5種酢漿草屬植物對(duì)低溫脅迫的生理響應(yīng)及抗寒性評(píng)價(jià)1)

李文明 魏一粟 錢(qián)燕萍 田如男

(南京林業(yè)大學(xué)，南京，210037)

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5種酢漿草屬植物對(duì)低溫脅迫的生理響應(yīng)及抗寒性評(píng)價(jià)1)

李文明 魏一粟 錢(qián)燕萍 田如男

(南京林業(yè)大學(xué)，南京，210037)

以5種酢漿草屬植物為試驗(yàn)材料，通過(guò)人工低溫和自然低溫處理，觀測(cè)形態(tài)特征，測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛(MDA)質(zhì)量摩爾濃度、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過(guò)氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)、游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)，評(píng)價(jià)其抗寒性。結(jié)果表明：在人工低溫處理下，隨著處理溫度的降低，5種植物的生理生化指標(biāo)變化趨勢(shì)基本一致，相對(duì)電導(dǎo)率呈上升趨勢(shì)；MDA質(zhì)量摩爾濃度呈先下降后上升再下降趨勢(shì)；SOD活性、POD活性、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)和游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先上升后下降趨勢(shì)；葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈下降或先上升后下降趨勢(shì)。通過(guò)隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)5種植物的抗寒性可知，在冬季的抗寒性由大到小的順序?yàn)辄S花酢漿草、紅花酢漿草、大花酢漿草、芙蓉酢漿草、紫葉酢漿草；在春季的抗寒性由大到小的順序?yàn)榧t花酢漿草、黃花酢漿草、大花酢漿草、紫葉酢漿草、芙蓉酢漿草，這與自然低溫處理下觀測(cè)的結(jié)果一致。研究旨在從中篩選出優(yōu)異抗寒的種質(zhì)材料，為酢漿草屬植物抗寒性研究提供種質(zhì)材料和理論依據(jù)。

酢漿草屬；人工低溫；生理響應(yīng)；綜合評(píng)價(jià)；抗寒性

Oxalis； Artificial low temperature； Physiological response； Comprehensive evaluation； Cold resistance

酢漿草屬(Oxalis)是酢漿草科最大的屬，約有800種植物，廣布于世界各地，主要分布在南美洲和非洲南部，尤其是好望角[1]。酢漿草屬植物喜向陽(yáng)、溫暖、濕潤(rùn)的環(huán)境，抗旱能力強(qiáng)，但不耐寒。鑒于其花色和葉形具有較高的觀賞價(jià)值，被廣泛應(yīng)用于園林綠化中。從已有資料來(lái)看，有關(guān)學(xué)者從系統(tǒng)分類[2]、繁殖方式[3]、遺傳多樣性[4]、種質(zhì)資源保護(hù)[5]、ISSR反應(yīng)體系的建立與優(yōu)化[6]等方面對(duì)酢漿草屬植物進(jìn)行了研究。目前，有關(guān)酢漿草屬植物的耐旱性和耐鹽性研究已有報(bào)道[7-8]，但有關(guān)抗寒性的研究鮮有報(bào)道。因此，本試驗(yàn)以5種酢漿草屬植物為材料，通過(guò)人工低溫和自然低溫處理，觀測(cè)形態(tài)特征，測(cè)定各項(xiàng)生理生化指標(biāo)，運(yùn)用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)5種酢漿草屬植物的抗寒性，旨在從中篩選出優(yōu)異抗寒的種質(zhì)材料，為酢漿草屬植物抗寒性研究提供種質(zhì)材料和理論依據(jù)。

1 材料與方法

供試材料為紅花酢漿草(O.corymbosa)、芙蓉酢漿草(O.purpurea)、黃花酢漿草(O.pes-caprae)、大花酢漿草(O.bowiei)和紫葉酢漿草(O.violacea)的球根繁殖苗，每種植物108盆。8月上旬，將5種植物的球根移栽到口徑10 cm、高12 cm的營(yíng)養(yǎng)缽(盆土為V(泥炭)∶V(珍珠巖)=3∶1的混合基質(zhì))，置于南京林業(yè)大學(xué)園林國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心通風(fēng)良好、光照充足的位置，常規(guī)養(yǎng)護(hù)。植株生長(zhǎng)至11月上旬成苗，冠幅≥15 cm。

分別于12月15日和翌年4月6日進(jìn)行人工低溫處理，以未經(jīng)人工低溫處理的為對(duì)照。每個(gè)處理3盆，重復(fù)3次。將試驗(yàn)材料全株帶盆放入海爾程控冰箱，在0 ℃處理24 h后，取出第1組樣品；繼續(xù)降溫至-3 ℃，停留24 h后取出第2組樣品；以此類推，直到降溫至-12 ℃，停留24 h后取出第5組樣品。取出的樣品置于冰箱內(nèi)解凍4 h，然后置于室溫下恢復(fù)10 h，觀測(cè)并記錄形態(tài)特征，選取成熟葉(去除主脈)測(cè)定生理生化指標(biāo)。

參照李合生[9]的方法，測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛質(zhì)量摩爾濃度、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)、游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超氧化物歧化酶活性、過(guò)氧化物酶活性、葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)。

半致死溫度計(jì)算：應(yīng)用電導(dǎo)法配以Logistic方程Y=K/(1+ae-bx)(Y為人工低溫處理下的相對(duì)電導(dǎo)率；x為處理溫度；K、a、b均為參數(shù))利用方程拐點(diǎn)求得5種植物的半致死溫度(LT50)[10]。

抗寒性綜合評(píng)價(jià)：應(yīng)用模糊隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)5種植物的抗寒性。指標(biāo)與抗寒性呈正相關(guān)時(shí)，采用的公式為X(μ)=(Xij-Xmin)/(Xmax-Xmin)；指標(biāo)與抗寒性呈負(fù)相關(guān)時(shí)，采用的公式為X(μ)=1-(Xij-Xmin)/(Xmax-Xmin)。其中，Xij為某指標(biāo)的測(cè)定值；Xmax為對(duì)應(yīng)指標(biāo)的最大值；Xmin為對(duì)應(yīng)指標(biāo)的最小值；X(μ)為隸屬函數(shù)值[11]。通過(guò)主成分分析計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，再乘以對(duì)應(yīng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，并累加求和計(jì)算綜合評(píng)定值，其值越大，抗寒性越強(qiáng)。

數(shù)據(jù)分析：試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2010和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫處理對(duì)5種酢漿草屬植物的半致死溫度的影響

在人工低溫處理下，5種植物的相對(duì)電導(dǎo)率隨著處理溫度的降低呈S型曲線上升。在冬季人工低溫處理下，紅花酢漿草、芙蓉酢漿草、黃花酢漿草、大花酢漿草、紫葉酢漿草的低溫半致死溫度分別為-9.74、-7.71、-10.22、-8.41、-6.92 ℃，抗寒性由大到小的順序?yàn)辄S花酢漿草、紅花酢漿草、大花酢漿草、芙蓉酢漿草、紫葉酢漿草；在春季人工低溫處理下；5種植物的低溫半致死溫度分別為-7.13、-2.61、-7.01、-6.22、-4.33 ℃，抗寒性由大到小的順序?yàn)榧t花酢漿草、黃花酢漿草、大花酢漿草、紫葉酢漿草、芙蓉酢漿草。從表1可知，5種植物在冬季的低溫半致死溫度低于春季，表明在冬季的抗寒性較春季強(qiáng)。

2.2 低溫處理對(duì)5種酢漿草屬植物的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度的影響

在人工低溫處理下，5種植物的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度隨著處理溫度的降低總體呈先下降后上升再下降趨勢(shì)(表2)。在冬季人工低溫處理下，紅花酢漿草、芙蓉酢漿草、黃花酢漿草和大花酢漿草的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度在-9 ℃時(shí)達(dá)到最大值，分別比對(duì)照組高38.07%、31.97%、44.65%和13.45%；紫葉酢漿草在-6 ℃時(shí)達(dá)到最大值。在春季人工低溫處理下，紅花酢漿草和芙蓉酢漿草的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度在-3 ℃時(shí)達(dá)到最大值，分別比對(duì)照組高7.47%和85.94%；黃花酢漿草、大花酢漿草和紫葉酢漿草的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度在-6 ℃時(shí)達(dá)到最大值，分別比對(duì)照組高16.80%、38.93%和35.58%(表2)。

表1 5種植物的低溫半致死溫度(LT50)及擬合度(R2)

2.3 低溫處理對(duì)5種酢漿草屬植物的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

在人工低溫處理下，5種植物的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著處理溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)。在冬季人工低溫處理下，芙蓉酢漿草和大花酢漿草的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-3 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高15.00%和18.57%；紅花酢漿草、黃花酢漿草和紫葉酢漿草的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高17.82%、11.98%和17.55%。在春季人工低溫處理下，大花酢漿草的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0 ℃時(shí)達(dá)到峰值，比對(duì)照組高43.13%；芙蓉酢漿草和紫葉酢漿草的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-3 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高70.16%和14.08%；紅花酢漿草和黃花酢漿草的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高41.39%和22.95%(表2)。

2.4 低溫處理對(duì)5種酢漿草屬植物的游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

在人工低溫處理下，5種植物的游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著處理溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)。在冬季人工低溫處理下，芙蓉酢漿草、大花酢漿草和紫葉酢漿草的游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高74.87%、26.35%和94.75%；紅花酢漿草和黃花酢漿草的游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-9 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高28.33%和26.44%。在春季人工低溫處理下，芙蓉酢漿草和紫葉酢漿草的游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-3 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高178.58%和144.85%；紅花酢漿草、黃花酢漿草和大花酢漿草的游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高51.99%、67.78%和121.27%(表2)。

表2 低溫處理對(duì)5種酢漿草屬植物理化性質(zhì)的影響

季節(jié)溫度/℃可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)/mg·g-1紅花酢漿草芙蓉酢漿草黃花酢漿草大花酢漿草紫葉酢漿草冬季CK(6．79±0．66)b(3．20±0．27)b(7．26±0．23)c(2．80±0．09)b(8．09±0．02)bc0(7．10±0．64)b(3．57±0．10)a(7．44±0．24)abc(3．30±0．23)a(8．26±0．41)bc-3(7．03±0．20)b(3．68±0．12)a(7．49±0．17)abc(3．32±0．13)a(8．87±0．44)ab-6(8．00±0．05)a(3．58±0．04)a(8．13±0．70)a(3．15±0．12)a(9．51±0．10)a-9(7．26±0．59)ab(3．10±0．12)b(8．08±0．52)ab(3．00±0．11)ab(7．37±0．34)c-12(7．02±0．18)b(2．96±0．16)b(7．32±0．31)bc(2．84±0．18)b(5．16±0．92)d春季CK(7．78±0．42)bc(4．39±0．39)cd(11．46±0．41)b(2．99±0．19)b(7．46±0．37)b0(9．52±0．21)ab(7．05±0．09)a(13．22±1．3)ab(4．28±0．20)a(8．46±0．12)a-3(10．81±0．08)a(7．47±0．14)a(13．27±0．9)ab(4．12±0．19)a(8．51±0．18)a-6(11．00±0．11)a(5．65±0．28)b(14．09±1．84)a(3．95±0．10)a(7．35±0．61)b-9(9．48±0．04)ab(4．88±0．37)c(9．14±0．46)c(2．86±0．13)ab(6．60±0．48)b-12(6．84±0．77)c(4．27±0．16)d(8．33±0．41)c(2．48±0．17)b(4．25±0．38)c

季節(jié)溫度/℃游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/μg·g-1紅花酢漿草芙蓉酢漿草黃花酢漿草大花酢漿草紫葉酢漿草冬季CK(100．70±3．43)c(19．18±0．85)d(21．33±1．16)c(81．10±2．94)c(10．28±0．93)e0(113．00±3．71)b(23．68±2．44)bc(21．58±1．26)bc(92．55±1．14)b(13．51±1．17)cd-3(110．48±8．39)b(25．49±0．90)b(25．44±0．97)a(94．21±1．92)b(16．01±0．94)bc-6(128．59±4．78)a(33．54±2．46)a(25．73±1．54)a(102．47±6．89)a(20．02±1．39)a-9(129．23±1．45)a(26．12±1．53)b(26．97±0．79)a(93．65±2．47)b(16．76±0．79)b-12(107．74±3．32)bc(21．11±2．74)cd(23．43±1．01)b(79．94±2．84)c(10．99±1．71)de春季CK(21．60±1．81)c(11．95±1．84)c(12．82±2．07)c(49．97±1．86)e(5．44±0．93)de0(26．20±2．33)b(11．95±1．84)c(16．63±0．55)b(76．71±3．54)c(8．85±1．17)c-3(27．46±0．63)b(33．29±1．84)a(19．84±0．81)a(90．46±4．61)b(13．32±1．66)a-6(32．83±2．01)a(23．01±1．49)b(21．51±1．59)a(110．57±2．65)a(10．89±1．39)b-9(26．49±1．32)b(10．98±1．29)c(15．88±0．65)b(70．45±3．26)d(6．68±1．50)d-12(19．30±1．94)c(7．46±0．57)d(12．36±0．76)c(28．70±3．00)f(4．36±1．71)e

季節(jié)溫度/℃超氧化物歧化酶的活性/U·g-1紅花酢漿草芙蓉酢漿草黃花酢漿草大花酢漿草紫葉酢漿草冬季CK(312．16±9．44)c(326．22±6．36)b(335．95±9．95)b(271．26±12．08)b(185．76±5．92)c0(348．15±6．67)ab(360．44±0．63)a(372．74±0．51)a(293．91±6．75)ab(223．56±3．40)b-3(351．41±10．53)ab(367．11±8．754)a(371．56±3．87)a(317．31±17．53)a(261．06±14．28)a-6(359．41±3．70)a(361．78±3．08)a(376．59±0．51)a(313．46±4．84)a(267．31±1．36)a-9(341．03±8．547)b(286．81±3．70)c(373．33±5．55)a(287．98b±2．04)a(227．00±3．47)b-12(272．56±10．48)d(232．19±9．89)d(301．58±5．04)c(207．69±5．44)c(122．51±14．37)d春季CK(263．88±13．51)c(181．49±2．80)b(233．81±9．95)e(245．23±12．0)c(199．70±2．34)d0(308．38±5．34)a(303．33±2．32)a(281．22±0．51)c(345．83±6．75)a(297．60±6．12)b-3(312．76±2．92)a(299．93±2．17)a(294．22±6．94)b(336．86±17．53)a(311．06±2．04)a-6(318．30±2．60)a(192．21±10．52)b(310．70±0．51)a(313．40±4．84)b(215．86±2．04)c-9(280．97±8．10)b(117．86±14．54)c(258．51±5．55)d(114．74±8．40)d(111．54±6．78)e-12(195．15±4．47)d(31．80±4．00)d(162．16±5．04)f(71．15±5．44)e(54．00±7．06)f

續(xù)(表2)

季節(jié)溫度/℃葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)/mg·g-1紅花酢漿草芙蓉酢漿草黃花酢漿草大花酢漿草紫葉酢漿草冬季CK(1．21±0．02)ab(1．51±0．02)ab(0．87±0．04)d(0．62±0．01)bc(0．54±0．03)b0(1．25±0．15)ab(1．57±0．15)a(0．91±0．09)cd(0．72±0．12)ab(0．60±0．05)ab-3(1．35±0．01)a(1．64±0．23)a(1．13±0．02)a(0．77±0．04)a(0．74±0．17)a-6(1．33±0．01)a(1．76±0．24)a(1．12±0．04)a(0．76±0．06)a(0．68±0．06)a-9(1．32±0．01)ab(1．24±0．05)bc(1．09±0．01)ab(0．75±0．07)a(0．65±0．05)ab-12(1．15±0．03)b(1．16±0．06)c(0．99±0．03)bc(0．55±0．04)c(0．48±0．03)b春季CK(1．67±0．04)bc(1．55±0．04)a(1．12±0．07)a(0．85±0．07)a(0．88±0．01)a0(1．67±0．10)bc(1．51±0．01)a(1．07±0．04)a(0．79±0．02)a(0．85±0．05)a-3(1．62±0．02)c(1．40±0．01)b(1．11±0．05)a(0．67±0．05)b(0．73±0．08)b-6(1．84±0．04)a(1．14±0．04)c(1．03±0．03)a(0．62±0．02)b(0．52±0．03)c-9(1．74±0．05)ab(1．03±0．05)d(0．93±0．06)b(0．50±0．02)c(0．52±0．04)c-12(1．54±0．05)c(0．93±0．05)e(0．83±0．01)c(0．49±0．01)c(0．49±0．05)c

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.5 低溫處理對(duì)5種酢漿草屬植物的超氧化物歧化酶活性的影響

在人工低溫處理下，5種植物的SOD活性隨著處理溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)。在冬季人工低溫處理下，芙蓉酢漿草和大花酢漿草的SOD活性在-3 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高12.53%和13.98%；紅花酢漿草、黃花酢漿草和紫葉酢漿草的SOD活性在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高15.14%、12.10%和43.90%。在春季人工低溫處理下，芙蓉酢漿草和大花酢漿草的SOD活性在0 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高67.13%和41.02%；紫葉酢漿草的SOD活性在-3 ℃時(shí)達(dá)到峰值，比對(duì)照組高55.76%；紅花酢漿草和黃花酢漿草的SOD活性在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高20.62%和32.80%(表2)。

2.6 低溫處理對(duì)5種酢漿草屬植物的過(guò)氧化物酶活性的影響

在人工低溫處理下，5種植物的POD活性隨著處理溫度的降低均呈先上升后下降趨勢(shì)。在冬季人工低溫處理下，紫葉酢漿草的POD活性在-3 ℃時(shí)達(dá)到峰值，比對(duì)照組高243.92%；大花酢漿草的POD活性在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，比對(duì)照組高104.31%；紅花酢漿草、芙蓉酢漿草和黃花酢漿草的POD活性在-9 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高68.88%、130.15%和48.16%。在春季人工低溫處理下，芙蓉酢漿草的POD活性在0 ℃時(shí)達(dá)到峰值，比對(duì)照組高345.25%；紫葉酢漿草的POD活性在-3 ℃時(shí)達(dá)到峰值，比對(duì)照組高301.97%；紅花酢漿草、黃花酢漿草和大花酢漿草的POD活性在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高214.29%、218.54%和294.64%(表2)。

2.7 低溫處理對(duì)5種酢漿草屬植物的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

在冬季人工低溫處理下，5種植物的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著處理溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)。紅花酢漿草、黃花酢漿草、大花酢漿草和紫葉酢漿草的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-3 ℃時(shí)達(dá)到峰值，分別比對(duì)照組高11.57%、29.89%、24.19%和37.04%；芙蓉酢漿草在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，比對(duì)照組高16.56%。在春季人工低溫脅迫下，紅花酢漿草的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著處理溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)，并在-6 ℃時(shí)達(dá)到峰值，比對(duì)照組高10.18%；其他4種植物的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著處理溫度的降低呈下降趨勢(shì)，并在-12 ℃時(shí)達(dá)到最小值，分別比對(duì)照組低40.00%、25.89%、42.35%和44.32%(表2)。

2.8 5種酢漿草屬植物抗寒性綜合評(píng)價(jià)

植物抗寒性是多指標(biāo)綜合作用的結(jié)果，因此應(yīng)用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)5種植物的抗寒性。用各指標(biāo)的相對(duì)變化值計(jì)算隸屬函數(shù)值，再乘以對(duì)應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，累加求和得出綜合評(píng)定值，該值越大，抗寒性越強(qiáng)，反之抗寒性越弱。根據(jù)綜合評(píng)定值的大小對(duì)5種植物的抗寒性排序(表3)。

表3 5種植物抗寒性綜合評(píng)價(jià)

3 結(jié)論與討論

在低溫脅迫下，植物的外部形態(tài)會(huì)發(fā)生明顯變化。因此，可以根據(jù)植物在低溫脅迫下外部形態(tài)變化來(lái)判斷其抗寒性，這種方法簡(jiǎn)單而又直接，但需要一定經(jīng)驗(yàn)。在受凍害初期，5種植物的葉片上出現(xiàn)凍斑，嚴(yán)重時(shí)呈萎蔫狀；隨著脅迫程度的加劇，大部分葉片萎蔫，甚至呈茶色煮熟狀，均以抗寒性弱的紫葉酢漿草和芙蓉酢漿草表現(xiàn)較為明顯。相對(duì)電導(dǎo)率是鑒定植物抗逆性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，能夠反映細(xì)胞膜受損程度。逆境脅迫程度越大，細(xì)胞膜通透性越強(qiáng)，電解質(zhì)外滲越多，相對(duì)電導(dǎo)率越高[12-13]。在相同逆境脅迫下，相對(duì)電導(dǎo)率上升幅度越大，植物抗逆性越弱；反之，抗逆性越強(qiáng)[14]。在人工低溫處理下，5種植物的細(xì)胞膜通透性隨著處理溫度的降低而增強(qiáng)，表明溫度越低，細(xì)胞膜受損越嚴(yán)重，這與田景花等[15]研究的結(jié)果一致。

在低溫脅迫下，植物體內(nèi)活性氧自由基積累，引發(fā)膜脂過(guò)氧化，積累大量膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛，與膜結(jié)構(gòu)上的酶和蛋白質(zhì)結(jié)合、交聯(lián)而使其失去活性，破壞膜結(jié)構(gòu)[16]。因此，通過(guò)丙二醛質(zhì)量摩爾濃度的變化可以了解膜脂過(guò)氧化程度、膜系統(tǒng)受損程度以及植物抗逆性強(qiáng)弱[17-18]。研究表明，在低溫處理初期，抗氧化酶活性上升，清除植物體內(nèi)積累過(guò)剩的活性氧自由基，降低膜脂過(guò)氧化程度，丙二醛質(zhì)量摩爾濃度下降；隨著處理溫度的降低，抗氧化酶的結(jié)構(gòu)和功能受到破壞，活性降低，清除活性氧自由基的能力下降，膜脂過(guò)氧化程度加劇，導(dǎo)致丙二醛質(zhì)量摩爾濃度上升；丙二醛質(zhì)量摩爾濃度隨著低溫脅迫的持續(xù)加強(qiáng)而下降，可能是代謝紊亂產(chǎn)生的結(jié)果[19-20]。雷帥等[21]研究5種花灌木對(duì)低溫脅迫的生理響應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，大花圓錐繡球(Hydrangeapaniculatavar.grandifloraSieb)的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度隨著處理溫度的降低也呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)。

在逆境脅迫下，植物體內(nèi)與滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)相關(guān)的基因表達(dá)、可溶性蛋白和游離脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，能夠清除活性氧自由基，穩(wěn)定細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，提高細(xì)胞滲透吸水和保水能力，增強(qiáng)植物的抗逆性[22-23]。在人工低溫處理下，5種植物的可溶性蛋白和游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著處理溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)，與此同時(shí)，丙二醛質(zhì)量摩爾濃度呈先下降后上升趨勢(shì)。這種結(jié)果的產(chǎn)生，可能因?yàn)榈蜏孛{迫初期與滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)相關(guān)的基因表達(dá)增強(qiáng)，可溶性蛋白和游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，阻礙膜脂過(guò)氧化，丙二醛質(zhì)量摩爾濃度降低；隨著處理溫度的降低，與滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)相關(guān)的基因表達(dá)受抑制或遭到破壞，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，膜脂過(guò)氧化作用加強(qiáng)，導(dǎo)致丙二醛質(zhì)量摩爾濃度增加[24]，這與賀磊等[25]得出的結(jié)論一致。

一般情況下，植物體內(nèi)活性氧的生成與清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，但在逆境脅迫下這種平衡狀態(tài)會(huì)被打破[26]?？寡趸改軌蚯宄参矬w內(nèi)的活性氧，其活性越高，植物的抗逆性越強(qiáng)[27-28]。在人工低溫處理下，5種植物的SOD和POD活性隨著處理溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)，表明低溫脅迫可誘發(fā)抗氧化酶活性上升，清除過(guò)量活性氧，降低細(xì)胞膜通透性，保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性；隨著處理溫度的降低，抗氧化酶活性下降，表明低溫脅迫下活性氧過(guò)量積累，破壞了活性氧和防御系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡，導(dǎo)致酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或酶的表達(dá)受到抑制，從而使酶的活性降低[29-30]，這與任俊杰等[31]得出的結(jié)論一致。

葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)是鑒定植物抗逆性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，變化平緩且降解緩慢的植物抗逆性強(qiáng)[32]。在冬季人工低溫處理下，5種植物的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著處理溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)。在春季人工低溫處理下，紅花酢漿草的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)，且變化平緩；其他4種植物均呈下降趨勢(shì)，且變化較大，表明紅花酢漿草的抗寒性較其他4種強(qiáng)，這與綜合評(píng)定的結(jié)果一致。

在低溫脅迫下，植物體內(nèi)發(fā)生復(fù)雜的生理生化變化，孤立地用某一指標(biāo)很難反映植物對(duì)寒冷的綜合適應(yīng)能力。因此，運(yùn)用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)植物的抗寒性，更具科學(xué)性和可靠性。許桂芳等[33]運(yùn)用隸屬函數(shù)法對(duì)4種珍珠菜屬植物的抗寒性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，得到了滿意的結(jié)果。通過(guò)綜合評(píng)價(jià)得知，紅花酢漿草和黃花酢漿草的抗寒性較強(qiáng)，其次是大花酢漿草，芙蓉酢漿草和紫葉酢漿草的抗寒性較弱，這與自然低溫處理下觀測(cè)的結(jié)果一致。入冬前，植物經(jīng)歷了低溫鍛煉，抗寒性增強(qiáng)；入春后，植物經(jīng)歷了脫鍛煉，抗寒性減弱。因此，5種植物在冬季的抗寒性較春季強(qiáng)。另外，5種植物在冬季和春季的抗寒順序不同，可能與低溫鍛煉和脫鍛煉有關(guān)，有待進(jìn)一步深入研究。

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1)國(guó)家林業(yè)局“948”項(xiàng)目(2012-4-33)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30972408)、江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程項(xiàng)目(PPZY2015A063)。

李文明，男，1990年9月生，南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，碩士研究生。E-mail：1522253127@qq.com。

田如男，南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，教授。E-mail：beike0607@aliyun.com。

2017年1月16日。

S682.2;Q945.78

Evaluation of Cold Resistance and Physiological Response to Low Temperature on Five Kinds of Oxalis Plants//Li Wenming, Wei Yisu, Qian Yanping, Tian Runan(Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, P. R. China)//Journal of Northeast Forestry University，2017,45(7)：28-33.

責(zé)任編輯：任 俐。

In order to evaluate the cold resistance of five kinds ofOxalis, we observed the changes of the indexes including morphological characteristics, relative conductivity, the level of malondialdehyde (MDA), soluble protein, free proline and chlorophyll and the activity of superoxide (SOD) and peroxidase (POD) after the treatments of artificial and natural low temperature. With the artificial temperature decreasing, the changes of physiological and biochemical indexes of five plants were somewhat similar. The activity of SOD and POD, the contents of soluble protein and free proline went up firstly, and then went down, while the relative conductivity was increased and the MDA content had a fall before a rise, and then went down. The content of chlorophyll was decreased or increased firstly and then decreased. Through evaluating the cold resistance of the five kinds of plants by the membership function method, the descending orders of cold resistance in winter and spring, separately, wereO.pes-caprae,O.corymbosa,O.bowiei,O.purpurea,O.violacea, andO.corymbosa,O.pes-caprae,O.bowiei,O.violacea, andO.purpurea, which agreed with the results under natural low temperature conditions.