冬季融冻过程中白三叶叶片抗氧化酶活力和渗透调节物含量变化与抗冻性的关系

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1、生态学报2011，31(2)：0306--0315ActaEcologicaSinica冬季融冻过程中白三叶叶片抗氧化酶活力和渗透调节物含量变化与抗冻性的关系赵梅，周瑞莲，刘建芳，钟旭生(鲁东大学生命科学学院，山东烟台264025)摘要：入冬气温大幅变化引起的冻融既是抗冻植物抗冻力形成的重要阶段也是非抗冻植物大量死亡的主要原因，但是抗冻植物为何能在冬季融冻条件下生存的生理机理尚不清楚。以生长在烟台地区抗冻白三叶(Trifoliumrepens)为材料，分析研究了不同微生态环境下生长的白三叶在冬季融冻过程中叶片抗氧

2、化物酶活性、渗透调节物含量、丙二醛和细胞膜透性的变化，以了解它们在白三叶抗冻中的作用。结果表明：在气温突然下降至零度以下(融～冻阶段)，三样地白三叶叶片冻结，叶片细胞膜透性在经历短暂下降后迅速急剧增加2倍，MDA含量增加85％，叶片中脯氨酸和蛋白质含量、抗氧化酶(过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD))活力增加。在气温上升至日均温零度以上(冻一融阶段)，叶片开始融化，白三叶叶片膜透性、丙二醛和脯氨酸含量、POD和CAT活力先增加后降低，SOD活力和蛋白质含量持续增加。由此可见，快速增

3、强的抗氧化物酶活力和快速增加的渗透调节物及时清除氧自由基防止细胞内膜脂过氧化保护了细胞膜的完整性而使细胞能在冷冻条件下生存，这可能是白三叶能在反复融冻过程中正常生长的重要生理机理。关键词：融冻；抗氧化物酶；渗透调节物质；膜脂过氧化Therelationshipbetweenfreeze-toleranceandchangesinactivitiesofantioxidantenzymesandosmolytecontentintheleavesofwhitecloverduringearlywinterfreez

4、e-thawcyclesZHAOMei，ZHOURuilian，LIUJianfang，ZHONGXushengSchollofu#Science，LudongUniversity，Yantai264025，ChinaAbstract：Thekeystagefortheformationoffreezing—resistanceincold—tolerantplantsandthemaintimingofdeathofnoncold—tolerantplantsisduringthefreeze—thawcycl

5、einducedbyrapidlyfluctuatingtemperaturesinearlywinter．However，itisnotclearthathowcellsintheleavesofcold-tolerantplantssurviveduringfreeze—thawcyclesinwinter．Theobjectiveofthisstudywastoinvestigatethechangesintheactivitiesofantioxidantenzymesandcontentofosmoly

6、tes，lipidperoxidantionandmembranepermeabilityinleavesofwhiteclovergrownindifferentmicro—environmentinordertoknowtherelationshipbetweenchangesintheantioxidantenzymesactivitiesandthecontentsofosmolyteswithfreeze-toleranceduringthefreeze—thawcyclesinwinter．Three

7、separatewhitecloverplantingswereestablishedin2006infullsun(roadside，enoughsunlight)，inpartialshade(woodland)andinfullshade(behindthebuilding，shadeuntilabout4Otclockintheafternoon)．Inthefallof2008，weedsandsmallerandolderleavesofwhitecloverwerepulledouttoprovid

8、euniformleavesforsamplingandtheareaswerefencedtoavoidpenetrationbyanimals．SamplingofleavesofThewhitecloverwastookbeforeandaftersnowfal1．Theresultsshowedthatinthaw-freezestagewhenaverageda