缺素環(huán)境對香椿芽苗菜硝酸還原酶活性及營養(yǎng)成分的影響

喬海濤 時(shí)桂英 徐建余 孫子岳

摘 要：以紅葉香椿為試材，在水培條件下研究了缺素環(huán)境對香椿芽苗菜硝酸還原酶活性及營養(yǎng)成分的影響。結(jié)果表明：與完全營養(yǎng)液相比，缺氮和缺磷明顯降低硝酸還原酶活性；缺素脅迫下，香椿芽苗菜可溶性蛋白質(zhì)、維生素C和可溶性糖含量均顯著降低；缺氮比缺磷對硝酸還原酶活性及營養(yǎng)成分的影響更大。

關(guān)鍵詞：香椿；硝酸還原酶活性；營養(yǎng)成分；缺素

中圖分類號(hào)：S644.406+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2016）05-0049-03

Abstract Using Toona sinensis sprouts as material， the effects of nitrogen-deficient and phosphorus-deficient on nitrate reductase （NR） activity and nutritional ingredients were studied under hydroponics culture. The results showed that compared with complete solution， nitrogen-deficient and phosphorus-deficient could both obviously decrease NR activity， soluble protein， vitamin C and soluble sugar contents. The effects of nitrogen-deficient on NR activity and nutritional ingredients were bigger than those of phosphorus-deficient.

Key words Toona sinensis； Nitrate reductase activity； Nutritional ingredients； Element-deficient

香椿（Toona sinensis）為楝科香椿屬落葉喬木，自古以來就是中國人喜食的山珍名菜，素有“黃金蔬菜”之稱[1]。香椿芽苗菜營養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、維生素C、糖、脂肪及粗纖維等。香椿芽苗菜還是一種傳統(tǒng)的藥用食材，具有治療腫瘤、腫脹和脫發(fā)等作用[2]。香椿芽苗菜可進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，具有栽培周期短，芽苗鮮嫩，一年四季可生產(chǎn)并滿足市場需求，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

香椿芽苗菜在發(fā)育過程中對生長環(huán)境因素的變化十分敏感，特別是缺素環(huán)境。本試驗(yàn)以紅葉香椿為材料，研究了缺素環(huán)境對香椿芽苗菜硝酸還原酶活性及營養(yǎng)成分的影響，旨在為香椿芽苗菜生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2014年10月中旬于淄博商廈遠(yuǎn)方有機(jī)食品開發(fā)有限公司生產(chǎn)基地收集成熟的紅葉香椿種子，清除雜質(zhì)，去翅，室溫下晾干，常溫貯藏越冬。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

2015年4月10日開始芽苗菜缺素生長試驗(yàn)。選擇均勻一致的種子，用50℃左右的溫水浸種20 h，之后撈出用濕毛巾包好置于25℃的恒溫箱中催芽，早晚翻動(dòng)噴水，待芽長到2 mm長時(shí)移入育苗盤內(nèi)發(fā)芽，當(dāng)胚根長出后，仔細(xì)清洗（下胚軸長約3 cm，無側(cè)根），轉(zhuǎn)移到Hongland營養(yǎng)液中預(yù)處理5 d，選取生長一致幼苗，移至不含氮或磷的Hongland營養(yǎng)液中進(jìn)行缺素處理，缺素Hongland營養(yǎng)液參照張志良[3]的方法配制，以Hongland完全營養(yǎng)液為對照（CK），每2天更換一次營養(yǎng)液，當(dāng)香椿芽苗菜長度達(dá)到15～20 cm時(shí)即可采收取樣，重復(fù)3次。選取上述香椿芽苗菜測定硝酸還原酶（nitrate reductase，NR）活性的動(dòng)態(tài)變化，每隔4 h采集一次，測定周期為24 h，開始時(shí)間為凌晨2∶00。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

取樣后進(jìn)行如下指標(biāo)的測定，硝酸還原酶活性采用磺胺比色法測定[4]，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法測定[5]，維生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定[6]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[5]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對香椿芽苗菜硝酸還原酶活性的影響

由圖1可以看出，2時(shí)到14時(shí)，不同處理的香椿芽苗菜中硝酸還原酶（NR）活性逐漸升高，14時(shí)到22時(shí)，NR活性逐漸下降，但總體情況是NR活性白天大于夜晚。與完全營養(yǎng)液相比，缺氮、磷的環(huán)境下，NR活性降低，并且缺氮對NR活性影響更大。這種變化是由于香椿芽苗菜在生長發(fā)育過程中，NR處于關(guān)鍵位置，是氮素代謝關(guān)鍵性酶，可被硝酸鹽所誘導(dǎo)，在缺氮環(huán)境中，體內(nèi)NR活性勢必降低。在缺磷環(huán)境中，NR活性也降低。

2.2 不同處理對香椿芽苗菜可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

由圖2看出，與完全營養(yǎng)液相比，在缺氮和缺磷環(huán)境中香椿芽苗菜可溶性蛋白質(zhì)含量均明顯降低，其中缺氮脅迫影響更大，可溶性蛋白質(zhì)含量比對照低75.37%，缺磷處理則低54.82%。氮、磷是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂和葉綠素的主要成分，在生命活動(dòng)中起重要作用，在香椿芽苗菜生長過程中，當(dāng)生長環(huán)境處于缺素脅迫時(shí)，勢必造成植株體內(nèi)可溶性蛋白含量降低。

2.3 不同處理對香椿芽苗菜維生素C含量的影響

從圖3可以看出，與完全營養(yǎng)液相比，在缺素環(huán)境中香椿芽苗菜維生素C含量明顯降低，并且缺氮處理對維生素C影響更大，比對照低44.53%，缺磷處理比對照低23.11%。維生素C參與植物代謝和呼吸系統(tǒng)，植株處于缺素脅迫時(shí)，植物代謝和呼吸降低，植株體內(nèi)含量勢必減少。

2.4 不同處理對香椿芽苗菜可溶性糖含量的影響

從圖4可以看出，與完全營養(yǎng)液相比，在缺素環(huán)境中香椿芽苗菜可溶性糖含量明顯降低，缺氮處理可溶性糖含量比對照低39.31%，缺磷處理比對照低15.95%，因此缺氮處理對可溶性糖含量的影響更大。香椿芽苗菜中可溶性糖含量與葉綠素含量、葉片成熟度密切相關(guān)，當(dāng)植株處于缺氮和磷脅迫時(shí)，植株呼吸作用和光合減弱，植株體內(nèi)糖含量減少。

3 結(jié)論與討論

植物芽苗菜生長受到各種環(huán)境因素的調(diào)節(jié)，溫度、光質(zhì)、pH值、預(yù)處理方式等均是芽苗生理性生長過程中的重要控制變量[7～10]。在植物氮代謝過程中， NR處于關(guān)鍵位置， 是植物氮素代謝作用中的關(guān)鍵性酶，它的活性不僅可以直接反映植物對無機(jī)氮的利用和同化能力，而且還間接地影響植物對硝酸鹽的吸收和積累能力，有關(guān)NR特性的研究在果樹上已有很大進(jìn)展[10～12]。由于NR與植物氮素吸收有密切關(guān)系，一直以來，NR與植物氮素營養(yǎng)關(guān)系的研究受到人們的關(guān)注。本研究結(jié)果表明，白天NR活性顯著比夜晚高；與完全營養(yǎng)液相比，缺氮、磷的環(huán)境下，NR活性降低，并且缺氮對NR活性影響更大。其原因是：一方面NR的活性受光調(diào)控，白天光合作用比較強(qiáng)，制造的光合產(chǎn)物較多，呼吸作用較強(qiáng)，引起NR活性明顯比夜晚強(qiáng)。另外，一定溫度范圍內(nèi)，溫度也能夠明顯影響酶的活性，白天溫度比夜晚高，酶的活性也就比夜晚高。另一方面在缺素脅迫下，生長代謝受到影響，勢必會(huì)降低NR活性。

氮、磷是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂和葉綠素的主要組成成分，還是某些植物激素（如生長素和細(xì)胞分裂素）、維生素（如B1、B2、B6、PP等）的成分，在生命活動(dòng)中起重要作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在缺氮、磷脅迫下，香椿芽苗菜可溶性蛋白質(zhì)、維生素C和可溶性糖含量均降低，并且缺氮影響更大，這種變化是由于在缺素脅迫下，香椿芽苗菜生長代謝受到影響，抑制了芽苗菜生長，降低了葉片中氮、磷及葉綠素含量，凈光合作用減弱不利于內(nèi)含物積累，長時(shí)間缺素脅迫與內(nèi)含物積累成負(fù)相關(guān)。綜上所述，香椿芽苗菜的工廠化生產(chǎn)過程中，避免缺素脅迫，有利于可溶性蛋白質(zhì)、維生素C和可溶性糖含量積累；上午6時(shí)左右或下午18時(shí)左右采摘，芽苗菜中亞硝酸鹽含量較低，有利于食用。

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