高溫逆境短期處理下大白菜苗期丙二醛和葉綠素含量變化

吳濤，董彥琪，原連莊，原讓花，肖艷

（河南新鄉市農業科學院，453003）

高溫逆境短期處理下大白菜苗期丙二醛和葉綠素含量變化

吳濤，董彥琪，原連莊，原讓花，肖艷

（河南新鄉市農業科學院，453003）

以4個大白菜早熟品種為試材，研究高溫下2葉1心期幼苗丙二醛和葉綠素含量變化。試驗結果表明，新早58丙二醛含量變化幅度小，耐熱性較強。

大白菜；苗期；高溫；逆境；短期處理；丙二醛；葉綠素

大白菜 （Brass campestrisL.ssp.pekinensis Olsson.）為喜冷涼蔬菜，有一定的耐熱性，耐熱能力因品種而異。近年來，隨著人民生活水平的提高，大白菜已成為人們全年喜食的蔬菜品種之一，但在高溫季節栽培的大白菜往往生長較弱，結球率低，葉球較小，病害較重。

一般將能夠在平均氣溫持續超過25℃的環境條件下正常發育而結成緊實葉球的大白菜稱為耐熱大白菜[1～3]。目前國內外關于大白菜耐熱性鑒定方法[4～10]和耐熱性生理生化指標的研究報道較多。其中生理生化指標有含水量[11]、束縛水和脯氨酸含量[12]、細胞膜透性和POD酶活性[13]、呼吸強度[14]、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和抗壞血酸過氧化物酶（ASP）活性[15]、CO2補償點和飽和點[16]、磷酸變位酶[17]、丙二醛[18]、葉綠素[8]等，但對大白菜生長發育過程中特定發育時期的生化特性的系統研究鮮有報道。本項目結合河南省大白菜生產情況，以幾個常見耐熱大白菜品種為試材，研究高溫短期處理2葉1心期幼苗葉片丙二醛、葉綠素含量以及葉綠素a/葉綠素b比值動態變化，為大白菜耐熱鑒定提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用早熟大白菜品種4個，分別是新早59、新早58（河南省新鄉市農業科學院），科萌夏秋王（山西科萌種業有限公司）和靚冠熱白菜（膠州市東茂蔬菜研究所）。試驗在河南省新鄉市農業科學院生物所人工培養箱（型號LRH-800-GSI）中進行。

1.2 試驗設計

2011年10月1日，將試驗材料播種于12 cm× 12 cm的營養缽中，微生物肥基質由山東省壽光市孫集工業園提供。每個處理重復3次，每個重復10株。試驗條件為溫度白天25℃，夜晚18℃，光周期14 h/10 h（光/暗）。待幼苗至2葉1心期，短期高溫逆境處理，試驗條件為溫度白天33℃，夜晚25℃，光周期14 h/10 h（光/暗）。分別在0（處理前）、1，3，5，7 d取0.5 g葉片，測定MDA含量。生長期內，每周澆1次Hoagland營養液，每天澆1次水。

1.3 丙二醛含量測定方法

參照Heath等[20]硫代巴比妥酸（TBA）法，并改進。取葉片0.5 g，洗凈、晾干、剪碎置于研缽中，加少量石英砂和2 mL水，研成勻漿，轉移到試管，再用3 mL水分兩次洗研缽，合并提取液。在提取液中加入5 mL 0.5%的硫代巴比妥酸溶液，搖勻。用試管夾夾住試管置于沸水中加熱10 min（自有小氣泡產生后計時），冷卻至室溫。冷卻后，離心15 min（3 500 r/min），取上清液，以5 mL 0.5%的硫代巴比妥酸5 mL蒸餾水為空白對照，分別測其在450，532，600 nm下的OD值，然后計算MDA含量。

1.4 葉綠素含量測定方法

參照徐邦發等[21]和劉絢霞等[22]的丙酮乙醇（2∶1）混合液浸提葉綠素法，并改進。取葉片0.5 g，洗凈、晾干，剪碎置于研缽中，加少量石英砂、碳酸鈣和3 mL 95%丙酮乙醇（體積比為2∶1）的混合液，研成勻漿。用95%丙酮乙醇（體積比為2∶1）混合液潤濕過濾紙，將提取液轉移到25 mL棕色容量瓶上過濾，再用5 mL 95%丙酮乙醇（體積比為2∶1）的混合液分3次洗研缽和研棒，合并提取液。待提取液過濾后，定容至25 mL，暗反應2 h。以4 mL 95%丙酮乙醇（體積比為2∶1）的混合液為空白對照，分別測出其在645 nm和663 nm下的OD值，然后計算葉綠素a/葉綠素b和總葉綠素含量。

1.5 數據處理

用Microsoft Excel統計分析數據、作圖，用DPS數據處理系統進行葉綠素a/葉綠素b方差分析。

圖1 高溫逆境短期處理下大白菜幼苗葉片丙二醛含量變化

圖2 高溫處理下葉綠素含量變化

2 結果與分析

2.1 丙二醛含量動態變化分析

從圖1可以看出，4個品種高溫處理前丙二醛含量不同，其中膠白夏抗王最高，新早59含量最低。33℃高溫處理后，4個品種中丙二醛含量均呈增加趨勢，其中膠白夏抗王上升較快，第3天達到最大值，然后趨于下降；靚冠熱白菜和新早59丙二醛含量上升幅度次之，新早58丙二醛含量上升最小。這表明，短期高溫處理下，新早58的丙二醛含量變化幅度較低，抗熱性較強；其他3個品種次之。

2.2 葉綠素含量動態變化分析

從圖2可以看出，4個品種高溫處理前（0 d）葉綠素總含量差異不大。33℃高溫處理后，葉片生長速度加快，1 d時葉綠素總含量與0 d時相比降低，隨后葉綠素含量逐漸增高；但變化趨勢不盡一致，新早58和膠白夏抗王趨于平緩，新早59和靚冠熱白菜不斷上升。進一步分析葉綠素a/葉綠素b的比值（表1），各處理0，1，3，5，7 d時的比值差異均不顯著。

3 結論與討論

高溫處理下，植物細胞內超氧自由基（O2-）、羥自由基（·OH）、丙二醛的產生與消除間的平衡被打破，造成O2-、·OH和丙二醛積累，引起膜蛋白與膜內脂的變化，從而改變了膜的透性，對植物造成高溫傷害。本試驗結果表明，常溫條件下和高溫處理以后的丙二醛含量都很低的品種才有可能是耐熱品種。不耐熱品種丙二醛含量在常溫下比較高，而且經過處理以后增加量也很大；中抗品種的丙二醛含量在常溫下可能較大，但是經過高溫處理以后增加不明顯。即將常溫下與高溫處理以后的丙二醛含量的變化量進行比較，或者利用高溫處理以后的丙二醛含量作為抗熱鑒定指標。所以高溫處理前后的丙二醛含量的升高程度符合耐熱性的特征，丙二醛含量作為耐熱性的篩選指標既有理論依據也有試驗依據，與李成瓊等[19]在甘藍上得出的結果相同。

表1 高溫處理下葉綠素a/葉綠素b變化情況

羅少波等[8]通過研究耐熱大白菜品種葉綠素含量與夏季自然高溫鑒定結果進行相關性分析，結果表明，葉綠素含量與高溫結球率之間沒有一定的相關性，所反映的耐熱性與田間鑒定結果沒有對應關系。陳廣等[7]、羅少波等[8]研究認為，高溫處理后葉綠素含量變化率不能反映大白菜品種的耐熱性，這與本文研究結相同，葉綠素a/葉綠素b不能反映大白菜品種的耐熱性。

綜上所述，高溫處理前后丙二醛含量變化可作為耐熱品種篩選指標，而葉綠素總量變化及葉綠素a/葉綠素b比值還不能作為耐熱品種篩選指標。本試驗所用品種中，新早58丙二醛含量變化較低，是耐熱性較好的大白菜品種。

[1]Opena R T,Lo S H.Genetics of heat tolerance in heading Chinese cabbage[J].Hort Science,1979,14(1):33～34.

[2]Opena R T,Lo S H.Breeding for heat tolerance in heading Chinese cabbage[C]//International Symposium on Chinese Cabbage.1.Thiwan:Shanhua,1981:489.

[3]張連宗.結球白菜耐熱性育種：夏季蔬菜生產改造研討會專輯[C].臺灣：臺灣省桃園區農業陡良場，1985：33-53.

[4]陳文，喬炳根，飛彈健一，等.大白菜耐熱性的簡易測定方法[J].上海蔬菜，1991（3）：30.

[5]陳廣，段建雄.部分大白菜品種耐熱性鑒定[J].中國蔬菜，1993（1）：33-35.

[6]吳國勝，王永健.大白菜熱害發生規律及耐熱性篩選方法的研究[J].華北農學報，1995，10（1）：111-115.

[7]陳廣，陶國華，徐家炳.早熟大白菜新品種“北京小雜56”[J].中國蔬菜，1989（4）：14-15.

[8]羅少波，李智軍，周微波，等.大白菜品種耐熱性的鑒定方法[J].中國蔬菜，1996（2）：16-18.

[9]楊麗薇，王景義，梁惠芬，等.早熟大白菜耐熱性鑒定技術[J].北方園藝，1996（6）：5-6.

[10]陳寶芳，鄭建利，孫竹波，等.夏大白菜耐熱性比較及主要性狀相關性研究[J].山東農業科學，2000（3）：20-21.

[11]Kuo C G,Tsay J S.Physiological responses of Chinese cabbage under high temperature[C]//International Symposium on Chinese Cabbage.1.Thiwan:Shanhua,1981:217-224.

[12]葉陳亮，柯玉琴.大白菜耐熱性生理研究Ⅱ.葉片水分和蛋白質代謝與耐熱性 [J].福建農業大學學報，1996，25（4）：490-493.

[13]吳國勝，曹婉虹.細胞膜熱穩定性反保護酶和大白菜耐熱性的關系[J].園藝學報，1995，22（4）：353-358.

[14]司家鋼，孫日飛，吳飛燕，等.高溫脅迫對大白菜耐熱性相關生理指標的影響[J].中國蔬菜，1995（4）：4-6.

[15]葉陳亮，柯玉琴，陳偉.大白菜耐熱性的生理研究III.酶性和非酶性活性氧清除能力與耐熱性[J].福建農業大學學報，1997，26（4）：498-501.

[16]艾希珍，張振賢，王紹輝，等.溫度對大白菜結球初期葉片光合特性的影響[J].山東農業大學學報，1998，29（3）：379-383.

[17]鄭曉鷹，吳國勝，王永健.磷酸變位酶遺傳表現與結球白菜耐熱性的關系[J].園藝學報，1998，25（3）：252-257.

[18]王志和，于麗艷，曹德航，等.短期高溫處理對大白菜幾個生理指標的影響[J].西北農業學報，2005，14（3）：82-85.

[19]李成瓊，宋洪元，雷建軍，等.甘藍耐熱性鑒定研究[J].西南農業大學學報，1998，20（4）：298-301.

[20]Heath P L,Parker L.Photoperoxidation in isolated chloropasts kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation[J].Arch Biochem,1986,125:189-198.

[21]徐邦發，徐雅麗.棉花葉片的葉綠素含量測定[J].塔里木農墾大學學報，1995，7（2）：29-31.

[22]劉絢霞，董振生，劉創社，等.油菜葉綠素提取方法研究[J].中國農學通報，2004，20（4）：62-63.

Changes of Malondiadehyd and Chlorophyll Content of Four Heading Chinese Cabbages(Brassica campestrisL.ssp.pekinensisOisson.)at Seedling Stage under Short-term High Temperature Condition

WU Tao,DONG Yanqi,YUAN Lianzhuang,YUAN Ranghua,XIAO Yan
(Xinxiang Academy of Agricultural Sciences,Henan 453003)

In the trial,we studied the malondialdehyde and chlorophyll content changes of four heading Chinese cabbage cultivars at the seedling stage under the high temperature condition.The results showed that the cultivar Xinzao 58 possessed the smallest changes of malondialdehyde content and strong heat tolerance.

Heading Chinese cabbage;Seedling stage;High temperature;Stress;Short-term treatment;Malondiadehyd; Chlorophyll

=42,ebook=47

10.3865/j.issn.1001-3547.2012.14.016

河南省科技成果轉化項目（112201110021）

吳濤（1975-），女，助理研究員，研究方向為蔬菜遺傳育種，E-mail：277300137@qq.com

原連莊（1961-），女，通信作者，研究員，研究方向為蔬菜遺傳育種，E-mail：yuanlianzhuang@163.com

2012-03-28