徐州地區廣玉蘭抗寒性研究

李杰　張亞紅

摘 要：選取徐州地區廣玉蘭葉片為材料，在人工低溫脅迫條件下，探討其細胞質膜相對透性、SOD活性和可溶性糖含量動態變化規律，研究其抗寒機理。實驗結果表明，廣玉蘭細胞質膜相對透性隨溫度下降而呈“S”型曲線變化，與溫度成負相關；不同溫度處理下SOD活性變化呈雙峰曲線，且與溫度呈正相關；可溶性糖含量呈先升高后下降的變化趨勢。

關鍵詞：人工低溫脅迫；廣玉蘭；抗寒性

中圖分類號 S181 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）07-95-02

廣玉蘭（Magnolia grandiflora）屬木蘭科、木蘭屬，是常綠闊葉樹種中罕見的優美觀賞樹種。隨著城市建設的快速發展及園林綠化的新要求，為豐富北方園林樹種，改善冬季園林植物景觀，不少城市園林部門都在嘗試著引進此樹，并取得了一定的成果。但廣玉蘭冬天凍害現象比較嚴重，所以對該樹種進行抗寒性研究。

1 材料與方法

1.1 材料 2011年10月至2012年3月，在江蘇師范大學（N34°15'48.37"、E117°11'16.35"）校園內隨機選擇自然條件下長勢較均一、生長良好、無病蟲害的成年廣玉蘭。

1.2 方法 細胞質膜相對透性采用電導法測定[1]；SOD活性測定采用NBT比色法[2]；可溶性糖（SS）含量采用蒽酮比色法測定[3]。

1.3 統計分析 采用Excel 2003統計分析數據和應用SPSS11.5進行多重比較與分析。

2 結果與分析

2.1 不同低溫處理下質膜相對透性的變化 廣玉蘭細胞質膜相對透性隨溫度下降而呈“S”型曲線變化，與溫度成負相關（表1）；多重比較分析表明，該樹種質膜相對透性隨溫度下降極顯著上升（p<0.01）。由圖1可知，廣玉蘭在10和11月細胞質膜相對透性在對照和-5℃處理之間迅速上升，與對照相比差異明顯。12月、1月、2月和3月低溫處理前期（ck至-10℃）上升緩慢，達到一定溫度（-15℃）出現躍升，之后變化又趨于緩慢上升。

通過比較圖1發現，廣玉蘭在抗寒鍛煉初期的10月和11月與抗寒鍛煉后的3月從對照到-10℃細胞質膜相對透性驟增，并且-10℃細胞質膜相對透性都超過50%，在接下來的降溫處理中，該樹種的質膜相對透性不斷增大，最后該樹種的滲透率都在70%以上，表明該樹種的細胞膜已受到了嚴重的損傷，同時也可以看出膜的破壞是一個不可逆的過程。廣玉蘭經歷抗寒鍛煉的12月和1月與抗寒鍛煉末期的2月卻在-10～-15℃細胞質膜相對透性驟增，在接下來的降溫處理中，變化幅度小，耐低溫能力強。

2.2 不同低溫處理下SOD活性的變化 多重比較分析表明，廣玉蘭在不同溫度處理下SOD活性變化呈雙峰曲線，變化極顯著（P<0.01）。SOD活性與溫度呈正相關（表2），除了1月相關性較低，其他月份相關性均較高。由圖2可知，10月、12月和3月廣玉蘭SOD活性在對照到-5℃和-15～20℃，呈上升顯著性趨勢（P<0.05）；在-5～-15℃和-20～-25℃顯著性下降（P<0.01）。11月和2月SOD活性在對照到-10℃，呈極顯著性上升趨勢（P<0.01）；-10～15℃，極顯著下降（P<0.01）。1月在對照到-15℃呈上升極顯著性趨勢（P<0.01）；-15～-25℃，極顯著下降（P<0.01）。各個月SOD活性相對增大幅度的順序為：11月>12月>2月>1月>3月>10月。

2.3 不同低溫處理下可溶性糖含量的變化 由圖3可知，廣玉蘭可溶性糖含量隨溫度下降而變化顯著（p<0.01），該樹種可溶性糖含量呈先升高后下降的變化趨勢。由圖3可知，廣玉蘭10、11月和1月的可溶性糖含量從對照到-5℃呈上升趨勢，10月在-5～-10℃顯著性上升（P<0.01），之后隨溫度下降顯著性降低（P<0.05）；11月在-5～-10℃急劇下降（P<0.01），之后隨溫度下降而顯著性上升（P<0.05），最大值出現在-20℃，-20～-25℃又顯著性降低（P<0.01）；1月中-5～-15℃顯著性上升（P<0.01），之后下降不明顯（P>0.05）；12月、2月和3月均從0～-15℃顯著性上升（P<0.01），-15～-25℃緩慢下降。6個月中可溶性糖含量相對增大幅度的順序是：10月>11月>1月>3月>2月>12月。

相關分析表明，廣玉蘭多數月份可溶性糖含量與溫度成負相關（表3），與溫度相關性最好是在12月份。

3 結論與討論

綜上所述，抗寒性較弱期（10月份），該樹種還處于生長較為旺盛的時期，對低溫的抗性較弱。所以，隨人工低溫處理溫度的降低，SOD活性和可溶性糖含量下降或者最初的低溫（對照至0℃或對照至-5℃之間）稍微上升后下降；細胞質膜相對透性在此溫度期間顯著性上升，之后變化平緩。抗寒性增強期（11月份），該樹種處于調整樹體內生理過程，SOD活性和可溶性糖含量迅速升高，這時期人工低溫處理下隨溫度的降低，SOD活性和可溶性糖含量在對照至-5℃或者對照至-10℃先呈上升趨勢，之后下降最后變化趨于平緩；細胞質膜相對透性在對照至-5℃變化緩慢或稍微上升，-5～-10℃顯著性上升，之后基本維持不變。抗寒性最強期（12～1月份），此時該樹種的抗寒性都達到了1a中最強的時期，體內低溫保護物質也達到最佳狀態，這時期人工低溫處理下隨溫度的降低，SOD活性和可溶性糖含量在對照至-10℃或者對照至-15℃之間先呈上升趨勢，之后下降最后變化趨于平緩；細胞質膜相對透性在對照至-10℃變化緩慢，在-10～-15℃顯著性上升（P<0.01）。抗寒性減弱期（2～3月份），該樹種開始調整生理代謝，進入“脫鍛煉”和開始生長過程，該樹種對瞬間低溫抗性最差，這時期隨人工低溫處理溫度的降低，SOD活性和可溶性糖含量在對照至-5℃或者對照至-10℃先呈上升趨勢，之后下降最后變化趨于平緩。

許多研究[4-6]認為，植物在低溫脅迫期間的酶活性均增加。本實驗結果表明，受到低溫脅迫后，廣玉蘭葉片中的SOD活性均增加，在低溫即將來臨的11月份，SOD活性出現最大值的溫度是-15℃，說明廣玉蘭低溫刺激敏感。11月份的降溫啟動了樹木體內的低溫適應機制，所以能夠在最低溫到來之前將SOD活性調整到最高。廣玉蘭葉片中可溶性糖含量隨溫度降低而增加，從而使其有一定的抗性和保護細胞的功能，這與之前的研究結果[7-8]一致。

參考文獻

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（責編：徐世紅）