低溫脅迫對葛藤幼苗生長發(fā)育及生理特性的影響

趙文武，黃莉娟，趙麗麗，王雷挺，謝文輝

（貴州大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

0 引言

【研究意義】低溫是植物生長周期中最常見的非生物脅迫之一。當(dāng)環(huán)境溫度長時間低于植物生長所需的適宜溫度時，就會對植物形成低溫脅迫，根據(jù)嚴(yán)重程度可分為冷害（一般為0～10 ℃）和凍害（一般在0 ℃以下）（宋靜爽等，2019），植株遭受嚴(yán)重凍害時甚至?xí)l(fā)生死亡。冷害多發(fā)生在我國高緯度的東北和高海拔的云貴高原等地區(qū)（蔡志歡和張桂蓮，2018）。葛藤（Pueraria lobata）為豆科（Leguminosae）多年生藤本植物，在我國分布廣泛，尤其在我國南方各地數(shù)量較多，其根、莖、藤均可入藥，作為牧草和飼料加工原材料時可用于防治動物的某些疾病，具有良好的飼藥合用特質(zhì)。葛藤具有耐貧瘠、耐干旱、抗病蟲害能力強等特點，還具有喜鈣性及巖生性特征，能在土壤和水分嚴(yán)重虧缺的石漠化地區(qū)生長，可作為石漠化治理的先鋒植物（陳俊等，2014）。作為高蛋白的飼草資源，葛藤藤莖生長旺盛，可常年提供青綠飼料（鄭霞等，2018），能有效緩解我國南方高蛋白牧草季節(jié)性不均衡的問題。葛藤喜歡溫暖的氣候，適宜生長溫度為22～26 ℃（陳俊等，2014），在冷害發(fā)生區(qū)，低溫成為限制葛藤生長的首要因素。因此，研究葛藤在低溫下的生長狀況，對葛藤種質(zhì)的耐低溫鑒定及在西南地區(qū)的推廣應(yīng)用具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】生理生化指標(biāo)可作為評價植物抗寒性的重要指標(biāo)。正常環(huán)境下，細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）的產(chǎn)生和清除處于動態(tài)平衡（Mittler et al.，2011），低溫會引起ROS大量積累，進(jìn)而誘導(dǎo)膜脂過氧化并產(chǎn)生丙二醛（MDA）（Velikova et al.，2000）。植物會形成一系列復(fù)雜的酶和非酶防御系統(tǒng)來維持這一動態(tài)平衡（Uemura et al.，2003）。田豐等（2018）對低溫處理后的小麥幼苗進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性及脯氨酸（Pro）等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量均隨溫度的降低而升高，以抵抗低溫帶給小麥的不良影響。李倩等（2021）指出當(dāng)植物遇到低溫冷害時可能會造成生理代謝活動失調(diào)，表皮細(xì)胞死亡。蓋志佳等（2021）指出低溫會導(dǎo)致種子萌發(fā)降低、產(chǎn)量與質(zhì)量嚴(yán)重下降，抗病性減弱等不利影響。低溫還會誘導(dǎo)植物體內(nèi)激素活性和含量發(fā)生改變，進(jìn)而對植物的生長代謝過程產(chǎn)生影響。逆境脅迫能誘導(dǎo)植物內(nèi)源脫落酸（ABA）積累，提高植物的抗逆性（劉海卿等，2016），赤霉素（GA）可提高植物體內(nèi)生長素的含量，調(diào)節(jié)自由水和束縛水比例，從而對植物的抗寒能力產(chǎn)生影響（Qu et al.，2016）。馬學(xué)才等（2021）研究發(fā)現(xiàn)油菜可通過增加ABA合成，同時適當(dāng)減少生長素（IAA）和GA合成來抵御低溫?！颈狙芯壳腥朦c】葛藤在我國西南地區(qū)可作為優(yōu)質(zhì)的牧草飼料來源和環(huán)境保護(hù)植物物種。目前，與葛藤相關(guān)的研究主要集中在其水土保持（丁艷芳，2003）、飼用價值（張倩，2011）、藥用價值（尹樂斌等，2016；房偉，2017）、種子萌發(fā)（譚景晨等，2021）等方面，而針對葛藤對低溫脅迫響應(yīng)的研究鮮見報道。葛藤喜溫，低溫對其生長不利，對葛藤的耐低溫性研究還有待加強?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以葛藤種質(zhì)為試驗材料，采用盆栽土培試驗，設(shè)輕度和重度低溫脅迫處理，對比分析不同低溫處理下葛藤幼苗的生長速度、葉形態(tài)、內(nèi)源激素和生理生化指標(biāo)變化情況，探明葛藤幼苗耐冷性的生理生化機制，揭示葛藤響應(yīng)低溫的關(guān)鍵機制，為葛藤種質(zhì)耐低溫鑒定及及合理選育抗冷害性強的種質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試葛藤種子由江蘇園林綠化種子公司提供。采取盆栽試驗，花盆長50 cm、寬20 cm、高15 cm，栽培基質(zhì)為自然土∶蛭石∶腐殖質(zhì)=1∶1∶1。

1.2 試驗方法

挑選籽粒飽滿、種胚完整、無霉變、大小基本一致的葛藤種子，先用次氯酸鈉溶液浸泡20 min，再用蒸餾水沖洗4～5次后于常溫下萌發(fā)，出苗后，每盆選取生長良好且長勢基本一致的葛藤幼苗12株，移入盆栽，置于光照培養(yǎng)箱（晝/夜=25 ℃/20 ℃，光周期12 h/12 h，光照強度30000 LX，相對濕度75%）進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)一周。溫度設(shè)2個水平梯度，分別為輕度低溫脅迫（記為LD，晝/夜15 ℃/10 ℃）和重度低溫脅迫（記為SD，晝/夜10 ℃/5 ℃）；以晝/夜25 ℃/20 ℃為對照（CK）（條件同預(yù)培養(yǎng)）。每處理3個重復(fù)。在脅迫第10 d采用隨機法每盆挑選3株葛藤，分別測量各項生長指標(biāo)，并取新鮮的葛藤葉片用錫箔紙包住迅速置于液氮中速凍，保存于-80 ℃冰箱中用于測量各項生理指標(biāo)。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 生長指標(biāo)測定 生長速度：每盆掛牌3株分別在脅迫前和脅迫最后1 d測量對應(yīng)株高，計算生長速度，生長速度（cm/d）=（脅迫后高度-脅迫前高度）/生長天數(shù)。

葉形態(tài)：用Epson Perfection V800 Photo（印度尼西亞）掃描儀掃描第3片完全展開功能葉的葉形態(tài)，每盆3株。

干鮮比：每盆取3株完整的葛藤植株，洗凈后吸水紙吸干稱重，然后烘干至恒重再次稱重，計算干鮮比。

1.3.2 生理生化指標(biāo)測定 稱重法測定水含量（來強等，2008）；浸泡法測定相對電導(dǎo)率（高俊鳳，2006）；可溶性糖、Pro和MAD含量及SOD、POD、CAT和抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性采用北京索萊寶科技有限公司試劑盒測定，測定方法均按照說明書進(jìn)行操作。

采用北京索萊寶科技有限公司試劑盒通過酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA）進(jìn)行植物組織內(nèi)ABA、GA3、玉米素（ZT）、IAA等激素含量測定（Zhao et al.，2006）。

1.4 耐低溫能力綜合評價

采用主成分分析法，將各處理葛藤葉片的18個生長及生理生化指標(biāo)進(jìn)行降維，并篩選出抗冷性綜合指標(biāo)，最后采用隸屬函數(shù)法綜合評價葛藤的抗冷能力。

綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)值（U）：

式中，Xj表示第j個綜合指標(biāo)；Xmin表示第j個綜合指標(biāo)的最小值；Xmax表示第j個綜合指標(biāo)的最大值。

綜合指標(biāo)權(quán)重（W）：

式中，Wj表示第j個綜合指標(biāo)在所有綜合指標(biāo)中的重要程度，即權(quán)重；Pj為第j個綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

抗冷能力綜合評價：

式中，D值為各低溫脅迫下由綜合指標(biāo)評價所得的葛藤抗冷能力值。

1.5 統(tǒng)計分析

利用Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用Origin 2019作圖，以SPSS 22.0進(jìn)行差異顯著性、相關(guān)及主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫脅迫對葛藤幼苗生長的影響

2.1.1 生長速度、干鮮比、水含量 由圖1可知，與CK相比，LD和SD處理下葛藤幼苗的生長速度（圖1-A）分別顯著下降72.19%和80.15%（P＜0.05，下同）；幼苗干鮮比（圖1-B）分別上升7.59%和30.90%，SD處理上升顯著；葛藤葉片水含量（圖1-C）則隨著低溫脅迫程度的加強而降低，SD處理下較CK顯著降低3.74%。

圖1 低溫脅迫對葛藤幼苗生長速度、干鮮比、水含量的影響Fig.1 Effects of low temperature stress on the growth rate，dryto-fresh ratio and water content of P.lobata seedlings

2.1.2 葉形態(tài) 由表1可知，與CK相比，葛藤幼苗在低溫脅迫處理下的葉面積和葉周長均出現(xiàn)下降，LD處理下差異不顯著（P＞0.05，下同），SD處理下差異顯著；低溫下葉寬均顯著低于CK，而葉長差異不顯著。表明低溫會影響葛藤的葉片形態(tài)，表現(xiàn)為葉片生長受抑制，葉面積、葉寬、葉周長均明顯小于自然生長的葉片。

表1 低溫脅迫對葛藤幼苗葉形態(tài)的影響Table 1 Effects of low temperature stress on the leaf morphology of P.lobata seedlings

2.2 低溫脅迫對葛藤幼苗生理生化指標(biāo)的影響

2.2.1 Pro和可溶性糖含量及相對電導(dǎo)率 隨著低溫脅迫程度的加強，葛藤幼苗葉片中Pro含量呈上升趨勢（圖2-A），LD 和SD 處理下分別較CK 上升14.02%和37.21%，但差異不顯著。葛藤幼苗葉片可溶性糖含量（圖2-B）和相對電導(dǎo)率（圖2-C）均隨低溫脅迫程度的加強呈上升趨勢，SD處理下分別較CK提高144.65%和279.21%，差異達(dá)顯著水平。

圖2 低溫脅迫對葛藤葉片Pro和可溶性糖含量及相對電導(dǎo)率的影響Fig.2 Effects of low temperature stress on the content of Pro，soluble sugar and relative conductivity of P. lobata leaves

2.2.3 MDA含量及保護(hù)酶活性 由圖3-A可知，與CK相比，LD和SD處理下，葛藤幼苗葉片的MDA含量有所上升，但差異不顯著。低溫脅迫下各保護(hù)酶活性變化趨勢不同，相對于CK，葛藤葉片中SOD（圖3-B）、POD（圖3-C）和APX（圖3-E）活性均呈上升趨勢，SD處理下分別顯著提高41.32%、178.22%和74.67%；LD和SD處理下葉片CAT（圖3-D）活性較CK有所下降，分別降低14.29%和24.33%，但差異不顯著。

圖3 低溫脅迫對葛藤葉片MDA含量和保護(hù)酶活性的影響Fig.3 Effects of low temperature stress on MDA content and protective enzyme activity in P.lobata leaves

2.3 低溫脅迫對葛藤幼苗內(nèi)源激素的影響

隨著低溫脅迫程度的加強，葛藤幼苗葉片ABA含量（圖4-A）、GA3含量（圖4-C）、ZT含量（圖4-D）呈先上升后下降的變化趨勢，均在LD處理時達(dá)最大值，ABA含量顯著增加17.46%，GA3和ZT含量分別增加3.31%和4.09%，但差異不顯著；在SD處理下，ABA含量較CK顯著降低25.40%，GA3和ZT含量分別降低5.67%和4.82%，差異不顯著。葛藤幼苗葉片的IAA含量（圖4-B）為CK最高，LD和SD處理下，IAA含量分別下降7.04%和21.38%，但與CK無顯著差異。

圖4 低溫脅迫對葛藤葉片內(nèi)源激素含量的影響Fig.4 Effects of low temperature stress on the content of endogenous hormones in P.lobata leaves

2.4 低溫脅迫下葛藤幼苗生長發(fā)育及生理生化指標(biāo)的相關(guān)分析

對葛藤幼苗的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果（圖5）表明，各性狀間存在不同程度的相關(guān)性。其中生長速度與MDA含量呈顯著負(fù)相關(guān)；干鮮比與相對電導(dǎo)率和可溶性糖含量呈顯著正相關(guān)，與葉面積、葉長、葉寬及葉周長等指標(biāo)呈顯著負(fù)相關(guān)；ABA含量與可溶性糖含量和相對電導(dǎo)率分別呈顯著和極顯著（P＜0.01，下同）負(fù)相關(guān)；Pro含量與APX活性呈極顯著正相關(guān)；POD活性與IAA含量呈顯著正相關(guān)。

圖5 低溫脅迫下葛藤幼苗19個性狀的相關(guān)分析Fig.5 Correlation analysis of 19 traits of P.lobata seedlings under low temperature stress

2.5 低溫脅迫下葛藤幼苗生長發(fā)育及生理生化指標(biāo)的主成分分析

綜合低溫下葛藤幼苗生長發(fā)育及生理生化2組指標(biāo)，根據(jù)主成分分析（表2）中特征值大于1的標(biāo)準(zhǔn)選取6個主成分，第一～六個主成分貢獻(xiàn)率分別為45.076%、15.050%、10.463%、8.066%、7.494%、6.714%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)92.863%，具有較好的代表性，其余可忽略不計。

表2 低溫脅迫下葛藤幼苗18個性狀的主成分分析Table 2 Principal component analysis of 18 traits of P.lobata seedlings under low temperature stress

第一主成分中貢獻(xiàn)率較大的是干鮮比、葉面積、葉寬，低溫脅迫下葛藤生長發(fā)育減緩，葉片生長受到一定影響；第二主成分中貢獻(xiàn)率較大的是GA3和MDA含量，低溫下植物膜脂過氧化會造成植物體內(nèi)MDA積累；第三主成分中SOD活性、Pro和ZT含量貢獻(xiàn)率較大，細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活性及膜保護(hù)物質(zhì)含量越高，幼苗受到的傷害程度就越?。坏谒闹鞒煞种胸暙I(xiàn)率較大的是APX活性和IAA含量，其中IAA是生長促進(jìn)類激素，植物通過降低體內(nèi)IAA含量，抑制植物生長，增強植物的抗冷性；第五主成分中SOD和CAT活性貢獻(xiàn)率較大，寒冷條件下細(xì)胞內(nèi)保護(hù)酶活性的變化反映了葛藤幼苗的抗寒能力；第六主成分中貢獻(xiàn)率較大的是葉長和相對電導(dǎo)率。

2.6 低溫脅迫下葛藤幼苗形態(tài)及生理生化指標(biāo)的綜合性評價

對葛藤的性狀經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，將不同溫度下葛藤各主成分得分分別與所對應(yīng)的貢獻(xiàn)率相乘，最終求出綜合得分，以此來對抗冷性進(jìn)行綜合評價。前6個主成分可有效表現(xiàn)不同溫度下葛藤的生長情況，其綜合得分情況如表3所示。葛藤抗冷能力的綜合評價值D值隨著脅迫強度的上升而減少，重度低溫脅迫（SD）下葛藤幼苗葉片的D值與輕度低溫脅迫（LD）下D值的平均值相差不大，LD2處理下D值最小，隸屬函數(shù)分析表明低溫會對葛藤的生長帶來一定的負(fù)面影響。

表3 葛藤幼苗各綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值、D值及綜合評價Table 3 Membership function value，D value and comprehensive evaluation of each comprehensive index of P.lobata seedlings

3 討論

3.1 低溫脅迫對葛藤幼苗生長的影響

溫度是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子之一，在低溫下植物的生長會受到嚴(yán)重抑制。本研究中，隨著溫度的降低，葛藤幼苗生長速度不斷下降，且這種受抑制的情況在葉片上也存在，葉面積、葉寬、葉周長及水含量與CK相比均出現(xiàn)顯著下降，且溫度越低，各生長指標(biāo)的值越低，與歐陽孔勝等（2011）對低溫處理甜瓜砧木的研究結(jié)果相同。植物細(xì)胞中含有大量水分，充足的水分使得植物在生長中枝葉挺立，便于充分接受光照和交換氣體；同時，水分還是植物對物質(zhì)吸收及轉(zhuǎn)運的溶劑。水分的減少會限制各種物質(zhì)在植物體內(nèi)的運輸，從而導(dǎo)致植株的光合和代謝作用大大減弱，葉片內(nèi)合成光合產(chǎn)物的原料減少則會使植株營養(yǎng)物質(zhì)的合成減少，使得植物生長發(fā)育減緩。本研究中，葛藤葉片干鮮比隨溫度下降呈上升趨勢，通過觀察葉片，發(fā)現(xiàn)有萎焉、收縮現(xiàn)象。表明低溫會引起葛藤葉片水分含量下降，其水分的利用受到一定限制，葉片細(xì)胞膨壓不足，不能保持葉片固有姿態(tài)，從而發(fā)生改變，植株的生長發(fā)育也因低溫受到一定程度的抑制。

3.2 低溫脅迫對葛藤幼苗生理生化的影響

低溫環(huán)境下植物細(xì)胞的滲透勢可通過可溶性物質(zhì)的積累來調(diào)節(jié)，從而緩解逆境對膜系統(tǒng)的傷害（侯禎丹等，2019）?？扇苄蕴呛陀坞x脯氨酸是細(xì)胞質(zhì)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。植物體內(nèi)的可溶性糖積累可提高細(xì)胞液濃度，從而降低水勢及冰點（王卓敏等，2016）。本研究中，葛藤幼苗葉片中Pro和可溶性糖含量均隨溫度降低呈上升趨勢，與CK相比在SD處理下葉片中的可溶性糖含量顯著上升279.21%。與前人對番茄（王孝宣等，1998）、西番蓮（董萬鵬等，2015）及棉花（王曉曼等，2020）的研究結(jié)果相同，表明葛藤會通過增加體內(nèi)可溶性糖和Pro的積累，增強自身的保水能力，維持自身滲透勢和膜的正常功能，避免細(xì)胞遇冷凝固，防止細(xì)胞損傷，從而抵抗低溫脅迫。

基于電解質(zhì)外滲量測定開發(fā)的電導(dǎo)法是在植物上應(yīng)用較廣泛的抗寒性鑒定方法（王曉輝等，2012），在擬南芥低溫抗性鑒定中普遍采用存活率和相對電導(dǎo)率作為衡量指標(biāo)，低溫下存活率高、相對電導(dǎo)率低則表明低溫抗性能力強。本研究中，葛藤葉片相對電導(dǎo)率呈上升趨勢，但LD處理下與CK差異不明顯，SD處理時顯著上升。在不同的處理溫度下，抗寒性強的品種相對電導(dǎo)率較低，抗寒性弱的品種相對電導(dǎo)率較高（王召元等，2022）。本研究中葛藤在LD處理下電導(dǎo)率與對照組差異不顯著的結(jié)果與前人對谷子（張彬等，2020）、衛(wèi)矛屬植物（楊航宇和劉長仲，2020）的研究結(jié)果相同，表明葛藤在LD處理下具有較好的抗寒性，但具體適宜溫度還有待于進(jìn)一步驗證。

植物遭受低溫時，細(xì)胞內(nèi)的自由基產(chǎn)生、清除都會受到影響，嚴(yán)重時過氧化自由基代謝平衡會被破壞，自由基過多的積累則會導(dǎo)致膜系統(tǒng)受到損傷，造成膜脂過氧化（洪舟等，2020）。膜脂過氧化會使細(xì)胞膜滲透性變大，細(xì)胞內(nèi)的MDA大量積累，進(jìn)而影響植物體內(nèi)多種正常反應(yīng)。本研究中，LD處理下葛藤葉片的MDA含量有所上升但差異不顯著，與前人對番茄（高茜等，2020）、紫花苜蓿（陳勝萍等，2017）進(jìn)行低溫處理的研究結(jié)果相似，表明在低溫脅迫下葛藤幼苗膜脂過氧化程度低，受氧化損傷程度較弱，低溫未對葛藤造成明顯的膜脂過氧化損傷，說明葛藤具有較強的抗寒能力。

本研究中，葛藤幼苗葉片的SOD、POD、APX活性均隨溫度的降低而升高，低溫脅迫下葛藤葉片中CAT活性雖然表現(xiàn)為下降趨勢，但與CK差異并不顯著，CAT活性始終保持在較高水平。SOD是植物重要的保護(hù)酶系統(tǒng)，同時也是保護(hù)酶系統(tǒng)的第一道防線，能將毒性較強的轉(zhuǎn)化為毒性較弱的H2O2（高茜等，2020）；但H2O2過量累積仍會對細(xì)胞造成傷害，所以轉(zhuǎn)化的H2O2需通過CAT和POD等其他抗氧化酶清除。本研究中葛藤幼苗葉片的CAT活性呈下降趨勢，會使H2O2清除能力降低，可能造成H2O2的積累，使得膜系統(tǒng)遭受活性氧物質(zhì)積累的傷害，但葛藤在低溫下POD活性與CK相比有明顯上升，說明POD清除過氧化氫的調(diào)控機制已形成，能在一定程度上幫助葛藤幼苗調(diào)節(jié)細(xì)胞膜透性，防止膜受損傷，從而提高葛藤幼苗的低溫適應(yīng)能力，與周福平等（2020）對高粱的研究結(jié)果相同。根據(jù)研究結(jié)果及葛藤接受低溫處理后的生長發(fā)育情況來看，葛藤幼苗并未出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷及死亡，表明可能是低溫下葛藤幼苗葉片的SOD、POD、CAT和APX等保護(hù)酶的綜合耐低溫機制已形成，活性氧等各種自由基積累減少，細(xì)胞內(nèi)活性氧代謝處于一定的平衡狀態(tài)，膜脂過氧化作用得到緩解，降低了細(xì)胞膜的破壞程度，即葛藤可通過調(diào)整自身的保護(hù)酶系統(tǒng)來增強其耐低溫性。

3.3 低溫脅迫對葛藤幼苗內(nèi)源激素的影響

植物激素是由植物體自身代謝產(chǎn)生的一類有機活性化合物，數(shù)量很少，自產(chǎn)生部位運輸?shù)阶饔貌课?，在很低濃度時就能發(fā)揮顯著生理效應(yīng)（丁廣文等，2016）。本研究中，隨著溫度下降，葛藤幼苗葉片的ABA、GA3和ZT含量先上升后下降，IAA含量不斷下降。與周錦業(yè)等（2020）的研究結(jié)果相似，可能是由于低溫脅迫引發(fā)植物體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)的改變，葛藤為抵抗低溫帶來的傷害從而增加抑制類內(nèi)源激素如ABA的含量，以增強自身耐低溫性。而GA3和IAA有加速細(xì)胞分裂、促進(jìn)成熟細(xì)胞伸長的作用（袁夢佳等，2021），被認(rèn)為是生長促進(jìn)類激素。GA3還可通過影響植物體內(nèi)自由水和束縛水的含量來改變其抗冷性（許耀照等，2020）。葛藤在低溫下通過降低體內(nèi)IAA和GA3含量，抑制植物生長，增強了自身的抗冷性。本研究結(jié)果表明葛藤幼苗為抵御低溫脅迫帶來的不利影響，通過增加體內(nèi)生長抑制類激素，降低生長促進(jìn)類激素的含量，以此來增強自身的抗冷性。

3.4 低溫脅迫對葛藤幼苗生長發(fā)育及生理生化變化的綜合評價

對葛藤幼苗的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)生長速度與MDA含量呈顯著負(fù)相關(guān)。植物在遭遇低溫脅迫時，膜脂過氧化產(chǎn)物MDA會大量積累（蔣安等，2010），MDA積累會對細(xì)胞，特別是細(xì)胞膜造成一定傷害。本研究結(jié)果表明，當(dāng)葛藤幼苗遭受低溫脅迫時，MDA含量不斷上升，對植株生長造成了不良影響。干鮮比與相對電導(dǎo)率和可溶性糖含量呈顯著正相關(guān)，說明植物水分的減少和干物質(zhì)的積累會對相對電導(dǎo)率上升起重要作用，可溶性糖含量增加與細(xì)胞滲透勢調(diào)節(jié)密切相關(guān)。通過對各個材料主成分值進(jìn)行比較，可了解不同樣本間的差異（于鳳瑤等，2010）。本研究對葛藤生長性狀的主成分分析發(fā)現(xiàn)，前6個主成分對表型變異的累計貢獻(xiàn)率達(dá)92.863 %。根據(jù)各主成分的特性，可將6個主成分分為三大類，第一類是產(chǎn)量性狀，比如第1主成分中的生長速度、葉面積和周長等，主要反映低溫脅迫下葛藤生長發(fā)育變化，在低溫脅迫下葛藤產(chǎn)量性狀呈下降趨勢；第二類是保護(hù)酶活性，如主成分中貢獻(xiàn)率較大的MDA、SOD、APX、CAT活性，細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活性及膜保護(hù)物質(zhì)含量越高，植物的抗冷性越強，說明幼苗受到的傷害程度越小，與馮昌軍等（2005）對苜蓿進(jìn)行低溫脅迫的研究結(jié)果相似；第三類是內(nèi)源激素，如IAA、GA3等，內(nèi)源激素在主成分累計貢獻(xiàn)率占比較高，說明內(nèi)源激素對植物抗冷性調(diào)節(jié)具有重要意義。

結(jié)合形態(tài)、生理指標(biāo)及隸屬函數(shù)進(jìn)行分析，低溫處理下隸屬函數(shù)值呈下降趨勢，葉片也出現(xiàn)輕微萎焉、收縮，說明低溫對葛藤幼苗的生長產(chǎn)生了一定的脅迫作用；最低的函數(shù)值出現(xiàn)在LD處理下，而并非在SD處理，對比2個處理下隸屬函數(shù)平均值，分別為3.82和3.83，并無明顯差異。可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量上升，SOD、POD等保護(hù)酶活性上升，MDA等膜脂過氧化物質(zhì)積累較少，說明葛藤具有一定的抗冷性。綜合上述分析，雖然低溫會對葛藤生長造成影響，但遭遇低溫時，葛藤會通過減緩自身生長、降低水含量、提高保護(hù)酶活性等一系列措施來抵御低溫帶來的不利影響，抗冷性較強，具有在低溫下存活的能力。但本研究只是基于植物生理和激素水平對葛藤的耐低溫性進(jìn)行探討，今后還應(yīng)結(jié)合不同產(chǎn)地、不同生長階段、不同低溫脅迫時間對植株生長性狀的差異和當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境進(jìn)行綜合探討與研究，以期選育出抗冷性強、適合在西南地區(qū)栽培的葛藤品種。

4 結(jié)論

葛藤幼苗在低溫下MDA增加不明顯，可溶性糖含量和各種保護(hù)酶活性升高，生長促進(jìn)類激素含量降低，生長抑制類激素含量增加。低溫下葛藤生長減緩，但并未出現(xiàn)明顯損傷，表明葛藤幼苗可通過增強滲透調(diào)節(jié)能力、提高保護(hù)酶活性、調(diào)節(jié)激素含量來提高自身抗冷性，進(jìn)而抵御低溫脅迫帶來的不利影響。