园艺植物抗冷性的研究进展

2014-08-15邵腾

时代农机 2014年2期

邵腾

（丽水学院，浙江丽水 323000）

当生长环境发生变化或者生长环境非常恶劣时，园艺植物具有足够的抵抗性以及适应性来应对，这种能力受到植物的遗传基因以及它的发育情况影响。园艺植物生长受环境影响颇深，众多环境因素中温度是影响最大的因素，其原因在于遗传基因。影响园艺植物正常生长的主要因素即为低温损伤。无论从学术意义上看，还是从现实意义上看，研究园艺植物抗冷性都非常必要。

1 园艺植物抗冷性鉴定

相关领域学者最早在20世纪80年代就开始了这方面的研究，在试验阶段，大部分学者都采用植物幼苗作为试验材料，研究它们遭遇低温损伤时的表现，据此进行植物冷害分级，然后根据相关公式得出冷害指数[1-2]。学者朱其杰通过对苦瓜进行研究后发现，不同品种的苦瓜在相同冷胁迫条件下，受损害的程度也存在差异性，具有较高抗冷性的苦瓜其受到的损害较小，反之则较大，并且苦瓜苗期生长参数越高，则造成的损害越小，反之则反亦然。

试验材料除了上述的植物幼苗以外，还有种子、胚等，利用这部分试验材料主要进行的试验是发芽试验，从而对其抗冷性进行界定。

2 细胞膜系统与园艺植物抗冷性的关系

园艺植物只有拥有稳定流动的细胞膜才能健康地成长。学者简令成提出了“膜脂相变冷害”假说，这一假说提出的依据是细胞结构与抗冷性之间的关系。这一假说认为，在园艺植物遭遇的低温到达一定程度以后，首先生物膜的膜脂形态会发生改变，具体来说会从原来的液晶状态改变成凝胶相状态，脂肪酸链开始有序排列，从外形和厚度上看，膜的改变也非常明显，并且因为收缩导致膜出现孔道以及龟裂现象，这种状态下膜具有比之前更大的透性，其内部的一些物质，例如可溶性物质以及电解质等等因此渗漏出去，进而导致细胞内外的离子不处于平衡状态，加之膜上结合酶没有相应的活性，酶促反应不能正常调节，由此而引发的外在表现即为:植物的呼吸作用以及供应的能量都比之前低，最终致使园艺植物体内有害物质增加。

3 渗透调节物质与园艺植物抗冷性的关系

（1）脯氨酸积累与园艺植物抗冷性的关系。当园艺植物的生长环境比较恶劣时，其体内一般会拥有超出常态的游离脯氨酸，因此学者将关注焦点集中在它于园艺植物抗逆性之间的关系。

对于游离脯氨酸与园艺植物抗冷性之间的关系主要形成两种研究观点，一种观点认为二者之间具有一定的关系，另一种观点认为二者之间没有任何关系。大部分学者都赞同前一种观点。学者李建设通过对茄子幼苗进行试验发现，在植物中脯氨酸数量的增加主要受到其抗冷性强弱影响。

（2）蛋白质与园艺植物抗冷性的关系。现阶段相关领域学者关注的焦点主要有两方面，即可溶性蛋白在低温胁迫下的变化以及蛋白在逆境中的诱导。

遭受低温冷害时，可溶性蛋白是否会发生变化？关于这个问题学者们主要形成两种观点，一种认为会增加，另一种则认为不会发生变化。

选取两种同位素，即35S以及14C—亮氨酸对一些经过锻炼的植物进行标记，进过观察可以看出，在可溶性蛋白中的这两种同位素的量都增加了，换言之，在低温胁迫下，只有蛋白质进行重新合成才能提高抗冷性，著名学者何若辒通过对草莓进行类似实验证实了这一观点。到目前为止已经有很多学者研究了蛋白在逆境状态的诱导，但是对以下两个方面的研究依然还不够深入，即蛋白在低温状态下诱导功能的增强以及分子调控机理。

（3）组织中糖类、淀粉物质的变化与园艺植物抗冷性的关系。在抗冷锻炼过程中，园艺植物体内的糖类物质大量增加，导致其细胞的保水能力增强，并且组织中的非结冰水量增加，进而使得职务的抗冰冻脱水能力增加。刘祖祺等学者经过研究后得出结论，在抗冷锻炼过程中，糖类含量最高的部分为叶绿体，其重量占总干物质重量15%，这导致类囊体附近的糖浓度变得很高，而偶联因子对冰冻反映非常迅速，为了让类囊体不解离，高浓度糖类会起到保护作用，保证偶联因子会按照正常状态进行光合磷酸化。在越冬期，树体营养主要以淀粉形式储存，一般来说，树种的越冬能力主要受到其体内的淀粉含量以及转化成淀粉的速度影响。

（4）分子标记在植物抗冷性研究中的应用。相当部分的学者依托快速发展的分子生物技术，从分子层面研究了植物的抗冷性。植物的抗冷性的决定性因素是一系列相关基因形成的复杂调控网络，而不是单个的基因，因此很多学者利用分子标记来研究植物抗冷性。在西瓜野生材料P1482322中，学者许勇利用RAPD技术确定了一个与抗冷基因关联的部分，即OPGl2／1950，二者之间的天然距离为6.98CM。