干熱處理對(duì)茴香幼苗葉綠素含量和抗性生理的影響

秦立金，劉亞亞

（1.赤峰學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院；2.赤峰學(xué)院 農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1 引言

茴香，為傘形科草本植物.因含有茴香醚及茴香酮等揮發(fā)油而具有特殊香味.維生素C、胡蘿卜素及鈣等含量豐富.茴香種子香味更濃，常作調(diào)料或藥用，有溫肝腎、暖胃氣、散寒結(jié)的作用.茴香生長(zhǎng)期較短，耐寒耐熱，適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)合保護(hù)地四季均可栽培.北方露地栽培分為春、秋兩季.保護(hù)地生產(chǎn)元旦春節(jié)期間上市效益較高.

干熱處理是應(yīng)用在蔬菜種子上的一種物理處理方法[1-2].據(jù)報(bào)道，此方法能夠安全有效地處理葫蘆屬、茄果類、各種不同的砧木、十字花科等很多蔬菜的種子等，在傘形科上的應(yīng)用研究鮮有報(bào)道.

本試驗(yàn)以茴香種子為試材，采用干熱處理的物理方法，設(shè)計(jì)干熱處理溫度與時(shí)間的處理組合，通過(guò)對(duì)茴香幼苗葉綠素含量和抗性生理指標(biāo)的測(cè)定，篩選出最佳處理組合，為今后茴香大面積生產(chǎn)種植提供理論依據(jù).

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

茴香種子：荷蘭速生茴香，河北粒爾田種業(yè)有限公司

2.2 試驗(yàn)指標(biāo)及測(cè)定方法

2.2.1 葉綠素a、b含量的測(cè)定—分光光度法[3]

2.2.2 可溶性糖含量—硫酸蒽酮比色法[4]

2.2.3 脯氨酸含量—酸性茚三酮顯色法[5]

2.3 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)40℃、60℃、80℃3個(gè)干熱處理溫度，以常溫（25℃）為對(duì)照，干熱處理時(shí)間分別為2h、4h、6h、8h、10h、12h，共計(jì) 24個(gè)處理，每個(gè)處理100粒種子，每個(gè)處理3次重復(fù)，于2014年2月28日，將上述干熱處理的茴香種子浸種12h，置于25℃下的恒溫培養(yǎng)箱中催芽.

茴香田間種植試驗(yàn)于2014年4月14日進(jìn)行播種，采用干播法，一共24個(gè)處理，每個(gè)處理3重復(fù)，小區(qū)面積為50cm×50cm，2014年9月20日，測(cè)定茴香葉綠素含量和抗性生理指標(biāo).

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件.

3 結(jié)果與分析

3.1 干熱處理對(duì)茴香葉綠素含量的影響

葉綠素含量的多少與植物干物質(zhì)積累量有著密切關(guān)系.由表1～表3知，不同干熱處理溫度和時(shí)間，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量隨著干熱處理溫度和時(shí)間的增加，都呈先上升后下降的趨勢(shì).在干熱處理溫度時(shí)間為60℃、8h時(shí)，茴香植株的葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素總含量最多，這說(shuō)明在溫度時(shí)間為60℃、8h時(shí)光合作用最強(qiáng)，適宜茴香植株的生長(zhǎng).其中，60℃和80℃干熱處理的葉綠素a含量分別與CK達(dá)到0.01極顯著差異和0.05顯著差異.60℃干熱處理的葉綠素b含量與CK達(dá)到0.01極顯著差異.葉綠素總含量也在干熱處理60℃時(shí)，與CK達(dá)到0.01極顯著差異.

表1 干熱處理對(duì)葉綠素a含量的影響 單位：（mg/g）

表2 干熱處理對(duì)葉綠素b含量的影響 單位：（mg/g）

表3 干熱處理對(duì)葉綠素總含量的影響 單位：（mg/g）

3.2 干熱處理對(duì)茴香抗性生理的影響

3.2.1 對(duì)可溶性糖含量的影響

植物為了適應(yīng)逆境環(huán)境，如鹽脅迫、干旱，會(huì)主動(dòng)積累可溶性糖，降低滲透勢(shì)，以適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化，處于逆境下的植物，可溶性糖作為滲透調(diào)節(jié)保護(hù)物質(zhì)，含量往往升高.由表4可知，茴香植株中可溶性糖含量隨干熱處理溫度和時(shí)間的增加呈先上升后下降趨勢(shì)，說(shuō)明茴香植株可通過(guò)可溶性糖含量的增加進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，在干熱處理溫度為60℃時(shí)對(duì)逆境環(huán)境的適應(yīng)性最強(qiáng)，茴香的品質(zhì)較好.其中，60℃和80℃干熱處理的可溶性糖含量分別與CK達(dá)到0.01極顯著差異和0.05顯著差異.

表4 干熱處理對(duì)可溶性糖含量的影響 單位：（mg/g）

3.2.2 對(duì)脯氨酸含量的影響

脯氨酸含量的高低能反映植株生長(zhǎng)受抑制的程度.由表5可知，茴香植株中脯氨酸含量隨干熱處理溫度和時(shí)間的增加呈先上升后下降的趨勢(shì).在干熱處理溫度時(shí)間為60℃、6h時(shí)脯氨酸含量最多，說(shuō)明此溫度下，茴香植株抗性最強(qiáng).其中，60℃干熱處理的脯氨酸含量分別與CK達(dá)到0.01極顯著差異.

表5 干熱處理對(duì)脯氨酸含量的影響 單位：(μg/g)

4 結(jié)論與討論

4.1 干熱處理對(duì)茴香葉綠素含量的影響

葉綠素是光合作用中最主要的光合色素，對(duì)光能的吸收和利用起著重要的作用，所以葉綠素含量的多少與綠色植物光合作用的強(qiáng)弱息息相關(guān).本試驗(yàn)結(jié)果表明，在不同干熱處理溫度和時(shí)間下，茴香葉片葉綠素含量隨干熱處理溫度和時(shí)間的增加呈先上升后下降的趨勢(shì).葉綠素含量增加可能是由于不同干熱處理溫度和時(shí)間使葉綠素的合成受到刺激，葉綠素的生物合成加強(qiáng)，導(dǎo)致葉綠素的合成增多.葉綠素含量下降可能是由于較高干熱處理溫度和較長(zhǎng)時(shí)間使葉綠體的類囊體結(jié)構(gòu)遭到損傷，葉綠素的生物合成速度減慢，對(duì)應(yīng)葉綠素的降解速度加快，最終表現(xiàn)出葉綠素含量減少.

4.2 干熱處理對(duì)茴香抗性生理的影響

4.2.1 干熱處理對(duì)茴香植株可溶性糖含量的影響

糖類物質(zhì)是構(gòu)成植物體的重要組成成分之一，也是新陳代謝的主要原料和貯存物質(zhì).可溶性糖的含量常作為植物體內(nèi)的碳素營(yíng)養(yǎng)狀況重要指標(biāo)，并且可以了解和鑒定蔬菜品質(zhì)的高低.在逆境條件下，植物也會(huì)累積一些可溶性糖，降低植物的滲透勢(shì)和冰點(diǎn)，以此來(lái)度過(guò)逆境.本試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著干熱處理溫度和時(shí)間的增大，植物可溶性糖的含量先增加后減少.表明在一定的干熱處理溫度下，可溶性糖含量的累積對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，阻止細(xì)胞膜的分解，使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，提高細(xì)胞的保水能力，預(yù)防細(xì)胞嚴(yán)重失水.

4.2.2 干熱處理對(duì)茴香植株脯氨酸含量的影響

脯氨酸不僅作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，用于保持細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與環(huán)境的滲透平衡，防止水分散失，而且能保持膜結(jié)構(gòu)的完整性，增強(qiáng)蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)間的水合作用.植物處于一定的逆境條件下（水澇、干旱、寒冷、高溫、鹽漬等），體內(nèi)脯氨酸的含量明顯增多，反應(yīng)了植物的抗逆性增強(qiáng)，因此測(cè)定脯氨酸含量可以作為一項(xiàng)生理抗性指標(biāo)的研究.

本試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著干熱處理溫度和時(shí)間的增加，各處理的茴香植株脯氨酸含量先增加后減少.植株脯氨酸含量隨干熱處理溫度的增加先上升后下降，導(dǎo)致脯氨酸積累先增多后減少.脯氨酸累積增大，當(dāng)溫度達(dá)一定程度后，植物體內(nèi)磷酸脫氫酶活性降低或失活，脯氨酸累積減小.

綜上所述，通過(guò)對(duì)茴香植株葉綠素含量及抗性生理指標(biāo)的綜合分析，本試驗(yàn)篩選的最佳干熱處理溫度為60℃，干熱處理時(shí)間對(duì)于結(jié)果的影響不顯著.

〔1〕Kim D H,Lee JM.Seed treatment for cucumber green mottle mosaic virus(CGMMV)in gourd (Lagenaria siceraria)seeds and its detection[J].J Kor Soc HortSci,2000,41:16.

〔2〕Kim S M,Nam S H,Lee J M,et al.Destruction of cucumber green mottle mosaic virus by heat treatment and rapid detect ion of virus inactivation by RTPCR[J].Mol Cells,2003,16(3):338-342.

〔3〕張志良,等.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2009.58-60.

〔4〕張志良,等.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2009.209.

〔5〕李玲,等.植物生理學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.35.