徐發(fā)良

（山西省中條山國有林管理局，山西 侯馬 043000）

適宜的溫度是植物生長的必要條件，當(dāng)環(huán)境溫度超出了適宜的范圍，植物就無法正常生長，這種威脅持續(xù)增加，就會對植物造成不同程度的破壞。這種現(xiàn)象稱之為溫度脅迫，溫度脅迫包括低溫、高溫和劇烈變溫三種脅迫。當(dāng)溫度高于植物適宜生長溫度時，就會對植物形成高溫脅迫。高溫脅迫可以引起植物生理異常，如造成植物開花和結(jié)果。

刺槐原產(chǎn)于美國東部，目前已在我國廣泛栽植，由于抗旱耐寒，生長快，樹形高大、美麗，對于刺槐生理變化也有許多深入的研究。刺槐作為北方地區(qū)十分常見的樹種，研究其在高溫脅迫下的各項生理指標(biāo)變化有著十分重要的意義。本文以刺槐幼苗為實驗材料，研究高溫脅迫條件下，刺槐幼苗葉片POD、丙二醛、脯氨酸的變化趨勢，以期為相關(guān)的研究提供借鑒。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

刺槐屬于落葉喬木，高10m～25m。樹皮灰褐色至黑褐色，淺裂至深縱裂，稀光滑。小枝灰褐色，幼時有棱脊，微被毛，后無毛。具托葉刺，長達2.0cm。冬芽小，被毛。羽狀復(fù)葉長10cm～25cm。葉軸上面具有溝槽。小葉2對～12對，常對生，橢圓形、長橢圓形或者卵形，長2.0cm～5.0cm，寬 1.50cm～2.20cm，先端圓，微凹，具小尖頭，基部圓至闊楔形。全緣，上面綠色，下面灰綠色，幼時被短柔毛，后變?yōu)闊o毛。小葉柄長1.0cm～3.0cm；

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗處理

采取4種不同溫度處理：在25℃、30℃、35℃和40℃不同溫度的人工氣候箱里，每個溫度處理20株幼苗，進行3次重復(fù)，其中以25℃的處理作為對照組CK。每種溫度處理分別進行 12h、24h、36h、48h、60h、72h的時間處理，測定不同溫度、不同時間處理下的刺槐葉片內(nèi)的相對含水量、丙二醛、脯氨酸的變化趨勢。

1.2.2 生理生化指標(biāo)測定方法

POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法；丙二醛測定采用三氯乙酸——硫代巴比妥酸法；脯氨酸測定采用酸性茚三酮法。

2 結(jié)果與分析

2.1 模擬高溫脅迫刺槐幼苗POD的影響

圖1 高溫脅迫對刺槐葉片POD含量的影響

從圖1中可以看出，刺槐葉片中的POD活性隨著溫度的升高而呈現(xiàn)先升后降的變化，可能是因為環(huán)境溫度不斷升高，植物細胞內(nèi)POD活性也會顯著升高。40℃時的變化趨勢較最為明顯。這可能是因為在高溫脅迫影響下，刺槐幼苗葉片正常的生理機能被打亂，活性氧誘導(dǎo)植株體內(nèi)POD活性的大幅升高以此來積極參與植物體的防御反應(yīng)。40℃的高溫脅迫下，刺槐葉片內(nèi)的POD活性隨著脅迫時間的延長而呈現(xiàn)增大趨勢，處理48h后POD活性達到最大值，比40℃脅迫初期增加了25.90%，之后隨著脅迫時間的繼續(xù)延長，處理72h后其POD活性有所下降。POD活性會下降是因為隨著高溫持續(xù)時間的延長，POD酶的活性開始變性。

2.2 模擬干旱脅迫對刺槐葉片中丙二醛（MDA）含量的影響

圖2 高溫脅迫對刺槐丙二醛含量的影響

刺槐葉片內(nèi)的總體趨勢為隨著溫度的升高，丙二醛的含量也逐漸增大。最高脅迫溫度（40℃）時的丙二醛含量明顯高于對照組，而中間脅迫溫度（30℃、35℃）其含量與對照組無明顯區(qū)別。相同溫度下，幼苗葉片的丙二醛含量伴隨脅迫時間的增加，其含量會逐漸上升。高溫脅迫40℃樣品，其含量增加顯著，36h比脅迫開始增加了35.70%，72h后是脅迫剛開始的2.60倍。在這一組，高溫脅迫時間的增加，細胞膜由于過氧化破壞嚴(yán)重，丙二醛大量積累，與對照組差異明顯。

2.3 模擬干旱脅迫對刺槐葉片中脯氨酸（Pro）含量的影響

圖3 高溫脅迫對刺槐游離脯氨酸含量的影響

從圖3中可知，在30℃脅迫下，葉片游離脯氨酸含量在脅迫72h時是脅迫初期的1.50倍；35℃的高溫脅迫下，葉片內(nèi)的游離脯氨酸含量在脅迫36h時比初期增加61.50%，處理72h后是35℃脅迫初期的1.60倍；40℃的高溫脅迫下，葉片內(nèi)的游離脯氨酸含量明顯增加，且增加趨勢明顯，36h時是初期含量的2.6倍，72h后是40℃脅迫初期的5.2倍。40℃高溫處理后期游離脯氨酸含量的成倍增長超出了合理值，估計是刺槐對高溫適應(yīng)之后的反常規(guī)現(xiàn)象。從刺槐外部形態(tài)來看，在高溫處理72h時刺槐葉片組織已經(jīng)基本枯死，所以在72h脯氨酸含量劇增也是合理的。

幼苗葉片在最高脅迫溫度（40℃）下，葉片內(nèi)的游離脯氨酸含量和對照存在明顯差異。脅迫事件與游離脯氨酸的相關(guān)性分析及多重檢驗如下（表1和表 2）。

3 討論

POD是一種廣泛存在于植物體中與呼吸作用和光合作用及生長素的氧化等生命活動重要相關(guān)參與物質(zhì)。POD活性作為02性清除劑，在高溫脅迫下，其活性變化會隨著品種耐熱性差異而異。

在高溫脅迫下，膜質(zhì)過氧化現(xiàn)象極容易發(fā)生在植物的細胞膜上，MDA被認(rèn)為是膜脂過氧化的最終分解產(chǎn)物。因為丙二醛含量可以衡量植物受到脅迫嚴(yán)重程度。

游離脯氨酸是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量關(guān)系著植物生理作用順利進行。刺槐高溫脅迫不同時間后，隨著溫度的不斷升高，刺槐葉片中的游離脯氨酸含量隨之增大，溫度越高，葉片內(nèi)的游離脯氨酸含量越多。脅迫溫度40℃時，葉片內(nèi)游離脯氨酸含量最高。猜測植物遭受高溫脅迫，細胞依靠累積脯氨酸抵抗傷害，主要將脯氨酸調(diào)節(jié)滲透勢，表現(xiàn)出伴隨脅迫時間增加脯氨酸含量增加。

[1]張志良．植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)（第二版）[M]．北京：高等教育出版社，1990：3-5．

[2]潘瑞熾，董愚得．植物生理學(xué)[M]．北京：高等教育出版社，1997：320．