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高溫干旱及復(fù)水對(duì)毛竹實(shí)生苗保護(hù)酶和脂質(zhì)過氧化的影響

2017-04-17 01:43:52宋帥杰方小梅楊麗芝邵珊璐應(yīng)葉青
關(guān)鍵詞:復(fù)水實(shí)生苗毛竹

李 黎,宋帥杰,方小梅,楊麗芝,邵珊璐,應(yīng)葉青

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 亞熱帶森林培育國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,浙江 臨安 311300;2.衢州市衢江區(qū)林業(yè)局,浙江 衢州324000)

高溫干旱及復(fù)水對(duì)毛竹實(shí)生苗保護(hù)酶和脂質(zhì)過氧化的影響

李 黎1,宋帥杰1,方小梅2,楊麗芝1,邵珊璐1,應(yīng)葉青1

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 亞熱帶森林培育國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,浙江 臨安 311300;2.衢州市衢江區(qū)林業(yè)局,浙江 衢州324000)

為探討高溫、干旱、高溫+干旱復(fù)合脅迫及復(fù)水對(duì)毛竹Phyllostachys edulis實(shí)生苗保護(hù)酶、脂質(zhì)過氧化的影響,以毛竹實(shí)生苗為材料,研究了適溫(晝/夜溫度為28℃/22℃)正常供水(田間持水量的75%,對(duì)照),適溫下干旱脅迫(田間持水量的35%),高溫(晝/夜溫度為40℃/22℃)正常供水,高溫下干旱脅迫以及干旱脅迫后復(fù)水等4個(gè)處理對(duì)毛竹實(shí)生苗葉片中抗氧化酶、過氧化氫(H2O2)和丙二醛(MDA)的影響。結(jié)果表明:①在3種脅迫處理下,超氧化物岐化酶(SOD),過氧化物酶(POD),過氧化氫酶(CAT)活性均顯著上升(P<0.05),抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性在干旱脅迫、高溫干旱復(fù)合脅迫下顯著上升。其中高溫處理毛竹葉片SOD和CAT活性上升幅度最大;干旱處理POD活性上升幅度最大,其次為CAT,同時(shí)過氧化氫顯著高于其他各處理,達(dá)278.7 nmol·g-1;高溫干旱復(fù)合脅迫下POD和APX活性上升幅度最大,MDA顯著高于其他各處理。②復(fù)水后,干旱處理下過氧化氫在復(fù)水后第1天上升,引起POD和CAT活性上升,APX活性先降后升,復(fù)水后第3天毛竹葉片MDA,過氧化氫均恢復(fù)至對(duì)照水平;高溫干旱復(fù)合脅迫下SOD,POD和CAT活性持續(xù)下降,APX先下降又有回升,同時(shí)MDA持續(xù)上升,過氧化氫先下降后又升高,在復(fù)水后第3天均處于較高水平,且與干旱脅迫相比差異顯著(P<0.05)。毛竹實(shí)生苗在不同脅迫下有不同的保護(hù)機(jī)制,CAT和POD分別是毛竹適應(yīng)高溫和干旱的主要抗氧化酶,APX和POD對(duì)復(fù)合脅迫較為敏感,SOD則在3種脅迫下均對(duì)抗膜脂過氧化起到重要作用;在一定的干旱脅迫后復(fù)水,保護(hù)酶協(xié)同作用,表現(xiàn)出較強(qiáng)的恢復(fù)能力,而高溫加劇了干旱對(duì)竹苗的傷害,在高溫干旱復(fù)合脅迫后復(fù)水竹苗并未得到恢復(fù)。圖6參29

植物生理學(xué);毛竹;高溫;干旱;復(fù)水;保護(hù)酶;過氧化氫;丙二醛

溫度、光照和水分是影響竹子生長發(fā)育最重要的3個(gè)環(huán)境因子[1-2]。近年來隨著全球溫室效應(yīng)的加劇,夏季高溫災(zāi)害頻發(fā),在自然界中,高溫天氣常常伴隨干旱出現(xiàn),不同的植物種類的抗逆機(jī)制不同,對(duì)逆境脅迫的敏感性和適應(yīng)能力差異較大。高溫干旱脅迫下,植物體內(nèi)活性氧自由基含量增加,植物啟動(dòng)自身的抗氧化防御系統(tǒng),以避免脅迫傷害;當(dāng)脅迫超過植物的承受能力時(shí)會(huì)導(dǎo)致活性氧代謝失調(diào),引起膜脂過氧化,對(duì)植株造成不可逆的損傷[3-4]。對(duì)金線蓮Anoectochilus roxburghii[5],馬鈴薯Solanum tuberosum[6]等植物的研究表明,植物保護(hù)酶活性與其自身的抗熱性密切相關(guān);盧瓊瓊等[7]、谷戰(zhàn)英等[8]研究發(fā)現(xiàn),水分脅迫下植物的抗氧化脅迫能力與其體內(nèi)保護(hù)酶活性呈正相關(guān);同時(shí)還有研究表明,干旱脅迫會(huì)加重高溫脅迫對(duì)植物的傷害;反之,高溫脅迫也會(huì)增加干旱脅迫傷害程度,雙因子疊加脅迫對(duì)植物細(xì)胞的傷害遠(yuǎn)超于單因子造成的影響[9-10]。毛竹Phyllostachys edulis的分布面積很廣,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值,在中國的竹產(chǎn)業(yè)中占有重要的地位。近年來,夏季的高溫干旱天氣對(duì)毛竹的生長帶來嚴(yán)峻的考驗(yàn),2013年7-9月間大規(guī)模的高溫干旱天氣造成浙江地區(qū)竹林大面積受災(zāi),極大地影響竹林經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境。目前,已有研究探討了毛竹在高溫脅迫下色素[11]、干旱脅迫下保護(hù)酶活性變化及滲透調(diào)節(jié)等[12-13]方面的抗性生理。事實(shí)上探討分析高溫干旱復(fù)合脅迫處理下毛竹實(shí)生苗的生理參數(shù)變化,將有助于深入認(rèn)識(shí)氧自由基反應(yīng)與脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的失調(diào)和紊亂內(nèi)在關(guān)系。本研究以毛竹實(shí)生苗為材料,通過設(shè)置不同水分梯度、溫度梯度的盆栽試驗(yàn),對(duì)毛竹實(shí)生苗進(jìn)行高溫、干旱及復(fù)水的研究,探討毛竹葉片抗氧化防御系統(tǒng)在單因子及多因子逆境下的防御機(jī)制,為今后進(jìn)一步研究毛竹抵抗高溫干旱及疊加脅迫提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為2014年10月份采于廣西桂林的毛竹種子。

1.2 材料栽培

2014年12月22日將毛竹種子播種在上口直徑為10.0 cm,下口直徑7.0 cm,高8.0 cm的盆中,基質(zhì)為m(泥炭)∶m(蛭石)∶m(珍珠巖)=1∶1∶1,pH 5.5~6.0,田間持水量為48.75%。播種6~8?!づ瑁?,15盆為1組,下面放置塑料托盤,防止水分流失,置于浙江農(nóng)林大學(xué)智能實(shí)驗(yàn)樓的栽培室中進(jìn)行培育,日溫/夜溫為(23±2)℃/(17±2)℃,濕度為45%~70%。播種2個(gè)月后追加3.0 g·L-1的尿素。

培養(yǎng)至2015年10月26日,測(cè)得毛竹實(shí)生苗株高為25.0~30.0 cm,地徑0.2 cm, 6~8株·盆-1。將毛竹實(shí)生苗移至三溫區(qū)培養(yǎng)箱中培育,適應(yīng)培養(yǎng)箱條件一定時(shí)間后,于2015年11月24日開始試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)2個(gè)溫度梯度,分別為28℃(T1),40℃(T2);設(shè)2個(gè)水分梯度,分別為75%田間持水量(W1),35%田間持水量(W2),采用稱量法控制土壤水分。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn),共4個(gè)處理,分別記作T1W1(ck),T1W2,T2W1,T2W2,設(shè)重復(fù)3個(gè)·處理-1,竹苗4盆·重復(fù)-1,共計(jì)48盆竹苗。培養(yǎng)箱設(shè)置:光照時(shí)間為9:00-21:00,適溫(T1)2組設(shè)置日溫/夜溫(28℃/22℃),高溫(T2)2組9:00-12:00逐漸升溫至40℃,15:00-21:00逐漸降溫至22℃,夜溫22℃。試驗(yàn)處理開始后,每天早、晚觀察竹苗生長情況并監(jiān)測(cè)熒光值,于達(dá)到萎蔫狀態(tài)時(shí)復(fù)水至75%田間持水量。

1.4 測(cè)定方法

分別于處理開始后的第7天,及每個(gè)處理復(fù)水后0(取樣后復(fù)水),1,3 d上午9:00采集各重復(fù)組葉片樣品1.0 g。 酶液提取方法:稱取0.5 g剪碎的葉片樣品(去葉脈)于預(yù)冷研缽,加入2 mL預(yù)冷的磷酸緩沖液(pH 7.8,0.05 mmol·L-1),冰浴研磨成漿后倒入10 mL離心管,并用磷酸緩沖液沖洗研缽倒入離心管,使最終體積為8 mL,8 500 r·min-14℃下離心20 min,取上清液,儲(chǔ)藏于0~4℃冰箱備用。過氧化氫(H2O2)測(cè)定采用鄒琦[14]的方法;丙二醛(MDA)測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[14];過氧化物酶(POD)活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法[15];超氧化物岐化酶(SOD)活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑(NBT)法[14];過氧化氫酶(CAT)活性的測(cè)定采用紫外吸收法[14];抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性的測(cè)定參照NAKANO等[16]的方法。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Sigmaplot 12.5進(jìn)行圖形繪制,采用DPS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫、干旱對(duì)毛竹實(shí)生苗葉片活性氧物質(zhì)及膜脂過氧化的影響

如圖1所示:毛竹葉片過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度在3種脅迫處理下均呈顯著升高變化趨勢(shì),各處理的過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度由高到低依次為T1W2>T2W2>T2W1>T1W1, 以T1W2處理過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度最高,達(dá)到278.7 nmol·g-1,是對(duì)照的173.2%,表明毛竹在水分虧缺情況下積累大量活性氧。

由圖2可知:相同的水分條件下,毛竹葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度在T2處理時(shí)均大于T1處理,且差異顯著(P<0.05),同樣,在相同的溫度處理下,干旱脅迫處理組的MDA質(zhì)量摩爾濃度均大于適宜水分處理組,表現(xiàn)為W2>W(wǎng)1。其中MDA質(zhì)量摩爾濃度的最大值出現(xiàn)在高溫+干旱復(fù)合脅迫,達(dá)68.1 nmol· g-1,是對(duì)照的147.5%,表明高溫+干旱復(fù)合脅迫下毛竹葉片細(xì)胞膜脂過氧化較嚴(yán)重。

圖1 高溫干旱脅迫下毛竹葉片過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度的變化Figure 1 Changes of H2O2content of Phyllostachys edulis leaf under heat and drought stress

圖2 高溫干旱脅迫下毛竹葉片丙二醛質(zhì)量摩爾濃度的變化Figure 2 Changes of MDA content of Ph.edulis leaf under heat and drought stress

2.2 高溫、干旱對(duì)毛竹實(shí)生苗葉片抗氧化防御系統(tǒng)的影響

從圖3A可知:在相同的水分條件下,高溫脅迫使得SOD活性大幅升高,T2W1是T1W1的196.7%,T2W2是T1W2的151.2%,差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01);適溫條件下,干旱處理的SOD活性較對(duì)照組高,表現(xiàn)為W2>W(wǎng)1,高溫條件下,W1和W2處理的SOD活性無顯著差異,SOD活性的最大值出現(xiàn)在T2W1,為7 616.5 nkat·g-1·min-1。表明SOD是防御高溫傷害主要的保護(hù)酶。由圖3B可知:在相同水分處理?xiàng)l件下,高溫處理POD活性均顯著高于適溫,分別表現(xiàn)為T2W1>T1W1,T2W2>T1W2;T1處理下,干旱脅迫使POD活性顯著高于正常水分處理,同樣,在T2處理下,干旱處理的POD活性較正常水分處理的高,且差異顯著,POD活性的最大值為T2W2處理,達(dá)8 273.3 nkat·g-1·min-1,分別是T1W1,T1W2,T2W1的150.1%,118.5%,144.9%,表明POD是毛竹適應(yīng)干旱、高溫+干旱復(fù)合脅迫的主要抗氧化酶。由圖3C可知:適宜水分(W1)處理CAT活性,T2顯著高于T1,且在T2W1處理CAT活性出現(xiàn)最大值,是對(duì)照的228.0%左右;而在W2處理下,適溫和高溫處理的CAT活性沒有顯著差異。高溫處理下,W2顯著小于W1,這可能是因?yàn)槊袢~片在高溫干旱雙重脅迫環(huán)境下機(jī)體受損。表明在一定的范圍內(nèi),CAT活性受高溫脅迫影響顯著。從圖3D可以看出:W1處理下,適溫和高溫處理的APX活性沒有顯著的差異,W2處理下,高溫處理APX活性極顯著高于適溫處理(P<0.01),表現(xiàn)為T2>T1;在相同的溫度條件下,干旱處理(W2)的APX活性較適宜水分處理組更高,表現(xiàn)為W2>W(wǎng)1。各處理APX活性均大于對(duì)照組, 以T2W2處理最大,達(dá)49.3 nkat·g-1·min-1,是對(duì)照組的261.8%。表明APX在干旱、高溫+干旱脅迫下起到重要的防御作用。

圖3 高溫干旱脅迫下毛竹葉片SOD,POD,CAT和APX活性的變化Figure 3 Changes of SOD,POD,CAT and APX activity of Phyllostachys edulis leaf under heat and drought stress

2.3 復(fù)水對(duì)毛竹實(shí)生苗抗氧化防御系統(tǒng)及膜脂過氧化的影響

2.3.1 復(fù)水對(duì)毛竹實(shí)生苗活性氧物質(zhì)及膜脂過氧化的影響 由圖4可以看出:在復(fù)水當(dāng)天,2個(gè)處理下過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度均保持在相同水平,沒有顯著性差異,復(fù)水后T1W2處理下過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度后先上升后下降,且復(fù)水后第3天過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度顯著低于復(fù)水前,而在T2W2處理下,過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度先下降后上升,且差異顯著(P<0.05)。如圖5所示:MDA質(zhì)量摩爾濃度在復(fù)水當(dāng)天處于較高的水平,復(fù)水后,在T1W2處理下表現(xiàn)出持續(xù)性下降趨勢(shì),且差異顯著(P<0.05),然而在T2W2處理下,MDA質(zhì)量摩爾濃度呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢(shì),且上升幅度較大,2個(gè)處理下的MDA質(zhì)量摩爾濃度始終存在顯著差異(P<0.05),表明復(fù)水并沒有使植物受到的脅迫損傷得到恢復(fù)。

2.3.2 復(fù)水對(duì)毛竹實(shí)生苗抗氧化防御系統(tǒng)的影響 如圖6A所示:在T1W2(干旱)處理下,毛竹葉片SOD活性在復(fù)水1 d后變化不明顯,復(fù)水后第3天顯著性上升(P<0.05),T2W2處理SOD活性呈持續(xù)下降的趨勢(shì)。由圖6B可知:復(fù)水后POD活性在T1W2處理下隨復(fù)水時(shí)間的延長呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),且差異顯著(P<0.05),而在T2W2處理下持續(xù)性下降,在復(fù)水后第3天下降至接近對(duì)照的水平。從圖6C可以看出:2種不同處理下毛竹葉片中CAT活性的變化趨勢(shì)同POD相似,在T1W2表現(xiàn)出先上升后下降,在復(fù)水后1 d大幅上升到5 524.4 nkat·g-1·min-1,是復(fù)水當(dāng)天的162.6%,隨后緩慢下降,而T2W2處理下的CAT活性持續(xù)下降,在復(fù)水后第3天CAT活性僅1 131.9 nkat·g-1·min-1,可能是高溫干旱疊加脅迫對(duì)植物體造成嚴(yán)重?fù)p傷而導(dǎo)致酶活性下降,且2個(gè)處理間的酶活性均有顯著性差異(P<0.05)。如圖6D所示:毛竹葉片APX活性在2個(gè)處理下均表現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì),且差異顯著(P<0.05),T2W2處理下的毛竹葉片APX活性始終顯著高于T1W2處理,在T1W2處理下復(fù)水后第3天APX活性回升至對(duì)照水平。

圖4 復(fù)水對(duì)毛竹葉片過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度的影響Figure 4 Effect of rewatering on H2O2content of Phyllostachys edulis leaf

圖5 復(fù)水對(duì)毛竹葉片丙二醛質(zhì)量摩爾濃度的影響Figure 5 Effect of rewatering on MDA content of Phyllostachys edulis leaf

3 討論

3.1 高溫、干旱對(duì)毛竹實(shí)生苗葉片抗氧化防御系統(tǒng)及膜脂過氧化的影響

植物在正常的生長環(huán)境下,體內(nèi)的自由基活性氧的產(chǎn)生和清除處于平衡的狀態(tài),不會(huì)對(duì)植物造成傷害,逆境脅迫下植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除的平衡被打破,活性氧積累,植物自身的抗氧化防御系統(tǒng)啟動(dòng)以適應(yīng)或抵抗逆境傷害[18],植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)主要分為酶促和非酶促兩類,酶促清除系統(tǒng)主要包括POD,CAT,SOD,APX等酶類[19]。本研究結(jié)果表明:在高溫干旱脅迫下,保護(hù)酶活性均表現(xiàn)出不同程度的升高,其中SOD,POD,CAT活性在3種脅迫處理下均有較為顯著的上升趨勢(shì),APX活性在高溫脅迫下沒有顯著變化,而在干旱脅迫和高溫干旱復(fù)合脅迫處理有顯著的上升。高溫脅迫使SOD和CAT上升幅度最大,表明這兩種酶對(duì)溫度最敏感;干旱脅迫下POD上升的幅度最大,其次是CAT,表明POD對(duì)水分最敏感;POD和APX等2種酶活性在高溫+干旱復(fù)合脅迫下上升幅度最大;其中SOD酶活性在3種脅迫下均有顯著性升高(P<0.05),它能將O2-·歧化成過氧化氫(H2O2),隨后POD,CAT,APX等抗氧化酶協(xié)調(diào)作用將過氧化氫(H2O2)分解成對(duì)細(xì)胞無毒害的水(H2O),以達(dá)到清除活性氧物質(zhì)、保護(hù)細(xì)胞免受氧化傷害的目的[20]。這和前人對(duì)小麥Triticun aestivum[21],沙棘Hippophae rhamnoides等[22]的研究結(jié)果相同。植物在受到脅迫時(shí)體內(nèi)活性氧自由基積累并導(dǎo)致膜脂過氧化,丙二醛 (MDA)是膜脂過氧化的主要產(chǎn)物,其積累可以檢測(cè)細(xì)胞膜脂過氧化的程度。過氧化氫和MDA在高溫脅迫下較干旱脅迫和高溫干旱復(fù)合脅迫沒有較大幅度的上升,表明SOD,CAT活性的大幅增長有效的將細(xì)胞積累的過氧化氫分解成無害的水和分子氧,使得細(xì)胞免受氧化傷害,這與謝亞軍等[23]對(duì)甘草Glycyrrhiza uralensis的研究結(jié)果相似。高溫干旱復(fù)合脅迫處理下,毛竹葉片中過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度急速上升,引起細(xì)胞膜脂過氧化,MDA質(zhì)量摩爾濃度急速升高,同時(shí)SOD,POD,APX酶活性也大幅度升高,這與吳永波等[24]的研究結(jié)果相似。

3.2 復(fù)水對(duì)毛竹實(shí)生苗葉片抗氧化系統(tǒng)及膜脂過氧化的影響

植物在遭受干旱脅迫后復(fù)水處理可以檢測(cè)植物自身是否有適應(yīng)干旱脅迫的能力[25]。周自云等[26]的研究發(fā)現(xiàn),在對(duì)酸棗Zizyphus jujuba var.spinosa進(jìn)行多次干旱-復(fù)水實(shí)驗(yàn)后,酸棗具有了更強(qiáng)的適應(yīng)干旱逆境的能力,植物經(jīng)歷適度干旱脅迫后復(fù)水,能夠產(chǎn)生補(bǔ)償或超補(bǔ)償?shù)恼嫘?yīng)[27-28]。本研究發(fā)現(xiàn):干旱處理(T1W2)復(fù)水后第3天,MDA和過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度基本接近對(duì)照水平,而過氧化氫質(zhì)量摩爾濃度則在復(fù)水后第1天回升,誘導(dǎo)POD和CAT活性上升,同時(shí),APX活性也先降后升,在復(fù)水后第3天達(dá)到對(duì)照水平,這與崔豫川等[29]的研究結(jié)果相似。T2W2處理毛竹葉片保護(hù)酶活性在復(fù)水后整體上均處于持續(xù)性下降的趨勢(shì),其中POD和CAT的活性遠(yuǎn)低于對(duì)照及T1W2,同時(shí),T2W2處理MDA質(zhì)量摩爾濃度持續(xù)上升。

4 結(jié)論

3種脅迫對(duì)毛竹實(shí)生苗葉片保護(hù)酶系統(tǒng)和膜脂過氧化程度的影響不同,CAT在高溫脅迫處理起到主要作用,POD對(duì)干旱脅迫響應(yīng)較為敏感,APX和POD是毛竹適應(yīng)高溫干旱復(fù)合脅迫的主要抗氧化酶,SOD在3種脅迫處理均起到重要作用,毛竹實(shí)生苗通過自身的抗氧化防御系統(tǒng)主動(dòng)適應(yīng)逆境脅迫以維持正常生理功能。干旱處理的毛竹在復(fù)水3 d后各項(xiàng)指標(biāo)基本恢復(fù)至對(duì)照水平,表明毛竹實(shí)生苗具有一定的耐旱性,復(fù)合脅迫處理的毛竹葉片各指標(biāo)在復(fù)水3 d后均未恢復(fù),這可能是由于高溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)毛竹造成了不可逆的損傷,復(fù)水處理并未使脅迫得到解除。另外,植物遭受高溫干旱脅迫時(shí)間的長短及復(fù)水時(shí)間的長短對(duì)植物的恢復(fù)情況可能會(huì)有不同的效果,需要再進(jìn)一步研究復(fù)水時(shí)間與植物恢復(fù)情況之間的關(guān)系。

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Protection enzymes and lipid peroxidation in Phyllostachys edulis seedlings with temperature and water stresses

LI Li1,SONG Shuaijie1,FANG Xiaomei2,YANG Lizhi1,SHAO Shanlu1,YING Yeqing1
(1.The Nurturing Station for the State Key Laboratory of Subtropical Silviculture,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang,China;2.Forest Enterprise of Qujiang District of Quzhou City,Quzhou 324000,Zhejiang,China)

To determine the effects of high temperature,drought,combined high temperature and drought,and re-watering on protective enzymes and lipid peroxidation of Phyllostachys edulis seedlings,an experiment was set up with treatments:1)optimal temperature (day 28℃/night 22℃)and normal hydration (75%of field water-holding capacity)as a control group,2)optimal temperature and drought(35%of field water-holding capacity),3)high temperature (day 40℃/night 22℃)and normal hydration,and 4)combined stress followed by re-watering to determine the effects on antioxidase,hydrogen peroide (H2O2),and malondialdehyde(MDA).Samples were respectively collected on Day 7 after the start of treatment,and at 9:00 am on Day 0,1, 3 after re-watering,sample weight of each group is 1.0 g.Results showed that 1)With high temperature SODactivity increased the most(P<0.01),and with drought POD activity was greatest(P<0.05);after drought the H2O2level was significantly higher(P<0.01)than other conditions.After combined stress,POD and APX activities increased the most(P<0.01),and the level of MDA was higher than other treatments (P<0.05).2)On Day 1 after re-watering,H2O2increased (P<0.05)leading to an increase of POD and CAT activity (P<0.05)with APX activity decreasing then increasing(P<0.05).On Day 3 after re-watering,levels of MDA and H2O2returned to levels of the control group,but with the combined-stress treatment,SOD,POD,and CAT activities continuously decreased(P<0.05)and APX activity and H2O2levels decreased and then increased(P<0.05)with MDA levels continuing to rise (P<0.05).On Day 3 after re-watering MDA and H2O2were at high levels and significantly higher than those of drought conditions (P<0.05).Thus,the protective mechanism for Ph.edulis seedlings with high temperature was CAT,with drought was POD,and with combined-stress conditions were APX and POD,with SOD playing an important role in anti lipid peroxidation for all three stresses.[Ch,6 fig.29 ref.]

plant physiology;Phyllostachys edulis;heat;drought;rehydration;protective enzyme;hydrogen peroxide;malondialdehyde

S718.3

A

2095-0756(2017)02-0268-08

10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.010

2016-03-09;

2016-04-28

浙江省省院合作林業(yè)科技項(xiàng)目(2013SY04)

李黎,從事竹林培育技術(shù)研究。E-mail:295006161@qq.com。通信作者:應(yīng)葉青,教授,博士,從事現(xiàn)代竹苗培育及竹林培育技術(shù)研究。E-mail:yeqing@zafu.edu.cn

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