短枝木麻黃幼苗對低溫脅迫的生理響應

摘要：以短枝木麻黃Casuarina equisetifolia耐寒無性系ZS7和不耐寒無性系HN1幼苗為供試材料,在人工氣候箱內采用基質栽培方式,研究在-2,-5,-8,-11℃共4個溫度梯度脅迫2h以及-5℃持續脅迫1,2,5,8,16,24,48,72h后2種無性系幼苗相關生理指標的變化趨勢以及耐寒性差異,探討短枝木麻黃適應低溫環境的生理機制。結果表明:在低溫梯度脅迫下,耐寒無性系的過氧化氫(H2O2)和丙二醛(MDA)質量摩爾濃度的增幅小于不耐寒無性系;葉綠素、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白質質量分數,超氧化物歧化酶(SOD),過氧化物酶(POD),過氧化氫酶(CAT),抗壞血酸過氧化物酶(APX)和谷胱甘肽還原酶(GR)活性,以及還原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)質量摩爾濃度的降幅均小于不耐寒無性系。耐寒無性系的GSH/GSSG比值呈上升的趨勢,而不耐寒無性系的呈先下降后上升趨勢。在-5℃持續脅迫下,2種無性系各生理指標呈現波動變化,增幅(降幅)與到達峰值時間不同。無論是在低溫梯度脅迫還是在低溫持續脅迫處理過程中,耐寒無性系的SOD,POD,CAT,APX和GR活性以及葉綠素、可溶性蛋白質和Pro質量分數、GSH質量摩爾濃度都顯著高于不耐寒無性系。耐寒性不同的2種短枝木麻黃無性系耐寒的生理機制明顯不同,耐寒性強的無性系通過在低溫脅迫下保持較高的可溶性蛋白質和Pro等滲透調節物質質量分數,增強抗氧化酶活性,提高非酶抗氧化劑水平,抑制葉綠素質量分數的下降及膜脂過氧化程度的加劇,進而提高抗寒性來抵御低溫。