低温对两种油茶的生理生态效应

陈丽文,王艳平

(1.信阳农林学院 a.林学系;b.财经系，河南 信阳 464000；2.信阳师范学院 大别山农业生物资源保护与利用研究院,河南 信阳 464000)

0 引言

低温能够影响植物的生长发育和生理生态效应[1].在低温处理的过程中，植物的叶绿素含量、光合效率、抗氧化酶系统都能发生变化[2].因此判断植物抗寒性的依据可以通过生理和光合指标来表现.油茶，常绿小乔木，原产中国，主要集中在南方亚热带地区，以高山和丘陵地带为主[3].由于油茶的产量较低，1960年以来，中国科研工作者开始了油茶的选育研究，并取得了一系列的研究成果，但是油茶对低温的抵抗力的生理学研究较少.影响油茶生长发育并且对于油茶的地理分布产生限制性作用的环境因子有很多，其中温度是主要因素[4].实验证明，植物抗氧化能力与体内的抗氧化物酶紧密联系，油茶中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)均属于细胞膜保护酶, 在活性氧代谢中发挥重要作用, 具有一定的稳定性,并且影响植物的抗逆性[5-8],而温度又是影响酶活性的主要因素之一.因此本文以广西油茶和湖南油茶为研究对象，通过研究低温对这两种油茶中最大光化学效率以及SOD、CAT、POD三种抗氧化物酶活性的影响，揭示低温对两种油茶的生理生态效应.

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验的材料为广西油茶(Camelliaoleifera, Guangxi)和湖南油茶Camelliaoleifera, Hunan).

1.2 主要仪器

光照培养箱， LX-1332型照度计(日本三菱仪表)，便携式叶绿素荧光仪 (PEA,Hansatech,U.K.).

1.3 试验方法

选取长势一致，大小相同的无病毒幼苗，保证水分营养等适宜的生长环境，在-10 ℃、0 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃的温度梯度下处理两种材料，人工气候箱处理6 h,光照强度为20 000 Lx.以25 ℃为对照.培养15 d后，开始测定实验组和对照组在不同温度下叶绿素荧光的相关参数，仪器为超便携式叶绿素荧光仪，测定叶片的最大光化学效率(Fv/Fm).在室温下测定,激发光强为最大光强的100%(约3000 μE/(m2·s)),叶片暗适应时间不少于15 min,记录时间为6 s.(Fv/Fm) 作为可变荧光与最大荧光之比.与此同时选取试验组和对照组中相同部位叶片，提取内含物，用离心机离心后，测定三种抗氧化物酶即CAT、SOD、POD的酶活性[6].

1.4 数据分析

试验数据在计算机中采用Excel进行整理，并绘制图表.

2 结果与分析

2.1 低温对最大光化学效率的影响

植物的最大光化学效率(Fv/Fm) 反映了植物的最大光学潜能.在温度梯度下，广西油茶对照组的最大光化学效率维持在0.8左右，湖南油茶对照组的最大光化学效率一般在0.75～0.8之间.由此可见温度对两种油茶的最大光化学效率(Fv/Fm) 的影响不明显.经过低温处理后，两种油茶的(Fv/Fm) 值逐渐下降，湖南油茶下降幅度相对要小，在-10 ℃时达到最低值0.55，广西油茶下降幅度相对较大，在-10 ℃时达到最低值0.3，见图1.

2.2 低温对CAT活性的影响

机体受活性氧毒害程度可以通过过氧化氢酶的活性来体现.顺着温度梯度，过氧化氢酶的活性发生变化，其中湖南油茶和广西油茶对照组均在10 ℃时酶活性最高.经过低温处理后，广西油茶在20 ℃时酶活性最高，并且变化幅度相对较大，湖南油茶在15 ℃时酶活性最高，变化幅度相对较小，见图2.

图1 不同温度下2种油茶的最大光化学效率 (Fv/Fm) 变化(对照:25 ℃) 图2 不同温度下2种油茶过氧化氢酶 CAT活性变化(对照:25 ℃) Fig. 1 The value of (Fv/Fm) change in Camel-lia oleiferaunder different temperature(control:25 ℃) Fig. 2 The changes of catalase activities in Camellia oleifera under different temperature(control:25 ℃)

2.3 低温对SOD活性的影响

超氧化物歧化酶SOD的活性可以评价机体受污染的程度.在温度梯度下超氧化物歧化酶SOD活性随温度发生变化.其中广西油茶和湖南油茶对照组在15 ℃时酶活性最高，分别为80 U和45 U.经过低温处理后，广西油茶和湖南油茶中的超氧化物歧化酶活性发生变化，均在20 ℃酶活性最高，分别为110 U和80 U.并且广西油茶酶活性变化幅度较大，在-10 ℃时酶活性为0，见图3.

2.4 低温对POD活性的影响

过氧化物酶可以判断组织老化程度.在温度梯度下过氧化物酶活性随着温度发生变化，其中广西油茶和湖南油茶对照组均在15 ℃时酶活性最高分别为45 U和25 U.经过低温处理后2种油茶中过氧化物酶活性均发生变化，广西油茶仍在15 ℃酶活性达到最高45 U,但是变化幅度较对照组更大，湖南油茶在10 ℃时酶活性最高，并且变化幅度相对对照组也更大，见图4.

图3 不同温度下2种油茶中超氧化物 歧化酶SOD活性变化(对照:25 ℃) 图4 不同温度下2种油茶中过氧化物酶 POD的活性变化(对照:25 ℃) Fig. 3 The changes of superoxide dismutase activities in two Camellia oleifera under different temperature(control:25 ℃) Fig . 4 The change of peroxidase activities in two Camellia oleifera under different temperature(control:25 ℃)

3 结论

温度的变化对两种油茶的最大光化学效率(Fv/Fm) 的影响不大，但是低温处理后，2种油茶的(Fv/Fm) 值都呈下降趋势，其中湖南油茶的变化趋势相对于广西油茶更大，说明低温能使两种油茶的最大光化学效率下降,但是对湖南油茶的影响更大.本文仅以广西油茶和湖南没茶两个品种为研究对象，研究了低温对油茶中(Fv/Fm) 以及SOD、CAT、POD等3种抗氧化物酶活性的影响，从而提示低温对这2种油茶的生理生态效应.