低温胁迫

题目；低温胁迫对植物的影响学院：农业与生物技术学院

专业：生物科学

姓名：包建红

学号： 2010211764

低温胁迫对植物的影响

冷害是指零度以上低温对植物体所产生伤害。引起冷害一般0—10℃，植物对低温敏感度与其起源地密切相关。冷害对植物体损伤程度取于低温和低温维持时间的长短。植物体受损伤后直接表现为叶片出现水渍状或果实上出现斑点。引起水渍状时间由几小时至几天时间，长短不等，主要取决于物种和温度，同时植物体水分状况及光照条件亦能间接影响冷害的程度。冷害引起植物体内一系列生理代谢的改变，最终导致幼苗生长纤弱、植株生长迟缓、萎蔫黄化、局部坏死，坐果率低，产量降低和品质下降等的产生。

低温胁迫下植物的生理生化变化

1.低温胁迫下幼苗叶片质膜透性的变化

细胞质膜透性直接反映植物膜系统受伤的程度,而相对电导率大小反映了质膜透性的大小。随着温度的下降，相对电导率先缓慢上升。此外，随着低温胁迫时间的延长，相对电导率先小幅度上升后急剧上升。相对电导率大幅度上升，表明幼苗叶片细胞质膜结构受到严重的损伤和破坏。说明低温胁迫下耐冷性强的品种具有较强的维持细胞膜系统的相对稳定和结构完整性的能力，因而更能抵抗低温的伤害。

2.低温胁迫下幼苗叶片水分的变化

随着温度下降，幼苗叶片相对含水量逐渐下降。自由水含量先下降，于4℃时到达最低值，之后上升；束缚水含量先上升，于4℃时到达最高值，之后下降；束缚水/自由水比值先上升，于4℃时到达最高值，之后下降，但-2℃时束缚水/自由水比值仍略高于胁迫前水平。

随着低温胁迫时间的延长，叶片相对含水量不断下降。自由水含量先下降，于6 d时到达最低值，之后上升。束缚水含量先上升，于6 d时到达最高值，之后下降束缚水/自由水比值先上升，于6 d时到达最高值，之后迅速下降，胁迫后9 d，束缚水/自由水比值已比胁迫前的低出30.10%。通常情况下，植物组织内含水量高低可以反映细胞代谢活性的强弱，低温胁迫下幼苗降低体

内水分含量和自由水含量，增加束缚水含量，有利于其降低体内细胞代谢活性，提高细胞原生质胶体保水力，增强细胞原生质胶体结构稳定性，从而进一步提高细胞对低温胁迫的耐受性，避免代谢紊乱，极大地增强幼苗对低温胁迫的抵抗力。

3．低温胁迫下幼苗叶片可溶性糖含量的变化

随着温度的下降，可溶性糖含量先上升，于4℃时到达最大值，而后缓慢下降，-2℃时可溶性糖含量仍比胁迫前的高。此外，随着低温胁迫时间的延长，可溶性糖含量先上升，于6 d时到达最大值，之后下降，胁迫后9 d可溶性糖含量仍比胁迫前的高出55.20%。

4。幼苗叶片游离脯氨酸含量的变化

脯氨酸(pro)的变化趋势与可溶性糖含量相似。随着温度的下降，pro含量先上升，于4℃时到达最大值，之后缓慢下降，-2℃时pro含量仍比胁迫前的高出56.35%。此外，随着低温胁迫时间延长，pro

含量先上升，于6 d时到达最大值，而后缓慢下降，胁迫后9 d，pro含量仍比胁迫前的高出87.70%。说明低温胁迫下耐冷性强的品种能积累更多的脯氨酸，从而大幅度降低水势，增强渗透调控能力，提高细胞原生质胶体的保水力，因而具有更强的抗低温伤害的能力。

5．低温胁迫下幼苗叶片可溶性蛋白质含量的变化

随着温度的下降，可溶性蛋白含量逐渐下降。10℃时可溶性蛋白质含量仅有微小下降，7℃后下降的幅度日趋增大见图。此外，随着低温胁迫时间的延长，可溶性蛋白质含量不断下降。胁迫后3 d，可溶性蛋白质含量有了较大程度的下降，之后缓慢下降。

6．低温胁迫下幼苗叶片SOD酶活性的变化

SOD酶是细胞内重要的保护酶之一，主要起到清除超氧自由基O-2的作用。随着温度的下降，SOD酶活性先上升，于4℃时到达最大值，而后迅速下降,﹣2℃时SOD酶活性已比胁迫前的低出4.30%。此外,随低温胁迫时间延长，SOD酶活性先上升，于3 d时到达最大值，之后迅速下降。6 d时SOD酶活性仅比对照高出2.06%，已接近胁迫前的水平，9 d时SOD酶活性比对照低出9.22%。SOD酶活性上升，有利于清除超氧自由基，

从而一定程度消除或减轻因低温造成的活性氧毒害，减轻了低温对幼苗产生的伤害，起到较好的保护作用。

7．低温胁迫下幼苗叶片POD酶活性的变化

POD是细胞内重要保护酶之一，主要起清除H2O2的作用。随着温度的下降，POD活性先上升，于4℃时到达最大值，而后急剧下降，1℃时已比胁迫前的低出14.10%。此外，随低温胁迫时间的延长，POD活性先上升，于3 d时到达最大值，之后迅速下降，6 d时仅比胁迫前高出0.89%，几乎接近胁迫前的水平，9 d时已比胁迫前的低出6.34%。POD活性上升，表明POD酶清除过氧化物自由基能力日益增强，对细胞膜起到较好的保护作用。

8．低温胁迫下幼苗叶片CAT酶活性的变化

CAT酶是细胞内重要保护酶之一，其作用与POD酶相似，主要是清除H2O2。随着温度的下降，CAT酶活性呈先上升而后下降的变化趋势。10℃时，CAT酶活性迅速上升至较高水平，并于7℃和4℃时仍维持在高水平上，之后迅速下降，1℃时CAT 酶活性比胁迫前的低出27.30%，已显著低于胁迫前的水平。此外，随着低温胁迫时间的延长，CAT酶活性先上升，于3 d时到达最大值，之后迅速下降，6 d时仅比胁迫前高出1.66%，已接近胁迫前水平，9 d时已比胁迫前的低出45.84%，已明显地低于胁迫前的水平。CAT酶活性上升，表明CAT酶清除过氧化物自由基能力日益增强，对细胞膜起到较好的保护作用。

9．低温胁迫下幼苗叶片MDA含量的变化

MDA是膜脂过氧化作用的终产物，其含量多少可反映质膜损伤的程度。随着温度的下降，MDA含量先缓慢增加，4℃后便迅速上升。此外，随着低温胁迫时间延长，MDA含量先小幅度上升，6 d后大幅度上升。MDA含量变化趋势与相对电导率的相一致。MDA含量的大幅度增加，表明细胞膜脂过氧化作用加剧，细胞膜受到了严重的损伤和破坏。

10．低温胁迫下幼苗叶片叶绿素含量的变化

叶绿素含量是反映植物光合作用能力高低的一个间接指标。随着温度的下降，叶绿素总量（chl）、叶绿素a含量（chla）和叶绿素b含量(chlb)先缓慢下降，4℃后明显下降。chla/chlb先上升，于1℃到达最大值，之后下降。-2℃时chla/chlb仍比胁迫

前的高出了12.11%。随着低温胁迫时间延长，chl和chla含量先小幅度下降，6 d后大幅度下降。chlb含量几乎成直线下降。chla/chlb先上升，于6 d时到达最大值，之后缓慢下降，9 d时仍比胁迫前的高出13.02%。Chla/chlb上升，说明chla降解速度小于chlb。反之Chla/chlb下降，则说明chla降解和破坏速度大于chlb。

11.低温弱光对幼苗叶片净光合速率的影响

净光合速率(Pn)是反映植物光合作用强弱的重要指标。随着温度的下降，Pn先缓慢下降，7℃后下降速度加快，4℃后迅速下降。气孔导度(Gs)几乎成直线下降。胞间CO2浓度(Ci)先下降，于4℃时达到最低值，之后上升，1℃时Ci比对照上升了9.58%。而气孔限制值（Ls）则表现出与Ci相反的变化趋势。Ls先上升，于4℃时到达最大值，之后下降，1℃时，Ls比对照下降了

14.93%。随着低温胁迫时间延长，Pn先小幅度下降，6d后大幅度下降。Gs明显下降。Ci先下降，于6 d时到达最低值，之后上升，9 d时已比对照高出9.49%。而Ls则表现出与Ci相反的变化趋势，Ls先上升，于6 d时到达最大值，之后下降，9 d 时已比对照下降了24.43%。

12.低温弱光下幼苗叶片蒸腾速率和水分利用效率的变化

随着温度的下降，蒸腾速率(Tr)不断下降。低温胁迫下，幼苗体内蒸腾作用的减弱，有利于提高叶片内水势，减轻由低温引起的水分胁迫，能保证生理代谢的正常进行。水分利用效率(wue)先上升，于4℃时到达最大值，之后下降，1℃时比对照下降了3.72%。Wue的上升，说明Pn下降速度比Tr的小，表明幼苗体内光合作用过程受低温的影响轻微，仍然有利于光合作用对水分的利用。相反Wue的下降，说明Pn下降速度大于Tr，表明幼苗体内光合作用过程受

到低温的严重影响，从而阻碍了光合作用对水分的利用。随着低温胁迫时间的延长，Tr不断下降。Wue先上升，于6 d时到达最大值，之后下降，9 d时已比胁迫前下降了30.91%。

13.低温弱光和低温黑暗条见下幼苗叶片气体交换特性的差异

弱光条件下，低温对幼苗叶片气体交换参数的影响比黑暗条件下更加明显。弱光条件下，4℃胁迫后3 d，幼苗叶片Pn、Gs、Ci/Ca、Tr分别比对照下降了46.42%、54.51%、8.33%、55.50%，

Ls、Wue分别比对照上升了13.83%、19.46%。而在黑暗条件下，4℃胁迫后3 d，幼苗叶片Pn、Gs、Ci/Ca、Tr仅分别比对照下降了34.53%、42.83%、6.34%、46.56%，Ls、Wue仅分别比对照上升了11.61%、22.50%。表明低温弱光加剧了幼苗的光抑制。

14.低温弱光对叶片叶绿素荧光参数的影响

Fv/Fo用来表示PSⅡ的潜在活性。随着温度的下降，Fv/Fo 不断下降。Fv/Fo下降表明低温胁迫降低了PSⅡ的潜在活性。Fv/Fm表示PSⅡ最大光能转换效率，其值降低表明植物受到光抑制。随着温度的下降，Fv/Fm先缓慢下降，4℃后迅速下降。说明4℃以下的低温胁迫加剧了幼苗的光抑制。Fo为初始荧光，是PSⅡ反应中心全部开放时的荧光水平，其升高意味着PSⅡ反应中心受到伤害或不可逆失活。随着温度的下降，Fo先缓慢上升，4℃后迅速上升。Fo的上升表明PSⅡ反应中心受到伤害。此外，随着低温胁迫时间的延长，Fv/Fo呈下降的变化趋势。胁迫后3 d，Fv/Fo有较大幅度的下降，之后有所放缓，6 d后又趋于增大。Fv/Fm先小幅度下降，6 d后大幅度下降。Fo先小幅度上升，6 d后大幅度上升。