金钻蔓绿绒耐高温机制研究

时间：2015-12-21 00:43:41 所属分类：园艺 浏览量:

植物在生长过程中往往受到各种非生物因子的胁 迫，其中温度是影响植物生长的重要因子。近年来，全球气温不断升高，在盛夏由于温度高于植物生长的最适温度，甚至超过了植物生长的最高温度，对植物生长发育甚至生命都造成了严重威胁。因此，研究植物在高温胁迫

　　植物在生长过程中往往受到各种非生物因子的胁 迫，其中温度是影响植物生长的重要因子。近年来，全球气温不断升高，在盛夏由于温度高于植物生长的最适温度，甚至超过了植物生长的最高温度，对植物生长发育甚至生命都造成了严重威胁。因此，研究植物在高温胁迫下的生理生化指标变化，将有助于采取相应措施以减轻高温对植物的为害，不仅在理论上而且在生产实际上均具有重要价值。

　　金钻蔓绿绒是天南星科多年生常绿草本热带植物，原产于南美洲，喜温暖、湿润半阴环境，最适生长温度为 18 ～30 ℃，温度 ＞ 30 ℃时生长会受到抑制。金钻蔓绿绒是很好的观叶植物，在我国中南部各省广泛栽培，已成为家庭种植的主要花卉之一。

　　但由于全球气温持续升高，尤其是我国北方 6 ～ 8 月温度有时会上升到 40 ℃甚至更高，致使温室和大棚内高温为害日益突出，加上通风不良，设施内温度有时可高达 50 ℃，使植株生长发育受阻，严重时甚至死亡，高温对金钻蔓绿绒栽培是灾难性的打击。

　　高温对细胞膜损伤是一种膜脂过氧化反应，逆境胁迫下自由基在细胞中的积累往往能引起细胞膜结构和功能的紊乱。研究表明，高温下植物的丙二醛(MDA) 含量呈现增加趋势，且胁迫温度越高，MDA 含量在植物体内积累得越多。专家认为，高温首先破坏细胞膜的完整性，并认为细胞膜的热稳定性是提高抗性遗传变异的适宜指标。高温使作物质膜饱和程度下降，质膜通透性增大，电解质大量外渗，导致电导率升高。目前高温胁迫对植物耐热生理指标的影响已成为国内外研究的热点，但高温对金钻蔓绿绒耐热生理指标的研究尚未见报道。

　　为了了解高温对金钻蔓绿绒为害的生理生化机制，改善温室栽培条件下高温对金钻蔓绿绒生长的不良影响，提高花卉的观赏效果，有必要对金钻蔓绿绒耐高温机制进行系统研究。本研究结果对金钻蔓绿绒幼苗的栽培管理有着重要的实际意义，同时也可为园林观赏植物的耐热性研究提供理论依据。

　　1、 材料与方法

　　试验在太原市苗圃的温室内进行。2012 年 4 月将有 3 ～5 个叶片的金钻蔓绿绒扦插苗，栽至事先放入金钻蔓绿绒专用培养土的塑料盆 (10 cm × 10 cm)内，进行正常的养护管理; 5 月选取生长健壮、无病虫害、大小均匀的植株，进行高温胁迫试验。采用单因素随机区组设计，把参试材料分别放入不同温度的人工培养箱里进行高温处理，试验设温度 35、40 和45 ℃ 以及室温 (CK) 4 个处理，每处理 15 盆，3 次重复。分别在处理前以及处理后 8、16、24、32 和40 h，测定金钻蔓绿绒叶片的相对电导率和丙二醛含量。其中，电导率测定采用电导仪法，丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸法。利用 EXCELL 软件对数据进行统计分析，再利用方差分析和多重比较对数据进行差异显著性检验。

　　2、 结果与分析

　　2. 1 高温胁迫对金钻蔓绿绒叶片电导率的影响

　　高温胁迫前，试材叶片的相对电导率差异均不显著。35 ～45 ℃ 高温胁迫处理后，试材叶片的相对电导率均 ＞ CK (表 1) ，表明高温胁迫对金钻蔓绿绒叶片细胞造成了生理伤害。

　　相同胁迫时间条件下，随着胁迫温度的升高，叶片相对电导率均呈逐渐显著下降趋势; 相同高温条件下，随着胁迫时间的延长，叶片相对电导率均呈逐渐上升趋势。35 ℃ 所有胁迫处理的叶片相对电导率均显著 ＞ 其 CK，胁迫温度升高后叶片相对电导率反而显著下降，45 ℃胁迫 8 h 的叶片相对电导率甚至与胁迫前差异不显著，表明高温胁迫导致叶片细胞膜受害程度加深，温度过高 (45 ℃) 时植物细胞甚至会解体而失去活性。可以看出，植物所受胁迫温度越高、时间越长，其叶片细胞受到的生理伤害就明显越重。

　　在所有高温胁迫处理中，35 ℃ 处理 40 h 的叶片相对电导率最高，表明此时金钻蔓绿绒叶片细胞内电解质的渗漏量最多，叶片细胞受到的生理伤害最重。

　　2. 2 高温胁迫对金钻蔓绿绒叶片丙二醛含量的影响

　　相同高温条件下，8 h 胁迫处理的叶片丙二醛含量均≤其 CK，而≥16 h 胁迫处理的叶片丙二醛含量均显著 ＞ 其 CK (表 2) 。表明金钻蔓绿绒对高温的忍耐时间不超过 16 h。

　　胁迫时间为 8 h 时，35 ℃胁迫处理的叶片丙二醛含量显著 ＜ 其 CK; 而 40 和 45 ℃胁迫处理的丙二醛含量均显著 ＞ 其 CK，且丙二醛含量随着胁迫温度的不断升高而逐渐显著增加。表明金钻蔓绿绒可以忍耐35 ℃ 高温 8 h; 当温度上升到更高时，加速了膜脂过氧化反应，导致体内丙二醛大量积累，细胞膜受到严重伤害，植物抵御高温的能力急剧下降。

　　35、40 和 45 ℃ 高温胁迫 40 h 的叶片丙二醛含量分别较其处理前的丙二醛含量分别增加了 40. 00%、81. 25% 和 123. 53% 。 可以看出，整个试验期间，35 ℃ 处理的叶片丙二醛含量上升趋势相对缓慢，45 ℃ 处理的叶片丙二醛含量上升趋势相对较快。

　　3、 结论与讨论

　　本研究结果显示，叶片相对电导率随着胁迫温度的不断升高而逐渐显著下降，随着胁迫时间的不断延长而逐渐上升，其中 35 ℃处理 40 h 的叶片相对电导率最高，表明此时金钻蔓绿绒叶片细胞膜受到的生理伤害最重; 而当温度继续上升至 40 和 45 ℃时，叶片相对电导率反而依次显著下降，表明植物细胞已经不能忍耐更高的温度，细胞膜的完整性受到严重破坏，质膜受害程度加深、细胞解体，此时幼苗无法进行自我修复和调节，导致植物失去生理现象而逐渐死亡。

　　叶片丙二醛含量随着胁迫温度的升高和胁迫时间的延长而持续上升。35 ℃胁迫 8 h 处理的叶片丙二醛含量显著 ＜ 其 CK，而40 和45 ℃胁迫8 h 处理的丙二醛含量均显著 ＞ 其 CK，且胁迫时间≥16 h 处理的叶片丙二醛含量均显著 ＞ 其 CK。表明金钻蔓绿绒可以忍耐 35 ℃高温 8 h; 当温度上升到更高时，细胞内的脂膜过氧化程度持续加深，导致体内丙二醛大量积累，细胞膜受到严重伤害，植物抵御高温的能力急剧下降。在整个试验期间，35 ℃ 处理的叶片丙二醛含量上升趋势相对缓慢。

　　从高温胁迫对叶片相对电导率和丙二醛含量 2 项指标看，金钻蔓绿绒可以勉强忍耐 35 ℃高温 8 h。

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