17] 　SESSA D J , ANDERSON R L.Soybean peroxidase:
purification and some properties [ J] . J Ag ric Food
Chem , 1981 , 29:960-965.
[ 18] 　NICOLAS J J , RICHARD-FORGET F , GOUPY P ,
et al.Enzymatic brow ning reactions in apple and apple
products[ J] .Crit Rev Food Sci Nutr , 1994 , 34:109 -
157.
[ 19] 　庞学群 ,段学武 , 张昭其 , 等.荔枝果皮过氧化物酶的
纯化及部分酶学性质研究[ J] .热带亚热带植物学
报 , 2004 , 12(5):449-454.
[ 20] 　HALPIN B , PRESSEY R , JEN J , et al.Purification
and characterization of pero xidase isoenzymes from g reen
peas(Pisum sativum)[ J] .J Food Sci , 1989 , 54:644-
649.
(编辑:宗淑萍)
39　第 5期　 刘从霞等:5种李属彩叶树木抗寒性研究