高温胁迫下几个灌木树种的生理生化特性

刘 飞，刘世英，刘艳萍，曾 辉，王文君



高温胁迫下几个灌木树种的生理生化特性

刘 飞1，刘世英2，刘艳萍3，曾 辉4，王文君3

（1.河南省绿洲园林有限公司，郑州 450008；2.濮阳市南乐县林业局，河南 457400； 3.河南省林业科学研究院，郑州 450008；4.河南投资集团有限公司，郑州 450008）

随着“温室效应”的加剧，夏季高温是影响植物生长发育的重要生态因子之一。利用人工气候室控制温度，对花椒、黄刺玫、百日红和小叶女贞4个灌木树种进行了高温胁迫下的生理生化研究。结果表明：在高温胁迫下，植物叶片受到明显的破坏，随着温度的升高，叶片的相对电导率升高；脯氨酸含量也持续增加；而可溶性糖含量呈先上升后下降的趋势。

灌木树种；高温胁迫；生理生化特性

植物在生长发育过程中往往会受到各种非生物因子的胁迫，其中温度是影响植物生长的主要因子[1]。研究植物在高温胁迫下的形态解剖、生理生化变化及其植物适应高温的机理，将有助于采取有效的措施来抵御高温对植物的危害。试验主要研究在高温胁迫条件下，不同树种的几个生理生化指标的变化规律，以期阐明各指标与树种高温胁迫的关系，为选育适宜城市房顶抗高温树种提供参考。

利用人工气候室控制温度，在大气相对湿度40%的条件下，分别在30℃、35℃、39℃、41℃的高温胁迫条件下，对花椒、黄刺玫、百日红和小叶女贞4种植物叶片的电导率、脯氨酸含量和可溶性糖含量的变化规律进行了研究。

1 材料与方法

1.1 材料

材料为河南省林科院5层办公楼楼顶的2年生盆栽花椒、黄刺玫、百日红和小叶女贞苗木。

1.2 试验设计

采摘生长良好的花椒、黄刺玫、百日红和小叶女贞的叶片，利用人工气候箱控制温度，在相对湿度40%的条件下，分别在30℃、35℃、39℃、41℃的高温条件下进行24 h胁迫试验。

1.3 测定指标与测定方法

1.3.1叶片相对电导率的测定用电导率仪法测定[2]。

1.3.2脯氨酸含量测定测定方法参照文献[3]。

1.3.3可溶性糖含量测定采用蒽酮法测定[3]。

2 结果与分析

2.1 不同温度下不同树种的相对电导率

从图1可以看出：花椒叶片组织的电导率随着温度的升高而升高，当温度为41℃时，其电导率值最大，为80.57%， 可见此时花椒组织细胞遭到了严重破坏，细胞内物质大量外渗，但此时花椒组织细胞还没有干枯。黄刺玫叶片组织的电导率随着温度的变化而变化，升温过程中，当温度达到41℃时，其电导率值最大，为45.82%， 可见此时黄刺玫组织细胞遭到了严重破坏，细胞内物质大量外渗。随着温度的变化，百日红叶片组织的电导率发生一定程度的变化，升温过程中，温度为30℃时，其电导率值最大，为41.10%； 随着温度的继续升高，百日红叶片组织的电导率下降，到39℃时电导率值最小，为27.74%；温度继续升高，电导率又有较大幅度的升高，升高到41℃时为36.50%。随着温度的升高，小叶女贞叶片组织的电导率先降低后上升，电导率的最大值出现在41℃时，为37.46%。

图1 不同温度下不同树种的相对电导率

图2 不同温度下不同树种的脯氨酸含量

2.2 不同温度下不同树种的脯氨酸含量

图2表明，随着高温胁迫进行，花椒、黄刺玫和百日红叶片组织的脯氨酸含量逐渐累积。花椒脯氨酸含量41℃时达到最大值：6.85×10-7μg/g；黄刺玫脯氨酸含量41℃时达到较大值：3.63×10-7μg/g；百日红脯氨酸含量39℃时达到最大值：5.57×10-7μg/g。

由图2还可看出，在整个温度控制范围内，小叶女贞叶片组织的脯氨酸含量很接近，在2.11×10-7μg/g~2.68×10-7μg/g范围内。35℃时小叶女贞的脯氨酸含量较高，为2.68×10-7μg/g。

2.3 不同温度下不同树种的可溶性糖含量

可溶性糖是渗透调节物质。在逆境下可溶性糖含量的升高有利于植物体对逆境胁迫的抵抗，从而可增强生物体对环境胁迫的适应性[4]。高温胁迫下，植物体内可溶性糖积累，使细胞渗透势下降，这样可以从外界继续吸水，保持细胞膨压，使体内各种代谢过程正常进行。

由图3可见，随着温度胁迫的进行，花椒、黄刺玫、百日红和小叶女贞叶片组织细胞的可溶性糖含量呈先上升后下降的趋势。花椒的可溶性糖含量在39℃时最大，为22.13%，随着温度的继续升高，植物处在难以承受的温度胁迫下，呼吸作用大于光合作用消耗了贮存的糖类，致使花椒的可溶性糖含量降低，降至41℃时的16.91%。41℃时黄刺玫的可溶性糖含量较大，为20.28%。39℃时百日红的可溶性糖含量最大，为15.48%，随着温度的继续升高，植物处在难以承受的温度胁迫下，呼吸作用大于光合作用消耗了贮存的糖类，致使百日红的可溶性糖含量降低，降至41℃时的9.61%。41℃时小叶女贞的可溶性糖含量较大，为15.03%。

图3 不同温度下不同树种的可溶性糖含量

3 结论

通过对高温胁迫下4个灌木树种的相对电导率分析可知，百日红的电导率最大值出现在30℃时，花椒、黄刺玫和小叶女贞的电导率最大值出现在41℃时。

通过对高温胁迫下4个灌木树种的脯氨酸含量分析可知，小叶女贞的脯氨酸含量35℃时最高，百日红的脯氨酸含量39℃时最高，花椒和黄刺玫的脯氨酸含量41℃时较高。

通过对高温胁迫下4个灌木树种的可溶性糖含量分析可知，百日红39℃时的可溶性糖含量较高，花椒39℃时的可溶性糖含量较高，黄刺玫41℃时的可溶性糖含量较高，小叶女贞41℃时的可溶性糖含量较高。

[1] 欧祖兰，曹福亮，郑军．高温胁迫下银杏形态及生理生化指标的变化[J]．南京林业大学学报：自然科学版，2008，32（3）：31-34．

[2] 郝建军，康宗利．植物生理学实验技术[M]．北京：化学工业出版社，2006．

[3] 赵世杰，刘华山，董新纯．植物生理学实验指导[M]．北京：中国农业科技出版社，1998．

[4] 喻方圆，徐锡增，Robert D G．水分和热胁迫对苗木针叶可溶性糖含量的影响[J]．南京林业大学学报：自然科学版，2004，28(5)：1- 5．

S718.3

1003-2630（2010）04-0012-02

2010-11-25

林业公益性行业科研专项（200804028）。

（责任编辑：王文彬）