高温胁迫下黑壳楠的抗性生理研究

王万喜，尹 帆 (长江大学园艺园林学院，湖北 荆州434025)

戈祖国 (湖北省荆州市城隆市政园林设计咨询有限公司，湖北 荆州434000)

向 杰 (湖北省长阳土家族自治县园林所，湖北 长阳443500)

费永俊 (长江大学园艺园林学院，湖北 荆州434025)

高温胁迫下黑壳楠的抗性生理研究

王万喜，尹 帆 (长江大学园艺园林学院，湖北 荆州434025)

戈祖国 (湖北省荆州市城隆市政园林设计咨询有限公司，湖北 荆州434000)

向 杰 (湖北省长阳土家族自治县园林所，湖北 长阳443500)

费永俊 (长江大学园艺园林学院，湖北 荆州434025)

以黑壳楠(Linderamegaphglla)幼苗为材料，模拟30、35、40℃高温处理后，观察黑壳楠幼苗及叶片的生长情况，并测定叶片中可溶性糖含量、游离脯氨酸(Pro)含量过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量等4个生理指标。结果表明，黑壳楠幼苗在30℃和35℃高温胁迫下形态变化不大，但40℃胁迫后植株叶片基本死亡；可溶性糖含量在30℃和35℃胁迫下变化不明显，在40℃胁迫下随时间延长而增加；Pro含量30℃和35℃胁迫下变化不显著，40℃下开始明显增加，可达到对照的15.34倍；高温胁迫下黑壳楠幼苗叶中POD活性表现出较明显的增长，但随着胁迫时间的延长表现出先增后降的趋势；高温胁迫下MDA含量与对照相比均有不同程度的增加，其中40℃胁迫下增加十分明显，并随胁迫时间延长而增加。

黑壳楠(Linderamegaphlla)；高温胁迫；生理特征

黑壳楠(Linderamegaphlla)是樟科山胡椒属常绿乔木，原生地为陕西、甘肃、湖北、四川、湖南和贵州等省。黑壳楠高达25m，树皮光滑，黑灰色；小枝粗壮，具灰白色皮孔；花期2～4月，果期9～12月；种子长椭圆状卵形。

黑壳楠抗寒能力强，也较耐旱，苗期喜阴，生长较快。黑壳楠既可作为优良园林观赏树种，又是极好的用材林树种。黑壳楠对温度较敏感，但有关黑壳楠在温度胁迫下的生理研究很少，仅藤开琼等[1]研究了低温胁迫对黑壳楠生理效应及脂质过氧化作用的影响，而在高温胁迫方面的研究还是空白。本研究以黑壳楠幼苗为材料，进行高温胁迫后，观察黑壳楠幼苗及叶片的形态变化，并测定和分析丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸(Pro)含量及过氧化物酶(POD)活性等相关生理指标，以期为黑壳楠的应用和推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

黑壳楠取材于湖北省荆州市长江大学园艺园林学院教学实习基地，2007年12月至2008年4月取生长状况良好黑壳楠幼苗盆栽于25℃的温室。

1.2 方法

将在温室中培养生长状况良好的黑壳楠幼苗取出，分别置于30、35、40℃的人工气候箱中进行温度胁迫处理，于处理后的第2、4、6d分别进行各项指标的测定。每个处理选生长状况一致幼苗3～5株，2次重复，每次测定重复3次。Pro含量测定采用酸性茚三酮比色法[2]，MDA含量测定采用硫代巴比妥酸法[3]，可溶性糖含量测定参考文献[3]、POD活性测定参考文献[4]。

2 结果与分析

2.1 高温胁迫下黑壳楠幼苗叶片的形态变化

人工气候箱内培养的黑壳楠幼苗在不同高温胁迫下，幼苗叶片的形态变化见表1。30℃和35℃处理对黑壳楠幼苗叶片形态变化不大；40℃处理2d后叶片轻微失水，处理4d后部分叶片发黄，呈中度失水状态，处理6d后几乎全部叶片变黄，呈干枯状态，大部分叶片失去活性。结果表明，黑壳楠幼苗对40℃以下的高温有着较好的抵抗能力，40℃胁迫后，植株叶片基本死亡。

表1 不同高温处理不同时间后叶片形态变化

2.2 高温胁迫对黑壳楠叶片可溶性糖含量的影响

表2 不同高温处理不同时间后叶片可溶性糖含量变化 μg/g

表3 不同高温处理不同时间后叶片Pro含量变化 μg/g

表4 不同高温处理不同时间后叶片POD含量变化 μg/g

表5 不同高温处理不同时间后叶片丙二醛含量变化 μg/g

由表2可知，黑壳楠幼苗可溶性糖含量在30℃和35℃处理下变化不明显，但在40℃处理下随胁迫时间延长而增加，处理2d后可溶性糖含量是CK的1.67倍，处理4d后开始增加显著，是CK的2.61倍，处理6d后达到CK的3.38倍。

2.3 高温胁迫对黑壳楠幼苗Pro含量的影响

由表3可知，黑壳楠幼苗在高温胁迫后，Pro含量有不同程度的增加，但是30℃和35℃下不如40℃下明显；在40℃胁迫下，Pro含量开始明显增加，处理4d后是CK的5.30倍，处理6d后达到CK的15.34倍。

2.4高温胁迫对黑壳楠幼苗叶片POD活性的影响

在不同高温胁迫下黑壳楠幼苗叶中POD活性表现出了一定的增长(表4)，在40℃胁迫下尤为明显，但是随着胁迫时间的延长升到最高后开始下降，胁迫4d后的POD活性是CK的1.23倍，6d后POD活性下降为CK的1.19倍。

2.5高温胁迫对黑壳楠幼苗叶片丙二醛含量的影响

黑壳楠受到温度胁迫后幼苗叶片MDA含量与CK相比均有不同程度的增加(表5)，但是在40℃胁迫下增加最明显，胁迫4d后MDA的含量为CK的1.18倍，6d后MDA的含量骤增至CK的3.13倍。

3 讨论与小结

黑壳楠幼苗形态在30℃和35℃胁迫处理下变化不显著，40℃胁迫下的黑壳楠幼苗正常生长受到抑制，处理6d后几乎全部叶片变黄，呈干枯状态，大部分叶片失去活性。

Pro能够促进蛋白质的水合作用，由于亲水、疏水表面的相互作用，蛋白质胶体亲水面积增大，能使可溶性蛋白质(清蛋白类)增多，从而增强植物的抗逆性[5]。黑壳楠幼苗在高温胁迫下，Pro含量变化不尽相同，30℃和35℃的处理下变化不显著，40℃下Pro含量开始明显增加，可达到CK的15.34倍。Pro的积累可能是对高温的一种保护反应。

氧对需氧生物来说具有两重性，有机体依赖氧去获取能量和维持生命，但是氧对其又会有毒害。POD作为生物防御系统中的酶类，在很多种植物上己经得到了广泛的研究[6-7]。本研究中，高温胁迫下黑壳楠幼苗叶中POD活性表现出了较明显的增长，但随着胁迫时间的延长POD活性升到最高后开始下降。黑壳楠幼苗叶中Pro含量总体表现先增后降的趋势，前期增加可能主要是植物对环境变温作出的本能应激反应，但随着胁迫时间的延长，细胞内代谢紊乱，Pro含量下降，这与形态学观察的结果基本一致。

高温胁迫后MDA含量与CK相比均有不同程度的增加，其中40℃胁迫下增加十分明显，并随胁迫时间延长而增加，胁迫4d后黑壳楠幼苗叶片MDA含量为CK的1.18倍，6d后骤增至CK的3.13倍。叶片中MDA的含量随胁迫强度的增加而增加，说明温度越高，黑壳楠叶细胞中膜系统的损伤越严重，这与形态学观察的结果也基本吻合从形态和生理指标综合分析来看，黑壳楠具有较强的抗高温能力，能通过一系列保护性的生理化反应来适应高温胁迫。

[1]藤开琼，杨秋生，戴 钢，等．低温胁迫对黑壳楠幼苗生理效应及脂质过氧化作用的影响[J]．河南农业大学报，2002，36(2)：151-154．

[2]李合生，孙 群，赵世杰，等．植物生理生化实验原理和技术[M]．北京：高等教育出版社，2000：134-165．

[3]邹 琦．植物生理学实验指导[M]．北京：中国农业出版社，2000：110-112．

[4]上海植物生理学会．植物生理研究手册[M]．上海：上海科学技术出版社，1995．

[5]许详明，叶和春．脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展[J]．植物学通报，2000，17(6)：536-542．

[6]王洪春．植物抗性与生物膜结构功能研究进展[J]．植物生理学通讯，1985，(2)：60-6．

[7]胡安生，管彦良．高温胁迫与积幼苗超氧物歧化酶活性和脂质过氧化作用的关系[J]．浙江农业学报，1996，8(2)：96-10．

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.03.003

Q945.78;Q949.747.5

A

1673-1409(2012)03-S008-03

2012-01-12

农业部科技成果转化资金项目(国科发农[2009]51号)。

王万喜(1975-)，女，陕西旬阳人，硕士，讲师，研究方向为园林规划设计与园林植物种质资源保护。

费永俊，E-mailfyj2010@163.com。