一葉綠洲

東京野茉莉（Styraxtonkinensis），又名越南安息香、白花樹，屬安息香科安息香屬落葉喬木，主產(chǎn)越南東京灣，在我國主要分布于云南、貴州、廣西、廣東、湖南、福建和江西等地[1~3]。在原產(chǎn)地主要生長在海拔100~l000m的低山丘陵地帶，喜濕潤疏松肥沃土壤，也耐貧瘠和耐干早[4~5]。該樹種速生，具很強(qiáng)的萌芽更新能力，樹干通直，木質(zhì)白色細(xì)致，材輕軟，木纖維較長，是理想的工藝、膠合板和紙漿用材；其種子含有人體所必需的油酸和亞油酸，具有較高的食用價(jià)值，樹脂含香脂酸，為貴重藥材，是一種很有發(fā)展前途的食藥用油料樹種[3~4]；其花白色成串，清香，也是一種優(yōu)良的綠化樹種[6]。
抗寒性研究是引種工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。許多研究表明植物脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、POD活性、丙二醛（MDA）含量與抗寒性有關(guān)[7~8]。目前對(duì)于東京野茉莉在低溫過程中生理生化方面變化的研究還未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)東京野茉莉在低溫脅迫下游離脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、POD活性、丙二醛（MDA）含量的變化與及其與抗寒性的關(guān)系，探討了東京野茉莉在低溫脅迫下的反應(yīng)及其抗寒機(jī)理，為確定該樹種的適宜種植范圍提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1供試材料及其處理
供試材料為種源采自江西遂川，在江蘇省鎮(zhèn)江市揚(yáng)子江林業(yè)科技有限公司苗圃生長的東京野茉莉一年生播種苗枝條。
將東京野茉莉枝條若干分別在-7℃、-18℃和-25℃下處理,時(shí)間為24、48、72h。以5℃為對(duì)照,處理結(jié)束后分別取枝條的韌皮部（避開芽眼）進(jìn)行測定。
1.2試驗(yàn)方法
可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法[9]�？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量測定采用考馬斯亮藍(lán)比色法[9]。脯氨酸含量測定采用酸性茚三酮比色法[9]。丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸法[9]。POD活性測定采用比色法[9]。
2結(jié)果與分析
2.1低溫脅迫對(duì)東京野茉莉可溶性糖含量的影響
可溶性糖含量與植物抗寒力在多數(shù)植物中表現(xiàn)出正相關(guān)[10]�？扇苄蕴强梢栽黾釉|(zhì)濃度,從而起到抗脫水作用及減少細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰機(jī)會(huì)，以此適應(yīng)外界環(huán)境變化，減輕因低溫而引起的凍害。
從圖1可以看出在低溫脅迫下,-7℃處理24h與72h后可溶性糖含量略有增加,與對(duì)照差異不大。這是由于植株在5℃下時(shí)體內(nèi)已聚集相當(dāng)數(shù)量的糖分抵御低溫。在-18℃和-25℃處理后可溶性糖含量下降，可見感受低溫凍害后，植物可溶性糖含量有下降的趨勢。

圖1低溫脅迫對(duì)東京野茉莉可溶性糖含量的影響
2.2低溫脅迫對(duì)東京野茉莉可溶性蛋白質(zhì)含量的影響
植物在逆境下失水傷害是首要的[10]�？扇苄缘鞍踪|(zhì)的增加可以束縛更多的水分,同時(shí)可以減少原生質(zhì)內(nèi)結(jié)冰而傷害致死的機(jī)會(huì)。
從圖2可以看出在低溫脅迫后，東京野茉莉幼苗韌皮部中可溶性蛋白呈先上升后下降的趨勢，在-18℃處理24h、72小時(shí)后可溶性蛋白質(zhì)含量達(dá)到較大值。可見可溶性蛋白含量的增加是東京野茉莉抗脫水、減少原生質(zhì)內(nèi)結(jié)冰的重要手段之一。
圖二低溫脅迫對(duì)東京野茉莉可溶性蛋白質(zhì)含量的影響
2.3低溫脅迫對(duì)東京野茉莉POD活性的影響
正常情況下，植物體內(nèi)存在著有效的保護(hù)酶系統(tǒng)(POD等)，以清除活性氧等有毒物質(zhì)。當(dāng)植物體遇到低溫脅迫時(shí)，這種清除機(jī)制就會(huì)受阻，導(dǎo)致體內(nèi)活性氧的積累，造成對(duì)膜的傷害和對(duì)大分子的破壞。進(jìn)而導(dǎo)致代謝功能的退化和細(xì)胞的死亡。
從圖3可以看出，在低溫脅迫后，東京野茉莉幼苗韌皮部POD活性均有所增加。在-25處理后的24h，48h，72h分別達(dá)到較大值，表現(xiàn)出東京野茉莉?qū)Φ蜏赜兄^強(qiáng)的適應(yīng)能力。

圖3低溫脅迫對(duì)東京野茉莉POD活性的影響
2.4低溫脅迫對(duì)東京野茉莉游離脯氨酸含量的影響
脯氨酸是植物體內(nèi)一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),它的積累對(duì)適應(yīng)逆境有重要意義,可以反映植物的受迫害狀況。因此,其含量變化可以作為植物對(duì)逆境脅迫的一種生理生化指標(biāo)[11]。
如圖4所示，低溫脅迫下，東京野茉莉幼苗韌皮部游離脯氨酸含量明顯增加。隨著溫度的不斷降低,游離脯氨酸含量有逐漸增加后降低的趨勢并在-18℃處理48后達(dá)到較大值。可見東京野茉莉通過增加游離脯氨酸絕對(duì)含量來提高其抗寒性。

圖4低溫脅迫對(duì)東京野茉莉游離脯氨酸含量的影響
2.5低溫脅迫對(duì)東京野茉莉MDA含量的影響
丙二醛(MDA)是生物膜系統(tǒng)膜脂過氧化產(chǎn)物之一,其含量不僅表示過氧化程度和膜系統(tǒng)的傷害程度,而且也可以間接地表示組織中自由基的含量[12]。
從圖5可以看出，在24h處理下，隨著溫度的下降MDA含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢，說明低溫脅迫下,脂質(zhì)發(fā)生過氧化作用,細(xì)胞膜受損。在48h，72h處理下，低溫脅迫后的東京野茉莉幼苗韌皮部MDA含量均有所下降，這說明隨著脅迫時(shí)間的正常，東京野茉莉逐漸修復(fù)細(xì)胞膜，以達(dá)到抗寒的目的。

圖5低溫脅迫對(duì)東京野茉莉MDA含量的影響
3討論
低溫冰凍會(huì)引起一系列細(xì)胞代謝功能的改變,人們采用可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、丙二醛含量、NR活性等研究林木抗寒性[13]。
3.1可溶性糖含量與東京野茉莉的抗寒性
研究結(jié)果表明可溶性糖可以增加原生質(zhì)濃度,從而起到抗脫水作用及減少細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰機(jī)會(huì),對(duì)原生質(zhì),凍敏感蛋白質(zhì)、偶聯(lián)因子等起到保護(hù)作用[10]。在發(fā)生低溫時(shí)，大部分植物都會(huì)積累一定量的可溶性糖來適應(yīng)低溫帶來的逆境。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在-7℃低溫處理下東京野茉莉可溶性糖含量有所增加，說明在-7℃時(shí)東京野茉莉可通過升高其可溶性糖含量來增加原生質(zhì)濃度從而抵御低溫脅迫。
3.2可溶性蛋白質(zhì)含量與東京野茉莉的抗寒性
研究結(jié)果表明可溶性蛋白質(zhì)的增加可以束縛更多的水分,同時(shí)可以減少原生質(zhì)內(nèi)結(jié)冰而傷害致死的機(jī)會(huì)[10]。本試驗(yàn)結(jié)果表明在低溫脅迫時(shí)，東京野茉莉通過可溶性蛋白的積累，從而降低水勢，增強(qiáng)滲透調(diào)控能力。
3.3POD活性與東京野茉莉的抗寒性
正常情況下，植物體內(nèi)存在著有效的保護(hù)酶系統(tǒng)，以清除活性氧等有毒物質(zhì)。當(dāng)植物體遇到低溫脅迫時(shí)，這種清除機(jī)制就會(huì)受到阻礙，導(dǎo)致體內(nèi)活性氧的積累，造成對(duì)膜的傷害和大分子的破壞，使DNA產(chǎn)生損傷，影響蛋白質(zhì)的合成與穩(wěn)定，進(jìn)而造成代謝功能消失時(shí)和細(xì)胞死亡，一般認(rèn)為，低溫脅迫下POD活性表現(xiàn)為先升后降[14].
本試驗(yàn)中，在低溫脅迫下東京野茉莉POD活性呈先上升后下降趨勢，且隨著時(shí)間的增長有較大幅度的升高，表明東京野茉莉在低溫脅迫下保護(hù)酶可以維持較高水平，從而避免了活性氧等自由基的大量積累，減輕了植物體內(nèi)活性氧帶來的傷害。
3.4游離脯氨酸含量與東京野茉莉的抗寒性
研究結(jié)果表明，脯氨酸在植物抗凍中具有重要作用,隨著溫度的不斷降低,植物葉片中脯氨酸含量呈明顯增加趨勢。越抗寒的品種增加的倍數(shù)越高。[11].脯氨酸是植物體內(nèi)水溶性較大的氨基酸之一，在低溫脅迫下，游離脯氨酸的積累在適應(yīng)逆境中起到一定作用。本試驗(yàn)中，在低溫脅迫下游離脯氨酸含量呈先上升后下降趨勢，在-18℃處理24h的組分中達(dá)到較大值，說明游離脯氨酸的增加時(shí)東京野茉莉抗寒反應(yīng)的一項(xiàng)重要手段。
3.5MDA含量與東京野茉莉的抗寒性
丙二醛(MDA)是生物膜系統(tǒng)膜脂過氧化產(chǎn)物之一,其含量不僅表示過氧化程度和膜系統(tǒng)的傷害程度,而且也可以間接地表示組織中自由基的含量。劉俊英等在研究低溫脅迫對(duì)雪松膜脂過氧化物及保護(hù)酶的影響時(shí),證實(shí)了植物體內(nèi)MDA含量可以反映植物膜傷害及衰老程度[11].本試驗(yàn)中，低溫脅迫下MDA含量隨著時(shí)間的變化呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，這表明在低溫下東京野茉莉細(xì)胞膜受到一定程度的破壞，后在POD等酶的作用下逐漸使活性氧代謝的平衡恢復(fù)。說明機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)。
在可溶性糖、可溶性蛋白含量增加和脯氨酸、POD等保護(hù)酶的共同作用下,東方東京野茉莉就能對(duì)低溫脅迫產(chǎn)生較強(qiáng)的抵抗能力,
但我們同時(shí)需指出上述所使用的5個(gè)指標(biāo)中,只有游離脯氨酸具有極顯著差異,其他4個(gè)指標(biāo)均差異不顯著。說明在該研究中游離脯氨酸是測定植物抗寒性的重要指標(biāo)。應(yīng)該指出,具有抗寒力的植物一定存在著抗寒基因[15],在低溫下表達(dá)出生理和形態(tài)結(jié)構(gòu)的抗性。生理抗性也不是單一因子的作用,可能是綜合的生理因素[16]。因此上述測試的幾種生理因子與東京野茉莉抗寒性有一定關(guān)系,是否與其它方面有關(guān)系還有待進(jìn)一步探討。
在該研究中,有許多尚不能確定的認(rèn)識(shí),反應(yīng)了植物抗寒性機(jī)制的復(fù)雜性,需要進(jìn)行深入研究。植物生活在光、溫、水、氣、熱共同作用的環(huán)境中,低溫脅迫只是其中研究的一個(gè)方面,因此在加強(qiáng)單一因子研究的基礎(chǔ)上,研究雙因子或多因子共同作用,才能達(dá)到引種成功和適地適樹的目標(biāo)。
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作者：王航 肖雅 導(dǎo)師：喻方圓