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溫度脅迫對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響實(shí)證研究摘要通過(guò)扦插培養(yǎng)銀杏幼苗的方法,研究不同溫度4℃、22℃和37℃脅迫下銀杏幼苗的生理生化性質(zhì)。測(cè)定葉綠素含量、MDA含量、可溶性蛋白含量、SOD活性和POD活性來(lái)觀測(cè)溫度脅迫對(duì)銀杏幼苗的影響。其結(jié)果表明,在于22℃對(duì)照下,銀杏幼苗的葉綠素含量在4℃下下降了為21.57%;在37℃葉綠素含量下降了9.59%,在低溫下葉綠素含量下降顯著??扇苄缘鞍缀吭?℃下下降了44.59%;37℃下下降了31.02%,在低溫下可溶性蛋白含量下降顯著。MDA含量在4℃下上升了35.74%;在37℃下上升了22.38%。在低溫下,MDA含量上升顯著。SOD活性4℃下下降了47.21%;在高溫下上升了12.16%,SOD活性在高溫下上升在低溫下下降,猜測(cè)常溫不是SOD最適溫度,但還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。POD活性在4℃下下降了48.51%;在37℃下下降了87.83%。POD活性在高溫下下降顯著。關(guān)鍵詞:葉綠素含量;銀杏幼苗;可溶性蛋白;溫度脅迫;可溶性蛋白 目錄1緒論 緒論植物正常生長(zhǎng)需要許多基本元素,包括溫度。溫度不僅僅對(duì)植物的正常生長(zhǎng)有所影響,還對(duì)植物的形態(tài)建成有著極大的影響,一般表現(xiàn)位溫度形態(tài)建成[1]、光形態(tài)建成,生理形態(tài)建成有所影響。植物的蒸騰作用、水分吸收、新陳代謝以及體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)都會(huì)對(duì)溫度變化產(chǎn)生反應(yīng)[2]。任何植物的生物活動(dòng)都必須在一定的溫度范圍下進(jìn)行,過(guò)熱或過(guò)冷對(duì)植物的生長(zhǎng)不利,超出了允許的溫度,不僅會(huì)造成葉片灼燒枯黃,還會(huì)使其生長(zhǎng)發(fā)育放緩,嚴(yán)重時(shí)甚至停滯;而當(dāng)溫度低于溫度下限時(shí),往往會(huì)造成冷害或者寒害[3],嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蓤@林植物的死亡。故而了解各種園林植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的溫度要求,有利于采取防寒等措施從而最大限度滿足園林植物對(duì)溫度的要求。近年來(lái),地球的氣候變暖,氣溫變化越來(lái)越強(qiáng)烈,溫度對(duì)植物的影響越來(lái)越顯著。當(dāng)溫度變化超出一定的限度時(shí),就會(huì)使植物受到相應(yīng)的脅迫,所以研究植物應(yīng)對(duì)不同溫度之間的反應(yīng)機(jī)制和應(yīng)對(duì)極端溫度的抵抗力是非常重要的[4]。目前,從擬南芥和冬季的作物上取得了植物冷適應(yīng)機(jī)制的突破性進(jìn)展,具體是其與冷適應(yīng)相關(guān)聯(lián)的部分代謝通道已被人們知曉,其中涉及了多個(gè)基因的表達(dá)與調(diào)控[5]。位光山[6]重點(diǎn)研究了植物對(duì)溫度脅迫的響應(yīng)機(jī)制,包括熱、冷脅迫對(duì)植物的影響,熱、冷相關(guān)基因的表達(dá)和調(diào)控,以及基因表達(dá)后的細(xì)胞響應(yīng)等等。1.1銀杏簡(jiǎn)介銀杏是銀杏屬的落葉喬木,銀杏幼年時(shí)樹(shù)皮幼年時(shí)有淺而小的縱向裂紋,樹(shù)皮上有深而厚的縱向裂紋。銀杏的樹(shù)冠在幼年時(shí)呈圓錐形,成年期與幼年期一致,但在老年時(shí)呈寬卵形。銀杏的葉子是扇形長(zhǎng)柄,淺綠色,無(wú)毛,春夏嫩綠,秋黃。有著美麗的樹(shù)形,它們常被用作行道樹(shù)和庭院樹(shù)。銀杏有著悠久的早期發(fā)展歷史。銀杏分為雄性和雌性,但雄性不結(jié)果實(shí)。因此,為了縮短栽培時(shí)間,在栽培區(qū)常用嫁接幼苗、移栽莖苗等方式進(jìn)行栽培,使其提前開(kāi)花結(jié)果。1.2溫度脅迫對(duì)植物的傷害冷害和凍害是低溫對(duì)植物造成脅迫的表現(xiàn),冷害的直接表現(xiàn)在葉片失綠、邊皮變色和局部壞死等,間接表現(xiàn)為迫使細(xì)胞膜的選擇性和透過(guò)性的降低,使得進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)受到的控制減少,如膜內(nèi)的物質(zhì)將會(huì)大量外滲;原生質(zhì)層的物質(zhì)流動(dòng)減緩甚至停止;吸水能力下降和蒸騰作用減弱使得植物體的水分代謝進(jìn)一步失調(diào);凍害則是植物嫩葉和嫩莖出現(xiàn)冰漬狀的直接表現(xiàn),隨后組織壞死,在嚴(yán)重的情況下甚至導(dǎo)致整個(gè)植物的死亡[7],而凍害的間接表現(xiàn)與冷害有許多相似之處,如細(xì)胞膜的選擇性和透過(guò)性的降低,就會(huì)有部分鹽類物質(zhì)從細(xì)胞內(nèi)部流出到細(xì)胞外部。高溫對(duì)植物的傷害多直接表現(xiàn)在植物的開(kāi)花結(jié)果異常、葉片灼燒變黃和根莖的灼傷等。間接表現(xiàn)則是在促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)部某些酶的活性,進(jìn)而抑制另一類酶的活性,使得細(xì)胞內(nèi)的某些生理生化反應(yīng)發(fā)生異常,如高溫使細(xì)胞膜上的特異性識(shí)別蛋白質(zhì)變性,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞無(wú)法識(shí)別特異性物質(zhì),最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。溫度脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響十分的大,不論是低溫抑制植物的生長(zhǎng)還是高溫對(duì)植物的灼傷。都會(huì)使得植物在某一階段的生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)出異常,而植物的生長(zhǎng)發(fā)育所需的一切生理生化反應(yīng)都需要在一定的溫度下才能夠進(jìn)行,只有在該生理生化反應(yīng)最適溫度下,該生理生化反應(yīng)才能夠良好的進(jìn)行;在低溫下或高溫下,該生理生化反應(yīng)就會(huì)受到抑制。如在植物生長(zhǎng)發(fā)育時(shí),超過(guò)其所需要的最高或者最低溫度植物的生長(zhǎng)發(fā)育就會(huì)停止。1.3植物對(duì)溫度脅迫的適應(yīng)植物用來(lái)對(duì)抗某些不利環(huán)境的性狀被稱為植物的抗逆性。,植物在抵抗溫度脅迫時(shí),對(duì)低溫具有抗寒性、對(duì)高溫具有抗熱性等。溫度抗性的誕生是植物長(zhǎng)期適應(yīng)溫度脅迫的一種結(jié)果,如在沙漠中的植物只在雨季生長(zhǎng);如改變細(xì)胞中自由水的含量,進(jìn)而儲(chǔ)存或釋放水分,以求自身在溫度適宜時(shí)進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育或在溫度脅迫時(shí)度過(guò)嚴(yán)寒酷暑。又或者在光合作用中,Rubisco酶對(duì)溫度的響應(yīng),多個(gè)研究表明,在低溫光照的條件下處理植株,會(huì)導(dǎo)致Rubisco酶的活性喪失,導(dǎo)致光合作用受到影響。而不同的植物的最適溫度也會(huì)有不同,如在高溫下,C3植物中Rubisco酶的活性變化最大,C4和CAM植物中的Rubisco酶活性變化小。而在光呼吸中,Rubisco酶的活性還與CO2和O2之間的含量有關(guān),CO2濃度高時(shí),抑制光呼吸,CO2濃度低時(shí),則是促進(jìn)光呼吸。隨著溫度的增高,為了保護(hù)植物的光合器官不受到高溫的傷害,光呼吸也會(huì)加強(qiáng)[8]。1.4本研究的意義銀杏樹(shù)是孑遺樹(shù)種,本文對(duì)銀杏在溫度脅迫下的生理和生化反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究,希望可以幫助人們?cè)谥参镌苑N和保護(hù)植物方面有所建樹(shù)。銀杏不僅在醫(yī)藥方面有著不俗的藥用價(jià)值,既可以清肺止咳還可以強(qiáng)身健體,具有一定的保健效果。還在環(huán)境方面和藝術(shù)方面有些不俗的價(jià)值,在環(huán)境方面上銀杏不僅是優(yōu)良的園林行道樹(shù)、庭院樹(shù),還是理想的防風(fēng)林樹(shù)種。銀杏還是我國(guó)特有的樹(shù)種,故而藝術(shù)方面,有著我國(guó)特有的銀杏枝干制作的藝術(shù)品。光合作用既能夠?yàn)樯锶μ峁┪镔|(zhì)和能量的來(lái)源,還能夠維持生態(tài)圈碳氧的平衡。而溫度又是光合作用中不可缺少的一部分,所以研究不同溫度脅迫下對(duì)植物造成的影響不論是對(duì)人類還是對(duì)整個(gè)地球來(lái)說(shuō)都是十分重要的。2.試驗(yàn)材料與方法2.1試驗(yàn)植株的選用從長(zhǎng)勢(shì)一致的銀杏樹(shù)上,選擇粗細(xì)一致,長(zhǎng)度一致,帶有的莖節(jié)一致的當(dāng)年生枝條進(jìn)行扦插培養(yǎng),培養(yǎng)時(shí)間為6周。此時(shí)的獲得的扦插苗即為本次試驗(yàn)所用的銀杏幼苗。2.2主要的試驗(yàn)試劑及設(shè)備霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液、130mmol/L甲硫氨酸溶液(Met)、人工氣候培養(yǎng)箱、0.1mol/LHCL或0.1mol/LNaOH、750μmol/L氯化硝基四氮唑藍(lán)(NBT)溶液、增氧泵、石油醚溶液、分光光度計(jì)、95%乙醇、50mmol/L磷酸緩沖液、、考馬斯亮藍(lán)G-250、硫代巴比妥酸(TBA)、100μmol/L乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)溶液、氮藍(lán)四唑溶液、愈創(chuàng)木酚溶液等等。2.3試驗(yàn)方法從扦插苗中選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的銀杏幼苗,如營(yíng)養(yǎng)葉均為5片等。消毒并沖洗后將其移入霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)。7d后,將銀杏幼苗轉(zhuǎn)入完全營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)時(shí)間為14d。銀杏幼苗在經(jīng)過(guò)霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)后轉(zhuǎn)入人工氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行溫度處理,溫度設(shè)置為:高溫(37℃)、對(duì)照(22℃)、低溫(4℃)。每個(gè)溫度處理植物為5株,并分別標(biāo)號(hào)記錄。處理期間不僅需要觀察銀杏幼苗的生長(zhǎng)情況,還需要對(duì)其進(jìn)行pH的測(cè)定,使用0.1mol/LHCL或0.1mol/LNaOH調(diào)節(jié)pH至銀杏幼苗正常生長(zhǎng)所需要的需要pH。即為5~5.5,營(yíng)養(yǎng)液每3d換一次,并使用增氧泵為人工氣候培養(yǎng)箱通氣24h,處理時(shí)間為30d,30d后進(jìn)行所需指標(biāo)的測(cè)定。測(cè)定葉綠素含量采用浸泡法和石油醚研磨法結(jié)合的方式;測(cè)定丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法;測(cè)定可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-250法;測(cè)定SOD的活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法;測(cè)定POD活性采用愈創(chuàng)木酚法。2.4試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定過(guò)程2.4.1葉綠素含量的測(cè)定采用浸泡法與研磨法結(jié)合的方式進(jìn)行葉綠素的提取。浸泡液采用1:3體積比的石油醚和95%乙醇的混合溶液[9]。(1)取鮮重銀杏葉片,分別稱取新鮮樣品1g。將其浸入裝有40mL的1:3體積比的石油醚和95%乙醇的混合溶液試管中,浸泡并標(biāo)號(hào)。(2)分別將試管用瓶塞封住,置于37℃(高溫)、22℃(常溫)和4℃(低溫)的恒溫環(huán)境中放置保存4h。(3)將1號(hào)樣品從試管中用取出,置于加入石油醚的研缽中,研磨到組織呈現(xiàn)出白色。(4)將研磨液濾入100mL的量瓶中,在使用將浸泡液沖洗研缽。(5)使用石油醚少量多次清洗濾紙上,最后用石油醚定容。(6)將提取液倒入比色杯,比色杯不宜過(guò)滿。以石油醚為空白對(duì)照,測(cè)定波長(zhǎng)為645nm下的吸光度,將波長(zhǎng)調(diào)節(jié)為663nm后重復(fù)該步驟。(7)根據(jù)下列公式計(jì)算。Ca=12.72*A663-2.59*A645。Cb=22.88*A663-4.67*A645。C=Ca+Cb。(8)取出2號(hào),3號(hào)試管中的樣品,重復(fù)以上步驟,測(cè)定葉綠素的總含量。2.4.2可溶性蛋白的測(cè)定1.制作標(biāo)準(zhǔn)曲線:按照表1進(jìn)行配置2.測(cè)定樣品中蛋白質(zhì)的含量:(1)樣品提取:稱取銀杏幼苗葉片0.2g,研磨后將研缽中所有的溶液都倒入10mL容量瓶進(jìn)行定容。取少量勻漿液放置于離心管中,離心管不宜過(guò)滿,在設(shè)置為5000g下進(jìn)行離心10min操作,離心結(jié)束后,離心管中表層清液即為所需提取液。(2)取0.1mL提取液和0.9mL蒸餾水于試管中,加入5mL考馬斯亮藍(lán)G-250試劑,搖勻后將其放在試管架中,靜置2min。在595nm下,對(duì)倒入比色杯中的溶液進(jìn)行比色操作并記錄。最后通過(guò)回歸方程計(jì)算。(3)按照下列公式進(jìn)行計(jì)算。樣品中的蛋白質(zhì)含量(mg/gFW)=C*V1/(FW*V2*1000)表1標(biāo)準(zhǔn)曲線試劑制作試劑試管號(hào)123456標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液(mL)00.81.0蒸餾水(mL)1.00.20G-250(mL)555555蛋白質(zhì)含量(μg)020406080100從圖1計(jì)算得出,回歸方程為y=0.005-7x+0.0012.4.3MDA含量的測(cè)定(1)提取MDA:在研缽中加入2mL的10%的三氯乙酸和二氧化硅。稱新鮮的銀杏葉片1g,剪碎,加入研缽研磨,之后使用8mL的三氯乙酸進(jìn)行清洗研缽,一塊倒入試管中,最后轉(zhuǎn)入離心管中。在設(shè)置為4000r/min下進(jìn)行離心操作10min。此時(shí)的離心管中的表層清液即為樣品的提取液。(2)吸取表層清液2mL,對(duì)照組加入2mL的蒸餾水,實(shí)驗(yàn)組加入2mL的0.6%的硫代巴比妥酸。后將兩組均置于沸水上,進(jìn)行水浴加熱15min,待冷卻后在進(jìn)行離心操作。提取表層清液在波長(zhǎng)為532nm、600nm和450nm的時(shí)測(cè)定吸光度。(3)據(jù)公式計(jì)算。MDA(μmol/g)=[6.452*(A532-A600)-0.559*A450]*Vt/(Vs*FW)2.4.4超氧化物歧化酶活性的測(cè)定表2反應(yīng)試劑測(cè)定管光下對(duì)照暗中對(duì)照1234550mmol/L磷酸緩沖液1.51.5130mmol/LMet溶液0.30.3750μmol/LNBT溶液0.30.3100μmol/LEDTA-Na0.30.320μmol/L核黃素0.30.3粗酶液0.00.0蒸餾水0.60.6(1)稱取0.5g銀杏葉片,放入裝有2mL的磷酸緩沖液的研缽中進(jìn)行冰浴研磨,研磨液倒入10mL容量瓶中進(jìn)行定容。后提取5mL提取液在4℃下10000r/min離心15min,此時(shí)的表層清液即為SOD提取液。(2)取試管5支,其中測(cè)定管2支、光下對(duì)照試管2支和暗中對(duì)照試管1支,并按照表2加入反應(yīng)顯色的試劑。(3)5號(hào)試管在加入核黃素后,立刻用黑色的硬紙進(jìn)行遮蓋,避免光下核黃素光下分解。待全部的試劑加完后,搖勻,之后將試管置于4000lx熒光燈下照射15min,讓其充分反應(yīng)。終止反應(yīng)時(shí)應(yīng)以黑色布罩遮蓋試管。最后以5號(hào)試管作為空白對(duì)照,在波長(zhǎng)為560nm下測(cè)定1號(hào)試管到4號(hào)試管的吸光度,記錄數(shù)據(jù)并按照公式計(jì)算。SOD活性[U/(g*FW*min)]=(A0-As)*Vt/(A0*0.5*FW*Vs*t)2.4.5過(guò)氧化物酶活性的測(cè)定(1)取1g銀杏葉片于研缽中,加入少量二氧化硅、少量磷酸緩沖液和碳酸鈣在冰浴中進(jìn)行研磨,研磨后轉(zhuǎn)入離心管,在3000g下離心10min,將離心管中表層清液轉(zhuǎn)入25mL容量瓶中。用5mL磷酸緩沖液提取下層中的沉淀,將提取到的表層清液轉(zhuǎn)入容量瓶中,定容。該試劑需要在低溫下進(jìn)行保存。(2)在試管中依次加入0.05mol/L磷酸緩沖液的2.9mL;2%濃度的H2O2的1.0mL;0.05mol/L愈創(chuàng)木酚的1.0mL和0.1mL的酶液。對(duì)照組設(shè)置為加熱煮沸5min的酶液,加入酶液后,需要在34℃水浴中保溫3min,保溫后迅速將其稀釋1倍,在波長(zhǎng)為470nm時(shí)進(jìn)行比色,每隔1min記錄1次,共記錄5次。(3)按照公式進(jìn)行計(jì)算。POD活性(U/g*min-1)=(A0-As)Vt/(FW*Vs*0.01*t)3.試驗(yàn)結(jié)果與分析3.1溫度脅迫對(duì)銀杏幼苗生長(zhǎng)的影響常溫(22℃)處理的24d后的銀杏幼苗葉片中有5%的葉片出現(xiàn)了萎蔫。與常溫處理下的銀杏幼苗相比,在高溫(37℃)處理與低溫處理(4℃)7d時(shí),銀杏幼苗并正常生長(zhǎng)發(fā)育,沒(méi)有明顯的不適癥狀,而當(dāng)處理時(shí)間達(dá)到14d時(shí),1號(hào)和3號(hào)銀杏幼苗開(kāi)始表現(xiàn)明顯的不適癥狀,如部分葉片出現(xiàn)從葉脈開(kāi)始,進(jìn)而擴(kuò)散到葉基的失綠癥狀;根系顏色開(kāi)始變深,葉基出現(xiàn)卷縮癥狀。而當(dāng)處理時(shí)間與常溫組相同時(shí)即處理時(shí)間達(dá)到24d時(shí),葉片同樣出現(xiàn)了萎蔫現(xiàn)象,但比例高于常溫組。根系由棕褐色變?yōu)樯钭厣蜏亟M的銀杏幼苗葉片除了出現(xiàn)萎蔫還有部分掉落。而高溫組的是銀杏幼苗葉片并未出現(xiàn),但在銀杏幼苗的莖基部出現(xiàn)白色的絮狀物。后經(jīng)過(guò)對(duì)3組的統(tǒng)計(jì),觀測(cè)到溫度脅迫對(duì)銀杏幼苗的株高沒(méi)有顯著性差異,與常溫組進(jìn)行對(duì)比,3組株高差異并不大。低溫脅迫下,對(duì)銀杏幼苗的葉、根和莖的生物量進(jìn)行與常溫組對(duì)比后發(fā)現(xiàn),其葉、根和莖的生物量都有所下降,但下降的程度并不相同,其中葉和莖的下降程度高于根部的下降程度;在高溫脅迫下,對(duì)銀杏幼苗的葉、根和莖的生物量進(jìn)行與常溫組對(duì)比后發(fā)現(xiàn),其葉、根和莖的生物量都有所下降,下降的程度仍然是不相同,其中葉和莖的下降程度高于根部的下降程度。由上可知,不論是高溫還是低溫都會(huì)對(duì)銀杏幼苗的生長(zhǎng)造成不良的影響,且銀杏幼苗在低溫下的受到的影響大于在高溫下受到的影響。3.2溫度脅迫下銀杏幼苗葉綠素含量的影響在植物的眾多的光合色素中,葉綠素是最重要的一類,葉綠素能直接影響到光合作用,故而對(duì)葉綠素的含量進(jìn)行分析,能夠在一定程度上,直觀的反應(yīng)出溫度脅迫對(duì)銀杏幼苗生長(zhǎng)的影響,進(jìn)而了解溫度對(duì)植物造成的傷害。由表3可以看出,隨著溫度的升高,銀杏幼苗的葉綠素含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì),其葉綠素含量下降了9.59%。隨著溫度的下降,銀杏幼苗的葉綠素含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。其葉綠素質(zhì)含量下降了21.57%。據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,在低溫下,葉綠素a含量下降幅度為18.78%小于葉綠素b含量在高溫下的下降幅度,葉綠素b在低溫下下降了30%。在高溫下,葉綠素a含量下降了9.59%,葉綠素b含量下降了29.14%。表3不同溫度下銀杏葉片的葉綠素含量溫度葉綠素含量4℃22℃37℃葉綠素a含量1.008±0.038a1.241±0.334a1.122±0.121a葉綠素b含量0.322±0.015a0.460±0.120a0.326±0.103a葉綠素總含量1.334±0.049a1.701±0.454a1.538±0.134a3.3溫度脅迫對(duì)銀杏幼苗可溶性蛋白的影響可溶性蛋白質(zhì)一般通過(guò)對(duì)細(xì)胞的保水能力的影響進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育以及代謝過(guò)程等等。而通過(guò)考馬斯亮藍(lán)法能夠定量對(duì)植物體中的可溶性蛋白質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。從圖2可以看出,在溫度脅迫下,銀杏的可溶性蛋白含量呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì),在不同溫度脅迫中,低溫脅迫下的銀杏的可溶性蛋白含量下降的更多。高溫脅迫下的銀杏的可溶性蛋白含量下降僅為31.02%。低溫脅迫下的銀杏的可溶性蛋白含量十分明顯,達(dá)到了44.59%。3.4溫度脅迫對(duì)銀杏幼苗MDA的影響植物在不利于生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境下受到傷害時(shí)會(huì)產(chǎn)生丙二醛,而丙二醛與體內(nèi)活性氧積累進(jìn)而誘發(fā)的膜質(zhì)過(guò)氧化作用有著密切聯(lián)系。所以可以通過(guò)測(cè)定丙二醛含量,來(lái)判斷細(xì)胞受到的毒害作用[10],進(jìn)而通過(guò)測(cè)定丙二醛的含量來(lái)觀測(cè)溫度脅迫對(duì)銀杏幼苗的影響。由圖3可看出,對(duì)比常溫組,高溫脅迫下,丙二醛的含量提高了22.38%,低溫脅迫下,丙二醛的含量提高了35.74%。由表可知,在溫度脅迫中,高溫脅迫對(duì)銀杏的傷害低于低溫脅迫對(duì)銀杏的傷害。3.5溫度脅迫下銀杏幼苗中SOD活性的變化超氧化物歧化酶(SOD)是生物體內(nèi)一種十分重要的酶,常在植物抗氧化、防衰老和對(duì)逆境的抵抗等方面起到十分重要的作用,故而可以通過(guò)對(duì)超氧化歧化酶的活性測(cè)定來(lái)觀測(cè)溫度對(duì)植物的影響。觀察圖4可以看出,隨著溫度的上升,超氧化物歧化酶的活性也在上升,而隨著溫度的下降,超氧化物歧化酶的活性也在下降。相比于常溫下銀杏幼苗中的超氧化物歧化酶的活性,高溫下的超氧化物歧化酶活性上升了12.16%,而低溫下,計(jì)算發(fā)現(xiàn)超氧化物歧化酶的活性下降了47.21%,可以看出,在低溫下超氧化物歧化酶的活性下降得十分明顯。3.6溫度脅迫下銀杏幼苗中過(guò)氧化物酶活性的變化過(guò)氧化物酶(POD)是植物體內(nèi)重要的呼吸酶,參與植物體內(nèi)的許多的生化反應(yīng),如光合作用、呼吸作用等,且還參與酚類物質(zhì)的代謝以及木質(zhì)素,在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中隨著環(huán)境條件的變化和植物的生長(zhǎng)發(fā)育而發(fā)生變化,故而可以通過(guò)測(cè)定POD活性的測(cè)定來(lái)觀測(cè)該時(shí)期植物體抗逆性的強(qiáng)弱。如圖5所示,與常溫下作比較,計(jì)算得出,高溫下的過(guò)氧化物酶活性下降了87.83%,低溫下的過(guò)氧化物酶活性下降了48.51%。4.結(jié)論與討論溫度脅迫會(huì)對(duì)植物造成傷害,葉片等外在的很容易就能觀察到,而植物內(nèi)部的傷害則需要進(jìn)行一些測(cè)定方能知曉。本試驗(yàn)中,可以觀察到在試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到30d時(shí),溫度脅迫下的銀杏幼苗都出現(xiàn)了不同程度的損害,如葉片、莖和根的生物量有所下降。從銀杏幼苗的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中,將高溫組與低溫組作對(duì)比,可以明顯看出在溫度脅迫下,葉綠素總含量下降,其中高溫脅迫下的葉綠素總含量略高于低溫脅迫下的葉綠素總含量??梢圆聹y(cè)是光呼吸在高溫下保護(hù)了部分光合器官,減少了葉綠體的損傷[11]。也可看出,高溫脅迫下銀杏幼苗抗性較高,低溫脅迫下銀杏幼苗的抗性較弱。在溫度脅迫下,葉綠素a下降幅度不如葉綠素b的下降幅度,是什么原因還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研討。測(cè)定植物代謝能力強(qiáng)弱的指標(biāo)中,常用的指標(biāo)有可溶性蛋白,在銀杏幼苗受到溫度脅迫時(shí),銀杏幼苗通過(guò)增加可溶性蛋白的含量,繼而降低其代謝能力,從而來(lái)增強(qiáng)抗逆性[12],減少不利環(huán)境對(duì)銀杏幼苗的損害。在該試驗(yàn)中,溫度脅迫下的可溶性蛋白含量有所下降,低溫下可溶性蛋白含量高于高溫下下可溶性蛋白含量,可猜測(cè)是高溫下蛋白質(zhì)有部分變性,或是低溫下蛋白質(zhì)的活性受到抑制不論是高溫下還是低溫下,具體的相關(guān)過(guò)程還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究探討。植物在不利環(huán)境下受到損害時(shí),會(huì)使得細(xì)胞膜脂過(guò)氧化,丙二醛就是膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物[13],在本次試驗(yàn)中,MDA的含量在溫度脅迫下雖然有下降的趨勢(shì),但并不是十分明顯,卻也能夠看出銀杏幼苗的抗熱性略強(qiáng)于其抗冷性。除了不同的銀杏幼苗中MDA的含量也存在部分差異,還可認(rèn)為此時(shí)的高溫已經(jīng)對(duì)細(xì)胞膜造成了損傷,而低溫并未造成傷害或者是低溫下,細(xì)胞膜的流動(dòng)性與選擇性僅是被抑制了,并未造成損傷。猜測(cè)這是本次試驗(yàn)中MDA的差異較大的原因之一,是否還有其他因素的影響還需要進(jìn)行進(jìn)一步的猜測(cè)與驗(yàn)證。超氧化物歧化酶是去除植物體內(nèi)活性氧的主要物質(zhì),而溫度脅迫會(huì)對(duì)植物造成損害,使得植物氧代謝能力有所下降,植物體內(nèi)的活性氧積累[14]。在SOD維持在較高水平時(shí),可以去除活性氧,從而保護(hù)植物免受損傷[15]。從本次試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)SOD的活性在低溫下降低,但在高溫下反而有所上升??梢圆聹y(cè)的是,在本次試驗(yàn)所設(shè)置的溫度并未超過(guò)SOD的最高溫度,而常溫也并不是SOD的最適溫度,故而SOD在高溫下活性有所上升,從而保護(hù)了植物。而低溫下,SOD的活性下降,就結(jié)果來(lái)看,SOD在低溫下保護(hù)植物的效果并不理想,是否是超過(guò)SOD的最低溫度亦或是其他因素造成,還需要進(jìn)行探討。在植物的呼吸作用、光合作用中過(guò)氧化物酶起著不可缺少的作用,在不利環(huán)境下,POD能促進(jìn)木質(zhì)素的生成[16],從而保護(hù)植物在不利環(huán)境中正常生長(zhǎng)發(fā)育。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以推測(cè),在高溫脅迫下,銀杏幼苗中POD的活性將會(huì)大幅下降,而在低溫脅迫下,銀杏幼苗中POD的活性下降幅度小于高溫脅迫下的POD活性。從該次試驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)看,銀杏幼苗對(duì)高溫的抗性強(qiáng)于對(duì)低溫的抗性。不論是本次試驗(yàn)所測(cè)定的葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)、MDA、SOD或是POD都不是獨(dú)立于細(xì)胞系統(tǒng)之外的物質(zhì),它們雖然在不同植物內(nèi)部的含量有著細(xì)微的差別,但是總體的變化趨勢(shì)還是可以由微見(jiàn)著的,對(duì)植物而言,內(nèi)部的物質(zhì)都是相互影響、相互存在的,故而除了在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析上對(duì)其進(jìn)行探討,還需要對(duì)所測(cè)量的物質(zhì)所在的某個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體的考量,單一的去看某個(gè)物質(zhì)雖然能夠去了解一部分,但終究是還有很多去發(fā)現(xiàn)、去探索。而本文中對(duì)部分試驗(yàn)結(jié)果的
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