莲雾北移种植过程中温度是其分布的最主要影响因素,其耐寒性不及柁果、杨桃、番石榴、香蕉等,在0~2℃即受冻死亡。魏秀清等采用‘农科一号‘莲雾幼苗,研究低温胁迫下莲雾的适应机制和伤害机理,为莲雾的引种、抗寒育种和北移栽培提供理论依据。
低温胁迫对相对电导率(REC)的影响
从数据(图1-A)可看出,4个时间处理的REC均随温度的下降而上升,呈明显的“s”型曲线。-2°C时细胞开始出现冻伤,细胞内的电解质大量外渗,表现出高渗出率。
低温对丙二醛含量(MDA)的影响
4个时间处理叶片MDA含量随着温度的下降不断上升,由此表明-2°C已对莲雾造成伤害(图1-B)。整体随温度下降与持续时间延长,MDA呈平缓上升趋势,未有显著起伏。
图1 低温胁迫对莲雾叶片REC和MDA含量的影响
低温胁迫对保护酶(SOD、CAT和POD)活性的影响
随处理时间的延长,不同低温下叶片SOD活性的变化不同。
10°C下SOD活性呈不断上升变化,其余5个温度下SOD活性变化与之相反(图A)。4°C处理3h时SOD活性达最高值,SOD活性随处理时间延长急剧下降,不同时间处理间达极显著水平,表明4°C为SOD应激活性变化的临界转折点。
图A 低温胁迫对莲雾叶片SOD的影响
随处理时间的延长,不同低温下叶片CAT活性有3种变化趋势(图2-B)。CAT活性随温度下降总体呈升一降一升一降的“M”型变化,在7和1°C处活性上升,在4°C处活性下降,10、7、4和1°C下活性总体高于-2和-5°C。
图B 低温胁迫对莲雾叶片CAT的影响
不同低温下,叶片POD活性随处理时间的延长呈3种变化趋势(图2-C)。POD活性在10°C处理12h,7、4℃处理3、6、9、12h和1°C处理3、6h时,POD活性较高,其中1°C处理6-9h是POD活性由强变弱的跃变转折点,为等温条件下POD活性变幅最大。
图C 低温胁迫对莲雾叶片POD的影响
低温胁迫对束缚水与自由水比值的影响不同低温下叶片BW/FW随时间的延长变化不同(图2-D)。由此表明,短时间低温胁迫,束缚水含量随温度降低而升高,而随胁迫时间的延长,束缚水含量不再遵照该变化。
图D 低温胁迫对莲雾叶片束缚水/自由水比值的影响
低温胁迫对细胞保护物质(Pro、WSS)含量的影响不同低温下,随低温时间的延长,叶片Pro含量总体呈不断下降趋势。(图2-A)
不同低温下叶片WSS含量随低温时间的延长变化不同。WSS含量随温度降低总体呈降一升一降变化,但开始上升和下降的温度不同。1°C处理9h时值最高,-5°C处理12h时值最低。(图2-B)
图2 低温胁迫对莲雾叶片脯氨酸和可溶-眭糖含量的影响
低温胁迫过程中各项抗寒生理指标的相关性分析由表2可看出,在低温胁迫下,细胞膜质过氧化加剧,MDA含量增加,电解质外渗,而CAT、SOD、POD、束缚水、保护作用。脯氨酸及可溶性糖在胁迫不同阶段起到不同程度的保护作用。
表1 不同低温胁迫下莲雾叶片各项指标的相关性分析
注:和分别表示相关陛呈显著和极显著水平
结 论
‘农科一号’莲雾的半致死温度(LT50)为-1.2℃,叶片在低温胁迫过程中细胞膜质过氧化加剧,MDA累积,电解质外渗,束缚水、脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质在胁迫的不同阶段起到不同程度的保护作用,主要保护酶为过氧化氢酶和过氧化物酶。
引用
魏秀清,许玲,章希娟,等. 莲雾对低温胁迫的生理响应及抗寒性分析[J]. 果树学报,2016.
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