陈宝石，卞 琴

(张掖市甘州区九龙江林场,甘肃 张掖 734000)

1 引言

樱花(Prunussubg. Cerasus sp.)是蔷薇科、樱亚属所有物种和种植品种的通称[1]，为温带、亚热带树种，适宜在阳光充足、温暖湿润的气候条件和疏松肥沃的土壤条件下生长，具有一定的耐寒和耐旱能力，主要分布于我国的西部及西北部[2]。有大量学者对樱花中挥发油、多糖[3～5]、黄酮[6，7]及提取物的抗氧化活性进行研究，发现樱花不仅具有园林观赏价值，还具有极高的药用价值，因此受到广泛关注。

本文就人工模拟低温胁迫条件，对樱花叶片的丙二醛含量、游离氨基酸含量、超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量进行测定分析，研究其在低温胁迫下生化指标的变化规律，为甘肃樱花苗期抗寒性研究及栽培提供参考。

2 材料和方法

2.1 供试材料

将一年生红叶樱花幼苗统一栽植于混合基质(沙土∶泥炭土=1∶1)的塑料盆中，盆高、底径和内口径分别为9.5、8.0和10.5 cm，每盆1株。于日光室内自然光照条件下进行常规管理，选取70～80 cm、长势一致、健康状况良好的植株进行实验。

2.2 实验设计

共设16个处理，每个处理3个重复，共48株试验幼苗，随机排列。以光照培养温度(1、5、10和25 ℃)和胁迫时间(1、4、7和10 d)为实验影响因素，分别置于可编程光照培养箱中进行实验，到达取样时间后选取功能叶片进行生物指标的测定，具体实验设计如表1所示。

表1 实验设计

2.3 分析测定方法

丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法进行测定[8]、游离氨基酸含量采用酸性茚三酮法进行测定[9]、超氧化物歧化酶活性采用抑制氮蓝四唑光还原法进行测定[9]、可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法进行测定[9]、可溶性糖含量采用蒽酮比色法进行测定[9]。

2.4 数据统计与分析

利用Excel和Origin软件进行数据统计与分析，SPSS软件进行相关性分析。

3 结果与讨论

3.1 低温胁迫对红叶樱花幼苗叶片丙二醛含量、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的影响

低温胁迫对红叶樱花幼苗叶片丙二醛含量、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的影响见表2。

表2 不同低温胁迫下红叶樱花幼苗丙二醛含量、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性

丙二醛为膜脂质过氧化的产物之一，通常作为脂质过氧化指标，表示细胞膜的损伤程度和植物对胁迫条件的反应强度[10]。由表2可知，不同光照培养温度水平的处理中，红叶樱花幼苗的丙二醛含量随胁迫处理时间的增加呈不同变化趋势。当光照培养温度为1℃时，T1、T5、T9和T13处理随低温胁迫处理时间的增加丙二醛含量显著增加(P<0.05)，处理时间为10 d时丙二醛含量达到最高值(17.8 μmol/g)。当温度为5℃时，红叶樱花幼苗的丙二醛含量呈缓慢增加趋势。当处理温度为10和25 ℃时，红叶樱花幼苗的丙二醛含量增加并无显著性差异(P<0.05)。表明低温导致红叶樱花幼苗细胞膜质过氧化强度显著增加(P<0.05)，细胞膜质过氧化程度随低温胁迫程度的增加而增加。因此，植株通过调节自身的生理机能难以维持低温对细胞膜质的损伤，从而导致细胞膜质过氧化。与王仕林等[11]对低温条件下油菜幼苗中丙二醛含量变化结果相一致。

脯氨酸为细胞内部的膜稳定剂，在植株受到逆境胁迫时主要起渗透调节作用，大量研究表明植株脯氨酸含量与其抗寒特性相关[12～15]。不同光照培养温度水平的处理中，红叶樱花幼苗的脯氨酸含量随胁迫处理时间的增加呈不同变化趋势。当光照培养温度为1 ℃时，T1、T5、T9和T13处理随低温胁迫处理时间的增加脯氨酸含量呈现先增加后降低的趋势，处理时间为4 d时脯氨酸含量达到最高值(22.8 μg/g)，处理时间为10 d时脯氨酸含量降至10.1 μg/g。当光照培养温度为5 ℃时，T2、T6、T10 ℃和T14处理随低温胁迫处理时间的增加脯氨酸含量呈现先增加后降低的趋势，处理时间为4 d时脯氨酸含量达到最高值(20.7 μg/g)，处理时间为10 d时脯氨酸含量降至14.7 μg/g，与光照培养温度为1 ℃的处理相比脯氨酸含量变化趋势较为缓慢。当处理温度为10 ℃和25 ℃时，红叶樱花幼苗的脯氨酸含量变化并无显著性差异(P<0.05)。表明低温胁迫处理红叶樱花可在短时间内通过自身生理调节平衡低温对细胞的迫害作用，但随着低温胁迫时间的延长，植株细胞内部脯氨酸含量降低，植株自身生理调节效应也随之降低。

超氧化物歧化酶为细胞中最重要的抗氧化酶之一，其主要功能是歧化超氧阴离子(O2-)生成O2和H2O2[16]，避免植株体内自由基的过量积累，从而一定程度上缓解逆境胁迫带来的伤害。由表2可知，不同光照培养温度水平的处理中，红叶樱花幼苗的超氧化物歧化酶活性随胁迫处理时间的增加呈不同变化趋势。当光照培养温度为1 ℃时，T1、T5、T9和T13处理随低温胁迫处理时间的增加超氧化物歧化酶活性呈现先增加后降低的趋势，处理时间为4 d时超氧化物歧化酶活性达到最高值(243.6 U/g)。当光照培养温度为5 ℃时，T2、T6、T10和T14处理随低温胁迫处理时间的增加超氧化物歧化酶活性呈现先增加后降低的趋势，处理时间为7 d时超氧化物歧化酶活性达到最高值(218.5 U/g)。当处理温度为10和25 ℃时，红叶樱花幼苗的超氧化物歧化酶活性变化并无显著性差异(P<0.05)。在低温胁迫下，红叶樱花幼苗能够通过提高细胞内酶活性降低低温胁迫对植株带来的损伤，但是当低温胁迫处理时间增加，红叶樱花幼苗植株逐渐丧失抵抗低温损伤的能力。与叶亚新[17]等人对低温胁迫处理的小麦、玉米和萝卜幼苗超氧化物歧化酶活性变化趋势相一致。

3.2 低温胁迫对红叶樱花幼苗叶片可溶性蛋白含量和可溶性糖含量的影响

低温胁迫对红叶樱花幼苗叶片可溶性蛋白含量和可溶性糖含量的影响，见表3。

表3 不同低温胁迫下红叶樱花幼苗可溶性蛋白含量和可溶性糖含量

可溶性蛋白具有的亲水胶体性可增加细胞持水力，从而提高植株的抗寒能力[18]。由表3可知，光照培养温度为1 ℃时，T1、T5、T9和T13处理随低温胁迫处理时间的增加可溶性蛋白含量呈现先增加后降低的趋势，处理时间为4 d时可溶性蛋白含量达到最高值(15.8 mg/g)，处理时间为10 d时可溶性蛋白含量降至6.8 mg/g。光照培养温度为5 ℃时，T2、T6、T10和T14处理可溶性蛋白含量随低温胁迫处理时间的增加而增加，处理时间为10 d时可溶性蛋白含量达到15.1 mg/g。光照培养温度为10和25 ℃的不同处理可溶性蛋白含量变化并无显著性差异(P<0.05)。说明在光照温度为1 ℃培养4 d前低温胁迫促使细胞合成大量新蛋白，4 d后新蛋白合成的速度小于降解的速度，使可溶性蛋白含量显著降低(P<0.05)。在光照温度为5 ℃培养10 d前低温胁迫促使细胞合成大量新蛋白，合成速度大于蛋白降解速度，使可溶性蛋白含量显著增加(P<0.05)。

有研究表明，低温胁迫会使植株的可溶性糖含量增加[19，20]。由表3可知，当光照培养温度为1和5℃时，红叶樱花幼苗叶片中的可溶性糖含量均随培养时间的延长而显著增加(P<0.05)。光照培养温度为10和25 ℃的不同处理可溶性糖含量变化并无显著性差异(P<0.05)。这说明短期低温胁迫下红叶樱花幼苗叶片通过积累可溶性糖减轻逆境胁迫带来的伤害。

4 结论

实验结果发现在培养温度为1 ℃时，T1、T5、T9和T13处理随低温胁迫处理时间的增加丙二醛含量呈现增加的趋势，超氧化物歧化酶活性呈现先增加后降低的趋势。可能是植株在低温条件下O2的利用率降低，多余的O2会被代谢成活性氧导致膜脂质过氧化，植株为了降低自身的活性氧含量激活超氧化物歧化酶活性，使超氧化物歧化酶活性增加，但是过多的丙二醛反而抑制超氧化物歧化酶的活性，最终使超氧化物歧化酶活性显著降低。

不同低温处理的脯氨酸含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量均显著高于25 ℃培养的对照组，但随着培养时间的延长,不同指标的变化趋势不同。1 ℃处理的3个指标含量均呈现先增加后降低的趋势，5 ℃处理可溶性糖含量和脯氨酸含量均呈现先增加后降低的趋势，可溶性蛋白含量随低温胁迫时间延长呈现增加趋势，10 ℃处理的3个指标均随低温胁迫处理时间的延长呈现缓慢增加的趋势。这说明可溶性物质与植株的抗寒特性具有一定的相关性，当低温胁迫处理时间超出植株忍受范围后，可溶性物质含量会显著降低，从而抵抗低温的作用也会降低。综上所述，红叶樱花幼苗可忍受的低温胁迫处理为1 ℃条件下培养4 d，从而为人工种植红叶樱花人工种植提供实验经验和理论参考。