外源物質(zhì)引發(fā)處理對(duì)番茄幼苗耐冷性的影響

王玉昆等

摘要：以番茄品種金棚10號(hào)為試材，分別用0.3 mmol/L水楊酸（SA）、0.25 mmol/L亞精胺（Spd ）、0.5 mmol/L沒(méi)食子酸丙酯（PG）引發(fā)處理1 d，待幼苗長(zhǎng)至2葉1心時(shí)進(jìn)行低溫處理。結(jié)果表明，SA、Spd、PG 引發(fā)種子處理能顯著降低低溫脅迫下番茄幼苗細(xì)胞質(zhì)膜透性、MDA含量，提高可溶性糖、可溶性蛋白、葉綠素含量，增強(qiáng)幼苗耐冷性，其中以PG處理的效果最好。

關(guān)鍵詞：番茄；種子引發(fā)；水楊酸；亞精胺；沒(méi)食子酸丙酯；耐冷性；低溫脅迫

中圖分類(lèi)號(hào)： S641.201文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）02-0160-02

收稿日期：2014-03-31

基金項(xiàng)目：河北省科技計(jì)劃（編號(hào)：11230911D-13-04）。

作者簡(jiǎn)介：王玉昆（1963—），男，河北邯鄲人，副教授，主要從事植物生理生化教學(xué)與科研工作。E-mail： wykun063@126.com。

通信作者：趙敏，教授，主要從事植物生理生化教學(xué)與科研工作。E-mail：zhaomin616@163.com。番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）屬喜溫植物。在我國(guó)北方反季節(jié)栽培生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到短時(shí)低溫天氣，在低于15 ℃的氣溫條件下，番茄會(huì)發(fā)生發(fā)芽不齊、出苗緩慢、成苗率降低的現(xiàn)象。施用外源物質(zhì)提高果蔬抗冷性的研究已有許多報(bào)道，例如，低溫脅迫下，水楊酸（SA）浸種引發(fā)能提高黃瓜[1-2]、茄子[3]種子對(duì)低溫脅迫的適應(yīng)性，降低電解質(zhì)相對(duì)滲出率，增強(qiáng)抗氧化酶活性。亞精胺（Spd）、精胺（Spm）引發(fā)處理對(duì)增強(qiáng)低溫脅迫下茄子種子活性及幼苗耐冷性具有重要作用[3]。Spd引發(fā)處理能提高番茄幼苗抵抗鹽堿脅迫能力，有效緩解鹽堿脅迫傷害[4]。沒(méi)食子酸丙酯（Pr opy l Gallate，PG） 屬植物多酚化合物，是天然產(chǎn)物沒(méi)食子酸（3，4，5-三羥基苯甲酸）的重要衍生物，可從多種植物中提取得到，具有顯著的消除自由基能力，是一類(lèi)公認(rèn)的安全性較高的食品抗氧化劑，被廣泛用于食品、化妝品、醫(yī)藥制劑中[5-6]，PG對(duì)果蔬有保鮮作用[7]。但PG浸種處理對(duì)番茄種子萌發(fā)抗冷性的研究未見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究以番茄品種金棚10號(hào)（Jinpeng No.10）為試材，選用SA、Spd、PG 作為種子引發(fā)劑，在低溫脅迫下比較3種外源物質(zhì)對(duì)番茄種子活性及幼苗膜脂過(guò)氧化和保護(hù)酶活性等方面的影響，尋找新型外源物質(zhì)來(lái)提高番茄種子活性和幼苗的抗寒性，以期為番茄冬春育苗生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1材料與方法

1.1材料預(yù)處理

試驗(yàn)于2013年1—5月在河北工程大學(xué)農(nóng)學(xué)院進(jìn)行，供試番茄品種為金棚10號(hào)。

1.1.1種子引發(fā)處理選取飽滿、整齊一致的番茄種子，55 ℃溫湯浸種15 min，用蒸餾水沖洗干凈后吸水晾干，備用。將番茄種子分別用0.3 mmol/L SA、0.25 mmol/L Spd、0.5 mmol/L PG 溶液100 mL浸種1 d進(jìn)行引發(fā)，引發(fā)結(jié)束后用蒸餾水快速?zèng)_洗干凈，用濾紙吸干水分后備用。

1.1.2幼苗耐冷性試驗(yàn)取引發(fā)處理種子并進(jìn)行催芽，播于裝有基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)缽（8 cm×8 cm）內(nèi)，每缽1苗。溫室自然光照下培養(yǎng)，清水澆灌，待子葉展平后更換1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液澆灌（pH值為6.5±0.1，EC值為2.2～2.5 mS/cm）。當(dāng)幼苗長(zhǎng)至2葉1心時(shí)，將帶苗的營(yíng)養(yǎng)缽轉(zhuǎn)入人工氣候箱（RXZ-500D智能型，寧波江南儀器廠）內(nèi)培養(yǎng)，光照強(qiáng)度設(shè)定 300 μmol/（m2·s），光周期12 h/12 h，溫度28 ℃/18 ℃，相對(duì)濕度70%～75%，繼續(xù)澆灌1/2Hoagland營(yíng)養(yǎng)液。箱內(nèi)適應(yīng)2 d 后，在晝/夜溫度為15 ℃/10 ℃的條件下低溫脅迫3 d。然后隨機(jī)抽取20株幼苗測(cè)定生理生化指標(biāo)，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2測(cè)定指標(biāo)與方法

葉片質(zhì)膜透性用ORION TDS電導(dǎo)儀測(cè)定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定；葉綠素含量采用浸提法[8]測(cè)定。

2結(jié)果與分析

2.1SA、Spd、PG引發(fā)處理對(duì)低溫脅迫下番茄幼苗膜透性和MDA含量的影響

電解質(zhì)滲透率是反映植物受傷害程度的重要指標(biāo)，電解質(zhì)滲透率越高，植物受傷害越嚴(yán)重。從表1 可以看出，各處理番茄幼苗的電解質(zhì)滲透率隨溫度下降呈升高趨勢(shì)，但SA、Spd、PG 引發(fā)處理下電解質(zhì)滲漏率顯著低于低溫對(duì)照，說(shuō)明外源物質(zhì)的激發(fā)作用對(duì)保持幼苗細(xì)胞膜的穩(wěn)定性具有顯著效果，其中0.50 mmol/L PG 處理的質(zhì)膜損傷程度最低，說(shuō)明PG緩解低溫對(duì)番茄幼苗傷害的效果最好。

MDA是膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物，它的積累會(huì)加劇膜脂過(guò)氧化，導(dǎo)致質(zhì)膜透性加大，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外滲[4]。由表1可見(jiàn)，低溫脅迫下番茄幼苗的MDA含量隨溫度降低呈增加趨勢(shì)。與低溫對(duì)照相比，SA、Spd、PG引發(fā)處理顯著降低了低溫脅迫下幼苗MDA含量，表明適宜濃度SA、Spd、PG可以減輕低溫脅迫導(dǎo)致的幼苗膜脂過(guò)氧化程度，使被傷害的原生質(zhì)膜得到逐步修復(fù)，低溫冷害得到緩解，各處理對(duì)提高番茄幼苗抗冷性效果從好到差依次為PG處理>SA處理>Spd處理>低溫CK。

2.2SA、Spd、PG引發(fā)處理對(duì)低溫脅迫下番茄幼苗可溶性蛋白、可溶性糖含量的影響

可溶性糖是植物細(xì)胞的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量與植物抗冷性密切相關(guān)，含量越高，則抗逆性越強(qiáng)。由表2可見(jiàn)，與常溫對(duì)照相比，低溫脅迫下各引發(fā)處理的番茄幼苗葉片可溶性糖含量均顯著升高，但種子引發(fā)處理后幼苗可溶性糖含量顯著高于低溫對(duì)照，且PG處理>SA處理>Spd處理>低溫CK，說(shuō)明種子引發(fā)處理能夠提高幼苗的滲透調(diào)節(jié)能力。endprint

低溫脅迫抑制葉綠素的合成并促進(jìn)其降解，導(dǎo)致番茄幼苗葉綠素含量顯著下降，葉片失綠，因此葉綠素含量變化在一定程度上也能反映低溫對(duì)植物的傷害程度。由表2可見(jiàn)，與常溫對(duì)照相比，低溫脅迫下各引發(fā)處理番茄幼苗葉片葉綠素含量顯著下降，但PG、SA、Spd種子引發(fā)處理幼苗葉綠素含量顯著高于低溫對(duì)照，分別高36.84%、33.33%、30.70%，可見(jiàn)種子引發(fā)處理能顯著延緩葉綠素降解。

與常溫對(duì)照相比，低溫脅迫下各引發(fā)處理番茄幼苗可溶性蛋白含量明顯降低。但與低溫對(duì)照相比，PG、SA、Spd浸種處理后的幼苗可溶性蛋白含量明顯升高，表明PG、SA、Spd引發(fā)處理能促進(jìn)低溫條件下幼苗可溶性蛋白的合成，并延緩其降解，且0.50 mmol/L PG處理效果較好。

3結(jié)論與討論

在逆境脅迫下，生物膜會(huì)遭到不同程度損傷，而膜透性升高會(huì)導(dǎo)致一系列代謝變化，最終造成細(xì)胞死亡，因此膜透性升高是低溫傷害的重要標(biāo)志[9]。MDA是膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物，其含量可以反映膜脂過(guò)氧化程度。可溶性糖是環(huán)境脅迫條件下細(xì)胞內(nèi)部的保護(hù)物質(zhì)，其含量與多數(shù)植物的抗逆性呈正相關(guān)。低溫脅迫使植物葉片葉綠素含量下降，其含量下降越快，就越早呈現(xiàn)冷害癥狀[10]。本研究表明，低溫脅迫對(duì)番茄幼苗質(zhì)膜造成一定程度的傷害，致使膜透性和MDA含量呈逐漸增加趨勢(shì)，但種子引發(fā)處理使番茄幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量顯著降低，減輕了MDA對(duì)膜系統(tǒng)的傷害，且顯著提高葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量，延緩葉綠素降解。說(shuō)明適宜濃度SA、Spd、PG引發(fā)處理可緩解低溫脅迫對(duì)番茄種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的傷害，適宜濃度PG處理的效果優(yōu)于SA、Spd處理。

綜上所述，PG對(duì)種子引發(fā)處理可以緩解番茄種子及幼苗低溫脅迫的危害，該結(jié)果可能與其本身為多酚化合物具有顯著的抗自由基能力有關(guān)，當(dāng)PG進(jìn)入植物體后，參與清除體內(nèi)自由基的過(guò)程，從而防止膜脂過(guò)氧化。PG其他生理活性有待進(jìn)一步研究，其抗冷機(jī)理尚須進(jìn)一步探討。

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