自然降温对大叶黄杨抗寒性的影响

张慧娟

(山西省林业调查规划院，山西 太原 030012)

大叶黄杨(Euonymus japonicus)，卫矛科常绿灌木或小乔木，属温带及亚热带树种，在我国除了黑龙江、吉林、内蒙古等极少数省份外都有栽培。喜光，喜温暖、湿润气候，耐阴、耐寒，是目前我国北方地区园林绿化中少有的常绿阔叶优良树种，尤其是华北和西北地区重要的常绿阔叶绿化树种。由于它对二氧化硫、氯气、氟化氢3种有毒气体具有较强的抗性，能对人类的呼吸健康起到很好的保护作用。所以，常将它作为良好的城市道路绿篱树种。因其抗寒性、抗逆性以及抗污染性强，适应性广，生长速度快，叶片又可制备叶绿素铜钠盐。所以，在医学上也被广泛使用，且需求量大，具有良好的生态价值和经济价值。

目前，关于大叶黄杨抗寒性的研究还比较少。因此，笔者开展了生长在同一地点不同条件下的大叶黄杨叶片的越冬对比试验，通过测定它们的相对电导率、可溶性蛋白等生理生化指标，进行抗寒性比较研究，旨在为选择在自然变温条件下，对大叶黄杨越冬更经济有效的保护方法提供理论依据，使其能更好地在园林绿化中推广应用。

1 试验地概况

试验地设在太原市苗圃，东经 111°30'～113°09'，北纬 37°27'～38°25'，海拔约 800 m.属温带季风气候，昼夜温差大。年均温9.5℃，1月份最冷，平均气温6.8℃;7月份最热，平均气温23.5℃.年均降水量456 mm，全年日照时数2 808 h，无霜期为176.2 d.

2 研究方法

2.1 试验材料

从河南省购买5年生、发育良好的大叶黄杨，移植于苗圃地生长2年，冬季进行搭棚保护。

2.2 试验设计

试验于2009年至2010年进行，设2个处理。处理1:搭棚保护的大叶黄杨;处理2:风障保护的大叶黄杨(对照)。3次重复，共6个小区，每个小区种植10株，单排对比排列。于2009年10月、11月、12月和2010年1月、2月、3月每月15日上午分6次采样。每小区同时选取第3株、第5株、第7株，分上、中、下3层，东、南、西、北4个方位取样。然后将样品贴上标签装入聚乙烯袋中带回实验室，放入冰箱(－40℃ ～0℃)保存备用。

2.3 测定方法

在室温20℃左右条件下，对大叶黄杨叶片样品中可溶性蛋白及电解质渗出率进行测定。

2.3.1 电导率测定

电导率采用电导仪法进行测定。称取0.5 g不同处理不同重复的待测叶样，用蒸馏水冲洗3次，吸干水分，剪碎放入具塞试管中，加入蒸馏水10 mL，用HY-4调速多用振荡器振荡30 min，静置30 min后再用DDS-11A型电导仪测定初始电导率。然后将其30℃水浴10 min，冷却至室温测最终电导率，测定结果按下列公式计算:

2.3.2 可溶性蛋白含量的测定

取0.3 g材料，加3 mL 1 mol Tris-HCl(pH值8.5)，冰浴成匀浆，放入离心管，在4 000 r/min条件下冷冻离心15 min.取上清液100 μL为酶提取液，加5 mL G-250(考马斯亮兰)，摇匀，放置2 min后，用722型分光光度计测定其在波长595 nm处的光密度值(以100 μL H2O+5 mL G-250为对照)。查标准曲线(以牛血清蛋白标准液绘制)计算样品可溶性蛋白含量。

式中:C ——查标准曲线值;

V1——提取液总体积;

V2——测定时加样量;

W ——样品鲜重。

3 结果与分析

3.1 2种处理在自然降温条件下细胞膜透性比较

研究表明，低温对细胞的影响首先作用于生物膜，使细胞原生质结构受到伤害。相对电导率是逆境下组织细胞受伤害的一个重要指标，当植物组织受冻害后，质膜透性越大，解冻后从细胞流出的电解质越多，组织浸出液的电导率越大，说明细胞膜受到的伤害越重，抗寒性就越弱。反之，则强。笔者在试验中采用电导法测定电导率，可反映逆境对植物组织的伤害程度。2种处理各层叶片电解质渗透率比较见图1.

图1 2种处理各层叶片电解质渗透率比较

由图1可以看出，在自然降温过程中，大叶黄杨对照和处理1的不同层次叶片相对电导率都发生了明显变化，细胞质膜透性出现不同程度的增大，它们分别由原来的低位向高位攀登，上升几乎呈直线态势，在1月均达到最高值。处理1的大叶黄杨上、中、下3层叶片的电导率从10月到1月的变化，分别由原来的20.9%，19.1%，19.8%增至54.9%，46.8%，50.7%，为原来的 1.63倍，1.45倍和1.56倍;对照各层叶片电导率由原来的21.5%，20.5%，18.6%增至 61.2%，50.6%，59.3%，分别为原来各层的1.85倍，1.47倍和2.19倍。如前所述，2种处理的电导率从10月至1月间快速增加，是由于低温逆境对大叶黄杨各层叶片细胞膜均产生不同程度的伤害，致使细胞死亡，电解质自由透过，细胞内超氧根离子产生与消除的平衡被打破，超氧根离子在细胞内不断积累，导致细胞膜受损。所以，在1月份时上下层叶片外渗电解质最多。相比之下，中层叶片电导率增加缓慢，数值较低。随着天气转暖，2种处理的电导率值均逐渐变小。

3.2 2种处理可溶性蛋白含量的变化

研究表明，可溶性蛋白质的亲水交替性质很强，当植物遭受到低温胁迫，体内可溶性蛋白含量有所增加，可起到抗寒调节作用。2种处理叶片可溶性蛋白质含量变化见图2.

图2 2种处理叶片可溶性蛋白质含量变化

由图2可以看出，随着温度的降低，2种处理的可溶性蛋白含量发生明显变化，均在1月份达到最高值。各层叶片中可溶性蛋白含量变化趋势基本相同，均表现为先升后降。处理1品种可溶性蛋白含量增幅较大，上层叶在10月为19.1 mg/g，到1月上升为 54.6 mg/g，中层叶由 20.9 mg/g上升为53.9 mg/g，下层叶由18.9 mg/g上升为52.3 mg/g;对照的各层叶片中可溶性蛋白含量也有不同程度的增高，增加值分别由10月的12.2 mg/g，10.3 mg/g，13.1 mg/g增加到1月的38.9 mg/g，37.1 mg/g和38.7 mg/g.这表明随着温度的降低，可溶性蛋白不断积累，且有新的蛋白合成，对植物抗寒起到至关重要的调节作用，这是植物对低温环境做出的保护性反应。从图2可以看出，2种处理相比较中层叶片比上、下2层叶片中可溶性蛋白质含量变化较小。

4 小结讨论

1)不少研究者发现，多种植物在低温锻炼中，细胞内可溶性蛋白含量和抗寒性之间表现出明显的正相关。试验结果表明:在自然降温过程中，2种处理大叶黄杨可溶性蛋白质含量总体变化趋势相同，都是先升后降，从10月到1月可溶性蛋白含量上升幅度大于对照，但发现中层叶片比上、下2层叶片在各自的处理中可溶性蛋白质含量的变化相对较小;从1月下旬到3月，可溶性蛋白含量逐渐减少，2处理都呈现出下降的趋势，且对照变化增幅较小，略高于处理1.这说明随着气温的回升和保护措施的实施，可改变植株周围小环境，减少低温对植物的伤害，防止蛋白质凝固，使叶片中蛋白质含量得到增加。

2)在降温过程中，由于受低温胁迫的影响，细胞内超氧根离子的产生与消除平衡被打破，细胞膜受损，电解质外渗增加，大叶黄杨叶片细胞膜透性逐渐增大，特别是上、下层叶片外渗电解质增多，相对电导率均达最高。在1月温度降到最低时达到峰值，相比之下，中层叶片电导率增加缓慢，数值较低，但经处理后的大叶黄杨叶片电导率增加的幅度小于对照。从1月到3月气温有所回升，2种处理各层叶片的电导率均逐渐变小。同时说明采用搭棚措施后可以对植物进行适当的保护，使其体内细胞膜稳定性增加，减少了低温对大叶黄杨叶片细胞膜系统的破坏。

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