ca2+对低温胁迫下萝卜幼苗逆境指标的影响

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1、Ca2+对低温胁迫下萝卜幼苗逆境指标的影响叶亚新１，杨玲玲１，朱勇良２（１．苏州科技学院化学生物与材料工程学院，江苏苏州２１５００９；２．江苏省太湖地区农业科学研究所，江苏苏州２１５１５５）摘要：以萝卜（ＲａｐｈａｎｕｓｓａｔｉｖｕｓＬ．）幼苗为材料，研究外源Ｃａ２＋对低温胁迫下萝卜幼苗逆境指标可溶性糖、丙二醛（ＭＤＡ）、脯氨酸（Ｐｒｏ）含量、过氧化物酶（ＰＯＤ）和超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性的影响。结果表明，在低温胁迫下，ＭＤＡ、可溶性糖以及Ｐｒｏ的含量明显上升，ＳＯＤ和ＰＯＤ活性先下降再上升。用不同浓度的Ｃ

2、ａ２＋处理后，可溶性糖和ＭＤＡ的含量相对对照组在处理后的第１天有所下降，而Ｐｒｏ的含量增加，ＰＯＤ和ＳＯＤ的活性变化则与处理的时间有关。用适当浓度的Ｃａ２＋处理可以增强萝卜幼苗对低温的抗性，降低低温对萝卜幼苗的伤害。.jyqkDA的含量与植物衰老及逆境伤害有密切关系，一定程度上反映了植物受损伤的程度。在对萝卜幼苗进行低温处理时，萝卜幼苗叶片中可溶性糖的含量比常温（２５℃）条件下的要高。而萝卜幼苗叶片中ＭＤＡ的含量在低温处理后的前３ｄ都要比常温条件下的ＭＤＡ含量要高，但随着处理时间的延长，萝卜幼苗叶片中ＭＤＡ含量

3、较常温下要低。究其原因，可能与常温条件下萝卜幼苗大量消耗水分，完全培养液的浓度一定程度上会升高，对萝卜幼苗根部造成了胁迫，导致其ＭＤＡ含量随着处理时间的延长而增加。萝卜幼苗在经不同浓度Ｃａ２＋处理后的第１天，测得其可溶性糖和ＭＤＡ含量比未经Ｃａ２＋处理的萝卜幼苗要低。即在一定程度上缓解了低温对萝卜幼苗的伤害，但随着处理时间的延长，经Ｃａ２＋处理的萝卜幼苗可溶性糖和ＭＤＡ含量比未经Ｃａ２＋处理的萝卜幼苗要高，猜测出现这一结果可能是因为在低温胁迫下，短时施用外源的Ｃａ２＋可以迅速增加植物细胞内的Ｃａ２＋含量，引发细

4、胞内的信号反应，帮助细胞度过危机。但随着外源Ｃａ２＋处理时间的延长，低温所造成的植物细胞内的渗透胁迫由于额外的钙离子盐进一步加强了其渗透胁迫，因此利用不同浓度的Ｃａ２＋处理后的萝卜幼苗中可溶性糖和ＭＤＡ含量在处理后的第２天开始迅速增加。同时还发现，在利用Ｃａ２＋处理后的第１天，随着Ｃａ２＋浓度的增加，萝卜幼苗所产生的可溶性糖和ＭＤＡ含量越少，也就是萝卜幼苗受低温胁迫程度越小。这也许可以通过低温诱导细胞内Ｃａ２＋增加的时空特征不同来解释，Ｃａｍｐｂｅｌｌ等［１４］利用烟草幼苗在逐步降温的过程中发现，根和植物地上部

5、分表现出敏感性不同，当温度从２５℃降到１７～１８℃时，引发根细胞质基质Ｃａ２＋水平的升高；当温度进一步降低到１０℃时，则在子叶中观察到细胞质基质的Ｃａ２＋增加；当温度降到２℃时，根终止了反应，但子叶仍在继续。总之，无论是烟草还是拟南芥，均表现为根在较高温度下发生反应，地上部分则在较低温度下发生反应［１５］。由此可见，出现如此结果不仅与处理时所使用的不同的Ｃａ２＋浓度有关，还与植物自身组织差异有关。３．１．２对低温胁迫下萝卜幼苗叶片中Pro含量的影响在逆境胁迫下（旱、热、冷、冻），植物可通过积累一定量的溶质降低水

6、势，维持植物体内的水分平衡，保证植物的正常生长。这类物质包括一系列的含氮化合物，如Pro、多胺等，分布最广的是Pro［１６］。Pro积累的原初部位主要是叶，通过两条途径合成，即谷氨酸途径和鸟氨酸途径。Pro在渗透调节方面的作用，一是作为细胞质的渗透调节物质，二是作为防脱水剂。它是无毒的中性溶质，也是水溶性最大的一种氨基酸。在一定的干旱范围内，许多植物是通过渗透调节作用来维持细胞一定的含水量和膨压，从而维持细胞的正常功能。当对萝卜幼苗进行低温处理时，其Pro的含量较常温条件明显升高。利用不同浓度的Ｃａ２＋处理后，

7、各处理萝卜幼苗中的Pro含量比未用Ｃａ２＋处理的要高。从彭志红等［１５］描述的植物Pro的合成途径中发现，Pro的合成并未受Ｃａ２＋信号途径的调节，因此，在这里使用不同浓度的钙盐处理反而加强了萝卜幼苗的渗透胁迫。３．１．３对低温胁迫下萝卜幼苗叶片中ＰＯＤ、ＳＯＤ活性的影响ＰＯＤ是防止膜脂过氧化的主要酶，在低温胁迫下能够保持膜的完整性。ＳＯＤ的作用是清除超氧自由基，同时产生歧化产物过氧化氢。ＰＯＤ保护酶系统主要起酶促降解过氧化氢的作用，避免因过氧化氢的过量积累导致毒性更大的·ＯＨ-含量增加而对细胞膜产生伤害［１７

8、］。在对萝卜幼苗进行低温处理时，萝卜幼苗的ＰＯＤ活性先上升再下降再上升；萝卜幼苗的ＳＯＤ活性先下降再上升，而无论是ＰＯＤ还是ＳＯＤ的活性总体上都比常温条件下的要低。经过不同浓度的Ｃａ２＋处理后的萝卜幼苗叶片中的ＰＯＤ活性比只进行低温处理的萝卜幼苗叶片中的ＰＯＤ活性要低，在处理的第１天，用５　ｍｍｏｌ／ＬＣａ２＋处理后的萝卜幼苗ＰＯＤ活性下降得最少。在处理的第１天利用５　ｍｍｏｌ／ＬＣａ