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翠南报春抗寒生理生态学研究

周蕴薇

  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)H_2O_2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。……   
[关键词]:翠南报春;生理生态学;低温胁迫
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:东北林业大学2001年