自然降温过程中两种樟树幼苗的抗寒性研究

摘要

本研究以2011年春季播种于河南农业大学试验苗圃基地的当年生香樟(Cinnamomumcamphora)和猴樟(Cinnamomum bodinieri)幼苗为材料，测定了其在2011-2012年冬春自然降温过程中生理生化指标的变化，并对其的抗寒性强弱进行了具体的分析比较。结果如下:
　　(1)在自然降温过程中，低温对两种供试樟树叶片的细胞膜均造成了不同程度的伤害。叶片相对电导率和丙二醛含量随着一次次冷空气的来临而升高，分别在平均气温最低的1月和2月初达到最大值。在整个试验中，同一时期猴樟叶片中的电导率和MDA（丙二醛）含量均低于香樟，其细胞膜受伤害程度较轻，抗寒性能力略强。
　　(2)自然降温过程中，樟树的细胞膜系统受到伤害的同时，本试验主要研究了樟树自身两个的积极响应机制:一是调节渗透调节物质，游离脯氨酸也是低温保护过程的重要物质，但初期作用稍差，在1月中旬达到最大值，之后3月份倒春寒再次升高;可溶性蛋白质在冷空气来袭时不断积累升高;出现两个波峰，一个是持续低温的12月一个是2月份。两者相互协调配合，保持细胞的渗透平衡，通过各自含量的变化来调整和适应遭遇低温时候的变化，这样会对细胞膜的损伤程度减轻。且猴樟和香樟叶片中可溶性蛋白质及游离脯氨酸含量的变化趋势基本一致，均呈现多折线式的变化趋势。与香樟相比，猴樟的渗透调节物质水平明显要高，其御寒能力强。另一个是保护酶系统，猴樟和香樟叶片中的SOD（超氧化物歧化酶）、POD（过氧化物酶）、CAT（过氧化氢酶）活性随温度的变化均有不同程度的升降，并通过协同作用来减少细胞内自由基和活性氧的积累，防御其对细胞膜系统的伤害，提高抗氧化能力，从而有效抗击低温严寒。对比分析两种樟树的酶活性变化，表明:抗寒性强猴樟的酶活性明显高于同一时期的香樟，更有利于抵抗低温。
　　(3)在自然降温过程中，猴樟和香樟叶片中脂肪酸组成成分主要有肉豆蔻酸(C14∶0)、棕榈酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)、亚油酸(C18∶2)和亚麻酸(C18∶3);猴樟和香樟叶片中饱和脂肪酸以棕榈酸为主要成分，不饱和脂肪酸中以亚麻酸占大数。在樟树叶片中，随着温度的降低，不饱和脂肪酸含量增加主要是有亚麻酸含量的增加引起的。
　　樟树叶片中的不饱和脂肪酸含量和IUFA（不饱和指数）值随季节呈现有规律的变化。低温有利于不饱和脂肪酸的形成和IUFA的提高。猴樟和香樟叶片中脂肪酸含量的IUFA值变化趋势与其亚麻酸的含量以及不饱和脂肪酸含量变化呈现的趋势相同，均呈先上升后下降。
　　通过对比分析猴樟和香樟不饱和脂肪酸含量及IUFA值得出，抗寒力强的猴樟本身不饱和脂肪酸的含量高时，其IUFA值也会较高并且其值的变化幅度相对较大，因此能抵抗低温的威胁。抗寒力弱的香樟，不饱和脂肪酸含量相对较少，IUFA值相对偏低，对低温更敏感。
　　(4)在本试验中综合分析比较各抗寒性评价指标得知:两种樟树在自然降温的过程中，抗寒生理指标值均存在差异，但变化趋势基本一致。其研究结果从生理生化角度揭示自然降温过程中猴樟幼苗的抗寒性强于香樟。即猴樟＞香樟。

目录

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致谢

摘要

1 文献综述

1．1 植物抗寒的生理机理

1．1．1 寒害机理

1．1．2 冻害机理

1．2 植物抗寒的形态结构变化

1．3 植物抗寒的生理生化变化研究

1．3．1 细胞膜系统与植物的抗寒性

1．3．2 渗透调节物质与植物的抗寒性

1．3．3 叶片保护酶系统与植物的抗寒性

1．3．4 植物抗寒过程中脂肪酸含量的变化

1．4 樟树抗寒育种现状

2 引言

3 研究材料与方法

3．1 研究地概况

3．1．1 研究地基本概况

3．1．2 测定期间气温变化情况

3．2 研究材料

3．3 试验设计

3．4 指标的测定

3．4．1 电导率的测定

3．4．2 丙二醛(MDA)含量的测定

3．4．3 脯氨酸(Pro)含量的测定

3．4．4 可溶性蛋白质的测定

3．4．5 超氧物歧化酶SOD活性的测定

3．4．6 过氧化物酶(POD)活性的测定

3．4．7 过氧化氢酶(CAT)活性的测定

3．4．8 脂肪酸测定

3．5 数据统计分析方法

4 结果与分析

4．1 自然降温过程中樟树的膜系统变化

4．1．1 自然降温过程中樟树叶片相对电导率的动态变化

4．1．2 自然降温过程中樟树叶片MDA含量的动态变化

4．2 自然降温过程中樟树叶片渗透调节物质含量的动态变化

4．2．1 自然降温过程中樟树叶片游离脯氨酸含量的动态变化

4．2．2 自然降温过程中樟树叶片可溶性蛋白质含量的动态变化

4．3 自然降温过程中樟树叶片保护酶系统活性的动态变化

4．3．1 自然降温过程中樟树叶片SOD活性的动态变化

4．3．2 自然降温过程中樟树叶片POD活性的动态变化

4．3．3 自然降温过程中樟树叶片CAT活性的动态变化

4．4 自然降温过程中樟树的脂肪酸成分及含量变化

4．4．1 樟树叶片中脂肪酸的组成及其总脂肪酸含量变化

4．4．2 樟树叶片中脂肪酸的百分量及其IUFA值含量变化

4．4 自然降温过程中樟树各测定指标之间的关系

5 结论与讨论

5．1 结论

5．2 讨论

参考文献

缩略词表