陳麗文,王艷平

(1.信陽農(nóng)林學院 a.林學系;b.財經(jīng)系，河南 信陽 464000；2.信陽師范學院 大別山農(nóng)業(yè)生物資源保護與利用研究院,河南 信陽 464000)

0 引言

低溫能夠影響植物的生長發(fā)育和生理生態(tài)效應[1].在低溫處理的過程中，植物的葉綠素含量、光合效率、抗氧化酶系統(tǒng)都能發(fā)生變化[2].因此判斷植物抗寒性的依據(jù)可以通過生理和光合指標來表現(xiàn).油茶，常綠小喬木，原產(chǎn)中國，主要集中在南方亞熱帶地區(qū)，以高山和丘陵地帶為主[3].由于油茶的產(chǎn)量較低，1960年以來，中國科研工作者開始了油茶的選育研究，并取得了一系列的研究成果，但是油茶對低溫的抵抗力的生理學研究較少.影響油茶生長發(fā)育并且對于油茶的地理分布產(chǎn)生限制性作用的環(huán)境因子有很多，其中溫度是主要因素[4].實驗證明，植物抗氧化能力與體內(nèi)的抗氧化物酶緊密聯(lián)系，油茶中過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)均屬于細胞膜保護酶, 在活性氧代謝中發(fā)揮重要作用, 具有一定的穩(wěn)定性,并且影響植物的抗逆性[5-8],而溫度又是影響酶活性的主要因素之一.因此本文以廣西油茶和湖南油茶為研究對象，通過研究低溫對這兩種油茶中最大光化學效率以及SOD、CAT、POD三種抗氧化物酶活性的影響，揭示低溫對兩種油茶的生理生態(tài)效應.

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗的材料為廣西油茶(Camelliaoleifera, Guangxi)和湖南油茶Camelliaoleifera, Hunan).

1.2 主要儀器

光照培養(yǎng)箱， LX-1332型照度計(日本三菱儀表)，便攜式葉綠素熒光儀 (PEA,Hansatech,U.K.).

1.3 試驗方法

選取長勢一致，大小相同的無病毒幼苗，保證水分營養(yǎng)等適宜的生長環(huán)境，在-10 ℃、0 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃的溫度梯度下處理兩種材料，人工氣候箱處理6 h,光照強度為20 000 Lx.以25 ℃為對照.培養(yǎng)15 d后，開始測定實驗組和對照組在不同溫度下葉綠素熒光的相關參數(shù)，儀器為超便攜式葉綠素熒光儀，測定葉片的最大光化學效率(Fv/Fm).在室溫下測定,激發(fā)光強為最大光強的100%(約3000 μE/(m2·s)),葉片暗適應時間不少于15 min,記錄時間為6 s.(Fv/Fm) 作為可變熒光與最大熒光之比.與此同時選取試驗組和對照組中相同部位葉片，提取內(nèi)含物，用離心機離心后，測定三種抗氧化物酶即CAT、SOD、POD的酶活性[6].

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)在計算機中采用Excel進行整理，并繪制圖表.

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫對最大光化學效率的影響

植物的最大光化學效率(Fv/Fm) 反映了植物的最大光學潛能.在溫度梯度下，廣西油茶對照組的最大光化學效率維持在0.8左右，湖南油茶對照組的最大光化學效率一般在0.75～0.8之間.由此可見溫度對兩種油茶的最大光化學效率(Fv/Fm) 的影響不明顯.經(jīng)過低溫處理后，兩種油茶的(Fv/Fm) 值逐漸下降，湖南油茶下降幅度相對要小，在-10 ℃時達到最低值0.55，廣西油茶下降幅度相對較大，在-10 ℃時達到最低值0.3，見圖1.

2.2 低溫對CAT活性的影響

機體受活性氧毒害程度可以通過過氧化氫酶的活性來體現(xiàn).順著溫度梯度，過氧化氫酶的活性發(fā)生變化，其中湖南油茶和廣西油茶對照組均在10 ℃時酶活性最高.經(jīng)過低溫處理后，廣西油茶在20 ℃時酶活性最高，并且變化幅度相對較大，湖南油茶在15 ℃時酶活性最高，變化幅度相對較小，見圖2.

圖1 不同溫度下2種油茶的最大光化學效率 (Fv/Fm) 變化(對照:25 ℃) 圖2 不同溫度下2種油茶過氧化氫酶 CAT活性變化(對照:25 ℃) Fig. 1 The value of (Fv/Fm) change in Camel-lia oleiferaunder different temperature(control:25 ℃) Fig. 2 The changes of catalase activities in Camellia oleifera under different temperature(control:25 ℃)

2.3 低溫對SOD活性的影響

超氧化物歧化酶SOD的活性可以評價機體受污染的程度.在溫度梯度下超氧化物歧化酶SOD活性隨溫度發(fā)生變化.其中廣西油茶和湖南油茶對照組在15 ℃時酶活性最高，分別為80 U和45 U.經(jīng)過低溫處理后，廣西油茶和湖南油茶中的超氧化物歧化酶活性發(fā)生變化，均在20 ℃酶活性最高，分別為110 U和80 U.并且廣西油茶酶活性變化幅度較大，在-10 ℃時酶活性為0，見圖3.

2.4 低溫對POD活性的影響

過氧化物酶可以判斷組織老化程度.在溫度梯度下過氧化物酶活性隨著溫度發(fā)生變化，其中廣西油茶和湖南油茶對照組均在15 ℃時酶活性最高分別為45 U和25 U.經(jīng)過低溫處理后2種油茶中過氧化物酶活性均發(fā)生變化，廣西油茶仍在15 ℃酶活性達到最高45 U,但是變化幅度較對照組更大，湖南油茶在10 ℃時酶活性最高，并且變化幅度相對對照組也更大，見圖4.

圖3 不同溫度下2種油茶中超氧化物 歧化酶SOD活性變化(對照:25 ℃) 圖4 不同溫度下2種油茶中過氧化物酶 POD的活性變化(對照:25 ℃) Fig. 3 The changes of superoxide dismutase activities in two Camellia oleifera under different temperature(control:25 ℃) Fig . 4 The change of peroxidase activities in two Camellia oleifera under different temperature(control:25 ℃)

3 結(jié)論

溫度的變化對兩種油茶的最大光化學效率(Fv/Fm) 的影響不大，但是低溫處理后，2種油茶的(Fv/Fm) 值都呈下降趨勢，其中湖南油茶的變化趨勢相對于廣西油茶更大，說明低溫能使兩種油茶的最大光化學效率下降,但是對湖南油茶的影響更大.本文僅以廣西油茶和湖南沒茶兩個品種為研究對象，研究了低溫對油茶中(Fv/Fm) 以及SOD、CAT、POD等3種抗氧化物酶活性的影響，從而提示低溫對這2種油茶的生理生態(tài)效應.