低溫脅迫對(duì)3個(gè)暖季型草坪草品種生理指標(biāo)的影響

侯祥云　趙曉丹　郭先鋒

摘要：以北方園林綠化常見的3個(gè)暖季型草坪草品種為試材，研究了低溫脅迫對(duì)其電解質(zhì)滲出率、丙二醛（MDA）含量、過氧化氫酶（CAT）活性等生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，隨著低溫脅迫的加劇，電解質(zhì)滲出率呈增加趨勢(shì)，MDA含量、CAT活性表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，得出3個(gè)暖季型草坪草品種的抗寒性強(qiáng)弱順序?yàn)椋阂芭２?結(jié)縷草>狗牙根。

關(guān)鍵詞：低溫脅迫；暖季型草坪草；生理指標(biāo)

中圖分類號(hào)：S688.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2013）07-0050-03

暖季型草坪草（Warm-season turfgrass）廣泛分布于氣候溫暖的濕潤(rùn)和半濕潤(rùn)地區(qū)，在我國(guó)暖季型草坪草主要分布于長(zhǎng)江流域以南的廣大地區(qū)。和冷季型草坪草相比，暖季型草坪草具有生長(zhǎng)低矮、耐修剪、耐旱、耐熱、耐踐踏、抗逆性強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因而備受人們的青睞。

冬季低溫影響暖季型草坪草的綠期、應(yīng)用范圍，降低其觀賞價(jià)值，進(jìn)而限制其在北方園林綠化中的應(yīng)用。本試驗(yàn)以北方園林中常用的暖季型草坪草——結(jié)縷草、狗牙根和野牛草為試材，研究低溫脅迫對(duì)其生理指標(biāo)的影響，探討暖季型草坪草的抗寒機(jī)理，篩選抗寒性強(qiáng)的品種，為提高暖季型草坪草的園林應(yīng)用和抗寒育種提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試品種為山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)草坪實(shí)驗(yàn)站提供的狗牙根[Cynodon dactylon（L.）Pers.]、結(jié)縷草（Zoysia japonica）和野牛草（Buchloe dactyloides）。采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積1 m×1 m，小區(qū)間距0.5 m。試驗(yàn)過程中對(duì)草坪草采用統(tǒng)一管理，保持其自然生長(zhǎng)狀態(tài)。

1.2試驗(yàn)方法

選擇在同一生育期（分蘗～拔節(jié)期）生長(zhǎng)健壯的材料進(jìn)行取樣，放入低溫冰箱中作人工低溫處理。設(shè)6個(gè)溫度梯度：0℃（對(duì)照）、-3℃、-6℃、-9℃、-12℃、-15℃。取出后分別進(jìn)行電解質(zhì)滲出率^[1]、丙二醛（MDA）含量^[2]和過氧化氫酶（CAT）活性^[2]測(cè)定。每處理重復(fù)3次。

2結(jié)果與分析

2.1低溫對(duì)電解質(zhì)滲出率的影響

由圖1可見，3個(gè)品種在低溫初期電解質(zhì)滲出率緩慢增加，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)電解質(zhì)滲出率急劇上升。狗牙根、結(jié)縷草在整個(gè)降溫期間表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，在-12℃時(shí)達(dá)到最大值，隨后開始下降；野牛草電解質(zhì)滲出率在整個(gè)降溫期間表現(xiàn)為不斷增加趨勢(shì)，且在各個(gè)低溫階段均相對(duì)較低，在-15℃時(shí)達(dá)到最大值。

2.2低溫對(duì)MDA含量的影響

由圖2可見，狗牙根、結(jié)縷草的MDA含量隨著溫度的降低表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，在-12℃時(shí)達(dá)到最大值，在各個(gè)低溫階段狗牙根和結(jié)縷草MDA含量相差不大；野牛草在整個(gè)降溫期間MDA表現(xiàn) 為不斷增加趨勢(shì)，且在各個(gè)低溫階段均相對(duì)較低，在-15℃時(shí)達(dá)最大值。

2.3低溫對(duì)CAT活性的影響

由圖3可見，隨著溫度的降低，3個(gè)品種的CAT活性呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。狗牙根、結(jié)縷草的CAT活性在0℃～-9℃之間呈緩慢增加趨勢(shì)，均在-9℃時(shí)達(dá)到最大值， 隨后開始逐漸降低；野牛草在0℃～-12℃之間呈逐漸增加趨勢(shì)，在-12℃時(shí)達(dá)到最大值，隨后開始下降。

3結(jié)論與討論

研究表明^[3～6]，電解質(zhì)滲出率的變化可以客觀地反應(yīng)試驗(yàn)材料在低溫逆境下的受凍情況，可以作為鑒定植物抗寒性強(qiáng)弱的指標(biāo)之一。本試驗(yàn)3個(gè)品種在低溫脅迫下的電解質(zhì)滲出率變化，擬合logistic方程求出狗牙根、結(jié)縷草、野牛草的LT50分別為-8.85℃、-10.75℃、-16.42℃。以LT50高低判斷其抗寒性強(qiáng)弱，LT50越低，抗寒性越強(qiáng)，得出3個(gè)暖季型草坪草品種的抗寒能力由高到低為：野牛草>結(jié)縷草>狗牙根。

丙二醛是膜質(zhì)過氧化產(chǎn)物，能夠抑制細(xì)胞保護(hù)酶活性和降低抗氧化物的含量，其含量的高低直接關(guān)系到質(zhì)膜的傷害程度。前人研究認(rèn)為^[7～10]，MDA在植株遭遇低溫脅迫時(shí)含量會(huì)升高，是鑒定細(xì)胞膜脂過氧化程度的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)中，3個(gè)暖季型草坪草品種在低溫脅迫初期MDA含量增加，說明低溫脅迫初期，植株機(jī)體內(nèi)膜脂過氧化作用加大，MDA含量升高；隨著溫度持續(xù)降低，部分應(yīng)激蛋白開始發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，使得MDA含量不再持續(xù)增加，開始下降。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，抗寒性強(qiáng)的品種MDA含量相對(duì)較低，反之含量相對(duì)較高，這可能是由于植物具有不同的抗寒機(jī)制所致。CAT作為一種重要的膜保護(hù)酶，是衡量植物抗寒性強(qiáng)弱的重要鑒定指標(biāo)。研究表明^[11～13]，隨著低溫脅迫加劇，CAT活性增強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到植物所能承受的臨界低溫時(shí)，CAT 活性出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象，活性迅速下降。本試驗(yàn)中，低溫脅迫下3個(gè)暖季型草坪草品種的CAT活性，隨著溫度降低總體上呈先升后降的趨勢(shì)。在降溫初期，體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生過多的O-·2，為維持體內(nèi)自由基平衡狀態(tài)， CAT的活力增高，以清除過多的自由基，隨著低溫脅迫的加劇，自由基的濃度超過某一閾值，導(dǎo)致酶蛋白分子的破壞，引起CAT活性的降低。鑒于植物體對(duì)抗寒性起主導(dǎo)作用的因素不同，膜保護(hù)酶有多種，因此不能籠統(tǒng)地僅根據(jù)CAT活性變化來判斷暖季型草坪草品種的抗寒性強(qiáng)弱。

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