刘 刚，费永俊，涂 铭，丁植磊
（长江大学楠木种质资源评价及创新中心，湖北 荆州 434025）
摘要：以一年生闽楠［Phoebe bournei （Hemsl．） Yang］实生苗为材料，喷施植物生长调节剂矮壮素和缩节胺后放置在5、0、－5 ℃恒温培养箱中处理12 h，然后分别取样测量叶片相关生理指标。结果表明，喷施不同浓度矮壮素和缩节胺后，闽楠叶片组织的叶绿素含量、游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性均发生明显变化；其中以300 mg/L缩节胺和300 mg/L矮壮素溶液处理的闽楠幼苗组织中的叶绿素含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性表现较优，利于闽楠幼苗增强抗寒能力。
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关键词 ：闽楠［Phoebe bournei （Hemsl．） Yang］；矮壮素；缩节胺；抗寒性
中图分类号：Q949．747．5；S482．8；Q948．112＋．2 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）06－1403-04
DOI：10．14088/j．cnki．issn 0439－8114．2015．06．031
Effects of CCC and DPC on the Cold Resistance of Phoebe bournei
LIU Gang，FEI Yong－jun，TU Ming，DING Zhi－lei
（Phoebe Germplasm Resources Evaluation and Innovation，Yangtze Uinivesity， Jingzhou 434025， Hubei， China）
Abstract： 1－year－old Phoebe bournei （Hemsl．） Yang seedlings were sprayed with plant growth regulator of Chlormequat chloride（CCC） and Dimethyl piperidinium chloride（DPC） and then placed in 5 ℃， 0 ℃， －5 ℃ incubation box after 12 h treatment. The related physiological indicators of the blade were studied． The results showed that spraying different concentrations of chlormequat and mepiquat chlorophyll content in leaf tissue of P. bournei. Significantly changed its free proline （Pro） content， the activity of SOD enzyme activity and POD. Treating P． bournei seedlings with 300 mg/L DPC and 300 mg/L CCC solution， chlorophyll content， proline content， SOD， POD activity performance was good and conducive to increase cold resistance of P． bourne seedlings．
Key words： Phoebe bournei（Hemsl．） Yang； Chlormequat chloride（CCC）；Dimethyl piperidinium chloride（DPC）；cold resistance
收稿日期：2014－11－15
基金项目：湖北省科技支撑计划项目（2013BBB24）
作者简介：刘 刚（1989－），男，湖北江陵人，在读硕士研究生，研究方向为园林植物种质资源研究与评价，（电话）15549025931（电子信箱）
495102239@qq．com；通信作者，费永俊，男，教授，硕士生导师，从事园林植物种质资源与评价研究，（电话）13972339599（电子信箱）
411642145@qq．com。
闽楠［Phoebe bournei（Hemsl．） Yang］为樟科（Lauraceae）楠属（Phoebe Nees）常绿乔木［1］，是世界闻名的优良阔叶用材树种，其树干通直圆满，木材纹理竖直、结构细密，耐腐蚀、不翘裂、不变形、不易虫蛀，是建筑行业、高级家具和精密木模制作的良材［2］。已有学者对闽楠进行了相关研究，如李铁华等［3］研究了维生素对闽楠种子活力的影响，江香梅等［4］研究了闽楠天然林与人工林的生长特性，王振兴等［5］研究了闽楠幼苗光合特性及生物量分配对光环境的响应，等等；但是目前还没有对闽楠幼苗抗寒性的研究报道。闽楠生长于亚热带、热带地区，幼苗的抗寒性较弱，在苗木生产上存在许多问题，大大限制了其栽培区域的扩大和规模生产。植物的抗寒性主要来自两个方面的适应性变化，一是细胞膜体系稳定性的提高，二是避免细胞内结冰［6］。因此，研究外界因素对植物在低温条件下的生理生化变化影响从而人工干扰植物抗寒性就具有重要的理论和现实意义［7，8］。为此，本试验分别用植物生长调节剂矮壮素（Chlormequat chloride，CCC））和缩节胺（Dimethyl piperidinium chloride，DPC）溶液喷施闽楠幼苗，然后在低温环境下处理，探讨了不同浓度矮壮素和缩节胺溶液对闽楠幼苗叶片组织生理生化方面的影响，以寻找提高其抗寒能力的处理浓度，从而为闽楠人工育苗提供科学依据。
1 材料与方法
1．1 材料
植物材料为闽楠一年生实生苗，植物生长调节剂为矮壮素、缩节胺，都由长江大学园艺园林学院提供；试验地点田间在长江大学西校区实验基地，植物生理生化测定在园艺园林学院中心实验室完成。2012年10月，将生长状况良好、长势相对一致的一年生闽楠实生苗移栽于相同规格的育苗穴盘里，以河沙做栽培基质，育苗穴盘上单穴孔1株闽楠实生苗。
1．2 方法
试验设7个处理，处理1：空白对照（对闽楠幼苗浇去离子水）；处理2：对闽楠幼苗浇矮壮素溶液100 mg/L；处理3：矮壮素200 mg/L；处理4：矮壮素300 mg/L；处理5：缩节胺溶液100 mg/L；处理6：缩节胺200 mg/L；处理7：缩节胺300 mg/L。每个处理重复3次，每个重复16株，共有336株苗，实际移栽350株，以备幼苗死亡后补缺。在移栽3 d后开始喷施各处理溶液，每2 d喷1次，共喷3次；然后将各处理的每个重复分别取5株放置在5、0、－5 ℃环境温度的恒温培养箱中处理12 h，再分别取样，测定叶片的有关生理生化指标。
1．3 生理生化指标测定
试验取一年生闽楠实生苗的叶片组织，分别测定了叶绿素（Chlorophyll）含量、游离脯氨酸（Proline，Pro）含量、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性、过氧化物酶（（Peroxidase，POD）活性4个生理生化指标；叶绿素含量参照文献［9］的方法测定，游离脯氨酸含量采用磺基水杨酸法［9］测定；超氧化物歧化酶活性采用氮蓝四唑法［9］测定；过氧化物酶活性采用愈创木酚法［9］测定。
1．4 数据处理
运用Microsft Office Excel 2000和DPS 7．0软件对所得试验数据进行统计，利用邓肯氏新复极差法（（Duncan’s multiple range test，DMRT）进行差异显著性分析；并绘图、制表，用Photoshop软件对数字图片进行编辑处理。
2 结果与分析
2．1 矮壮素和缩节胺对闽楠幼苗叶片组织叶绿素含量的影响
试验测定的矮壮素和缩节胺对闽楠一年生实生苗叶片组织叶绿素含量的影响情况见表1。从表1可见，在温度从 5 ℃下降到－5 ℃的整个过程中，喷施一定浓度的植物生长调节剂后，其叶绿素含量呈明显下降的趋势；而在3种处理温度下，喷施300 mg/L矮壮素溶液的处理其叶绿素含量都是最低的，分别为0．243（5 ℃）、0．234（0 ℃）、0．155（－5 ℃）mg/g，极显著地低于其他大部分处理（P＜0．01）。
2．2 矮壮素和缩节胺对闽楠幼苗叶片组织脯氨酸含量的影响
试验测定的矮壮素和缩节胺对闽楠一年生实生苗叶片组织脯氨酸含量的影响情况见表2。从表2可见，在温度从5 ℃下降到－5 ℃的整个过程中，喷施一定浓度的植物生长调节剂后，其脯氨酸含量呈明显上升的走势。而在3种处理温度下，喷施300 mg/L矮壮素溶液的处理其脯氨酸含量均最高，分别为0．917（5 ℃）、1．230（0 ℃）、1．340 （－5 ℃）μg/g，极显著地高于其他大部分处理（P＜0．01）。另外，在5 ℃环境里，喷施300 mg/L缩节胺溶液的处理其脯氨酸含量也达到了0．917 μg/g，极显著地高于5 ℃环境里的除300 mg/L矮壮素溶液处理的其他处理（P＜0．01）。
2．3 矮壮素和缩节胺对闽楠幼苗叶片组织中SOD活性的影响
试验测定的矮壮素和缩节胺对闽楠一年生实生苗叶片组织SOD活性的影响情况见表3。从表3可见，在温度从5 ℃下降到－5 ℃的整个过程中，喷施一定浓度的植物生长调节剂后，其SOD活性呈上升趋势。在5 ℃处理里，喷施300 mg/L缩节胺的处理SOD活性最高，达到了6．94 U/g，极显著地高于其他处理（P＜0．01）；在0 ℃处理里，也是喷施300 mg/L缩节胺的处理SOD活性最高，达到了9．09 U/g，极显著地高于其他处理（P＜0．01）；而在－5 ℃处理里，是喷施200 mg/L矮壮素的处理SOD活性最高，达到了8．37 U/g，但与其他处理之间的差异不显著（P＞0．05）；另外，300 mg/L矮壮素的处理SOD活性为次高，达到了8．35 U/g，也与其他处理之间差异不显著（P＞0．05）。
2．4 矮壮素和缩节胺对闽楠幼苗叶片组织中POD活性的影响
试验测定的矮壮素和缩节胺对闽楠一年生实生苗叶片组织POD活性的影响情况见表4。从表4可见，在温度从5 ℃下降到－5 ℃的整个过程中，喷施一定浓度的植物生长调节剂后，其POD活性呈先升后降的变化趋势。在5 ℃处理里，喷施300 mg/L缩节胺的处理POD活性最高，达到了7．21 U/（g·min），极显著地高于其他处理（P＜0．01）；在0 ℃处理里，喷施200 mg/L矮壮素和300 mg/L缩节胺的处理POD活性最高，分别达到了6．79 U/（g·min）和6．75 U/（g·min），极显著地高于除200 mg/L缩节胺处理的其他处理（P＜0．01）；在－5 ℃处理里，喷施300 mg/L缩节胺的处理POD活性最高，达到了5.44 U/（g·min），极显著地高于其他处理（P＜0．01）。
3 讨论
1）在低温胁迫下，大多数植物的光合速率明显下降；引起下降的原因是多方面的，其中光合组织的结构与活性受到影响是主要原因［10］，如叶绿体类囊体膜的组分、透性和流动性改变，叶绿体的亚显微结构异常，叶绿素含量减少［11］，等等。也就是说，植物通过这些结构与生理方面的改变来延缓、抵御、降低低温胁迫的伤害。因此从生态角度来看，降低叶绿素含量是提升植物抗寒性的一种手段。在试验中，同一温度下喷施植物生长调节剂矮壮素、缩节胺后，各处理的叶绿素含量都明显低于对照，并且在5、0、－5 ℃ 3个温度处理中，喷施300 mg/L矮壮素溶液的处理其叶绿素含量最低，反映出300 mg/L矮壮素溶液处理可帮助闽楠一年生实生苗积极应对低温胁迫，具有增强闽楠幼苗抗寒能力的功效。
2）脯氨酸是生物体内最重要的有机渗透调节物质，由于它是一种亲水氨基酸，能缓解因低温脱水造成的渗透胁迫，因而几乎所有的低温胁迫都会造成植物体内脯氨酸的积累［12］。在植物受低温胁迫时，脯氨酸的增加有利于细胞或组织启动保水机制；同时还可作为碳水化合物的补充来源，充当酶和细胞结构的保护剂；所以脯氨酸含量的提高能够助力植物抵御低温胁迫。本试验中，经植物生长调节剂矮壮素、缩节胺处理后，在同等条件下，各处理的脯氨酸含量都高于空白对照，这与王娟等［13］的研究结论一致。并且高浓度的矮壮素和缩节胺处理（300 mg/L），其脯氨酸含量高于低浓度的矮壮素和缩节胺处理，表明喷施高浓度的矮壮素和缩节胺后，能提高闽楠幼苗的抗寒性。
3）在低温环境里，由于植物对O2的利用能力低，往往多余的O2在代谢过程中被转化成对植物有毒害作用的活性氧（Active oxygen species，AOS）［14］；过剩的O2对需氧生物具有潜在毒性，必须通过植物抗氧化系统及时清除。此时，植物细胞中主要的抗氧化酶——超氧化物歧化酶就发挥出作用，它可以减轻有毒物质对细胞的毒害，延迟或阻止细胞结构被破坏，从而使植物在一定程度上忍受、减缓或抵抗逆境胁迫，从而度过难关［15］。试验对闽楠幼苗喷施植物生长调节剂矮壮素、缩节胺后，矮壮素、缩节胺处理的闽楠幼苗，其超氧化物歧化酶活性大部分升高，这与李超勇等［16］的试验结论相似，且喷施300 mg/L缩节胺的处理和喷施200、300 mg/L矮壮素的处理其超氧化物歧化酶活性升高的效果突出，这将对闽楠幼苗提高抗寒能力产生积极的影响。
4）植物组织处在低温环境时，细胞内的活性氧将逐渐积累而超过正常水平，这就会对细胞构成氧化胁迫；当氧化胁迫发生时，植物组织内的各类抗氧化酶会相互协同完成对活性氧的清除，此时抗氧化酶所处的状态越活跃，则植物机体抵御由冷害引发的氧化胁迫的能力就越强；这在一定程度上表现为冷害症状相对较轻，抗寒性相对占有优势［17］。由试验结果可知，随着温度的下降，过氧化物酶活性呈现先升后降的变化趋势，这与前人观察到的在露天自然降温和人工降温过程中过氧化物酶活性的动态变化相似［18，19］，其中300 mg/L缩节胺溶液处理的过氧化物酶活性最高，表明300 mg/L缩节胺溶液处理提高过氧化物酶活性的效果最好。
综上所述，喷施矮壮素和缩节胺溶液后，在5、0、－5 ℃温度环境里，以300 mg/L缩节胺溶液处理和300 mg/L矮壮素溶液处理的闽楠幼苗组织中的叶绿素含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性表现较优，利于闽楠幼苗增强抗寒能力，说明在试验条件下植物生长调节物质矮壮素、缩节胺处理的浓度以300 mg/L最合适。
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