红掌不同品种在高温胁迫下的伤害与耐热机理

　　红掌 （Anthurium andraeanum） 属天南星科花烛属，为多年生附生常绿草本植物，原产于中美洲和南美洲热带雨林，是典型的热带花卉。 在世界花卉贸易中，红掌的销量仅次于热带兰，是近年来国内外最为流行的名贵花卉之一。 红掌的生长发育对高温敏感，特别是在高温季节， 其生长发育很容易受到高温的严重抑制。 然而，红掌具有一定的适应机制，可以通过增强抗氧化酶系统及提高细胞的渗透调节物质含量来减轻高温的伤害[1]，但不同品种间存在耐热性差异[2]。 我们利用 3 个耐热性存在差异的红掌品种幼苗为试材， 探讨红掌不同品种在高温胁迫下的伤害与耐热机理，以期为红掌的耐热性栽培提供理论依据。

　　1 材料与方法

　　1.1 供试材料

　　以耐热性强的红掌品种火焰、 阿拉巴马和耐热性弱的粉冠军为供试材料， 由山东省聊城市农业科学研究院生物工程中心采用组培苗在控温控光温室内培育，在幼苗生长期，进行正常的水肥管理和病虫害防治。 当幼苗长有 10 片叶时，进行试验研究。

　　1.2 试验设计

　　每品种选取生长态势基本一致的幼苗植株，置于人工气候箱内先进行 27℃/23℃（昼/夜）5 天处理后进行不同温度设计处理：25℃（对照）、30℃、40℃，各温度均处理 5 天。 处理期间光照强度为 8 000 lax，相对湿度 70%～85%，定期适度浇水，保持基质湿润，避免出现水分胁迫。 每处理重复 3 次，每重复 10 株幼苗。

　　1.3 测定项目

　　每处理结束后，每株剪去最近成熟的一片叶，清水流洗并拭干，混合取样。

　　1.3.1 细胞抗氧化酶活性测定 粗酶液提取： 取材料 0.5g 于预冷的研钵中，加入 2 ml 预冷的粗酶提取介质，在冰浴中研磨匀浆，移入离心管内（5 ml），在高速超低温离心机于 4℃下 1 000 xg 离心 20 分钟，取上清液 4℃下保存备用。

　　酶活性测定：SOD 活性采用氮蓝四唑（NBT）法，参照李合生[3]的方法测定，以抑制 NBT 还原率达 50%的酶量为一个酶单位 （U）。 POD 活性利用紫外吸收法，参照陈建勋[4]方法测定，以每分钟 OD470 增加0.01 的酶量为一个酶活力单位（U）。

　　1.3.2 其他生理指标测定 可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝 G-250 染色法，参照孙群[5]。方法测定可溶性糖含量采用蒽酮比色法，参照李合生[6]的方法测定
　　
　　1.4 分析方法

　　应用 Excel 软件进行数据整理并绘图。 采用 SAS统计软件进行统计分析。

　　2 结果与分析

　　2.1 高温胁迫下红掌不同品种 SOD 活性变化

　　SOD 具有消除超氧阴离子自由基 （O2-） 毒害作用。 从图 1 可以看出， 随着温度的上升，3 个品种的SOD 活性均呈现先升后降的变化趋势， 且高温处理期间差异明显。 在 30℃时， 阿拉巴马的 SOD 活性上升幅度较大，比对照 25℃的增加了 49.80%，差异达到极显着水平；火焰的 SOD 活性上升幅度小，比对照增加了 36.5%，差异为显着水平；而粉冠军的 SOD 活性上升幅度较小，仅比对照增加了 11.39%，差异刚达到显着水平。 在 40℃时， 阿拉巴马的 SOD 活性下降较小，仅比对照 25℃的略降 2.71%，差异未达到显着水平， 而粉冠军的 SOD 活性下降较大， 比对照低出29.48%，差异达到极显着水平。 由此可见，在高温胁迫期间，阿拉巴马的 SOD 活性更高，具有更强消除细胞 O2-的能力，更有利于抵御高温胁迫。【1】

　　
　　2.2 高温胁迫下红掌不同品种 POD 活性变化

　　POD 在植物体内的主要作用是消除 H2O2， 可有效地保护植物细胞免受其伤害， 从图 2 可以看出，POD 活性的变化趋势与 SOD 相似，随着温度的上升，3 个品种的 POD 活性均呈现先升后降的变化趋势 ，且高温处理期间差异明显。 在 30℃时， 阿拉巴马的POD 活性上升幅度较大 ， 比对照 25℃ 的增加 了39.74%， 差异达到极显着水平； 火焰的 POD 活性上升幅度不大， 比对照 25℃的增加了 15.70%； 而粉冠军的 POD 活性上升幅度较小， 仅比对照增加了11.43%， 差异达到显着水平。 在 40℃时， 阿拉八玛的 POD 活性下降幅度较小， 此时比对照 25℃的下降了 4.85%， 与对照相比差异达显着水平； 火焰的POD 活性下降幅度大， 比对照下降了 19.36%， 差异达显着水平； 而粉冠军 POD 活性下降幅度较大， 此时比对照低出 47.45%， 差异达极显着水平。 由此可见， 在高温胁迫之下， 阿拉巴马的 POD 活性更高，具有更强清除 H2O2的能力， 能极大地降低活性氧对细胞的毒害作用。【2】

　　
　　2.3 高温胁迫下红掌不同品种可溶性蛋白含量的变化

　　由图 3 可以看出， 随着温度的上升，3 个品种的可溶性蛋白含量均呈先升后降的变化趋势， 且高温处理期间差异明显。 在 30℃时，阿拉巴马的可溶性蛋白含量上升幅度较大，比对照 25℃时增加了 41.62%，差异达到极显着水平； 火焰的可溶性蛋白含量上升幅度大，比对照 25℃的增加了 30.39%，差异达到显着水平；粉冠军的可溶性蛋白含量上升幅度较小，仅比对照增加了 20.71%， 差异仅达到显着水平。 在 40℃时，阿拉八玛的可溶性蛋白含量下降幅度较小，此时仍比对照高出了 21.71%，差异达显着水平；火焰的可溶性蛋白下降幅度较小，比对照高出了 7.32%，差异达显着水平； 而粉冠军的可溶性蛋白含量下降幅度较大，此时已比对照低出了 5.70%，差异未达到显着水平。【3】

　　2.4 高温胁迫下红掌不同品种可溶性糖含量的变化

　　从图 4 可以看出， 随着温度上升，3 个品种可溶性糖含量均呈上升的变化趋势， 高温处理期间差异明显。30℃时，阿拉巴马的可溶性糖含量增加较快，比对照 25℃的增加 45.89%，差异达极显着水平；火焰的可溶性糖含量增加一般，比对照增加 30.90%，差异达显着水平；而粉冠军的可溶性糖含量增加较慢，仅比对照增加 10.57%，差异未达到显着水平。 在 40℃时，这种差异继续加大， 阿拉八玛的可溶性糖含量上升幅度较大，比对照增加了 93.48%，差异达到极显着水平；火焰的上升幅度大，比对照增加了 57.93%，差异达到极显着水平； 而粉冠军的可溶性糖含量上升幅度较小，仅比对照增加了 29.5%，差异达到显着水平。【4】

　　
　　基会与细胞膜发生过氧化或脱脂化反应[7]导致细胞结构破裂。 SOD、POD 是植物细胞中的内源抗氧化系统， 在高温胁迫下， 细胞内生成过量 O2-， 从而诱导SOD 的大量表达,将 O2-歧化成为 H2O2和 O2，而POD可将 H2O2消除，使之转化为 H2O。 因此，SOD，POD 的活性水平反映了植物抗高温能力的高低[8]。 试验结果表明：高温胁迫下，SOD、POD 活性增幅，耐热性强的阿拉巴马大于耐热性较强的火焰， 更远大于耐热性弱的粉冠军；而 SOD、POD 活性降幅，耐热性强的阿拉巴马远小于耐热性弱的粉冠军， 这说明阿拉巴马具有更强的抵抗活性氧伤害的能力。 可溶性蛋白、可溶性糖是植物细胞内的重要的渗透调节物质， 试验结果表明，在适度的高温胁迫下，可溶性蛋白含量增加，这与蛋白质的合成速率加强有关，耐热性强的阿拉巴马的可溶性蛋白的增幅明显比火焰及耐热性弱的粉冠军大，而降幅明显小的多，这说明阿拉巴马在高温胁迫下具有更强的蛋白质合成能力和蛋白质稳定性，从而有助于增强其抗高温伤害的能力[9、10]。 试验结果表明： 随着高温胁迫的增强，3 个品种的可溶性糖的积累量增加，从而加强了细胞的渗透调节能力，有利于提高对高温伤害的抵抗能力， 而这种积累能力， 耐热性强的阿拉巴马比耐热性弱的粉冠军更为显着[9]。

　　参考文献
　　
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　　[3]李合生,等.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000:167-169,195-197,258-260.
　　[4]陈建勋,王晓峰.植物生理学实验指导（2 版）[M].广东:华南理工大学出版社,2006:72-73.
　　[5]孙群,胡景江,等.植物生理学研究技术[M].陕西:西北农林科技大学出版社,2006:171-172.
　　[6]陶俊,俞菊,俞丽琴,等.短期高温胁迫对一品红幼苗抗氧化系统的影响[J].园艺学报,2008,35（11）:1681-1684 .
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　　[10]吴显荣,刘箭,徐晓玲.热锻炼能提高菜豆细胞可溶性蛋白 、SOD、膜 ATP 酶和质子泵在体外的热稳定性[J].生物化学杂志,1995,11（3）:259-263.