【正文】 苗在土壤干旱脅迫下生長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨土壤含水量降低，幼苗的株高、根長(zhǎng)、莖葉重、根重、莖粗均隨之降低(顧振瑜，1999)。干旱引起植物水分脅迫，從而對(duì)植物的生長(zhǎng)、呼吸作用、氣孔運(yùn)動(dòng)、光合作用、營(yíng)養(yǎng)代謝激素調(diào)節(jié)和滲透等產(chǎn)生不良影響，進(jìn)一步影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。目前常采用聚乙二醇（PEG）滲透脅迫法。目前，植物抗旱性的研究方法有多種，大多是在人工控制的干旱或人工模擬干旱條件下進(jìn)行。二是大氣干旱?！≈参锖乃笥谖畷r(shí)，植物體內(nèi)即出現(xiàn)水分虧缺，水分過(guò)度虧缺的現(xiàn)象稱為干旱（李合生，2006）。 氣候條件影響植物的分布、生長(zhǎng)發(fā)育，而水分條件是決定植物發(fā)展類(lèi)型的主要限制條件。試驗(yàn)中，隨著低溫傷寒程度的發(fā)展，細(xì)胞的SOD活性出現(xiàn)遞減的降低，耐寒力較強(qiáng)的細(xì)葉結(jié)縷草SOD活力的下降值小于耐寒力較弱的假儉草和地毯草，表明植物細(xì)胞中的SOD活性降低與細(xì)胞膜的損傷有一定的關(guān)系。在低溫脅迫下，植物體中保護(hù)酶活性的強(qiáng)弱直接關(guān)系到抗低溫傷害的能力（劉鴻先等，1985）。馬艷青等(2000)對(duì)辣椒抗寒性進(jìn)行研究的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫后各品種的辣椒其MDA含量都得到了不同程度的增加，并且增加的程度與不同品種辣椒的抗寒性有關(guān)，抗寒性強(qiáng)的其MDA含量增加的少，抗旱性弱的增加的多。植物在遭到低溫脅迫后，MDA含量隨著植物傷害程度加大而升高，MDA能引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合，且具有細(xì)胞毒性。魏臻武等根據(jù)抗寒鍛煉期間草坪草葉片電解質(zhì)透過(guò)率配合Logistic方程求其拐點(diǎn)溫度，確定了不同類(lèi)型草坪草的抗寒性。低溫導(dǎo)致植物細(xì)胞膜選擇透性改變或者喪失，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的大量外滲，組織浸泡液電導(dǎo)率增高。烏鳳章等（2008）在研究低溫脅迫白樺幼苗的結(jié)果顯示，在低溫脅迫下白樺幼苗高生長(zhǎng)基本停止，葉綠素含量逐漸下降。植物細(xì)胞內(nèi)的不飽和脂肪酸含量越高，則膜脂相變的溫度越低，更容易保持膜的正常功能和膜的流動(dòng)性，則植物的抗寒性就越強(qiáng)，反之，植物的抗寒性就越差，這種方法準(zhǔn)確度較高，但其成本較高。①電導(dǎo)法。生長(zhǎng)試驗(yàn)法就是植物經(jīng)低溫處理后，觀測(cè)植株或器官形成愈傷組織、生根、發(fā)芽的能力等，以判斷林木的抗寒性，這種方法較可靠，但花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，不能正確地區(qū)分傷害發(fā)生的部位。細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰傷害的主要原因是機(jī)械損傷。過(guò)冷現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能包含2個(gè)方面，第一，是由于細(xì)胞內(nèi)水分受到各種大分子的束縛，不易結(jié)晶成冰，當(dāng)溫度降至冰點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)水分并未凝結(jié)，導(dǎo)致了冰點(diǎn)的降低；二，是由于胞質(zhì)溶膠中各種大分子的存在，它們作為溶質(zhì)增加了細(xì)胞內(nèi)的濃度和黏滯度，根據(jù)物理學(xué)溶液表面蒸騰壓和大氣壓的關(guān)系，冰點(diǎn)也是要降低的。由于細(xì)胞外溶質(zhì)較少，冰點(diǎn)較高，因此在溫度降低的過(guò)程中，細(xì)胞外的水分總是先于細(xì)胞內(nèi)的水分結(jié)冰，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水分向外流，結(jié)成冰晶。陳娜等概括了膜脂組成與抗冷性的關(guān)系，指出膜脂不飽和脂肪酸的含量越高，膜脂相變溫度越低，植物的抗冷性也就隨之提高（陳娜，2005）。花卉植物中的菊花、月季、梅花等的抗寒性研究，而對(duì)于大多數(shù)園林植物，特別是熱帶亞熱帶常闊葉植物則報(bào)道并不多見(jiàn)（彭筱娜，2007）。較耐寒。 大葉冬青的生物生態(tài)學(xué)習(xí)性 大葉冬青原產(chǎn)于我國(guó)南方中亞熱帶地區(qū)，性喜溫暖濕潤(rùn)的氣候，適生涼爽的環(huán)境，深厚疏松濕潤(rùn)的土壤。聚傘花序密集于二年生枝條葉腋內(nèi)，雄花序每1分枝有花3～9朵，雌花序每1分枝有花1～ 3朵；花瓣橢圓形，基部連合，長(zhǎng)約為萼裂片的3倍。，隨著干旱脅迫程度的加強(qiáng)和時(shí)間的延長(zhǎng)，葉片中丙二醛的含量呈上升趨勢(shì)但增幅較緩；保護(hù)酶的活性明顯增強(qiáng)，SOD活性表現(xiàn)為先升后降；POD活性的變化呈現(xiàn)先升后降再升再降，CAT活性呈現(xiàn)先升后降再升的趨勢(shì)，這3種保護(hù)酶協(xié)同作用，有效清除自由基，減輕干旱脅迫對(duì)細(xì)胞膜的傷害，增加了大葉冬青的抗旱性，試驗(yàn)說(shuō)明了大葉冬青有較強(qiáng)的抗旱能力。緩慢降溫SOD酶相對(duì)活性表現(xiàn)為“先降后升”的趨勢(shì)，驟然降溫下葉片內(nèi)SOD活性隨著時(shí)間變化的曲線出現(xiàn)了先升后降的“Z”形變化趨勢(shì)。從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)給了我無(wú)私的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意，謝謝你們！ 夏鵬云 2010年5月目 錄摘 要 11文獻(xiàn)綜述 2 2 大葉冬青的形態(tài)特征及地理分布 2 大葉冬青的生物生態(tài)學(xué)習(xí)性 2 2 2 2。從課題的選擇到論文的修改并最終完成，蘇老師都始終給予我最細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。本人完全了解《河南農(nóng)業(yè)大學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)辦法》的有關(guān)規(guī)定，在畢業(yè)離開(kāi)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)后，就在校期間從事的科研工作發(fā)表的所有論文，第一署名單位為河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，試驗(yàn)材料、原始數(shù)據(jù)、申報(bào)的專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)均歸河南農(nóng)業(yè)大學(xué)所有，否則，承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說(shuō)明，并表示了謝意。特此聲明。注：保密學(xué)位論文在解密后適用于本授權(quán)書(shū)。在此謹(jǐn)向蘇老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 2　抗凍機(jī)理 3 3 生長(zhǎng)恢復(fù)試驗(yàn)法 3 細(xì)胞膜透性的研究 3 膜結(jié)構(gòu)功能的變化引起細(xì)胞代謝的改變 4 植物生理生化特性與抗寒性的關(guān)系 4 4 膜透性與植物的抗寒性 4 半致死溫度與植物的抗寒性 4 丙二醛（MDA）與植物的抗寒性 4 可溶性糖與植物的抗寒性 5 5 5 6 6 6 6 6 6 干旱脅迫與植物葉綠素含量的變化 7 干旱脅迫與植物丙二醛（MDA）的變化 7 干旱脅迫與植物保護(hù)酶系統(tǒng)的變化 72引言 83試驗(yàn)材料與方法 9 供試材料 9 試驗(yàn)方法 9 抗寒性研究 9 9 9 抗旱性研究 9 9 試驗(yàn)方法 10 實(shí)驗(yàn)步驟 10(Chl)的測(cè)定 10 電導(dǎo)率的測(cè)定 10 11（SOD）活性的測(cè)定 11（POD）活性的測(cè)定 12（CAT）活性的測(cè)定 13(MDA)含量的測(cè)定 13 144結(jié)果與分析 15 15 15 15 16 16 16 17 18 低溫脅迫下大葉冬青葉片MDA含量的變化 19 19 20 低溫脅迫對(duì)大葉冬青葉片可溶性糖含量的影響 20 緩慢降溫下大葉冬青葉片可溶性糖含量的變化 20 21 22 22 23 低溫脅迫對(duì)大葉冬青葉片POD活性的影響 24 緩慢降溫對(duì)大葉冬青葉片POD活性的影響 24 驟然降溫對(duì)大葉冬青葉片POD活性的影響 25 低溫脅迫對(duì)大葉冬青葉片CAT活性的影響 26 26 26 27 29 干旱脅迫對(duì)大葉冬青葉片葉綠素含量的影響 29 干旱脅迫對(duì)大葉冬青葉片MDA含量的影響 30 干旱脅迫對(duì)大葉冬青葉片SOD活性的影響 31 32 33 345結(jié)論與討論 36 低溫脅迫對(duì)大葉冬青葉片的影響 36 36 36 36 36 37 干旱脅迫對(duì)大葉冬青葉片的影響 38 干旱脅迫對(duì)大葉冬青葉片葉綠素含量的影響 38 干旱脅迫對(duì)大葉冬青葉片丙二醛含量的影響 38 干旱脅迫對(duì)大葉冬青葉片保護(hù)酶活性的影響 396問(wèn)題與展望 40參考文獻(xiàn) 41縮略詞表 46英文摘要 47 摘 要本論文以2年生大葉冬青（Ilex latifolia)為研究對(duì)象，研究了在低溫及干旱脅迫下大葉冬青葉片生理特性的變化，探討了大葉冬青的各種生理反應(yīng)特性，其結(jié)果如下：1．在低溫脅迫下，兩種不同的降溫過(guò)程對(duì)大葉冬青造成的影響不同。POD活性在兩種降溫下都低于對(duì)照。，在逆境脅迫條件下，大葉冬青可以通過(guò)自身調(diào)節(jié)來(lái)抵御不良環(huán)境的傷害，能抵御一定不良環(huán)境造成的傷害，具有較強(qiáng)的抗逆能力。果實(shí)球形，紅色或褐色；分核4。幼苗期喜蔭蔽，需一定的側(cè)方遮蔭。關(guān)于植物抗性方面的研究國(guó)內(nèi)外研究者己做了大量的工作，論文和專著不勝枚舉，但大葉冬青與其他植物的研究相比尚有距離。植物體內(nèi)的甘油3磷酸酰基轉(zhuǎn)移酶、W3脂肪酸去飽和酶等能催化膜中脂肪酸的去飽和反應(yīng)，增加質(zhì)膜中不飽和脂肪酸的含量，從而提高了植物的抗冷性。細(xì)胞內(nèi)水分的外流使細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有可以結(jié)冰的水，同時(shí)胞外結(jié)冰的過(guò)程可以釋放熱量，在一定程度上緩解了細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰的壓力。植物細(xì)胞外水分的過(guò)冷現(xiàn)象以及過(guò)冷現(xiàn)象詳細(xì)的分子機(jī)制，目前還尚未研究清楚。冰晶體會(huì)破壞生物膜、細(xì)胞器和襯質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)的隔離被破壞，酶活動(dòng)無(wú)秩序，影響代謝。第二種是組織褐變法，通過(guò)觀察未受低溫處理組織的顏色和受低溫處理組織的顏色進(jìn)行對(duì)比，確定植物受傷害的程度。植物組織在經(jīng)低溫處理后，質(zhì)膜會(huì)受到傷害，細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)外滲增加，可以測(cè)定溶液的電導(dǎo)率來(lái)表示外滲電解質(zhì)的多少，植物受凍害越嚴(yán)重，則外滲物質(zhì)越多，電導(dǎo)率就越高，說(shuō)明細(xì)胞膜受傷害程度越嚴(yán)重，則林木抗寒性也就越差，反之，則植物抗寒性就越強(qiáng)。 膜結(jié)構(gòu)功能的變化引起細(xì)胞代謝的改變低溫能引起一系列細(xì)胞代謝功能的改變，人們通常采用測(cè)定植物的葉綠素含量、膜透性、可溶性糖含量、丙二醛含量、SOD活性、POD活性、CAT活性等一系列生理特性來(lái)研究植物的抗寒性。葉綠素減少是對(duì)低溫脅迫的反應(yīng)，同時(shí)也可能是對(duì)長(zhǎng)期適應(yīng)低溫的響應(yīng)。電導(dǎo)率的變化反應(yīng)出質(zhì)膜受傷害程度和所測(cè)材料的抗寒性的大小。經(jīng)過(guò)抗寒鍛煉， ℃℃，℃℃。在相同的低溫脅迫處理?xiàng)l件下，MDA含量高的品種抗寒性弱，反之則強(qiáng)。由此可以得出，MDA含量在低溫處理與對(duì)照之間的變化量可作為衡量植物的抗寒性的一個(gè)重要生理指標(biāo)?；钚匝踉诘蜏孛{迫下積累，會(huì)在植物細(xì)胞膜系統(tǒng)上誘發(fā)膜脂過(guò)氧化作用，破壞膜結(jié)構(gòu)，使膜內(nèi)物質(zhì)向外滲漏，從而使植物遭受低溫傷害。張國(guó)珍等（1997）認(rèn)為，POD區(qū)帶條數(shù)能在一定程度上反映植物抗寒性的大小，只能用其作為植物抗寒性比較的參照指標(biāo)。干旱由于其發(fā)生頻率高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，影響范圍廣、后延影響大，成為影響我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最嚴(yán)重的氣象災(zāi)害之一。干旱的形成有兩種主要原因，并形成兩類(lèi)干旱。植物的水分虧缺是由于蒸騰失水超過(guò)吸水而產(chǎn)生的，即使在土壤水分充足的情況下，晴天的中午也常常產(chǎn)生干旱。　　用稱重法控制土壤含水量。PEG是一種較為理想的滲透調(diào)節(jié)劑，許多研究者認(rèn)為用PEG模擬植物干旱逆境是可行的（Gergely I 1980；王翠花等2005）。據(jù)研究，干旱脅迫下，樹(shù)木高、根莖系生長(zhǎng)、葉片數(shù)、葉面積及生物量、樹(shù)冠結(jié)構(gòu)等均受到抑制。 干旱脅迫與植物葉綠素含量的變化葉綠素總量主要包括葉綠素a(Chla)和葉綠素b(Chlb)，葉片葉綠素含量的變化，常被用作脅迫反應(yīng)的指標(biāo)。這說(shuō)明隨著干旱脅迫程度的加劇，黃櫨通過(guò)提高葉綠素含量保證對(duì)光能的充分利用，提高轉(zhuǎn)化率以保證碳同化，增強(qiáng)體內(nèi)的代謝活動(dòng)，這種生理反應(yīng)，是樹(shù)種抗旱能力的表現(xiàn)。唐連順（1994）等研究表明在干旱脅迫過(guò)程中玉米葉片質(zhì)膜透性明顯加大，且與MDA含量的變化呈顯著的正相關(guān)，這暗示膜脂過(guò)氧化增強(qiáng)是造成膜傷害的一個(gè)重要原因。 SOD、POD是機(jī)體清除超氧化物自由基或H2O2的酶類(lèi)。主要分布于長(zhǎng)江中下游各省及福建等地，河南南部大別山區(qū)有自然分布。河南屬北亞地帶與暖溫帶過(guò)渡型氣候，四季分明，雨量充沛，光照充足，地形復(fù)雜，氣候溫和有明顯的過(guò)渡性特征，南北方植物交匯并存。植物的低溫危害，表現(xiàn)為冷害和凍害，冷害為0 ℃以上的低溫引起，凍害則為0 ℃以下的低溫造成。因此鄭州地區(qū)引種大葉冬青，進(jìn)行抗寒性的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。本試驗(yàn)主要討論在低溫及干旱脅迫下，大葉冬青葉片的生理生化指標(biāo)的變化，為大葉冬青的引種栽培提供理論依據(jù)。定期澆霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液，每?jī)芍軡惨淮?，以澆透土壤為度。不同低溫處理后的苗木立即采樣測(cè)定葉片各項(xiàng)生理指標(biāo)，3次重復(fù)。分別在0℃、6℃、12℃、18℃下處理24h、48h、72h，采集成熟葉片進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。在6℃、0℃、6℃下，處理24h，采集成熟葉片進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。L1)、S3(300 g試驗(yàn)開(kāi)始后每3天取樣1次，共采樣6次。把葉片放到25ml的具塞試管中，然后加入10ml無(wú)水乙醇和10ml 80％的丙酮，搖勻后將試管放在黑暗的條件下浸提24小時(shí)。公式電導(dǎo)儀的常數(shù)：（1）檢查：調(diào)至： 常數(shù)為： 溫度： 25℃（2）測(cè)定時(shí)：先調(diào)至Ⅱ，測(cè)不出再調(diào)至Ⅲ。儀器與用具：分光光度計(jì)；水浴鍋；刻度試管；刻度吸管一支；吸水紙適量。分別放入4支刻度試管中，加入10ml蒸餾水，用塑料薄膜封口，在沸水中提取30min，提取液過(guò)濾到25ml容量瓶中，重復(fù)提取——過(guò)濾過(guò)程一次。試劑：()；130mmol/L甲硫氨酸(Met)溶液: 9g Met用磷酸緩沖液定容至100ml；750 u mol/L 氮藍(lán)四唑( NBT)溶液: 33gNBT用磷酸緩沖液定容至100ml避光保存；100 u mol/L EDTANa2 溶液: 21g EDTANa2用磷酸緩沖液定容至1000ml；20u mol/L核黃素溶液: 53g核黃素定容至1000ml避光保存。SOD活性單位以抑制NBT光化還原的50%為一個(gè)酶活單位表示，按下列公式計(jì)算SOD活性。在470nm下測(cè)定其吸光值，加入酶液時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔30s讀數(shù)一次，連續(xù)記錄5分鐘。=%的H2O2稀釋到250ml配置成CAT反應(yīng)液。試劑：5％的三氯乙酸；石英沙；％的硫代巴比妥酸。取離心后的上清夜3ml，加入3ml ％的硫代巴比妥酸（TBA），混合后在沸水浴中煮沸30min，記錄體積（V0=6ml），冰浴下迅速冷卻，再離心10min。因?yàn)樵S多逆境脅迫傷害植物的機(jī)理之一就是破壞了植物體內(nèi)自由基攻擊膜系統(tǒng)造成膜脂過(guò)氧化而引發(fā)植物生理代謝失調(diào)而受傷害(白寶璋等，1996)。植株在處理前24h 葉綠素含量都始終處于下降趨勢(shì),在第48 h時(shí)0℃、6℃葉綠素含量開(kāi)始回升。0℃%，植株生長(zhǎng)未受到影響。大葉冬青葉片在緩慢降溫下的相對(duì)電導(dǎo)率變化如圖43 所示。0℃ 、 6℃在72h后與對(duì)照相比，變化不明顯，說(shuō)明在6℃低溫下處理7