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摘要：以北方园林绿化常见的3个暖季型草坪草品种为试材，研究了低温胁迫对其电解质渗出率、丙二醛（MDA）含量、过氧化氢酶（CAT）活性等生理指标的影响。结果表明，随着低温胁迫的加剧，电解质渗出率呈增加趋势，MDA含量、CAT活性表现出先升后降的趋势，得出3个暖季型草坪草品种的抗寒性强弱顺序为：野牛草>结缕草>狗牙根。
关键词：低温胁迫；暖季型草坪草；生理指标
中图分类号：S688.4文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）07-0050-03
暖季型草坪草（Warm-season turfgrass）广泛分布于气候温暖的湿润和半湿润地区，在我国暖季型草坪草主要分布于长江流域以南的广大地区。和冷季型草坪草相比，暖季型草坪草具有生长低矮、耐修剪、耐旱、耐热、耐践踏、抗逆性强、养护管理费用低等优点，因而备受人们的青睐。
冬季低温影响暖季型草坪草的绿期、应用范围，降低其观赏价值，进而限制其在北方园林绿化中的应用。本试验以北方园林中常用的暖季型草坪草——结缕草、狗牙根和野牛草为试材，研究低温胁迫对其生理指标的影响，探讨暖季型草坪草的抗寒机理，筛选抗寒性强的品种，为提高暖季型草坪草的园林应用和抗寒育种提供一定的理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试品种为山东农业大学南校区草坪实验站提供的狗牙根[Cynodon dactylon（L.）Pers.]、结缕草（Zoysia japonica）和野牛草（Buchloe dactyloides）。采用单因素完全随机区组设计，小区面积1 m×1 m，小区间距0.5 m。试验过程中对草坪草采用统一管理，保持其自然生长状态。
1.2试验方法
选择在同一生育期（分蘖～拔节期）生长健壮的材料进行取样，放入低温冰箱中作人工低温处理。设6个温度梯度：0℃（对照）、-3℃、-6℃、-9℃、-12℃、-15℃。取出后分别进行电解质渗出率[1]、丙二醛（MDA）含量[2]和过氧化氢酶（CAT）活性[2]测定。每处理重复3次。
2结果与分析
2.1低温对电解质渗出率的影响
由图1可见，3个品种在低温初期电解质渗出率缓慢增加，当达到某一温度时电解质渗出率急剧上升。狗牙根、结缕草在整个降温期间表现出先升后降的趋势，在-12℃时达到最大值，随后开始下降；野牛草电解质渗出率在整个降温期间表现为不断增加趋势，且在各个低温阶段均相对较低，在-15℃时达到最大值。
2.2低温对MDA含量的影响
由图2可见，狗牙根、结缕草的MDA含量随着温度的降低表现出先升后降的趋势，在-12℃时达到最大值，在各个低温阶段狗牙根和结缕草MDA含量相差不大；野牛草在整个降温期间MDA表现 为不断增加趋势，且在各个低温阶段均相对较低，在-15℃时达最大值。
2.3低温对CAT活性的影响
由图3可见，随着温度的降低，3个品种的CAT活性呈现出先上升后下降的趋势。狗牙根、结缕草的CAT活性在0℃～-9℃之间呈缓慢增加趋势，均在-9℃时达到最大值， 随后开始逐渐降低；野牛草在0℃～-12℃之间呈逐渐增加趋势，在-12℃时达到最大值，随后开始下降。
3结论与讨论
研究表明[3～6]，电解质渗出率的变化可以客观地反应试验材料在低温逆境下的受冻情况，可以作为鉴定植物抗寒性强弱的指标之一。本试验3个品种在低温胁迫下的电解质渗出率变化，拟合logistic方程求出狗牙根、结缕草、野牛草的LT50分别为-8.85℃、-10.75℃、-16.42℃。以LT50高低判断其抗寒性强弱，LT50越低，抗寒性越强，得出3个暖季型草坪草品种的抗寒能力由高到低为：野牛草>结缕草>狗牙根。
丙二醛是膜质过氧化产物，能够抑制细胞保护酶活性和降低抗氧化物的含量，其含量的高低直接关系到质膜的伤害程度。前人研究认为[7～10]，MDA在植株遭遇低温胁迫时含量会升高，是鉴定细胞膜脂过氧化程度的重要指标。本试验中，3个暖季型草坪草品种在低温胁迫初期MDA含量增加，说明低温胁迫初期，植株机体内膜脂过氧化作用加大，MDA含量升高；随着温度持续降低，部分应激蛋白开始发挥调节作用，使得MDA含量不再持续增加，开始下降。同时发现，抗寒性强的品种MDA含量相对较低，反之含量相对较高，这可能是由于植物具有不同的抗寒机制所致。CAT作为一种重要的膜保护酶，是衡量植物抗寒性强弱的重要鉴定指标。研究表明[11～13]，随着低温胁迫加剧，CAT活性增强，当达到植物所能承受的临界低温时，CAT 活性出现钝化现象，活性迅速下降。本试验中，低温胁迫下3个暖季型草坪草品种的CAT活性，随着温度降低总体上呈先升后降的趋势。在降温初期，体内会产生过多的O-·2，为维持体内自由基平衡状态， CAT的活力增高，以清除过多的自由基，随着低温胁迫的加剧，自由基的浓度超过某一阈值，导致酶蛋白分子的破坏，引起CAT活性的降低。鉴于植物体对抗寒性起主导作用的因素不同，膜保护酶有多种，因此不能笼统地仅根据CAT活性变化来判断暖季型草坪草品种的抗寒性强弱。
参考文献：
[1]陈建白. 电导法在植物抗寒研究中的应用[J]. 云南热作科技，1999，22（1）：26-28.
[2]张志良.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，1991.
[3]孙宗玖.低温胁迫下新农1号狗牙根、喀什狗牙根及天堂草抗寒性比较研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学，2006 .
[4]黄慧君.三份坪用型扁穗牛鞭草材料的抗寒性及耐荫性研究[D].雅安：四川农业大学，2010 .
[5]王榕楷，丁小球，胡玉佳.三种草坪草的耐寒性及其与超氧化物歧化酶作用关系初步研究[J]. 中国草地，2001，1：46-50.
[6]Maier F P，Lang N S，Fry J D. Freezing tolerance of three Saint Augustine grass cultivars as affected by stolon carbohydrate and water content[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science，1994，119（3）：473-476.
[7]刘志雄，周高峰，廖启荣，等. 低温胁迫对几个狗牙根品种生理生化特征的影响[J]. 安徽农学通报，2007，4：23-25.
[8]赵志刚，李方民，岳明. 不同温度下高羊茅、早熟禾抗逆性生理指标的比较研究[J]. 四川草原，2005，12：10-13.
[9]杨向娜，魏安智，杨途熙，等.仁用杏3个生理指标与抗寒性的关系研究[J].西北林学院学报，2006，21（3）：30-33.
[10]赵玉宏. 两种草坪草抗寒性的探究[J]. 湖北民族学院学报（自然科学版） ，2005，23（4）：381-383.
[11]魏臻武，王槐三. 两种草坪草抗寒特性及其超氧化物歧化酶的作用[J]. 草业科学，1998，15（2）：62-66.
[12]刘琳，毛凯，干友民. 抗寒锻炼对假俭草SOD、POD活性及MDA含量的影响[J].湖北农业科学，2005，6：87-89.
[13]黄锦文，陈冬梅，郑红艳，等. 暖季型结缕草对低温响应的生理生态特性[J]. 中国草地学报，2009， 31（1）：64-69.
关键词：低温胁迫；暖季型草坪草；生理指标
中图分类号：S688.4文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）07-0050-03
暖季型草坪草（Warm-season turfgrass）广泛分布于气候温暖的湿润和半湿润地区，在我国暖季型草坪草主要分布于长江流域以南的广大地区。和冷季型草坪草相比，暖季型草坪草具有生长低矮、耐修剪、耐旱、耐热、耐践踏、抗逆性强、养护管理费用低等优点，因而备受人们的青睐。
冬季低温影响暖季型草坪草的绿期、应用范围，降低其观赏价值，进而限制其在北方园林绿化中的应用。本试验以北方园林中常用的暖季型草坪草——结缕草、狗牙根和野牛草为试材，研究低温胁迫对其生理指标的影响，探讨暖季型草坪草的抗寒机理，筛选抗寒性强的品种，为提高暖季型草坪草的园林应用和抗寒育种提供一定的理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试品种为山东农业大学南校区草坪实验站提供的狗牙根[Cynodon dactylon（L.）Pers.]、结缕草（Zoysia japonica）和野牛草（Buchloe dactyloides）。采用单因素完全随机区组设计，小区面积1 m×1 m，小区间距0.5 m。试验过程中对草坪草采用统一管理，保持其自然生长状态。
1.2试验方法
选择在同一生育期（分蘖～拔节期）生长健壮的材料进行取样，放入低温冰箱中作人工低温处理。设6个温度梯度：0℃（对照）、-3℃、-6℃、-9℃、-12℃、-15℃。取出后分别进行电解质渗出率[1]、丙二醛（MDA）含量[2]和过氧化氢酶（CAT）活性[2]测定。每处理重复3次。
2结果与分析
2.1低温对电解质渗出率的影响
由图1可见，3个品种在低温初期电解质渗出率缓慢增加，当达到某一温度时电解质渗出率急剧上升。狗牙根、结缕草在整个降温期间表现出先升后降的趋势，在-12℃时达到最大值，随后开始下降；野牛草电解质渗出率在整个降温期间表现为不断增加趋势，且在各个低温阶段均相对较低，在-15℃时达到最大值。
2.2低温对MDA含量的影响
由图2可见，狗牙根、结缕草的MDA含量随着温度的降低表现出先升后降的趋势，在-12℃时达到最大值，在各个低温阶段狗牙根和结缕草MDA含量相差不大；野牛草在整个降温期间MDA表现 为不断增加趋势，且在各个低温阶段均相对较低，在-15℃时达最大值。
2.3低温对CAT活性的影响
由图3可见，随着温度的降低，3个品种的CAT活性呈现出先上升后下降的趋势。狗牙根、结缕草的CAT活性在0℃～-9℃之间呈缓慢增加趋势，均在-9℃时达到最大值， 随后开始逐渐降低；野牛草在0℃～-12℃之间呈逐渐增加趋势，在-12℃时达到最大值，随后开始下降。
3结论与讨论
研究表明[3～6]，电解质渗出率的变化可以客观地反应试验材料在低温逆境下的受冻情况，可以作为鉴定植物抗寒性强弱的指标之一。本试验3个品种在低温胁迫下的电解质渗出率变化，拟合logistic方程求出狗牙根、结缕草、野牛草的LT50分别为-8.85℃、-10.75℃、-16.42℃。以LT50高低判断其抗寒性强弱，LT50越低，抗寒性越强，得出3个暖季型草坪草品种的抗寒能力由高到低为：野牛草>结缕草>狗牙根。
丙二醛是膜质过氧化产物，能够抑制细胞保护酶活性和降低抗氧化物的含量，其含量的高低直接关系到质膜的伤害程度。前人研究认为[7～10]，MDA在植株遭遇低温胁迫时含量会升高，是鉴定细胞膜脂过氧化程度的重要指标。本试验中，3个暖季型草坪草品种在低温胁迫初期MDA含量增加，说明低温胁迫初期，植株机体内膜脂过氧化作用加大，MDA含量升高；随着温度持续降低，部分应激蛋白开始发挥调节作用，使得MDA含量不再持续增加，开始下降。同时发现，抗寒性强的品种MDA含量相对较低，反之含量相对较高，这可能是由于植物具有不同的抗寒机制所致。CAT作为一种重要的膜保护酶，是衡量植物抗寒性强弱的重要鉴定指标。研究表明[11～13]，随着低温胁迫加剧，CAT活性增强，当达到植物所能承受的临界低温时，CAT 活性出现钝化现象，活性迅速下降。本试验中，低温胁迫下3个暖季型草坪草品种的CAT活性，随着温度降低总体上呈先升后降的趋势。在降温初期，体内会产生过多的O-·2，为维持体内自由基平衡状态， CAT的活力增高，以清除过多的自由基，随着低温胁迫的加剧，自由基的浓度超过某一阈值，导致酶蛋白分子的破坏，引起CAT活性的降低。鉴于植物体对抗寒性起主导作用的因素不同，膜保护酶有多种，因此不能笼统地仅根据CAT活性变化来判断暖季型草坪草品种的抗寒性强弱。
参考文献：
[1]陈建白. 电导法在植物抗寒研究中的应用[J]. 云南热作科技，1999，22（1）：26-28.
[2]张志良.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，1991.
[3]孙宗玖.低温胁迫下新农1号狗牙根、喀什狗牙根及天堂草抗寒性比较研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学，2006 .
[4]黄慧君.三份坪用型扁穗牛鞭草材料的抗寒性及耐荫性研究[D].雅安：四川农业大学，2010 .
[5]王榕楷，丁小球，胡玉佳.三种草坪草的耐寒性及其与超氧化物歧化酶作用关系初步研究[J]. 中国草地，2001，1：46-50.
[6]Maier F P，Lang N S，Fry J D. Freezing tolerance of three Saint Augustine grass cultivars as affected by stolon carbohydrate and water content[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science，1994，119（3）：473-476.
[7]刘志雄，周高峰，廖启荣，等. 低温胁迫对几个狗牙根品种生理生化特征的影响[J]. 安徽农学通报，2007，4：23-25.
[8]赵志刚，李方民，岳明. 不同温度下高羊茅、早熟禾抗逆性生理指标的比较研究[J]. 四川草原，2005，12：10-13.
[9]杨向娜，魏安智，杨途熙，等.仁用杏3个生理指标与抗寒性的关系研究[J].西北林学院学报，2006，21（3）：30-33.
[10]赵玉宏. 两种草坪草抗寒性的探究[J]. 湖北民族学院学报（自然科学版） ，2005，23（4）：381-383.
[11]魏臻武，王槐三. 两种草坪草抗寒特性及其超氧化物歧化酶的作用[J]. 草业科学，1998，15（2）：62-66.
[12]刘琳，毛凯，干友民. 抗寒锻炼对假俭草SOD、POD活性及MDA含量的影响[J].湖北农业科学，2005，6：87-89.
[13]黄锦文，陈冬梅，郑红艳，等. 暖季型结缕草对低温响应的生理生态特性[J]. 中国草地学报，2009， 31（1）：64-69.