滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與抗寒性的關(guān)系

1、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與抗寒性的關(guān)系摘要植物的正常生長發(fā)育需要一個適宜的溫度環(huán)境，低于一定的溫 度，植物就會受到低溫的脅迫甚至傷害。在低溫的脅迫下，植物體內(nèi) 發(fā)生一系列的生理生化反應(yīng)來消除或降低溫的傷害作用，本研究綜述 和討論了包括植物水分、物質(zhì)代謝、生化、理化、生態(tài)和分子水平等 植物抗寒機(jī)制的研究方法與進(jìn)展。滲透調(diào)節(jié)是植物在逆境脅迫時出現(xiàn)的一種調(diào)節(jié)方式，由細(xì)胞生物 合成和吸收累積某些物質(zhì)來完成其調(diào)節(jié)過程。在逆境條件下，細(xì)胞內(nèi) 主動積累溶質(zhì)來降低細(xì)胞液的滲透勢，以防止細(xì)胞過度失水。滲透調(diào) 節(jié)物質(zhì)主要包括可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和甜菜堿等。關(guān)鍵詞：可溶性糖可溶性蛋白脯氨酸1、可溶性糖與抗寒性的關(guān)系一般

2、認(rèn)為,糖類物質(zhì)的積累與植物的抗寒性呈正相關(guān)。細(xì)胞內(nèi)可 溶性糖含量高可增加細(xì)胞液濃度，降低水勢,增強(qiáng)保水能力。糖還能提 供碳源和底物，誘導(dǎo)其它與抗寒性相關(guān)的生理生化過程，有助于抗寒性 的增強(qiáng);同時還具有保護(hù)蛋白質(zhì)避免低溫所引起的凝固作用，進(jìn)一步提 高植物抗寒性。嚴(yán)寒靜對梔子的研究發(fā)現(xiàn)，氣溫下降時梔子葉片中可 溶性糖含量逐月上升，氣溫最低的1月可溶性糖含量為氣溫最高的9 月的16倍。菠菜可溶性糖含量在低溫處理35 d期間大幅度上升, 而且抗寒性較強(qiáng)的班德菠菜可溶性糖含量增加幅度明顯高于抗寒性 較弱的勝先鋒菠菜。在葡萄中，抗寒性強(qiáng)的品種可溶性糖和可溶性蛋 白含量高，抗寒性差的品種含量低，但無論抗寒性

3、強(qiáng)弱，可溶性糖含量 均隨溫度下降而增加，以抗寒性強(qiáng)的增加幅度大，抗寒性差的增加幅度 小,枝條中可溶性糖和可溶性蛋白含量與電解質(zhì)滲出率呈顯著相關(guān)，含 量高的品種電解質(zhì)滲出率明顯低。在日本厚樸和冷蒿抗寒性研究中也 得到了同樣的結(jié)果。2、可溶性蛋白與抗寒性的關(guān)系可溶性蛋白質(zhì)的親水性較強(qiáng)，能增加細(xì)胞的保水能力，從而提高植 物抗寒性?？扇苄缘鞍着c植物抗寒性呈顯著正相關(guān)。高志紅對果梅的 研究表明，低溫下其枝條內(nèi)可溶性蛋白和可溶性糖含量等與抗寒性呈 顯著相關(guān)，可作為抗寒種質(zhì)篩選的指標(biāo)；李生泉認(rèn)為，在不同低溫鍛煉 期間,棉苗中可溶性蛋白質(zhì)含量的增加和品種的抗冷性表現(xiàn)出明顯的 正相關(guān)。羅軍武等對茶樹體內(nèi)可溶性蛋

4、白含量的測定結(jié)果也表明，抗 寒性強(qiáng)的品種可溶性蛋白質(zhì)含量高，抗寒性弱的品種可溶性蛋白質(zhì)含 量較低，經(jīng)方差分析達(dá)到極顯著或顯著水平的差異，從而認(rèn)為葉片中可 溶性蛋白質(zhì)含量可作為抗寒性強(qiáng)弱鑒定的生化指標(biāo)。此外，抗冷性較 強(qiáng)的大蕉葉片中可溶性蛋白質(zhì)的絕對含量一直低于抗冷性較弱的香 蕉,但增幅卻比香蕉的大，這說明在植物的冷脅迫過程中，蛋白質(zhì)的增 加量可能比蛋白質(zhì)的絕對含量起著更為重要的作用。3、脯氨酸與抗寒性的關(guān)系游離脯氨酸作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)具有水溶性和水勢高、在細(xì)胞內(nèi)積 累無毒性等特點(diǎn)，能保持原生質(zhì)與環(huán)境滲透平衡。植物受到冷脅迫時, 游離脯氨酸能促進(jìn)蛋白質(zhì)水合作用，由于親水、疏水表面的相互作用, 蛋白

5、質(zhì)膠體親水面積增大,保護(hù)酶的空間結(jié)構(gòu)為生化反應(yīng)提供足夠的 自由水和生理活性物質(zhì)，從而對細(xì)胞起到一定的保護(hù)作用。正常情況 下，植物體內(nèi)游離脯氨酸含量很低，但受到逆境脅迫時，游離脯氨酸的 含量會有很大變化。姜衛(wèi)兵對無花果的研究發(fā)現(xiàn)，抗寒性強(qiáng)的品種冬 季脯氨酸積累保持較高水平，而抗寒性較弱的品種則處于較低水平，這 表明脯氨酸積累在量上的差異與品種抗寒性密切相關(guān)。丁燦對斑茅 的研究表明，冬季葉片的脯氨酸含量是夏季的77倍，且脯氨酸含量與 原生地海拔、緯度之間存在密切的正相關(guān)關(guān)系,溫度的降低是導(dǎo)致葉 片中脯氨酸含量增加的真正原因。低溫脅迫下，喜樹葉片內(nèi)脯氨酸含 量也表現(xiàn)出升高趨勢，而且葉片內(nèi)脯氨酸含量的

6、高低可作為衡量喜樹 不同類型抗寒性的指標(biāo)。參考文獻(xiàn)嚴(yán)寒靜，談鋒梔子葉片生理特性與抗寒性的關(guān)系J 植物資源與環(huán)境學(xué)報,2005, 14(4): 21-24 張 南，秦智偉低溫處理對菠菜生理生化指標(biāo)的影響J 中國蔬 菜，2007, 11: 22-24 王淑杰，王家民，李亞東,等可溶性全蛋白、可溶性糖含量與葡萄抗寒性關(guān)系的研究J 北方園藝，1996, 2: 13-14-劉興宇，周廣柱,王新穎日本厚樸抗寒生理研究J 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 學(xué)報，2006, 37(6): 845-848 王 靜,楊 持冷蒿抗寒生理特性的研究J內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報, 2002, 33(6): 673-676 高志紅漳 鎮(zhèn),韓振海果梅種質(zhì)

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