不同分子量殼寡糖對黃瓜穴盤苗抗寒能力的影響

狄文偉

摘 要：為了探討不同分子量殼寡糖對黃瓜穴盤苗抗寒能力的影響，以黃瓜品種津旺707為試材，用分子量小于2000、小于3000、小于5000的殼寡糖配成1 毫克/升 、10毫克/升、50毫克/升、100毫克/升、200毫克/升溶液，分3次噴施黃瓜穴盤苗后，將其放置在白天15℃、夜間5℃的環境條件下培養3d；對幼苗的根系活力、葉片可溶性糖含量、丙二醛、脯氨酸等指標進行測定。實驗結果表明：T9（MW<3000，100毫克/升）處理在低溫下能較大幅度提高黃瓜穴盤苗根系活力、植株可溶性糖含量與脯氨酸含量，同時降低了植株體內的MDA含量；T9處理可明顯提高黃瓜穴盤苗的抗寒能力。

關鍵詞：殼寡糖；黃瓜穴盤苗；抗寒能力；植物生長調節劑

甲殼素又名甲殼質、幾丁質等，廣泛存在于低等動物，特別是節肢動物，如昆蟲、蝦、蟹等的外殼及低等植物、菌、藻類的細胞壁中，是一種天然的生物高分子，屬線性多糖類。甲殼素是一種可再生能源及工業原材料，它在自然界的產量僅次于纖維素；其脫N-乙酰基后即生成殼聚糖。甲殼素和殼聚糖均不溶于水，且不易被動植物吸收。殼寡糖（又稱寡聚氨基葡糖、甲殼低聚糖、β-1，4-寡聚葡萄糖胺），是通過甲殼素或殼聚糖降解而成，由3～10個單糖分子通過糖苷鍵連接而成。與甲殼素或殼聚糖比，殼寡糖水溶性好、功能作用強、生物活性高。殼寡糖應用于農業上，有調控植物生長發育、激活植物防御反應、殺菌防病等功能，可以提高作物產量、品質，并提高作物抗病性。

近些年，科研人員對殼寡糖對燕麥、油菜、小麥、煙草、水稻、茄子等作物幼苗的影響進行了一些研究。這些研究表明，殼寡糖能提高多種作物的抗病性，并有助于提高抗寒能力、葉綠率含量、光合速率等，還具有促進生長、控制徒長等作用。但是，有關不同分子量殼寡糖對黃瓜幼苗生長影響的研究報道較少，相關綜合性研究未見報道。本文研究了不同分子量殼寡糖對黃瓜穴盤苗抗寒能力的影響，此研究有助于為盡快將殼寡糖應用于黃瓜幼苗生產提供全面的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料、試劑、儀器

材料：黃瓜品種為津旺707，天津朝研種苗科技有限公司產商品種子，種子包裝日期為2014年9月。殼寡糖從濟南海得貝海洋生物工程有限公司購得，平均分子量（MW）分別小于2000、3000、5000。

試劑：乙酸乙酯，二水磷酸氫二鈉，磷酸二氫鉀，濃硫酸，2，3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC），蔗糖，蒽酮，均為國藥集團化學試劑有限公司生產。

儀器：尤尼卡7200分光光度計，TDL-40B型離心機，ALC-110.4型萬分之一電子天平，DNP-9082型電熱恒溫培養箱，游標卡尺。

1.2 試驗方法

2015年9月18日播種，50孔穴盤，穴盤大小為54厘米×27厘米，基質為德國Frota草炭與大粒珍珠巖按體積比4∶1混配。9月23日出芽，29日子葉展平真葉吐心作第一次處理，全株噴施。10月5日一片真葉時第二次處理。10月10日2葉1心時第三次處理。10月15日，2葉1心時作第四次處理。10月17日將處理放入光照培養箱，進行低溫處理；設定白天（8～20點）溫度15℃，光照12小時，夜間溫度5℃。10月21日進行取樣。

不同分子量的三種殼寡糖分別用蒸溜水配成濃度為1毫克/升、10毫克/升、50毫克/升、100毫克/升、200毫克/升溶液，即設T1（MW<2000，1毫克/升）、T2（MW<2000，10毫克/升）、T3（MW<2000，50毫克/升）、T4（MW<2000，100毫克/升）、T5（MW<2000，200毫克/升）、T6（MW<3000，1毫克/升）、T7（MW<3000，10毫克/升）、T8（MW<3000，50毫克/升）、T9（MW<3000，100毫克/升）、T10（MW<3000，200毫克/升）、T11（MW<5000，1毫克/升）、T12（MW<5000，10毫克/升）、T13（MW<5000，50毫克/升）、T14（MW<5000，100毫克/升）、T15（MW<5000，200毫克/升）共15個處理；用其噴施黃瓜穴盤苗，每個處理30株；另用清水設對照CK。每次噴施依葉片滴液為標準。真葉展平時開始噴施，每5天噴施一次（具體視天氣情況而定）。

1.3 測定項目與方法

根系活力用TTC法；葉片可溶性糖含量用蒽酮法；脯氨酸用茚三酮法；丙二醛用硫代巴比妥酸進行測定。

1.4 數據分析

試驗數據用Microsoft Excel進行作圖。

2 結果與分析

2.1 不同分子量殼寡糖對低溫下黃瓜穴盤苗根系活力的影響

由圖1可知，與CK相比，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗根系活力；同一分子量的殼寡糖，隨濃度增大，逐漸增強低溫下黃瓜穴盤苗根系活力。

2.2 不同分子量殼寡糖對低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量的影響

由圖2可知，與CK相比，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量。當MW<2000時，濃度越大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量提高越明顯。當MW<3000時，高濃度（大于50毫克/升，本試驗）殼寡糖可較大幅度提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量。當MW<5000時，規律不明顯。

2.3 不同分子量殼寡糖對低溫下黃瓜穴盤苗丙二醛含量的影響

由圖3可以看出，與CK相比，殼寡糖處理均能降低低溫下黃瓜穴盤苗葉片丙二醛含量。當MW<2000時，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片丙二醛含量越低，當濃度為200毫克/升時，丙二醛含量有所回升。當MW<3000時，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片丙二醛含量越低，當濃度為200 毫克/升時，丙二醛含量有所回升。當MW<5000時，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片丙二醛含量越低，當濃度大于100 毫克/升時，丙二醛含量有所回升。在15個處理中，T9（MW<3000，100毫克/升）處理丙二醛含量最少，其次為T4（MW<2000，100毫克/升）、T13（MW<5000，50毫克/升）。

2.4 不同分子量殼寡糖對低溫下黃瓜穴盤苗脯氨酸含量的影響

從圖4可以看出，與CK相比，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量。當MW<2000時，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量逐漸增高，當濃度為200毫克/升時，脯氨酸含量有所下降。當MW<3000時，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量越高，當濃度為200毫克/升時，脯氨酸含量有所下降。當MW<5000時，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量越高，當濃度大于100毫克/升時，脯氨酸含量有所下降。在15個處理中，T7（MW<3000，10毫克/升）、T8（MW<3000，50毫克/升）、T9（MW<3000，100毫克/升）處理脯氨酸含量最高。

3 結論與討論

實驗結果表明，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗根系活力；高濃度和大分子量的殼寡糖對低溫下黃瓜穴盤苗根系活力的提升更為明顯。當MW<3000時，高濃度（大于50毫克/升，本實驗）殼寡糖可較大幅度提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量。可溶性糖與脯氨酸均為滲透調節物質，在植物體內，二者含量的升高，表明細胞持水能力提高，能夠更好地保證植物細胞內生理生化過程的正常進行。植株體內可溶性糖與脯氨酸含量與抗寒抗逆能力有一定相關性；一般來說，二者含量高表明植物體抗寒抗逆能力高。本實驗結果表明，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量。但是，不同分子量殼寡糖、不同濃度時，對黃瓜穴盤苗脯氨酸含量的提高程度不同。在15個處理中，T7（MW<3000，10毫克/升）、T8（MW<3000，50毫克/升）、T9（MW<3000，100毫克/升）處理脯氨酸含量最高。植物遭遇冷害時，體內的自由基含量會升高，而自由基會使細胞膜發生過氧化反應進而破壞細胞膜；MDA是膜脂過氧化作用的主要產物之一，組織中MDA含量變化是反映植物遭遇低溫脅迫時細胞膜脂過氧化的一個重要指標。本實驗結果表明，不同分子量不同濃度的殼寡糖對低溫下黃瓜穴盤苗體內的MDA含量的影響不同；在15個處理中，T9（MW<3000，100毫克/升）處理丙二醛含量最少，其次為T4（MW<2000，100毫克/升）、T13（MW<5000，50毫克/升）。

綜合本實驗結果，T9（MW<3000，100毫克/升）處理在低溫下能較大幅度提高黃瓜穴盤苗根系活力、植株可溶性糖含量與脯氨酸含量，同時降低了植株體內的MDA含量，表明T9處理可明顯提高黃瓜穴盤苗的抗寒能力。

（責任編輯 李 薇）