兩種圓柏屬植物葉片抗氧化系統(tǒng)對低溫脅迫的響應(yīng)機(jī)制研究.pdf

1、低溫脅迫是典型的環(huán)境脅迫因素，當(dāng)環(huán)境溫度下降超過一定的界限時，植物的生長和發(fā)育會受到一定的限制，嚴(yán)重時會導(dǎo)致死亡。在我國，低溫寒害從北到南均有發(fā)生，是農(nóng)林生產(chǎn)中一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，每年因寒害造成的損失巨大。
　　為了探討低溫脅迫對圓柏屬植物幼苗葉片生理生態(tài)的影響，本試驗(yàn)選取3年生圓柏(Sabinachinensis(Lin.)Ant.)和祁連圓柏（SabinaprzewalskiiKom.）幼苗為試驗(yàn)材料，以20℃為對照，利用人工

2、模擬不同的低溫處理（4℃、0℃和-6℃），通過測定圓柏屬植物葉片相對含水量(RWC)、葉綠素(Chl)含量、相對電導(dǎo)率(REC)、丙二醛(MDA)含量、過氧化氫(H2O2)含量，胡蘿卜素(Car)含量、脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白(SP)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物酶(POD)活性和過氧化氫酶(CAT)活性及其同工酶電泳，分析了兩樹種RWC和色素含量、膜脂過氧化程度、抗氧化酶系統(tǒng)和抗氧化劑系統(tǒng)隨處理溫度（20℃、4℃

3、、0℃和-6℃）降低和處理時間(4d、8d、12d、16d和20d)延長的變化規(guī)律，進(jìn)行了兩樹種間差異性比較以及各指標(biāo)間的相關(guān)性分析，進(jìn)而闡明了圓柏屬植物幼苗在低溫脅迫過程中的生理生態(tài)響應(yīng)機(jī)制。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)4℃可激發(fā)圓柏抗氧化系統(tǒng)，0℃左右是圓柏幼苗生長的臨界溫度，在此溫度下圓柏幼苗可忍受8～12d左右。0℃可激發(fā)祁連圓柏抗氧化系統(tǒng)，-6℃左右是祁連圓柏幼苗生長的臨界溫度，在此溫度下祁連圓柏幼苗可忍受12

4、～16d左右。
　　(2)低溫脅迫時，RWC與Chl含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，圓柏和祁連圓柏均能夠通過降低葉片RWC來減緩植物的生理代謝作用，同時增加植物的光合作用，降低植物呼吸作用。
　　(3)低溫脅迫下，圓柏和祁連圓柏SOD酶活性差異性不顯著，圓柏中POD酶活性極顯著高于祁連圓柏，4℃處理時兩種圓柏屬植物CAT酶活性差異性不顯著，0℃處理時圓柏的CAT酶活性顯著高于祁連圓柏，-6℃處理時祁連圓柏CAT酶活性極顯著高于圓柏，表明

5、三種酶之間無顯著線性關(guān)系，而是通過較復(fù)雜的非線性方式組成植物抗氧化酶系統(tǒng)，在植物抗寒的過程中起到重要的作用。隨著脅迫強(qiáng)度的增加和處理時間的延長，超出抗氧化酶系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)范圍，抗氧化酶系統(tǒng)平衡受到破壞，從而使膜脂過氧化程度加劇，嚴(yán)重的會導(dǎo)致植物傷害程度增大并最終死亡。
　　(4)低溫處理對圓柏屬植物葉片蛋白質(zhì)表達(dá)有明顯的影響，同時圓柏和祁連圓柏電泳圖譜間存在較為明顯的差異。無論是新出現(xiàn)的酶帶，還是表達(dá)量發(fā)生變化的酶帶，與圓柏相比較而

6、言，祁連圓柏活力降低的酶帶明顯要少于圓柏，而活力增加的酶帶明顯多于圓柏，這種表達(dá)差異的存在可能是祁連圓柏具有較強(qiáng)耐寒性的重要生理響應(yīng)。
　　(5)當(dāng)?shù)蜏孛{迫強(qiáng)度處于臨界值范圍內(nèi)，植物體抗氧化劑系統(tǒng)作為信號分子存在，植物抗寒性與SP含量呈負(fù)相關(guān)，與Car和Pro含量呈正相關(guān)。從抗氧化劑信號分子的作用來分析，祁連圓柏的抗寒性大于圓柏。
　　綜上所述:低溫脅迫下祁連圓柏的抗寒性高于圓柏，祁連圓柏中抗氧化酶系統(tǒng)和抗氧化劑的調(diào)節(jié)作用高