高溫脅迫下不同亞屬杜鵑葉片生理特性的變化

高溫脅迫下不同亞屬杜鵑葉片生理特性的變化

杜鵑花是世界著名的高山花卉和中國(guó)著名的十大花卉，具有很高的觀賞和園林應(yīng)用價(jià)值。我國(guó)是世界杜鵑花的起源和分布中心,有野生杜鵑571種,其中特有種409種,主要分布于西南高海拔地區(qū)(Wu等,2005)。受遺傳機(jī)制的制約,該屬植物性喜冷涼濕潤(rùn)環(huán)境,耐熱性較差,高溫?zé)岷κ侵萍s其遷地保育與園林應(yīng)用的主要因子(張樂華,2004);但杜鵑花種類繁多、遺傳資源豐富,不同的種間其生態(tài)習(xí)性及耐熱性存在較大差異。故此,開展杜鵑花高溫脅迫機(jī)制研究對(duì)其耐熱性鑒定及耐熱資源的挖掘與利用具有重要意義。高溫引發(fā)植物體代謝失衡和活性氧的大量產(chǎn)生,加劇細(xì)胞膜脂過氧化作用,從而影響生物膜及其它大分子結(jié)構(gòu)與功能,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致細(xì)胞受損和植株死亡,而植物能啟動(dòng)抗氧化系統(tǒng)等應(yīng)急機(jī)制,以減輕活性氧對(duì)植物的傷害(Wahid等,2007;姬承東等,2007)。目前,國(guó)內(nèi)外針對(duì)杜鵑花逆境生理研究的報(bào)道較少,主要集中于自然降溫條件下體內(nèi)生理特征變化、光合生理響應(yīng)及葉片感熱運(yùn)動(dòng)對(duì)低溫的適應(yīng)(Wang等,2009;鮑思偉2005;Harris等,2006);同時(shí)筆者等(2010)、柯世省等(2007)及儀民等(2008)分別探討了單個(gè)杜鵑種在高溫、水分及SO2脅迫下的抗氧化保護(hù)機(jī)制,而針對(duì)多個(gè)物種的耐熱性比較迄今未見報(bào)道。為探討杜鵑花屬植物的高溫致傷機(jī)理及種間耐熱性差異,我們按杜鵑花屬5個(gè)亞屬的分類系統(tǒng)(Cullen等,1978,1979)每亞屬選取1種,采用人工氣候箱內(nèi)的盆栽實(shí)驗(yàn),測(cè)定了三種溫度條件下其葉片的生理生化指標(biāo)值,并運(yùn)用隸屬函數(shù)法及系統(tǒng)聚類分析法對(duì)其種間耐熱性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),以期為杜鵑花屬植物的耐熱性鑒定與評(píng)價(jià)提供依據(jù)。1材料和方法1.1材料與實(shí)驗(yàn)方法試驗(yàn)材料取自江西省、中國(guó)科學(xué)院廬山植物園,為同一批次播種的4年生實(shí)生苗。各物種的分類地位、形態(tài)特征及分布見表1。4月初將大小一致、生長(zhǎng)健壯的苗木栽植于高9cm、上口徑11.5cm、下口徑8.5cm的塑料盆中,每盆1株,栽培基質(zhì)為廬山林下表層腐殖土(主要理化性狀:有機(jī)質(zhì)10.87%,腐殖質(zhì)6.63%,速氮、速磷、速鉀分別為266.20、22.17、83.65mg/kg,pH值4.79),在冷溫室中養(yǎng)護(hù)管理,3個(gè)月后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理。實(shí)驗(yàn)于人工氣候箱中進(jìn)行,采用22℃(對(duì)照)、30℃(輕度高溫脅迫)、38℃(重度高溫脅迫)3個(gè)溫度梯度處理,培養(yǎng)箱空氣相對(duì)濕度80%、光照12/12h(光/暗)、光強(qiáng)約120μmol·m-2·s-1。為減輕高溫引發(fā)的水分脅迫傷害,盆底設(shè)置托盤(水深1～1.5cm)補(bǔ)充基質(zhì)水分并每天補(bǔ)水保濕。每處理設(shè)3次重復(fù),每重復(fù)6株,6d后取當(dāng)年生功能葉測(cè)定相關(guān)生理生化指標(biāo)。1.2指標(biāo)和方法的測(cè)量1.2.1cat活性測(cè)定SOD活性測(cè)定采用Spychalla等(1990)的方法,以抑制氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原50%為一個(gè)酶活性單位,表示為U·g-1FW;CAT活性測(cè)定采用Turkan等(2005)的方法,以每分鐘OD240值變化0.1為一個(gè)酶活力單位,表示為U·g-1FW·min-1;APX活性測(cè)定采用Nakano等(1981)的方法,以每分鐘OD290變化0.01為一個(gè)酶活性單位,表示為U·g-1FW·min-1。1.2.2脯氨酸含量測(cè)定參考酸性茚三酮法(張殿忠等,1990),并進(jìn)行改進(jìn)。取鮮葉0.5g,加入石英砂及3%磺基水楊酸5mL研磨,沸水浴10min,冷卻后3000r·min-1離心10min,取上清液1mL并加入1mL冰醋酸、1mL蒸餾水和2mL酸性茚三酮再沸水煮60min,冷卻,加入4mL甲苯,震蕩30s,靜置分層,取上層液于520nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光值OD520,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算脯氨酸含量,單位為μg·g-1FW。1.2.3氧化b22的含量采用Velikova等(2000)的方法。于390nm處測(cè)其吸光值。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線求得H2O2含量,單位為μmol·g-1FW。1.2.4mda含量測(cè)定參考趙世杰等(1994)的方法,并進(jìn)行改進(jìn)。稱取葉片0.5g,加入含10%三氯乙酸(TCA)和0.25%硫代巴比妥酸(TBA)的混合液5mL及少許石英砂研磨成勻漿,沸水中加熱30min,冰浴速冷,10000g離心10min,取上清液于分光光度計(jì)上分別測(cè)定450nm、532nm和600nm處的吸光值OD450、OD532和OD600,根據(jù)公式[6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450]計(jì)算MDA含量,單位為μmol·g-1FW。1.3熱穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)采用Excel2007對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算整理,用SPSS17軟件進(jìn)行同一物種、不同處理間各生理指標(biāo)的差異性檢驗(yàn)。各指標(biāo)耐熱系數(shù)=高溫脅迫下的指標(biāo)測(cè)定值/對(duì)照指標(biāo)測(cè)定值(王改萍等,2009;魯守平等,2007)。耐熱性綜合評(píng)價(jià):采用數(shù)學(xué)分析隸屬函數(shù)法及系統(tǒng)聚類法(王改萍等,2009;魯守平等,2007)對(duì)測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和綜合分析評(píng)價(jià)。各指標(biāo)隸屬函數(shù)計(jì)算公式為:U(Xij)=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin),式中U(Xij)為測(cè)定指標(biāo)的耐熱隸屬函數(shù)值,Xij為各材料的指標(biāo)測(cè)定值,Ximin為各材料中測(cè)定指標(biāo)的最小值,Ximax為各材料中測(cè)定指標(biāo)的最大值。其中H2O2、MDA與耐熱性呈負(fù)相關(guān),用反隸屬函數(shù)計(jì)算其耐熱隸屬函數(shù)值,其計(jì)算公式為:U(Xij)=1-(Xij-Ximax)/(Ximax-Ximin)。然后將各指標(biāo)的耐熱隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加,求平均值,平均值越大,耐熱性越強(qiáng)。2結(jié)果與分析2.15中、低海發(fā)展趨勢(shì)植物的分布與生境是其長(zhǎng)期適應(yīng)環(huán)境而演替與進(jìn)化的結(jié)果。5種杜鵑的分類地位不同,其分布海拔、生境及生態(tài)習(xí)性、耐熱性存在較大差異。筆者多年的引種馴化及推廣研究發(fā)現(xiàn),白花杜鵑作為長(zhǎng)江以南低海拔的廣布種(實(shí)際為栽培種),在中海拔的廬山地區(qū)(栽培地海拔1000～1200m)及低海拔的南昌、上海、廣州等城市栽培時(shí)適應(yīng)性極佳,并已廣泛應(yīng)用于城市公園、街道及路旁綠化,耐熱性強(qiáng);羊躑躅、毛棉杜鵑為長(zhǎng)江流域中、低海拔分布種,在廬山栽培適應(yīng)性良好,推廣到低海拔城市栽培時(shí)則多因夏季高溫而出現(xiàn)熱害(葉片失綠、反卷、下垂,葉尖、葉緣輕度焦枯),宜栽植于林下、溝谷旁等冷涼陰濕的環(huán)境中,耐熱性較強(qiáng);紅灘杜鵑為廣西北部中海拔的區(qū)域性分布種,在廬山栽培適應(yīng)性較好,但難以適應(yīng)低海拔的城市環(huán)境,耐熱性相對(duì)較弱;紅棕杜鵑為我國(guó)西南高海拔地區(qū)分布種,在廬山宜栽植于林緣、林下等陰涼的小生境中,開闊地帶栽培時(shí)易出現(xiàn)熱害,適應(yīng)性較差,耐熱性弱。2.2高溫脅迫對(duì)葉片內(nèi)酶活性的影響2.2.1不同處理對(duì)杜仲抗氧化活性的影響逆境脅迫會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)活性氧的積累,從而對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生氧化傷害。SOD是植物抗氧化保護(hù)系統(tǒng)的第一道防線,主要功能是清除Ο?2,其活性大小可反映植物對(duì)逆境的適應(yīng)能力。從表2可以看出,在30℃脅迫時(shí),5種杜鵑葉片SOD活性均有不同程度的增加,但不同的種間存在一定差異,增幅由大至小依次為羊躑躅(2.77%)、白花杜鵑(1.18%)、毛棉杜鵑(0.87%)、紅灘杜鵑(0.68%)和紅棕杜鵑(0.26%);38℃脅迫時(shí),5種杜鵑SOD活性均有不同程度的下降(低于對(duì)照處理),降幅由小至大依次為白花杜鵑(1.18%)、毛棉杜鵑(1.77%)、紅灘杜鵑(2.30%)、羊躑躅(3.27%)和紅棕杜鵑(7.90%)。2個(gè)高溫條件下,除羊躑躅的SOD增幅及降幅略大外,其它杜鵑SOD變化幅度與種間耐熱性一致。方差分析表明,5種杜鵑38℃與30℃處理間均達(dá)到極顯著差異(P<0.01);38℃與對(duì)照處理間除白花杜鵑差異不顯著(P>0.05)、羊躑躅差異顯著(P<0.05)外,其它3種杜鵑呈極顯著差異(P<0.01);30℃與對(duì)照處理間除羊躑躅存在顯著差異(P<0.05)外,其它差異不顯著(P>0.05)?？梢?耐熱性強(qiáng)的杜鵑在30℃輕度脅迫時(shí)SOD酶活性增幅相對(duì)較大,而38℃重度脅迫時(shí)降幅小,有利于活性氧的清除和抵御高溫傷害;而耐熱性弱的種相反,易引發(fā)膜脂過氧化傷害。2.2.2對(duì)帶絲帶植物基氮32、32.5種杜鵑葉片的CAT活性均隨著脅迫溫度的升高而增強(qiáng)(表2)。在30℃脅迫時(shí),CAT增幅由大至小依次為白花杜鵑(31.54%)、毛棉杜鵑(24.94%)、羊躑躅(22.01%)、紅灘杜鵑(16.22%)和紅棕杜鵑(12.89%);38℃脅迫時(shí),增幅依次為白花杜鵑(80.00%)、羊躑躅(72.19%)、毛棉杜鵑(52.34%)和紅棕杜鵑(36.08%)、紅灘杜鵑(34.75%)。30℃脅迫時(shí)CAT活性增幅與其田間耐熱性表現(xiàn)一致,38℃脅迫時(shí)除紅灘杜鵑外,其它杜鵑CAT增幅也與其田間耐熱性一致。方差分析表明,5種杜鵑38℃與對(duì)照處理間均達(dá)到極顯著差異(P<0.01);30℃與對(duì)照處理間除白花杜鵑呈極顯著差異(P<0.01)外,其它均為顯著差異(P<0.05);38℃與30℃處理間除毛棉杜鵑、紅灘杜鵑呈顯著差異(P<0.05)外,其它3種杜鵑呈極顯著差異(P<0.01)。2.2.3復(fù)合保水性在不同種間環(huán)境質(zhì)量下的穩(wěn)定性5種杜鵑的APX活性均隨著脅迫溫度的升高而增強(qiáng)(表2)。30℃處理時(shí)除羊躑躅增幅略大(34.58%)外,其它4種杜鵑APX活性增幅均較小且種間差異不大;38℃處理時(shí)耐熱性較強(qiáng)的毛棉杜鵑增幅較大(達(dá)215.68%),耐熱性較弱的紅灘杜鵑增幅較小(137.42%),白花杜鵑、羊躑躅及紅棕杜鵑增幅居中,APX增幅與種間耐熱性強(qiáng)弱的關(guān)聯(lián)性較弱。方差分析表明,除毛棉杜鵑30℃與對(duì)照處理間差異不顯著(P>0.05)外,其它處理間呈極顯著差異(P<0.01)。2.3表1.2不同處理對(duì)灰認(rèn)為陰山帶植物葉片抗氧化酶系統(tǒng)的影響隨著脅迫溫度的升高,5種杜鵑葉片Pro含量均不斷積累(表3)。在30℃脅迫時(shí),Pro含量增幅相對(duì)較小,依次為紅棕杜鵑(44.06%)、紅灘杜鵑(37.43%)、毛棉杜鵑(31.00%)、羊躑躅(30.02%)和白花杜鵑(24.37%),其增幅與種間耐熱性呈負(fù)相關(guān)。在38℃重度脅迫時(shí),白花杜鵑、羊躑躅、紅灘杜鵑Pro含量大幅增加,而毛棉杜鵑、紅棕杜鵑增幅較小,尤其是由30℃上升到38℃時(shí)耐熱性強(qiáng)的白花杜鵑Pro增幅達(dá)106.96%,而耐熱性弱的紅棕杜鵑僅增加18.08%。方差分析顯示,羊躑躅、毛棉杜鵑、紅灘杜鵑在3個(gè)溫度間均呈顯著差異(P<0.01);白花杜鵑38℃與30℃、對(duì)照間達(dá)到極顯著差異(P<0.01),而30℃與對(duì)照間僅為顯著差異(P<0.05);紅棕杜鵑38℃、30℃與對(duì)照間達(dá)到極顯著差異(P<0.01),而38℃與30℃處理間為顯著差異(P<0.05)?？梢?在高溫脅迫下杜鵑花葉片能主動(dòng)積累Pro,并隨著脅迫程度的加重而增加,以減輕高溫對(duì)細(xì)胞膜的傷害;38℃重度脅迫時(shí),白花杜鵑Pro含量大幅增加、而紅棕杜鵑增幅較小,說明耐熱性強(qiáng)的種在重度脅迫時(shí)積累的Pro更多,滲透調(diào)節(jié)能力更強(qiáng),從而增強(qiáng)了植物對(duì)高溫的抵御能力。2.4過氧化質(zhì)量和電解質(zhì)外滲植物受到高溫脅迫時(shí),細(xì)胞內(nèi)自由基大量產(chǎn)生,進(jìn)而誘導(dǎo)H2O2等有毒物質(zhì)積累并直接或間接地啟動(dòng)膜質(zhì)過氧化作用,導(dǎo)致細(xì)胞膜受損和電解質(zhì)外滲。MDA是膜脂過氧化作用的最終產(chǎn)物,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化是細(xì)胞脂膜損傷程度的重要標(biāo)志之一。2.4.1主動(dòng)參數(shù)與種間熱穩(wěn)定性5種杜鵑葉片H2O2含量均隨著脅迫溫度的升高而增加(表3)。在30℃脅迫時(shí),H2O2含量增幅依次為紅棕杜鵑(64.59%)、紅灘杜鵑(38.29%)、毛棉杜鵑(18.35%)、羊躑躅(14.29%)和白花杜鵑(5.07%),其增幅大小與種間耐熱性呈負(fù)相關(guān)。38℃脅迫時(shí),白花杜鵑H2O2含量增幅較小(僅比對(duì)照增加37.14%),而紅棕杜鵑則大幅增加(比對(duì)照增加104.46%),其它3種杜鵑增幅居中且種間差異較小。方差分析顯示,毛棉杜鵑、紅灘杜鵑、紅棕杜鵑在3個(gè)溫度間均呈顯著差異(P<0.01);白花杜鵑38℃與30℃、對(duì)照間達(dá)到極顯著差異(P<0.01),而30℃與對(duì)照間差異不顯著(P>0.05);羊躑躅38℃與30℃、對(duì)照間達(dá)到極顯著差異(P<0.01),而30℃與對(duì)照間為顯著差異(P<0.05)。由此表明,高溫會(huì)誘導(dǎo)活性氧的大量產(chǎn)生,耐熱性弱的種H2O2增幅較大,植株受膜脂過氧化傷害較重,而耐熱性強(qiáng)的種H2O2增幅較小,受高溫傷害較輕。2.4.2不同溫度對(duì)0.1不同認(rèn)為油松林5種植物葉片膜脂過氧化作用的影響隨著脅迫溫度的升高,5種杜鵑葉片MDA含量均有不同程度的增加(表3)。2個(gè)高溫脅迫下耐熱性較強(qiáng)的白花杜鵑、毛棉杜鵑葉片MDA增幅均明顯小于耐熱性弱的紅棕杜鵑、紅灘杜鵑;羊躑躅雖然在2個(gè)高溫條件下MDA增幅均較大,但其絕對(duì)含量較低。方差分析顯示,白花杜鵑、羊躑躅、紅棕杜鵑在3個(gè)溫度間均呈顯著差異(P<0.01);毛棉杜鵑38℃與30℃、對(duì)照間分別達(dá)到顯著差異(P<0.05)和極顯著差異(P<0.01),而30℃與對(duì)照間差異不顯著(P>0.05);紅灘杜鵑38℃與30℃、對(duì)照間達(dá)到極顯著差異(P<0.01),30℃與對(duì)照間為顯著差異(P<0.05)?？梢?隨著脅迫溫度的升高,5種杜鵑MDA積累增多,細(xì)胞膜脂過氧化作用加重;耐熱性強(qiáng)的白花杜鵑、毛棉杜鵑MDA增幅小,表明其膜脂過氧化水平較低,細(xì)胞膜受損程度相對(duì)較小;而紅棕杜鵑、紅灘杜鵑在高溫脅迫、尤其是38℃重度脅迫時(shí)MDA大量積累,說明體內(nèi)膜脂過氧化水平較高,植株受害較重。2.55不同脅迫下不同采用不同林分參植物不同管理系統(tǒng)聚類分析植物受到逆境脅迫后,其生理變化錯(cuò)綜復(fù)雜并受多種因素的綜合影響,孤立地用某一種指標(biāo)表示這一復(fù)雜生理過程,難以真實(shí)地反映植物的抗逆性強(qiáng)弱,而運(yùn)用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)植物的抗逆性相對(duì)客觀和科學(xué)(王改萍等,2009)。采用數(shù)學(xué)分析的隸屬函數(shù)法對(duì)表2和表3中各指標(biāo)的耐熱系數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,分別計(jì)算30℃輕度脅迫和38℃重度脅迫時(shí)各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值,并對(duì)每種杜鵑各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加求其平均值(表4),綜合評(píng)價(jià)5種杜鵑的耐熱性強(qiáng)弱。表4可見,不同脅迫強(qiáng)度下,5種杜鵑的耐熱隸屬函數(shù)值排序有所不同,在30℃、38℃脅迫下其耐熱能力由強(qiáng)到弱分別為:羊躑躅>白花杜鵑>毛棉杜鵑>紅灘杜鵑>紅棕杜鵑,白花杜鵑>毛棉杜鵑>羊躑躅>紅灘杜鵑>紅棕杜鵑。除羊躑躅外,其它4種杜鵑耐熱能力排序相同,說明杜鵑種間對(duì)不同脅迫強(qiáng)度的耐受程度及生理響應(yīng)有一定差異。聚類分析也是植物抗逆性鑒定的常用方法。參照魯守平等(2007)的方法,對(duì)表2和表3中30℃、38℃脅迫下各生理指標(biāo)的測(cè)定值進(jìn)行歐氏距離系統(tǒng)聚類(圖1,圖2)。由圖1可見,30℃脅迫時(shí)在相似性系數(shù)5處可將5種杜鵑劃分為3類,其中毛棉杜鵑、紅灘杜鵑的歐氏距離接近,可劃分為一個(gè)等級(jí),白花杜鵑、羊躑躅可劃分為另一個(gè)等級(jí),而紅棕杜鵑單獨(dú)成為一個(gè)等級(jí)。在38℃脅迫時(shí),白花杜鵑、毛棉杜鵑聚為一個(gè)耐熱等級(jí)(圖2),羊躑躅、紅灘杜鵑聚為另一個(gè)耐熱等級(jí),紅棕杜鵑單獨(dú)成為一個(gè)耐熱等級(jí)。結(jié)果表明,不同高溫脅迫下聚類分析中一些杜鵑歸屬的耐熱等級(jí)略有不同:羊躑躅在30℃脅迫時(shí)劃分為耐熱能力強(qiáng)的等級(jí),而在38℃脅迫時(shí)為耐熱性一般的等級(jí);毛棉杜鵑在30℃脅迫時(shí)劃為耐熱性一般的等級(jí),而在38℃脅迫時(shí)上升為耐熱性強(qiáng)的等級(jí);白花杜鵑、紅灘杜鵑及紅棕杜鵑在2個(gè)高溫條件下其耐熱等級(jí)不變,系統(tǒng)聚類分析結(jié)果與同一溫度條件下的隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果相吻合。3討論3.1高溫脅迫與植物熱穩(wěn)定性逆境脅迫下,植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與清除平衡被打破,導(dǎo)致活性氧積累。SOD、CAT和APX是植物體內(nèi)清除活性氧的重要保護(hù)酶。SOD活性受Ο?2的誘導(dǎo),歧化Ο?2為H2O2和O2,生成的H2O2又誘導(dǎo)CAT等活性的增強(qiáng)。CAT主要清除葉綠體外的H2O2,SOD和CAT的共同作用把體內(nèi)潛在危害的Ο?2和H2O2轉(zhuǎn)化為無害的H2O和O2,并能減少·OH的形成(姬承東等,2007),而APX被認(rèn)為是葉綠體內(nèi)清除H2O2的關(guān)鍵酶。大量研究表明,高溫脅迫下保護(hù)酶活性誘導(dǎo)增強(qiáng),其活性大小與植物的耐熱性密切相關(guān)(姬承東等,2007;許桂芳等,2009;李敏等,2007)。本研究結(jié)果表明,30℃輕度脅迫時(shí)5種杜鵑SOD酶活性均有所增強(qiáng),但相對(duì)于其它保護(hù)酶,其活性增幅較小,可能與杜鵑花SOD酶對(duì)溫度逆境反應(yīng)不敏感有關(guān)(Wang等,2009);38℃重度脅迫時(shí)SOD酶活性均有不同程度的下降,可能是高溫誘導(dǎo)了活性氧的大量產(chǎn)生,加劇了細(xì)胞膜脂過氧化作用,從而抑制了SOD活性表達(dá),這一結(jié)果與張朝陽(yáng)等(2009)的報(bào)道一致。高溫脅迫下,5種杜鵑CAT酶活性均隨著溫度的升高而增強(qiáng),對(duì)清除活性氧、減輕高溫誘發(fā)的活性氧傷害有一定的保護(hù)作用,這一結(jié)果也與杜鵑花的其它逆境生理研究相似(Wang等,2009;鮑思偉,2005)。本研究還發(fā)現(xiàn),高溫脅迫下SOD、CAT活性變化趨勢(shì)與5種杜鵑的田間耐熱性表現(xiàn)呈正相關(guān),這進(jìn)一步說明耐熱性較強(qiáng)的杜鵑在高溫逆境下有相對(duì)較高的SOD、CAT活性,有利于體內(nèi)活性氧的清除和抵御高溫傷害;而耐熱性弱的種在38℃重度脅迫時(shí)SOD活性降幅較大、CAT增幅較小,清除活性氧的能力較弱,進(jìn)而加劇了膜脂過氧化傷害。高溫脅迫下5種杜鵑APX酶活性均增強(qiáng),特別是在38℃重度脅迫時(shí)大幅增加,有利于減輕活性氧的傷害,但其增幅與種間耐熱性的相關(guān)性較弱,故認(rèn)為APX不適宜作為杜鵑花屬不同亞屬的種間耐熱性鑒定指標(biāo)。3.2高溫脅迫對(duì)植物加快口南氣調(diào)溫度和穩(wěn)定性的影響高溫脅迫下,強(qiáng)烈的蒸騰作用導(dǎo)致植物水分虧缺是其高溫傷害的重要原因。因此,高溫脅迫下滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的提高對(duì)維持植物體內(nèi)水分平衡和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有重要意義。Pro是一種水溶性極強(qiáng)的氨基酸,作為溶質(zhì),可調(diào)節(jié)原生質(zhì)體與環(huán)境的滲透平衡、緩解細(xì)胞因脫水而引起的傷害。大量研究表明,高溫脅迫下耐熱性較強(qiáng)的種Pro積累較多,其含量高低可以作為植物耐熱性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)(姬承東等,2007;許桂芳等,2009;李敏等,2007;張朝陽(yáng)等,2009)。李忠光等(2010)發(fā)現(xiàn),熱激能提高玉米幼苗的Pro含量且其增幅與品種間耐熱性呈正相關(guān),并認(rèn)為Pro的積累能誘導(dǎo)APX、SOD及CAT等保護(hù)酶活性的增強(qiáng)。本研究表明,高溫逆境下5種杜鵑葉片的Pro含量均隨著溫度的升高而增加。30℃脅迫時(shí)耐熱性強(qiáng)的種Pro增幅小,耐耐熱性弱的種增幅大,可能是相對(duì)于耐熱性較強(qiáng)的種,30℃時(shí)脅迫程度較輕,故白花杜鵑Pro增幅最小,而對(duì)于耐熱性較弱的種在30℃時(shí)