翠南报春抗寒生理生态学研究

本文研究了东北地区野生早春花卉翠南报春（Primula Sieboldii E.Morren）在低 温胁迫下的生理特性。从质膜相对透性与膜脂过氧化作用、可溶性蛋白质与游离脯氨酸含 量、活性氧与保护酶、叶细胞超微结构以及光合与蒸腾作用等方面对翠南报春生理特性的 变化进行了系统的研究，探讨了翠南报春的抗寒生理生态学适应机制： （1）随胁迫温度的降低质膜透性增大、MDA含量增加。在有光照的低温胁迫下质膜 透性和MDA含量高于黑暗条件下的低温胁迫。低温锻炼使质膜透性增大、MDA含量增加， 但在胁迫过程中这两个指标对低温的敏感性降低了。低温锻炼提高了翠南报春的抗寒性。 （2）可溶性蛋白质的含量在较高的零上低温（10℃）的胁迫下有所增加，在较低的 温度（0℃）下含量减少。低温锻炼增加可溶性蛋白的含量，经低温锻炼的植株虽然在胁 迫过程中蛋白质含量减少，但保持了相对的稳定性。在有光照的低温胁迫下可溶性蛋白的 含量低于黑暗胁迫下的含量。低温胁迫明显增加游离脯氨酸的含量，并且脯氨酸的含量随 胁迫强度的增加和胁迫时间的延长而增加。可溶性蛋白含量和游离脯氨酸含量的增加对翠 南报春抗寒性的提高有积极意义。 （3）H2O2含量随低温胁迫强度的增加而增加，它的含量的增加与质膜透性及MDA含 量的增加有明显的对应性和相关性。在有光照的低温胁迫下它的含量大于黑暗下的低温胁 迫。 （4）低温使保护酶的活性升高。SOD活性和ASP活性随低温胁迫强度的增加而升 高，POD活性在较高的低温（10℃）胁迫时升高，在较低的低温（0℃）胁迫时下降。在 有光照的低温胁迫下SOD和ASP有增强清除活性氧的能力而使植物免受伤害的积极的调节 方式，POD则没有。低温锻炼使三种酶的活性升高，表明三种酶都有在锻炼后提高活性以 适应低温环境的能力。SOD和POD以降低对低温的敏感性来防御低温伤害；ASP以增加酶 的稳定性来防御低温伤害。 （5）在低温对翠南报春叶细胞超微结构的影响方面，随温度的下降，观察到叶绿体 膨胀变圆、线粒体数目的增加。在有光照的低温胁迫下还出现叶绿体片层排列方向改变的 现象。经低温锻炼和较低的温度胁迫后，出现了质膜内陷现象，还观察到了质膜与细胞壁 之间的一种液泡状结构，推测它的出现可能和细胞内的液泡及质膜内陷有关。本文认为质 膜内陷和液泡状结构的出现是抗寒植物对低温的一种适应性表现。 （6）随着温度的降低，光合速率、叶绿素含量和蒸腾速率逐渐下降。在光照低温条 件下光合速率、叶绿素含量与蒸腾速率下降的程度比黑暗低温条件下显著。低温锻炼引起 光合速率、叶绿素含量与蒸腾速率的降低。在胁迫过程对照植株光合速率的下降是由非气 孔因素引起；锻炼植株光合速率的下降在胁迫的前两天是由气孔因素引起，在胁迫的第三 和第四天是由非气孔因素引起。这也从另一个角度证明了低温锻炼提高了植物的抗寒性。 非气孔因素可能和低温引起的活性氧累积及保护酶活性降低、代谢功能的下降有关。