外源腐胺和精胺對弱光脅迫下黃瓜葉片可溶性糖含量的影響

徐心誠

摘要：以黃瓜品種中農118和冬棚豐冠為試驗材料，研究了外施腐胺和精胺對弱光下黃瓜葉片可溶性糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量的影響。結果表明：與自然光照對照相比，弱光下黃瓜葉片可溶性糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量降低；葉面噴施1 mmol/L腐胺與單純弱光處理相比，黃瓜葉片可溶性糖、蔗糖和果糖含量明顯升高，但葡萄糖含量下降明顯；施加外源精胺（0.3、0.9 mmol/L）后，果糖、葡萄糖、蔗糖以及可溶性總糖含量均有不同程度上升。

關鍵詞：多胺；弱光脅迫；黃瓜；可溶性糖

中圖分類號： S642.201 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0130-04

黃瓜（Cucumis sativus）也稱胡瓜、青瓜，屬葫蘆科植物，一年生草本植物。植株柔嫩，莖細長，有分枝，莖上生有分枝的卷須，藉此緣架攀爬。葉掌狀，大而薄，葉緣有細鋸 齒。花通常為單性，雌雄同株，瓠果。果面光滑或具白、褐或黑色的瘤刺。種子扁平，長橢圓形，種皮淺黃色。黃瓜果實性涼，味甘，具有清熱解毒、利水消腫和生津解渴的功效，主治五心煩熱、咽喉腫痛、風熱眼疾、濕熱黃疸、氣機郁滯等病癥。黃瓜在我國已有2 000多年的歷史，無論是過去還是現在黃瓜在我國蔬菜生產和消費中占有非常重要的地位[1]。黃瓜是我國普遍栽培的一種大眾化蔬菜，其適應性廣且產量高，備受人們青睞[2]。近年來，隨著我國設施園藝業的發展，日光溫室發展十分迅速，截至2002年年底，我國黃瓜栽培面積已達 125萬hm2，節能日光溫室面積約為17%，玻璃日光溫室約為2%[3]，因此，黃瓜的產量和品質對于“菜籃子工程”起著重要影響。

在我國冬春保護地黃瓜栽培中，弱光是影響黃瓜品質和產量的一個主要限制因素。所謂弱光是指環境光強持久或短時間顯著低于植物光飽和點，但不低于限制其生存的光補償點[4]。光照不足常影響其生長發育[5]，冬季溫室黃瓜生長若遇弱光，常使黃瓜生長停止、葉片反卷、漚根，嚴重時造成絕產[6]。目前弱光對黃瓜發育影響的研究已有報道，但在弱光條件下外施多胺對黃瓜可溶性糖含量的影響報道尚少。

生物體氮代謝過程中會產生一類物質，其為一類低分子量脂肪族含氮堿[7]，這種具有生物活性的物質稱為多胺。高等植物中的多胺主要存在于分生組織中，有助于細胞分裂、分化和防止衰老的作用，包括腐胺（putrescine，Put）、亞精胺（spermidine，Spd）、尸胺（cadaverine）和精胺（spermine，Spm）。腐胺是亞精胺和精胺合成的前體[8]，也是多胺生物合成途徑的中心。在一定程度上外施適量濃度多胺可以減輕鹽、滲透、高溫、低氧等逆境脅迫對植物的傷害。多胺參與了植物生長和發育的多種生理及生化過程[9-12]，并且也參與膜穩定性、滲透調節[13-18]等的調控，在植物對不良環境的適應中起到保護作用[14，18]，但多胺對植物耐弱光性的調節機制尚未闡明。本試驗以生產中主栽黃瓜品種中農118號和冬棚豐冠為材料，研究了外源腐胺和精胺對弱光下黃瓜葉片中可溶性糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量的影響，探討精胺對黃瓜耐弱光性的調節作用，以期為腐胺和精胺在冬季溫室黃瓜栽培上的應用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗所使用的黃瓜品種為中農118和冬棚豐冠。中農118由中國農業科學院蔬菜花卉研究所提供，冬棚豐冠由陜西西安三星種苗有限公司提供。

1.2 試驗設計

共設6個處理：（1）對照組，正常光照，記為CK；（2）弱光脅迫組，正常光照的25%；（3）弱光+Put處理組，在25%光照脅迫下，用1 mmol/L Put處理；（4）弱光+0.3 mmol/L Spm處理組，在25%光照脅迫下，用0.3 mmol/L Spm處理；（5）弱光+0.9 mmol/L Spm處理組，在25%光照脅迫下，用 0.9 mmol/L Spm處理。

處理方法：弱光脅迫組采用遮光率為75%的3針中密度型黑色遮陽網（新槐花卉園藝公司生產）覆蓋；Put和Spm處理組的遮光處理與脅迫組相同，同時采用葉面噴施法，每天噴施1次Put或Spm，噴施時加0.01%表面活性劑Tween-20，葉片正反面均勻噴施；對照組同時噴施等體積的水。每組處理重復3次。

測定：處理第9天，采用分光光度比色法測定各組黃瓜植株葉片中可溶性總糖、蔗糖、果糖和葡萄糖等的含量。

1.3 提取及含量測定

1.3.1 提取液的制備 將黃瓜葉片烘干，稱取50 mg干樣品粉末，倒入10 mL刻度試管，加入4 mL 80%乙醇，置于 80 ℃ 水浴振蕩保溫40 min，冷卻后于4000 r/min離心3 min（以離心效果為考量標準），收集上清液，其殘渣加2 mL 80%乙醇重復提取2次，合并上清液。在上清液中加入20 mg活性炭，80 ℃脫色30 min（脫色過程中搖動），定容至10 mL，過濾后取濾液即提取液。用該提取液分別進行可溶性總糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量的測定。

1.3.2 可溶性糖含量測定 采用蒽酮比色法[15]。取1 mL提取液，加入2.5 mL蒽酮試劑，在90 ℃下保溫15min，取出后迅速冷卻。由于可溶性糖能與蒽酮發生化學反應，產生藍綠色的復雜化合物，其顏色越深說明含糖量越高。該藍色化合物在620 nm波長處有最大吸收峰，利用這一特性進行D620 nm值比色測定。

1.3.3 蔗糖含量測定 采用蒽酮比色法，取1 mL提取液，加入25 μL 12 mol/L NaOH搖勻，100 ℃煮沸5 min，冷卻加蒽酮，80 ℃ 水浴10 min，冷卻，顯色10 min，測定吸光度D620 nm。

1.3.4 果糖含量測定 采用蒽酮比色法，取1 mL提取液，加入2.5 mL蒽酮試劑，40 ℃保溫10 min，冷卻，顯色10 min，測定吸光度D620 nm。endprint

1.3.5 葡萄糖含量測定 葡萄糖氧化酶專一性催化分子氧對葡萄糖的氧化，形成葡萄糖酸和過氧化氫。其中過氧化氫在過氧化物酶存在下和色原氫供體如鄰-聯茴香胺發生作用形成一種有色物質，可以進行比色測定[16]，加酶制劑30 ℃水浴保溫，酶液溫度平衡后加1 mL提取液，保溫5 min后加 5 mol/L 硫酸，測定吸光度D520 nm。

2 結果與分析

2.1 腐胺對弱光脅迫下黃瓜葉片可溶性糖含量的影響

由圖1可以看出，與CK相比，弱光脅迫處理后，黃瓜葉片中可溶性糖含量降低，中農118可溶性糖含量比CK降低54.4%，冬棚豐冠可溶性糖含量比CK降低35.4%；弱光+Put處理組中，中農118的可溶性糖含量比單純弱光脅迫組升高36.9%；冬棚豐冠的可溶性糖含量比單純弱光脅迫組升高4.1%。該結果顯示，Put可以使弱光脅迫下黃瓜葉片的可溶性糖含量升高。

2.2 腐胺對弱光脅迫下黃瓜葉片蔗糖含量的影響

由圖2可以看出，與CK相比，弱光脅迫組的黃瓜葉片中蔗糖含量降低，中農118的蔗糖含量比CK組降低了614%，冬棚豐冠的蔗糖含量比CK組降低了59.4%；弱光+Put處理組中，中農118的蔗糖含量比單純弱光脅迫組升高了134%，而冬棚豐冠的蔗糖含量比單純弱光脅迫組升高了17.3%。說明Put可以使弱光脅迫下黃瓜葉片的蔗糖含量升高。

2.3 腐胺對弱光脅迫下黃瓜葉片果糖含量的影響

由圖3可以看出，與CK相比，弱光脅迫組的黃瓜葉片中果糖含量明顯降低，中農118的果糖含量比CK組降低291%，冬棚豐冠的果糖含量比CK組降低28.4%；弱光+Put組中，中農118的果糖含量比單純弱光脅迫升高6.4%，冬棚豐冠的果糖含量比單純弱光脅迫升高14.9%。顯示Put可以使弱光脅迫下黃瓜葉片的果糖含量升高。

2.4 腐胺對弱光脅迫下黃瓜葉片葡萄糖含量的影響

由圖4可以看出，與CK組相比，弱光處理后，黃瓜葉片中葡萄糖含量降低，中農118的葡萄糖含量比CK組降低39%，冬棚豐冠的葡萄糖含量比CK組降低7.5%；弱光+Put組中，中農118的葡萄糖含量比單純弱光脅迫降低34%，冬棚豐冠的葡萄糖含量比單純弱光脅迫降低4.6%。說明Put使弱光脅迫下黃瓜葉片的葡萄糖含量降低。

2.5 精胺對弱光脅迫下黃瓜葉片果糖含量的影響

由圖5可知，與CK相比，弱光處理后，2個品種的黃瓜葉片果糖含量均明顯降低，中農118的果糖含量下降了226%，冬棚豐冠的果糖含量下降了25.6%。外源噴施0.3 mmol/L Spm后，中農118的果糖含量上升了了19.4%，冬棚豐冠的果糖含量上升了6.0%；外源噴施0.9 mmol/L Spm后，中農118的果糖含量上升了17.9%，冬棚豐冠的果糖含量上升了4.6%。

2.6 精胺對弱光脅迫下黃瓜葉片葡萄糖含量的影響

由圖6可知，與CK相比，弱光處理后，2個品種黃瓜葉片葡萄糖含量均降低，中農118的葡萄糖含量下降了28.4%，冬棚豐冠的葡萄糖含量下降了40.9%。外源噴施0.3 mmol/L

Spm精胺后，中農118的葡萄糖含量上升了14.2%，冬棚豐冠的葡萄糖含量上升了6.7%；外源噴施0.9 mmol/L Spm后，中農118的果糖含量上升了17.3%，冬棚豐冠的果糖含量上升了14.6%。

2.7 精胺對弱光脅迫下黃瓜葉片蔗糖含量的影響

由圖7可知，與CK相比，弱光處理后，2個品種黃瓜葉片蔗糖含量均顯著降低，中農118的蔗糖含量下降了59.2%，冬棚豐冠的蔗糖含量下降了40.6%。外源噴施0.3 mmol/L Spm后，中農118的蔗糖含量上升了10.3%，冬棚豐冠的蔗糖含量上升了3.9%；外源噴施0.9 mmol/L Spm后，中農118的果糖含量上升了3.6%，冬棚豐冠的果糖含量上升了32.1%。

2.8 精胺對弱光脅迫下黃瓜葉片可溶性總糖含量的影響

由圖8可知，與CK相比，弱光脅迫處理后，2個品種黃瓜葉片可溶性總糖含量均有明顯降低，中農118的可溶性總糖含量下降了43.4%，冬棚豐冠的可溶性總糖含量下降了250%。外源噴施0.3 mmol/L精胺后，中農118的可溶性總糖含量上升了22.4%，冬棚豐冠的可溶性總糖含量上升了87%；外源噴施0.9 mmol/L精胺后，中農118的果糖含量上升了2.3%，冬棚豐冠的果糖含量上升了5.5%。

3 結論

朱延姝等的試驗證明，干物質量對光照度反應較為敏感，在弱光這種不良環境條件下生長的植株的干物質質量均有不同程度下降；同時，凈光合速率的減弱直接造成了黃瓜生物學產量的明顯降低，并且間接造成了經濟學產量顯著下降[6]。黃瓜在光照溫室生長發育的過程中，首要環境影響因子是光照強度。本試驗同樣證實，弱光脅迫會導致黃瓜葉片中的可溶性糖含量降低。 然而，在本試驗中對弱光脅迫條件下的黃瓜葉面噴施腐胺后，對黃瓜葉片中可溶性糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量有明顯的影響，可溶性糖、蔗糖和果糖含量都有不同程度的升高，而葡萄糖含量分別降低了3.4%和4.6%。

在弱光條件下，中農118號和冬棚豐冠葉面噴施外源精胺后對黃瓜葉片中可溶性糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量的影響與精胺濃度有關，即在一定范圍內隨精胺濃度的增加，促進效應加強。由試驗結果分析還得出，在弱光脅迫下噴施精胺，可溶性糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量均是升高的。

多胺是植物對逆境脅迫響應的重要物質，可以抵消脅迫引起的負效應，以外源腐胺預處理可緩解弱光脅迫引起的傷害[10，18]。本試驗結果表明，與弱光脅迫相比，經外源腐胺處理后黃瓜葉片的可溶性糖都有不同程度的升高趨勢，這說明其對有弱光脅迫引起的傷害有緩解作用。在弱光脅迫條件下，外源腐胺緩解弱光影響的機制還不十分清楚，有待進一步研究。施加外源精胺預處理可緩解弱光脅迫引起的傷害。本試驗結果表明，與弱光脅迫相比，外源精胺處理后黃瓜葉片的可溶性糖都有不同程度的升高趨勢，說明精胺對弱光脅迫有緩解作用，其原因有待進一步研究。endprint

綜上所述，施加外源多胺后，對弱光脅迫下的黃瓜幼苗生長有一定的緩解作用，在大田生產中，可以通過施加外源多胺，將外源多胺作為一種弱光保護劑。

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