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钙、钾离子对香花槐幼苗抗寒性的影响

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第42卷第1期 
林 业 科 技 
Vo1.42 No.1 
2 0 1 7年1月 
FoRESTRY SCIENCE&TECHNoLoGY 
Jal1. 20 1 7 
文章编号:1001—9499(2017)01—0012—03 
钙、钾离子对香花槐幼苗抗寒性的影响木 
陶双勇 王庆斌 邹 威 杜人杰 
(牡丹江林业科学研究所,黑龙江
牡丹江 157009) 
摘要:以香花槐根插小苗为试验对象,试验不同浓度钙、钾离子对幼苗抗寒性影响的结果表明:高浓度的Ca2+、K+ 处理能够在一定程度上降低香花槐幼苗叶片的相对电导率和丙二醛含量,提高可溶性糖含量,有利于提高香花槐 
幼苗的抗寒性。 
关键词:香花槐;钙钾离子;抗寒性 中图分类号:S792.26,S722.3 
文献标识码:A 
香花槐(Robinia ambigua idahoensis)属蝶形花 
科落叶乔木,原产西班牙,是近年来我国引进的园  试验材料 
林绿化名贵香花树种,具有很高的观赏价值、环保 
价值和经济价值。经多年的引种驯化,目前香花槐 小苗培育
5月初,树液流动前采集香花槐侧 
在我国的栽培范围最北到达吉林省图们市。2014年, 
根,苗木窖沙藏处理。5月下旬剪穗,插穗长7 cm, 
牡丹江林科所从吉林省集安市引入香花槐开展引 粗度0.4 m以上,大地起垄覆膜后扦插,扦插成活 
种驯化试验,对其生物学、生态学特性及光合特性 
率95%。6月下旬,小苗高30 cm时,移人室内进行 
进行了系统研究的结果表明:香花槐在牡丹江地 
沙培。 
区第一积温带及特殊立地条件下(如东宁、牡丹江 
标准液的配制大量元素KNO30.  L、ca 0 
市区)可以自然越冬,有轻微冻梢(冻梢长度低于 0.82 g/L、MgSO4.7H2O 0.49 g/L、KHPO4 0.136 g/L;铁 
树高的8%),能正常生长并开花;在其余区试点香 
盐Na2一EDTA 37.3 mg/L、FeSO4.7H2O 27.8 rg/L;微 
花槐冻干率100%。 
量元素H3BO3 2.86 mgL、CuSO45H2O 0.08 mg/L、 
大量植物抗寒机理研究结果表明:ca+对 ZnSO47H2O 0.22 mg/L、MnSO 4H2O 2. 3 mg/L、H2MoO4 
细胞膜结构有稳定作用,能够使细胞膜维持稳定 0.09 mg/L、Na2MoO42H2O O.25 mg/L。分别配制母液, 的渗透性和生理活性;另一方面,ca+作为第二信 冰箱冷藏待用。 
使参与低温胁迫下的信号转导,提高细胞内抗氧 化酶活性和内源抗氧化剂水平,从而提高植物的 抗寒能力。本文以香花槐当年生根插小苗为试验 
试验方法 
对象,采用室内沙培的方式,在标准水培溶液的基 
础上,分别添加150%、200%及250%的CaK 冷 小苗移栽成活后,分别配制ca 质量分数 冻处理后测量叶片膜透性、丙二醛及可溶性糖含 
为标准液150%、200%及250%的营养液,每天每 量,探讨ca2+、l(+对香花槐幼苗抗寒性的影响,为 
盆浇100mL,每处理3次重复。处理3个月后,分 
香花槐的抗寒育种及防寒技术措施的制定提供科 
别取成熟叶片置于培养皿中,放入一10℃低温冰柜 学依据。 
冷冻10 h后,测量叶片的膜透性、丙二醛及可溶性 
糖含量,以标准液处理叶片的测量值为对照。 
2016年省财政项目 

第1期 陶双勇等:钙、钾离子对香花槐幼苗抗寒性的影响 
2.1膜透性的检测 
质膜的相对透性可以用浸透液的相对电导率 
重、抗性越弱。 
表1 Ca2+、K 处理对香花槐叶片相对电导率的影响 
% 
来表示,称取鲜叶1g,冷冻处理后,室温条件下放 
置10min,用直径为1 em的打孔器打10片圆片, 
电 电导率处理 对照  

 

 
(. Ca2 Ca2 Ca2 
150%)(200%)(250%)(150%)(200%)(250%) 
22.57 18.23 11.69 26.19 20.34 
17.14 
31.38 
50.76 37.14 21.06 76.63 49.54 
放人加有20 mL蒸馏水的小烧杯中浸透24 hr,测 定初始电导值,记为a。然后煮沸10 min,再测其电 导值,为终电导值,记为b。相对电导率=ao×100 
冷冻lOh 70.71 
从表1可以看出,冷冻处理后各处理的电导 2.2丙二醛含量的测定 
取新鲜或冷冻处理后的叶片0. g,加入2 mL 0%三氯乙酸和少量石英砂研磨至匀浆,再加8 mL 10%三氯乙酸进一步研磨,匀浆在4 000 min离心 
10 min,吸取上清液2 mL,加入2 mL 0.6%硫代巴 比妥酸,沸水浴15 n,迅速冷却后再次离心10 min, 取上清液测定532、600和450 nm波长下的吸光 
度值,根据公式 

 : 塑 二Q: 
计算单位鲜重组织中的MDA含量,其中: 为吸 
光度值, 为提取液体积, 为植物组织鲜重,Y为 MDA含量u molg)。 
2.3可溶性糖含量的测定 
采用蒽酮法测量叶片可溶性糖含量,标准曲 
线的制作参照《植物生理生化实验技术与原理》进 行;可溶性糖的提取:取0. g叶片研磨至匀浆,放 
人具塞试管中并加入20 mL蒸馏水,沸水浴30 min, 
冷却后过滤人50 mL容量瓶,定容后取样1 mL,加 
 mL水、5 mL蒽酮试剂,沸水浴l0 n,在620 nm 波长条件下比色,可溶性糖含量=c・V・n(106a・W) 
×100,其中:c为标准方程求得的糖量(ug),0为 吸取样品液的体积(mE),V为提取液量,n为稀释 
倍数, 为植物组织鲜重(g)。 
结果与分析 
3.1 Ca2+、K 对细胞膜透性的影响 
逆境导致植物细胞膜损伤的机理有多种假 说,但众多研究结果表明,当植物组织受干旱或极 限温度影响时,原生质体的结构先发生变化,出现 
孔道龟裂,膜透性增大,细胞内含物将有不同程度 的外渗,使外渗液的电导率增大。所以,膜透性的 增加是植物受低温伤害的主要特征,可以作为反 应植物抗寒力强弱的重要指标,而电导率与膜透 
性的大小呈正相关,透性变化越大,表示受伤越 
率均有不同程度的升高,说明冷冻后细胞膜的透 
性增大,膜内电解质出现了不同程度的外渗。不同 浓度处理结果表明,叶片的相对电导率随着I+浓 度的升高有降低的趋势,而ca2+处理的相对电导 
率先升高后降低,说明ca 对细胞膜结构有一 定的稳定作用,能够使细胞膜维持稳定的渗透性 
和生理活性。实验初步认为:高浓度的Ca2 可以 
使冷冻处理后叶片的相对电导率降低,一定程度 上提高幼苗的耐寒性。 
3.2 Ca2+,K 对丙二醛(MDA)含量的影响 
植物受到冷冻伤害时,其最终分解产物丙二 醛释放出来后,可以与蛋白质、核酸反应,改变这 些大分子的结构,或使其产生交联反应,从而丧失 
功能,同时使纤维素分子间的桥键松弛或抑制蛋 白质的合成,从而对膜及细胞造成一定的伤害,因 
此叶片中丙二醛(MDA)的含量可以反应出植物受 
到冷冻伤害的程度。 
表2 Ca2+、 处理对香花槐叶片丙二醛(MDA) 
含量的影响 
0 
丙 整 故臼里对照 (15O%)(20o%) 50%)(150%)(2oo%)(25O%) 
冷冻10h 0.0374 0.008 7 0.005 1 0.OO4 2 0.0096 0.0O64 0.OO44 差值
0.035 5 0.006 7 0.003 3 0.002 3 0.0074 0.004 7 0.0024 
从表2可以看出,冷冻处理前各处理叶片丙 二醛(MDA)含量变化不大,稳定在0.001 9± 
0.000 2) mog。冷冻处理后膜脂发生过氧化作 
用,丙二醛含量出现不同程度的增加,就不同处理 的实验结果来看,对照的叶片冷冻处理后,丙二醛 含量增加的最大,达0.035 5 molg。随着Ca2+、I(+ 
浓度的增加,丙二醛含量的增加量有下降的趋势, 
方差分析结果表明,K 250%)和Ca2250%)两个处 理叶片的丙二醛(MDA)含量无显著差异。说明细 
胞体内ca 水平的提高可以在一定程度上提 
高细胞内抗氧化酶活性和内源抗氧化剂水平,延 
缓膜脂过氧化作用的发生,从而提高植物的抗寒 
能力。 

14 技 第42卷 
3.3 Ca2+、I(+对可溶性糖含量的影响 观赏性,而本地区寒冷的气候条件制约了其产业 
通过调节组织渗透势,增加细胞的保水能力 和非结冰水含量,通过提高细胞液的浓度降低细 
胞质的冰点,是可溶性糖的抗寒作用机理。在抗寒 锻炼过程中,植物组织中的可溶性糖含量呈上升 趋势,在极端低温时达到最高水平,随温度进一步 
化发展。试验表明,高浓度的ca2 处理能够在 

定程度上降低香花槐幼苗叶片的相对电导率和 
丙二醛含量,提高可溶性糖含量,这有利于提高香 花槐幼苗的抗寒性,拓宽香花槐在本地区的适栽 
范围。 4.2植物的抗寒性是微效多基因控制的数量性 状,具有复杂、微观属性,实验从最基本、最简单的 方面人手,对香花槐的抗寒育种进行了初步的尝 
试,实验结果与目前有关的植物抗寒性机理研究 
下降,可溶性糖含量也逐步下降。因此,可溶性糖 含量的增加是植物体在抗寒锻炼中溶质浓度变化 
的主要因素,它的含量与植物的抗寒性密切相关。 
表3 ca 、 处理对香花槐叶片可溶性 
糖含量的影响 
样品 难磴 
鲜叶 冷冻10h 
K+ 
Ca2 
Ca2 
Ca2 
结论相符,可以为本地区香花槐引种栽培措施的 
制定提供参考。 
参考文献 
[1]王晶英,敖红,张杰,等.植物生理生化实验技术与原 
理[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,2003. 
2]徐呈祥.提高植物抗寒性的机理研究进展J]-生态学报, 
2012,32(24):7966-7980. 
对照 1.054 1.372 
150%)(200%)(250%)(150%)(200%)(250%) 
2.07l 1.5O2 1.835 1.386 1.713 1.273 2.578 1.993 2.310 1.758 2.013 1.826 
从表3可以看出,冷冻后各处理的叶片可溶 性糖含量均有所提高;不同浓度ca2+、 处理对香 花槐叶片可溶性糖含量的影响无明显规律性;与 
对照相比较,各处理能够不同程度的增加鲜叶和 冷冻叶片的可溶性糖含量,其中K 5O%)处理下 含量最大,分别达2.071%和2.578%。 
3]杨金英.I+和Ca+及生长调节剂增强水曲柳、紫椴幼苗抗寒 
性机制的研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2002. 
第1作者简介:陶双勇(1980一),男,高级工程师, 主要从事林木遗传育种方面研究。 
收稿日期:2016一l1—20 
4 结 论 
4.1香花槐是名贵的香花绿化树种,具有较高的 
责任编辑:张亚楠) 
Effect of Calcium and Potassium Ions on the Cold Resistance 
of Robinia ambigua idahoensis Seedlngs 
TAO Shuangyong 
(MudanjiangForesty Science Instut 0厂Heion ̄iangProvince,Mudanjiang 157009) 
Abstract Thi paper udied he efects of diferent calcium and potassium ons concentatons on e cold 
resstance of seedlngs,used the root of R.ambigua idahoensi as the expermental object.The resul 
showed tat the high concentration of Ca2+.1(+treatment can reduce te relative conductivity and MDA 
content of R.ambigua idahoensis seedlings to a certain extent,improve the content of soluble sugar,which 
was benefcial to improve the cold resistance of R.ambigua idahoensis seedlings.The experimental results can be formulated as cultivation measures to provide reference for R.ambigua idahoensis in local distict. 
Key words Robinia ambigua idahoensis;Calcium ions;Potassium ions;Cold resistance 

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