低溫脅迫對花蔓草葉片滲透調節物質的影響

鐘杰陽

摘 要：以花蔓草一年生扦插苗為試材，采取5個不同溫度，分別進行6種時間處理，研究葉片內可溶性蛋白質、可溶性糖含量的變化。研究發現，隨著溫度的降低和時間的延長，花蔓草葉片可溶性蛋白質、可溶性糖含量呈上升趨勢，對相同時間不同溫度和對相同溫度不同時間進行比較，結果顯示： 60 h -35 ℃時，可溶性蛋白含量（38.17 mg·g-1） 達到高峰，脅迫60 h -35 ℃比60 h 0 ℃（CK）高18.05 mg·g-1，脅迫60 h -35 ℃比0 h -35 ℃提高了141.12%；-35 ℃ 60 h比0 ℃ 60 h（CK）高12.17 mg·g-1，-35 ℃ 60 h比-35 ℃ 0 h高23.66 mg·g-1。研究表明，該植物對低溫有一定的耐受力，在惡劣條件下，它可通過滲透調節物質的積累和可溶性物質合成的增加來應對低溫脅迫的不利影響。

關鍵詞：花蔓草；低溫脅迫；可溶性蛋白；可溶性糖

中圖分類號：Q945.78 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.10.030

Effect of Low Temperature Threats on the Aptenia cordifolia Leaves' Penetration Controlling Material

ZHONG Jie-yang

（Shanxi Agricultural University， Taigu， Shanxi 030801， China）

Abstract： Taking annual growing Aptenia cordifolia as sample， and taking five different temperatures as conditions and six different duration treatments， the volume change of soluble proteins and soluble sugar in the leaves was studied. It was discovered that with the decreasing temperature and time expanding， the soluble proteins and soluble sugars in the Aptenia cordifolia leaves are trending to rise. The results of comparisons between different temperature under the same time duration and the same time duration under the different temperatures showed that under 60 h -35 ℃， the soluble protein volume（38.17 mg·g-1） is at the peak， and the volume of threatening 60 h -35 ℃ is 18.05 mg·g-1 higher than that of 60 h 0 ℃（CK）， threatening 60 h -35 ℃ is improved by 141.12%than that of 0 h-35 ℃；under -35 ℃ 60 h， the soluble protein volume is 12.17 mg·g-1 higher than that of 0 ℃ 60 h（CK）， the volume of -35 ℃ 60 h is 23.66 mg·g-1 higher than that of -35 ℃ 0 h. The results indicated that this kind of plan has cold insistence ability and under such bad conditions， it could overcome the low temperature threats to avoid the bad impacts by controlling material penetration to increase the accumulation volume of soluble proteins and sugars.

Key words： Aptenia cordifolia； low temperature threat； soluble proteins； soluble sugars

花蔓草，苦苣苔科芒毛苣苔屬，多年生常綠藤本植物，原產東南亞等地，在我國臺灣、廣東有栽培。生長適溫為21～25 ℃，為避免低溫對其傷害，本研究以花蔓草一年生的扦插苗為試材，通過測定不同溫度、不同處理時間下花蔓草的可溶性蛋白質和可溶性糖含量的變化，為改善花蔓草在低溫條件下栽培過程中出現不同程度的葉片干枯及落葉等現象，以及為提高花蔓草的抗寒性和對其抗寒機理的深入研究、擴大其生殖區域，提供科學理論依據。

植物在正常生長發育過程中，經常會遭受低溫脅迫，造成不同程度的傷害，因此研究植物的低溫傷害引起生理生化變化，將有助于在實際生產中采取相應措施以減輕低溫對植物的傷害，并為篩選抗低溫基因型植物提供有效的途徑。

1 材料和方法

試驗于2013年在榆次市苗圃進行。試材為一年生生長健壯、無病蟲害、株高生長一致的花蔓草扦插苗，將其栽于盆內，進行正常的肥水管理。5月上旬，選取生長一致的盆栽苗，采取-35，-25，-15，0，-15 ℃等5個不同溫度，分別進行0，12，24，36，48，60 h處理，測定不同溫度、不同時間下花蔓草葉片內的可溶性蛋白質和可溶性糖含量指標，每個溫度處理20株幼苗，并進行3次重復，其中以0 ℃為對照。endprint

1.1 可溶性蛋白的測定

參考文獻[1]的方法，稱取新鮮葉片0.25 g， 加入少量石英砂和5 mL磷酸緩沖液（ 0.1 mol·L-1，pH=6.0 ）研磨成勻漿后， 3 000 r·min-1 離心10 min， 取上清液1.0 mL，加入2.5 mL考馬斯亮藍G-250充分混合， 放置2 min后在722S型分光光度計595 nm波長下比色， 測定吸光值， 計算可溶性蛋白含量。

1.2 可溶性糖的測定

按照參考文獻[2]的方法，稱取0.2 g新鮮葉片， 剪碎分別放入刻度試管， 加入10 mL蒸餾水， 塑料薄膜封口， 于沸水中提取30 min （2次）， 提取液過濾入25 mL容量瓶中， 反復沖洗試管及殘渣， 定容至刻度。取0.5 g樣品液于試管中， 加入蒸餾水1.5 mL， 加入苯酚、濃硫酸顯色后測定吸光值， 計算可溶性糖含量。

2 結果與分析

2.1 低溫脅迫對花蔓草葉片可溶性蛋白質含量的影響

圖1顯示，經低溫脅迫后，可溶性蛋白質隨時間延長其變化呈上升趨勢，脅迫60 h -35 ℃比脅迫60 h 15 ℃高20.06 mg·g-1、比60 h 0 ℃（CK）高18.05 mg·g-1，比-15℃60 h高11.19 mg·g-1，比-25 ℃60 h高5.55 mg·g-1；脅迫60 h -35 ℃比0 h-35 ℃提高了141.12%，脅迫60 h -25 ℃比0 h -25 ℃提高了127.00%，脅迫60 h -15 ℃比-15 ℃0 h提高了102.55%，脅迫60 h 0 ℃（CK）比0 h 0℃提高37.24%，脅迫60 h 15 ℃比0 h 15 ℃ 提高了32.38%。

2.2 低溫脅迫對花蔓草葉片可溶性糖含量的影響

由圖2可知，經低溫脅迫后，可溶性糖隨溫度降低、時間延長其變化呈上升趨勢，-35 ℃60 h時比15 ℃60 h時高13.15 mg·g-1，比0 ℃60 h（CK）時高12.17 mg·g-1，比-15 ℃60 h時高9.51 mg·g-1，比-25 ℃60 h時高6.46 mg·g-1；-35 ℃60 h時比-35 ℃0 h時高23.66 mg·g-1，-25 ℃60 h時比-25 ℃0 h時高15.75 mg·g-1，-15 ℃60 h時比0 h-15 ℃時高13.94 mg·g-1，0 ℃60 h（CK）時比0 ℃0 h（CK）時高12.54 mg·g-1，15 ℃60 h時比15 ℃0 h時高9.87 mg·g-1。

3 結論與討論

3.1 低溫脅迫對花蔓草葉片中可溶性蛋白質含量的影響

可溶性蛋白質含量與抗寒性的提高有相關性，可溶性蛋白的親水膠體性強，能增加細胞持水力，調節基因表達，導致抗寒性的提高[3]。簡令成等[4]研究小麥時指出：蛋白質含量與抗寒性顯著相關，可溶性蛋白含量均隨溫度下降而升高，這表明低溫下可溶性蛋白含量的增加，可使降解速率下降或合成加強[3-6]。

本試驗研究發現，隨著溫度的降低和時間的延長，花蔓草葉片內可溶性蛋白含量逐漸增加，提高了葉片細胞的滲透調節能力，降低了冰點，防止了蛋白質的凝固，這是它對低溫環境的一種保護效應。由圖1可以看出，隨著低溫脅迫，60 h -35 ℃時可溶性蛋白含量（38.17 mg·g-1） 達到高峰，且60 h -35 ℃時比0 h-35 ℃提高了141.12%，60 h -35 ℃時比0 ℃60 h（CK）高18.05 mg·g-1，這些都說明在逆境條件下，花蔓草葉片內各種滲透物質大量積累，使可溶性蛋白大量增加，對低溫脅迫反應快，形成的防護機制早，因此對抗凍起到了調節作用。

3.2 低溫脅迫對花蔓草葉片中可溶性糖含量的影響

可溶性糖在植物的抗寒性研究中作為植物體內的重要代謝產物一直被研究者所關注。簡令成[4]、Garaham D等[5]都曾指出，多數植物的可溶性糖含量與抗寒力成正相關，因為它可以提高細胞的滲透濃度[3-9]。有研究表明，溫度下降時，可溶性糖的含量增多，對于植物的抗寒性有良好的效果，可保護細胞質膠體使其不致遇冷凝固[10-11]。

本試驗對可溶性糖含量在相同時間不同溫度下的比較結果顯示，低溫-35 ℃對花蔓草葉片細胞膜造成傷害，加速了脂膜、液胞膜的破損和淀粉轉化為糖的過程，使細胞內各種生理活動遭受嚴重阻礙，因此，可溶性糖含量在-35 ℃60 h時增至最高點28.83 mg·g-1，比15 ℃60 h時高出13.15 mg·g-1，比0 ℃60 h（CK）時高12.17 mg·g-1；對相同溫度不同時間的情況進行比較，發現花蔓草葉片可溶性糖含量在-35 ℃60 h時比-35 ℃0 h時高23.66 mg·g-1，0 ℃60 h（CK）比0 ℃0 h（CK）高12.54 mg·g-1。大量研究表明，在低溫脅迫下植物體內會積累可溶性糖，這樣不僅保持了蛋白質的水合度，減少了原生質水分的損失，而且還起到了平衡液泡與細胞間的滲透勢等多種作用，降低質膜的受害程度[12-13]。因此，可溶性糖是植物抗寒性的主要保護物質，本試驗中花蔓草葉片可溶性糖的含量在低溫時隨處理溫度的降低而增大， 這與馬翠蘭等[14]對柚、佘文琴等[15]對楊桃的研究結果一致。

綜上所述，在低溫脅迫（不同時間、相同溫度和不同溫度、相同時間）下，花蔓草葉片中可溶性蛋白質和可溶性糖含量都呈增長趨勢，且兩者在-35 ℃ 60 h 時含量保持較高水平，說明低溫促進了可溶性物質的分解，并引起植物體內可溶性物質不可逆的變性和解聚，表明該植物對低溫有一定的耐受力，在惡劣條件下，低溫脅迫的不利影響，可通過可溶性物質合成的增加和滲透調節物質的積累來消除。

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