高温胁迫对毛白杨幼苗叶片叶绿素含量的影响

摘要：以毛白杨幼苗叶片为材料，研究高温胁迫对毛白杨幼苗叶片叶绿素含量的影响。研究发现，在30 ℃和35 ℃处理时，毛白杨幼苗叶片中叶绿素含量变化不大。在40 ℃高温处理时其叶绿素含量整体呈下降趋势，但在24~36 h时，出现了小幅上升，之后急剧下降。

关键词：高温胁迫；毛白杨；叶绿素含量

中图分类号：S792.117文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.01.033

Effect of High Temperature Stress on Leaf Chlorophyll Content of Populus tomentosa Seedlings

YANG Hui-bin

(Jinzhong Forest Research Institute, Jinzhong, Shanxi 030600，China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: In this paper, effect of high temperature stress on leaf chlorophyll of Populus tomentosa seedlings was studied. The results showed that, at 30℃ and 35℃ processing, chlorophyll content in leaves of Populus tomentosa seedlings had little change. At 40 ℃, total chlorophyll decreased, in the 24~ 36 h, chlorophyll content appeared small increasing, then, sharp declined.

Key words: high temperature stress；Populus tomentosa；chlorophyll content

毛白杨在我国北方属于历史悠久的传统树种之一，在森林培育、园林绿化、防护林培育等众多领域都有着较为广泛的应用，近年来越来越多的学者开始关注全球变暖问题，高温胁迫对植物的影响也得到了越来越多的重视，笔者以毛白杨幼苗为试验材料，着重探讨高温胁迫对毛白杨幼苗叶片叶绿素含量的影响，以期为毛白杨的研究提供一定的借鉴。

1材料和方法

1.1 试验材料

毛白杨(Populus tomentosa Carr)为杨柳科、杨属落叶大乔木，生长快，树干通直挺拔，树形优美，是一个优良的造林绿化树种，广泛应用于城乡绿化，其品种适应性强、主根和侧根发达、枝叶茂密、优质、速生、丰产，为速生用材林，防护林和行道河渠绿化的好树种。

1.2 试验方法

1.2.1材料处理5月上旬，选取生长一致的毛白杨幼苗，采取4个不同温度处理，即放入 25，30，35，40 ℃的人工恒温气候箱里，每个处理又分别进行 12，24，36，48，60，72 h的时间处理，测定不同时间不同温度下毛白杨叶片内的叶绿素含量并进行2次重复，试验处理以25 ℃作为对照组。

1.2.2 叶绿素总含量的测定方法 根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收，利用分光光度计在某一特定波长下测定其吸光度，即可用公式计算出提取液中各色素的含量。

具体方法为：取下处理后的毛白杨幼苗叶片，洗净、剪碎、称出0.2 g，将处理好的叶片用丙酮研磨，然后用浓度为80%的丙酮清洗研钵及残渣并合并滤液，最后用80%的丙酮将滤液定容至10 mL。放入分光分度计进行比色，在470 nm、649 nm和665 nm测出数值。

根据Lichtenthaler等修正了的Arnon 公式计算：

叶绿素a的浓度Ca=13.95A665-6.88A649

叶绿素b的浓度Cb=24.96A649-7.32A665

叶绿素总含量CT=Ca+Cb

所以所测叶片的叶绿素含量为：

叶绿素a=Ca×V/(1 000×W)

叶绿素b=Cb×V/(1 000×W)

类胡萝卜素=Cxc×V/(1 000×W)

叶绿素总含量= Ca×V/(1 000×W)+ Cb×V/(1 000×W)

其中，V为提取液总量（mL），W为样品质量（g）。

2结果与分析

通过图1我们很容易就会发现，随着温度的持续升高，毛白杨幼苗叶片中的叶绿素总量随之不断减小，当温度上升到40 ℃时，毛白杨幼苗叶片内的叶绿素总量远远小于其它处理组。这是因为通常情况下，植物体内叶绿素的生物合成过程，绝大多数都需要有酶的参与，而温度过高会影响酶的活性因而导致叶绿素的合成减缓并可以加速叶绿素的分解，因此，在高温胁迫下会导致叶绿素含量大幅下降。另外，随着胁迫时间的延长，毛白杨幼苗叶片内叶绿素总量随着时间的延长而总体呈下降趋势。在30 ℃处理时，在胁迫72 h后，毛白杨幼苗叶片的叶绿素总量比胁迫初期下降了16.15%；在35 ℃的高温处理时，叶片内的叶绿素总量处理36 h后比胁迫初期下降了17.67%，处理72 h后下降了17.13%；在40 ℃的高温处理时，叶片内的叶绿素总量下降趋势明显，36 h后比胁迫初期下降了17.41%，72 h后下降了24.57%。40 ℃高温短时间处理下，毛白杨幼苗叶片叶绿素总量整体呈现下降趋势，但在24~36 h内，叶绿素含量出现了短期增大的现象，之后又开始下降，这可能是因为高温胁迫导致叶绿素含量在不断下降，但是同时叶片也在不断蒸腾失水，从而导致叶绿素因叶片失水造成相对含量增加，而随着胁迫时间的延长，叶片蒸腾失水速度减慢，因此叶绿素含量急剧下降。

由于毛白杨幼苗叶片在40 ℃高温处理下叶片内的叶绿素总量与对照的差异比较大，因此对毛白杨幼苗叶片40 ℃高温处理下的叶绿素总量与胁迫时间与进行了相关性分析和多重检验，所得结果见表1。

如表1所示，对40 ℃高温不同时间处理下的毛白杨幼苗叶片中的叶绿素总量进行多重检验可知：毛白杨幼苗叶片内的叶绿素总量与胁迫时间存在着显著性的差异，其中40℃高温胁迫72 h后与对照差异达到极显著水平。

3讨 论

在本试验中，毛白杨幼苗叶片在不同温度、不同时间的处理后，叶片内的叶绿素总量随着温度的升高而减小。在30 ℃和35 ℃处理时，毛白杨幼苗叶片中叶绿素含量变化不大。在40℃高温处理时其叶绿素总量下降最为明显，这与40℃高温处理下毛白杨幼苗叶片发黄枯死相一致。光合作用是植株产量形成的基础，也是植物对高温最敏感的生理过程之一。高温直接损伤叶绿体、线粒体的结构，引起光合色素的降解，进而抑制光合作用。有试验证明，高温对叶绿体外膜和类囊体膜造成破坏，致使H+透性增加，造成ATP生成降低，叶绿素含量也随之降低。类胡萝卜素也是叶绿素总量的重要组成成分之一，存在于叶绿体膜系统上，既是光合色素，又是细胞内源抗氧化剂，这是因为类胡萝卜素在植物体内作为集光色素把激发能传递到反应中心的色素中心，在光下保护叶绿素分子不被氧化破坏，具有抗氧化能力，能清除体内自由基的不良影响。

参考文献：

[1] 关义新，戴俊英，陈军,等．土壤干旱下玉米叶片游离脯氨酸的累积及其与抗旱性的关系[J]玉米科学，1996，4(1)43-45.

[2] HUANG B，LIU X，FRY J D．Shoot physiological resPonses of two bentgrass cuhivars to hish temperature and poor siol aeration[J]．crop science，1998，(38)：1214-1219.

[3] 高文海，李新岗，黄建.陕北枣区鲜食枣适应性研究[J].西北植物学报，2005，25(11)：2319-2324．

[4] Starck Z, Wiwiec A, Chotuj D. Distribution of calcium in tomato plant in response to beat stress and plant growth regulators[J]. Plant and Soil，1994,167(1):142-144.

[5] Heath L, Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts.I.Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation[J].Arch Biochem Biophys,1968(25):189-198.

[6] 米海莉，许兴，李树华，等.干旱胁迫下牛心朴子幼苗相对含水量、质膜透性及保护酶活性变化[J].西北植物学报，2003，23(11)：1871-1876.

[7] Omran R G. Peroxide levels and the activities of catalase, peroxidase and indoleacetic acid oxidase during and agter chilling on cucmber seedlings[J].Plang Physiol,1983(65):407-410.

[8] 马德华，庞金安，霍振荣，等.高温对黄瓜细幼茵膜脂过氧化作用的影响[J].西北植物学报，2000，20(1):141-144.

收稿日期：2011-11-30；修订日期：2012-02-01

作者简介：杨慧斌（1966-），男，山西孝义人，工程师，主要从事林业方面的研究。