论文部分内容阅读
本文分别以缙云山麓(海拔250m)和缙云山顶(海拔850m)胸径为14.5~15.2cm的南方红豆杉为样本A、B,分析了随气温下降叶片的低温半致死温度、膜结构和功能、物质代谢对低温的适应性变化以及内源激素的调控作用。在此基础上对不同海拔高度的两个样本的抗寒适应性进行了比较研究。 低温半致死温度作为植物抗寒性的生态指标之一,定量描述了植物抗寒性的强弱。本试验于2000年11月至2001年1月每隔半月利用电导法和Logistic方程进行曲线拟合分别得到样本A和样本B的叶片低温半致死温度分别为:-7.50℃、-7.98℃、-8.17℃、-10.77℃、-11.85℃、-11.88℃和-8.31℃、-8.60℃、-9.30℃、-11.53℃、-13.19℃、-13.22℃。其低温半致死温度与采样前半月的平均最低温度有极显著的线性关系(A:y=-15.3171+0.7112x,R=0.9830和B:y=-14.3208+0.8087x,R=0.9408),说明低温半致死温度是评价植物抗寒性的重要指标。低温半致死温度越低,其抗寒性越强。 自然越冬过程中,南方红豆杉叶片低温半致死温度随气温逐渐降低而降低,膜脂组分和膜的功能也发生相应的适应性变化。从2000年11月到2001年1月随气温下降膜脂组分中饱和脂肪酸(硬脂酸18:0、棕榈酸16:0)减少,不饱和脂肪酸特别是亚油酸(18:2)大幅增加,样本A、B脂肪酸不饱和度(IUFA)分别由39.28、73.98增加到122.62、122.96,这样使膜脂相变温度下降,对于维持膜脂在低温下的液晶态,保持膜的流动性和正常的生理功能有重要意义。所以膜脂肪酸不饱和度可以作为抗寒性鉴定的重要指标。样本A、B磷脂含量随气温下降大幅增加,与低温半致死温度成负相关(R_A、R_B分别为-0.8975和-0.9107),磷脂含量的增加有利于保持膜的流动性,间接影响膜结合酶的活性,从而能增强膜的稳定性,提高植株的抗寒性。 南方红豆杉在生物进化过程中细胞形成了清除自由基的保护系统,包括抗氧化酶类如超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和非——酶类的内源抗氧化剂如抗坏血酸(VC)等,它们在植物体内协同发挥作用,清除体内过多的自山基,使牛物自山基维持在较低水平,以保护膜不受自出基伤害。在自然越冬过程中,南方红豆杉叶片出于8OD活性增强,有效地降低了0厂的水平:卜OD、CAT活性增强,POD、CAT、酯酶出现新的同工酶谱带,以及 VC含量的增加,有效地减少了膜脂过氧化产物MDA的含量。 自然越冬过程中,随气温的逐渐降低,南方红豆杉叶片中物质代谢发牛相应的变化;自由水减少,束缚水增加,有效防止零下低温时胞内结冰;淀粉转化为可溶性糖,特别是游离脯氨酸含量随气温降低而显著升高,降低组织渗透势,从而提高组织的保水能力来增强植株的抗寒性。 可溶性蛋白质含量逐渐增加源于RNA总含量升高。在低温诱导下与抗寒性有关的基因转录表达增加了相关酶蛋白的合成,以适应牛境的温度降低。 自然越冬过程中,内源激素发牛了一系列明显的变化:ABA含量上升,促进植物休眠;GA、IAA含量下降,抑制植物的牛长;ZR变化主要与冬芽的萌发有关。A13A和 GA协同作用促进植物的抗寒锻炼,ABA儿A的变化与低温半致死温度呈负相关 (R。=0.8236。RB=0.9613)。 主分量分析表明:第一主分量主要反映牛物膜和渗透调节对低温的适应性,第二主分量主要反映植物激素在植物低温适应性过程中的调控作用。 差异显著性分析表明样本A、B叶片的低温半致死温度差异显著。样本B的低温半致死温度更低,说明其抗寒性更强。两者在0。、\MDA、VC、PL、SSug、GA含量上存在极显著差异,在Spro、Fpro含量和POD活性方面存在显著差异,而它们的CAT、SOD活性和 St。、ABA、IAA、ZR水平差异不显著。 灰色关联度分析表明影响样本A、B的低温半致死温度差异变化最主要的IAI子依次是 Vc、RNA、PI。、Sp,o、Ch卜 卜pro、Ssug、ABA随海拔差异的变化。