低温逆境下两个抗寒性不同的核桃幼叶ca2+的亚细胞定位的变化

为揭示核桃的抗寒机理，研究了低温逆境下不同抗寒性核桃（juglansregial.）品种展叶期叶片细胞中第二信使ca2+的分布变化。试验材料为抗寒性较强的核桃品种‘哈特雷’和抗寒性较差的‘晋龙2号’展叶期1年生枝的顶端幼叶，将枝叶于1℃低温下分别水培处理3、12、24、48和72h，以未经低温处理的叶片作为对照，采用电镜细胞化学方法，定位观察叶肉细胞中的ca2+分布。结果表明，展叶期核桃幼叶细胞中ca2+主要分布于液泡和细胞间隙中，线粒体、叶绿体和细胞核中也有较多ca2+分布，基础细胞质中ca2+含量较少。1℃低温可使细胞质和细胞核中的ca2+浓度迅速升高，在低温处理24h时，抗寒性较强的‘哈特雷’细胞中游离ca2+浓度开始下降，处理72h时基本恢复到静息态水平，细胞超微结构变化不大，叶片无明显冷害症状；而抗寒性较差的‘晋龙2号’叶片的细胞质、线粒体及细胞核中ca2+浓度始终处于较高水平，到处理72h时细胞超微结构冷害明显，部分幼叶叶缘呈水浸状。可见，低温逆境下抗寒性较强的品种叶肉细胞质中出现短时间的ca2+高峰，随后能恢复到静息态水平；而抗寒性差的品种难以恢复，不能完成第二信使的信号传导过程，最终导致细胞和组织冷害。因此，低温逆境下能否恢复第二信使ca2+的稳定平衡与核桃的抗寒性密切相关。此外，低温处理12h后核桃幼叶的叶绿体被膜上普遍出现ca2+沉淀，推测此时叶绿体可能起着临时贮存ca2+的作用，以促进细胞质中ca2+浓度回落到静息态水平；线粒体可能也具有此作用。