第29卷第6期
2007年12月
冰川冻土
JOURNALOFGLACIOLOGY ANDGEOCRYOLOGY
V oI.29No.6
Dec.2OO7
文章编号:1000—0240(2007)06—0947—06
高山冰缘植物粗脂肪，可溶性糖和类黄酮
的含量变异与环境适应关系的研究
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刘艳红，安黎哲.～，郭凤霞.，徐世健.
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(1.中国农业科学院兰州兽医研究所家畜疫病病原生物学国家重点实验室，农业部畜禽病毒学重点开放实验室
甘肃兰州730046;2.兰州大学教育部干旱与草地农业生态重点实验室，甘肃兰州730000;
3.中国科学寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州730000)
摘要：以乌鲁木齐河源区3个植被垂直分布带的22种主要冰缘植物花期叶片为实验材料，分析了叶 片的粗脂肪，可溶性糖和类黄酮的含量.研究结果表明：同一植被带有些植物之间的这3种生理抗性
物质含量接近，有些植物的含量却存在显着差异，与植物自身的遗传特性和采取的生态对策有关.从
样品平均含量值的统计分析看，高山流石堆植被的粗脂肪，可溶性糖和类黄酮含量高于垫状和高山草
甸植被的含量,3个分布带植物的可溶性糖平均含量存在显着差异，类黄酮平均含量不存在显着差异.
多数高山冰缘植物积累高含量的粗脂肪，可溶性糖和类黄酮，提高了植物的抗冻和抗紫外线辐射的能
力，是植物适应冰缘环境的物质基础，这些生理抗性物质在含量上的差异说明可溶性糖是增加冰缘植
物抗冻性的关键物质.
关键词：高山冰缘植物；生理抗性物质；含量变异；环境适应
中图分类号:Q948.12文献标识码:A
0引言
对高山冰缘植物，低温代表着一个重要的环境
限制因子，是影响高山冰缘植物生长发育的一个决
定因素，温度通过对植物分子水平上的影响，使植
物的生理代谢发生变化，进而影响到整个生态系统
中初级生产的质和量.植物的抗寒抗冻性可以通过
冷驯化获得.对某些木本植物冷驯化[】]和草本植
物的越冬研究表明，在低温环境下，植物积累可溶
性碳水化合物[3]，有证据说明可溶性糖如蔗糖，棉
子糖类的寡糖可与热稳定蛋白结合，在低温胁迫忍
耐中起到防止蛋白和膜变性的决定性作用_4].但果
聚糖水平变化与试验植物抗冻性不直接相关[5].可
溶性渗透物质积累的原因可能是寒冷对生长限制大
于对光合作用的限制，这种积累是一种非功能型
的，是代谢中无法利用这些物质的结果，这是植物
受伤害的一种表现.另一种可能是这些物质作为一
种库，在环境变暖时为植物快速生长提供代谢物
质或为亚致死伤害后的恢复提供物质支撑[6]，这
是植物对环境适应的表现.目前我国对冰川冻融带
高山冰缘植被植物的生理生化抗性特征与环境适应
关系研究仅见少量报道[7.本文通过对乌鲁木
齐河源区高山冰缘植物的抗性生理物质含量变异与
环境关系的研究，进一步探讨植物生理生化变化与
高海拔低温环境适应的机制，为抗冻基因的克隆提
供科学依据.
1材料与方法
1.1实验材料
实验材料来源于乌鲁木齐河源区，按同一坡向
的3个植被垂直分布带采集22种主要冰缘植物花
期叶片.将不同植物归属在不同的海拔分布范围
收稿日期:2007—04—12；修订日期:2007—09—20
基金项目：国家自然科学基金项目(30470277)；甘肃省星火计划项目(5HS-066一A 一91—013—02)；甘肃省科技攻关项目(GS022一A41—045)
资助
作者简介：刘艳红(1966一)，女，重庆人，副研究员,2004年在兰州大学获博士学位，现主要从事动物病毒分子生物学和分子免疫学研究
E—mail:***************
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内.取样时尽量避免了除海拔高度差异外其它环境
因子对植物的影响.
1.2实验方法
可溶性糖含量采用改进的恩酮定糖法测定l1引.
粗脂肪用索氏(Soxhlee)抽提法测定.类黄酮的测
定按照Mireckieta1.E133方法，试验为3次重复,
数据取其平均值，进行统计学分析.
2结果与讨论
2.1粗脂肪含量分析
表1中可以看出,22种冰缘植物叶片的粗脂肪
平均含量为4.36%，变异系数为21.35.矮火绒
草含量最高，大拟鼻花马先蒿含量最低，二者含量
相差近2倍.不同种属的植物含量不同，含量较高
的植物有风毛菊，黑花苔草，裸茎金腰子和黄花夏
至草，含量较低的植物有高山离子芥，火绒草，嵩
草，珠芽蓼，高山葶苈和雪莲.根据样本平均数的
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差数的抽样分布检验，对5种倒石堆植物,4种垫
状植物和13种高山草甸植物叶片的粗脂肪平均含量进行了分析，从3个植被带植物的平均含量来看(见图la)，流石堆植被>；垫状植被>；草甸植被.流石堆植被与垫状植被的平均含量之间不存在显着差异(P>0.05)，而流石堆植被，垫状植被与草甸植
被之间，含量差异却具有显着意义(P<0.05).
这种差异与不同海拔造成三个植被带分布的植物优势种有关，草甸植被主要由禾本科植物组成，禾本
科植物的粗脂肪含量要低于非禾本科植物.韩发
等n研究了青藏高原高寒地区不同海拔高度矮嵩草叶片和茎的脂肪含量，其结果表明，高海拔地区
矮嵩草的脂肪含量比低海拔的高，而且含量随季节变化增加显着,7月中旬大坂山(海拔4000m)，金
羊岭(海拔3800m)，海北站(海拔3200m)盛草期
矮嵩草叶片和茎的脂肪平均含量<2.而笔者的
研究结果表明,22种冰缘植物开花期叶片的粗脂
肪最低含量(2.78)高于此值，根据海拔升高，气
温降低的原理和不同植物生长期代谢物质含量变化与分布规律，笔者认为冰缘植物开花期叶片保持高的粗脂肪含量与提高其抗冻性有关.
2.2可溶性糖含量分析
从可溶性糖含量平均含量来看，全区植物的可
溶性糖含量平均含量为14.93，变异系数为
36.29%，大于粗脂肪的变异系数(表1).矮火绒
草含量最高，柔籽草含量最低，二者含量相差近5
倍.统计学分析表明不同植物含量之间有的差异显
滚动车轮着，如矮火绒草与柔籽草，雪莲，火绒草含量之间
存在极显着差异(P<0.01)，但与同海拔的同科植
物黄头小甘菊比较，含量却相近，没有显着差异(P
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>0.05)，这种差异主要与植物物种有关.可溶性
糖含量高的植物有矮火绒草，厚叶美花草，黄头小
甘菊和四蕊山莓草，主要为流石堆植物和垫状植
物，其含量在20以上.中等含量的植物有珠芽
蓼，高山离子芥，山羊臭虎耳草，线叶嵩草，黑花
苔草，嵩草和大拟鼻花马先蒿，主要为草甸植物,
其含量在15%以上.柔籽草，雪莲和火绒草含量较
表122种冰缘植物花期叶片的粗脂肪值，可溶性糖
含量和类黄酮含量
Table1Contentsoffat.solublesugarandflaviods
ofleavesofthe22subnivalplantspecies
infloweringstage,
6期刘艳红等：高山冰缘植物粗脂肪，可溶性糖和类黄酮的含量变异与环境适应关系的研究949
图1冰缘植物3个植被带脂肪，可溶性糖和类黄酮含量比较
玻璃垫片
Fig.1Comparisonofthecontentsoffat,solublesugarandflaviodsofsubnival plantsamongthethreevegetationzones.
低，其含量在5～1O之间.与韩发等[1]的研究
结果比较，对同一生长期(花期)，同一海拔(3200
m)的冰缘植物线叶嵩草与大坂山矮嵩草的可溶性
糖含量进行比较，线叶嵩草可溶性糖含量
(14.93)高于矮嵩草(11.7)，这种差异可能是
由于冰缘植物更恶劣的生长环境造成的，如地温更
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