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本文以祁连圆柏(Sabinaprzewalskii)和圆柏(Sabinachinensis)幼苗为材料,研究了低温胁迫对圆柏属植物叶片亚细胞中脂质过氧化产物及抗氧化系统的影响,探讨其在亚细胞组分中的分布差异,并对所得数据进行差异显著性分析和多重比较,旨在筛选出能有效清除活性氧的亚细胞抗氧化系统,有助于理解常绿木本植物的抗冻适应机理,为克隆亚细胞组分中的抗氧化物质基因提供理论依据。研究结果表明: 不同温度(20℃、4℃、0℃和-6℃)下处理相同时间,在低温胁迫初期,圆柏属植物MDA含量剧烈增加,而在低温胁迫后期,MDA含量呈先降后升的变化趋势。相同温度下处理不同时间(4d、8d、12d、16d和20d),圆柏属植物亚细胞中MDA含量变化趋势为先升后降。另外,两树种相比,祁连圆柏亚细胞中MDA含量均较圆柏的含量低,且两种圆柏属植物亚细胞中MDA定位为叶绿体>线粒体>细胞溶质。 不同温度(20℃、4℃、0℃和-6℃)下处理相同时间,圆柏属植物抗氧化酶活性(SOD、POD、APX和GR)呈先升后降的变化趋势,且大多在4℃时达到最高值。然而,圆柏属植物CAT活性没有显著地升高,表明该酶对低温胁迫不敏感,不是主要的活性氧清除酶。相同温度下处理不同时间(4d、8d、12d、16d和20d),圆柏属植物抗氧化酶活性(SOD、CAT、APX和GR)的变化趋势均为先升后降。但是,POD活性变化趋势却是在低温胁迫后期明显升高,说明在低温胁迫初期,植物叶片POD活性比其余抗氧化酶响应缓慢,该酶在抗氧化防护系统中对逆境胁迫不敏感。此外,两树种相比,祁连圆柏亚细胞中抗氧化酶SOD、APX和GR较圆柏的高,而POD和CAT活性低于圆柏,且两种圆柏属植物亚细胞中SOD和APX定位为叶绿体>细胞溶质>线粒体,CAT定位为线粒体>叶绿体>细胞溶质,GR定位为线粒体>细胞溶质>叶绿体,祁连圆柏POD定位为细胞溶质>叶绿体>线粒体,圆柏POD定位为细胞溶质>线粒体>叶绿体。 不同温度(20℃、4℃、0℃和-6℃)下处理相同时间和相同温度下处理不同时间(4d、8d、12d、16d和20d),圆柏属植物抗氧化剂含量(ASA和GSH)均呈先升后降的变化趋势,这符合一般植物的应激性规律,即胁迫温度降低,亚细胞中抗氧化剂增多以清除活性氧,低温胁迫对抗氧化剂有一定的诱导作用,但随处理时间延长,叶片中抗氧化剂随之降低,表明过剩活性氧得以清除,植物对低温胁迫已产生了适应性。另外,两树种相比,祁连圆柏亚细胞中抗氧化剂ASA较圆柏的高,而GSH含量低于圆柏,且两种圆柏属植物亚细胞中ASA定位为叶绿体>细胞溶质>线粒体,GSH定位为线粒体>细胞溶质>叶绿体,ASA-GSH循环定位为叶绿体>线粒体>细胞溶质。 概括而言,低温胁迫下,两种圆柏属植物亚细胞中抗氧化物质大多表现为先升高后降低,这表明植物各亚细胞组分具有协调抗氧化防护的能力。此外,圆柏属植物脂质过氧化产物(MDA),抗氧化酶(SOD、APX和GR)及抗氧化剂(ASA和GSH)在亚细胞中分布差异达到极显著,说明脂质过氧化产物和抗氧化物质在各亚细胞中分布各不相同,且只有其中一种亚细胞中的抗氧化物质发挥主要保护作用,这为克隆亚细胞组分中的抗氧化物质基因提供了理论依据。但两种圆柏属植物抗氧化系统存在种间差异,祁连圆柏中清除活性氧的抗氧化物质(SOD、APX、GR和ASA)种类较圆柏的多,而MDA含量低于圆柏,表明祁连圆柏具有更广泛的低温适应性,比圆柏表现出更强的抗冷冻能力,这与其自然生存环境条件相一致。