高溫脅迫對蛇足石杉生理生化特性的影響.pdf

1、蛇足石杉(Huperzia serrata(Thunb.)Trev.)隸屬于石杉科石杉屬，為多年生小型草本植物，喜陰濕環(huán)境，是我國傳統(tǒng)中草藥，從中可以提取石杉堿甲，具有良好的藥用價值。隨著環(huán)境惡化及溫室效應的加劇，高溫脅迫已經(jīng)成為影響植物生長的重要的脅迫因子，研究高溫脅迫下蛇足石杉的生理特性對人工栽培蛇足石杉具有重要的指導意義。
　　 本文以湖南大圍山產(chǎn)的蛇足石杉為試驗材料，以25℃為對照溫度，設置30℃、35℃、40℃三個處理

2、組，觀察高溫脅迫對蛇足石杉生長狀況的影響；制作蛇足石杉根、莖、葉的石蠟切片，觀察其內(nèi)部解剖構造；利用透射電鏡觀察高溫脅迫對蛇足石杉葉片葉綠體超顯微結(jié)構的影響；測定其葉片中可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、游離脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性、丙二醛含量、電導率及葉綠素含量，并且對這些指標進行相關性分析，主要試驗結(jié)果如下：
　　 1、蛇足石杉是比較原始的石杉科植物，根只具有初生結(jié)構，具有原始的原生中柱，外生菌根；老莖的

3、中柱呈現(xiàn)星狀中柱向編織中柱的過渡；葉片較薄，僅有幾層葉肉細胞組成，表皮細胞鑲嵌排列緊密，角質(zhì)層簿，氣孔數(shù)目和形狀與高等植物無顯著差異，葉肉細胞排列疏松。
　　 2、蛇足石杉在30℃的高溫脅迫處理下，前8d外部形態(tài)變化不明顯，但在處理8d后葉片開始出現(xiàn)輕度失水現(xiàn)象；在35℃條件下處理前4d，植株長勢良好，持續(xù)6d后，葉片出現(xiàn)失水現(xiàn)象，8d后，蛇足石杉葉片下垂，翻卷的新葉邊緣開始枯黃，失水嚴重；40℃處理第4d，葉片開始出現(xiàn)失水現(xiàn)象

4、，6d后，頂部新葉全部枯黃，老葉開始皺縮并邊緣變黃，8d后，蛇足石杉植物大部分葉片枯黃，老葉脫落，植株基本死亡。
　　 3、高溫脅迫下蛇足石杉葉片中可溶性物質(zhì)含量發(fā)生顯著變化，隨著溫度的升高和脅迫時間的持續(xù)，可溶性糖含量呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，35℃時高溫脅迫時間與可溶性糖含量呈正相關，相關系數(shù)0.977(*P<0.05)，40℃時二者相關系數(shù)0.955(*P<0.05)?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量呈現(xiàn)下降趨勢，35℃處理時，脅迫時間

5、和可溶性蛋白質(zhì)含量呈負相關，相關系數(shù)為-0.995(*P<0.01)，40℃時二者相關系數(shù)為-0.987(*P<0.05)；30℃時蛇足石杉葉片中游離脯氨酸含量相對穩(wěn)定，先降低后升高，最后接近CK水平，在35℃和40℃高溫處理時，游離脯氨酸含量持續(xù)升高，其中40℃處理6d后，脯氨酸含量是CK的6.4倍，在35℃時，脅迫時間和游離脯氨酸的含量呈正相關，相關系數(shù)為0.986(*P<0.05)，40℃的高溫脅迫下，脅迫時間和游離脯氨酸含量呈正

6、相關，相關系數(shù)為0.937(*P<0.05)?？扇苄晕镔|(zhì)的含量與脅迫時間存在顯著性差異。
　　 4、高溫脅迫可對蛇足石杉葉片細胞的膜結(jié)構造成傷害，隨著溫度的升高和脅迫時間的延長，蛇足石杉葉片電導率呈持續(xù)上升趨勢，從35℃開始變化明顯，在40℃處理8d后出現(xiàn)最大值，是對照的1.77倍；在35℃時，脅迫時間和電導率呈正相關，相關系數(shù)為0.965(*P<0.05)，40℃時二者的相關系數(shù)為0.994(*P<0.05)；隨著溫度升高，蛇

7、足石杉體內(nèi)膜脂過氧化物(MDA)含量與電導率變化趨勢相同，在30℃和35℃處理溫度下，隨著處理時間的延長，丙二醛含量持續(xù)增加，40℃處理第8d出現(xiàn)最大值，為對照的1.32倍，在35℃時，脅迫時間和丙二醛含量呈正相關，相關系數(shù)為0.985(*P<0.05)，40℃時二者相關系數(shù)為0.987(*P<0.05)；脅迫時間和電導率變化、丙二醛含量變化呈現(xiàn)顯著性差異。
　　 5、高溫脅迫對蛇足石杉葉片抗氧化系統(tǒng)保護酶活性有顯著影響，與CK

8、相比，超氧化物歧化酶(SOD)活性呈現(xiàn)先升后降低的趨勢，在40℃處理4d時，達到最高值，是CK的1.57倍，30℃和35℃處理組在處理4d后，SOD活性開始下降，第8d降至CK水平，40℃處理6d后，SOD活性急劇下降，僅為CK的64％，處理8d后達到最低水平；在25℃和30℃下，隨著處理時間的延長，POD活性基本穩(wěn)定，35℃下前2d，POD活性上升，第4d開始POD活性先降低后升高最后保持穩(wěn)定，但仍高于對照水平，40℃下隨著時間的延長

9、，POD活性持續(xù)下降，8d后僅為對照的87％，脅迫時間和POD含量呈負相關，相關系數(shù)為-0.994(**P<0.01)，高溫處理下蛇足石杉葉片抗氧化系統(tǒng)保護酶活性與脅迫時間呈顯著性差異。
　　 6、高溫破壞蛇足石杉細胞中的葉綠素，隨著處理溫度的升高及處理時間的延續(xù)，葉片中葉綠素總含量呈現(xiàn)下降趨勢，從35℃開始，發(fā)生急劇變化，先降低后逐漸升高，但仍低于CK水平，40℃處理第6d，葉綠素含量急劇下降，達到最低值，僅有CK的58％；高

10、溫對葉綠素a含量的影響強于對葉綠素b含量的影響，在40℃高溫脅迫處理下，葉綠素a的含量和葉綠素總量的相關性最強，葉綠素a/b值在1.6-2.2之間，隨著溫度的升高及脅迫時間的延長，比值整體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。
　　 7、高溫脅迫破壞了蛇足石杉葉肉細胞葉綠體的超顯微結(jié)構，在常溫下，蛇足石杉葉肉細胞內(nèi)的葉綠體超微結(jié)構良好，膜結(jié)構完整，具有較大的淀粉粒和較少嗜鋨小體；35℃時，葉綠體形狀發(fā)生變化，出現(xiàn)彎曲或膨大變圓，內(nèi)部淀粉粒體積