3個秋菊品種瓶插過程中花瓣生理生化指標的變化

聶林杰，陳嘉婧，李睿，逯久幸，謝久鳳

(河南農業大學 a 林學院，b 生命科學學院，河南 鄭州 450002)

菊花(Chrysanthemum×morifoliumRamat)是多年生宿根花卉，品種超過20 000個，在切花和插花中有廣泛應用[1]。目前有關鮮切花的保鮮與衰老機理已有較多研究，如陳翠果等[2]研究了含硝普鈉的保鮮劑對香石竹切花莖水勢等生理指標的影響；景紅娟等[3]研究了含水楊酸和苯甲酸的保鮮劑對非洲菊切花的生理作用；劉雅莉等[4]研究了百合花不同發育期生理變化與衰老的關系；劉珊等[5]研究了含無機鹽的保鮮劑對洋桔梗切花的保鮮效應；閆海霞等[6]總結了月季衰老機理及影響保鮮的因素，探究了在植物衰老過程中保護酶的變化，保鮮劑的開發以及衰老生理的變化，而對于秋菊的切花與瓶插的衰老機制卻少有報道。本課題組前期研究了切花菊蕾期采后催花液以及植物激素對切花菊蕾期催花效果及生理效應的影響[7]，本實驗在此研究基礎上，以東海的月、春日劍山、國華強大3個生產和園林綠化中廣泛應用的秋菊品種為材料，研究其瓶插過程中花瓣生理生化指標變化，闡述影響花瓣衰老和觀賞品質的原因，為秋菊瓶插和切花應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

菊花品種東海的月、春日劍山、國華強大由開封市園林菊花研究所提供。3個秋菊品種的花期均為10—11月，株高為45～50 cm，花徑25～30 cm。東海的月為白色，平瓣類匙荷型；春日劍山為黃色，平瓣類疊球型；國華強大為紅色，匙瓣類疊球型，于外輪舌狀花伸展開時采切。

1.2 處理設計

采切后，運回實驗室后進行1 h復水，并對材料的葉子進行清洗，在去離子水中進行斜口剪切，然后進行瓶插處理。試驗于河南農業大學林學院中心實驗室進行，室內溫度(25±1)℃，濕度75%～85%，光照為(2 000±100) lx。置于人工氣候室中，室內溫度(25±1)℃，濕度75%～85%，光照為(2 000±100) lx。兩組處理：一組插于盛有蒸餾水(對照組，CK)的500 mL的三角瓶中，另一組插于2%蔗糖+200 mg·L-18-HQ瓶插液(處理組，T)中，每個處理3次重復，每個重復3枝切花，瓶插當天記為第0天，分別在第0、5、10、15天取花瓣進行生理生化指標測定。

1.3 測定項目與方法

可溶性蛋白質含量的測定參照李合生[8]考馬斯亮藍G-250染色法；丙二醛(MDA)含量的測定根據李合生[8]的方法；可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法，參考王學奎[9]方法；抗氧化酶活性測定參考王學奎[9]方法的測定方法，超氧化物歧化酶(SOD)活性測定采用氮藍四唑(NBT)法，過氧化氫酶(CAT)活性測定采用紫外吸收法，過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創木酚比色法。

1.4 數據處理

將測得的數據用Microsoft Excel 2010進行常規統計分析，用SPSS 22.0分析軟件對數據進行差異性、相關性等分析，用Excel 2010進行圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 瓶插期間丙二醛含量與相對電導率的變化

相對電導率以及丙二醛含量的變化可以反映出植物細胞受傷害程度。從圖1可以看出，國華強大瓶插當天的丙二醛含量最高，遠高于東海的月和春日劍山。瓶插初期，國華強大花瓣中的丙二醛含量迅速下降，第10天達最低水平，但仍高于同期東海的月和春日劍山；東海的月的丙二醛含量呈緩慢上升的趨勢，瓶插當天含量最低，瓶插末期最高，處理組和對照組分別是瓶插當天的2.10倍和1.66倍。處理組的丙二醛含量低于對照組，即在一定程度上延緩了瓶插菊花的衰老。隨著瓶插時間的延長，3個菊花品種的花瓣相對電導率均呈先降后升的趨勢。瓶插前期，東海的月、春日劍山花瓣的相對電導率變化趨勢基本一致，處理組降幅分別為80.4、84.6百分點，對照組分別為67.1、68.2百分點，處理組的相對電導率降幅明顯大于對照組。3個品種的相對電導率均于第10天達最低值，而后緩慢上升，處理組與對照組之間表現出一定差異。

圖1 瓶插期間花瓣中丙二醛含量(A)與相對電導率(B)的變化

2.2 瓶插期間可溶性糖含量及可溶性蛋白質含量的變化

瓶插期間，開花過程消耗了大量的營養物質。國華強大、東海的月兩個品種的可溶性糖含量均呈下降趨勢。疊球型的國華強大的可溶性糖含量下降幅度較大，達82.96%，而匙荷型的東海的月變化較小(34.17%)。處理組的花瓣可溶性糖含量的下降速率小于對照組，延緩了瓶插菊花的衰老，這可能與處理組花枝從瓶插液中吸取一定糖分有關。蛋白質含量的變化是花衰老過程中的重要標志，花瓣衰老過程中可溶性蛋白含量下降。如圖2所示，3個菊花品種可溶性蛋白質含量均呈下降趨勢。瓶插初期蛋白質含量緩慢上升，東海的月、春日劍山在第5天達到頂峰，然后急劇下降，后期變化比較平緩。國華強大處理組與對照組可溶性蛋白質含量初期緩慢上升，然后迅速上升，第10天達到最大值，為瓶插當天的2.94倍和3.47倍，隨后又迅速下降。

同一時間下不同小寫字母表示處理間的差異顯著(P<0.05)圖2 瓶插期間花瓣中可溶性糖含量(A)及可溶性蛋白質含量(B)的變化

2.3 瓶插期間抗氧化酶活性的變化

SOD、POD、CAT均為膜脂過氧化的保護酶，能夠清除植物體內的自由基，促使細胞膜透性減少，延長切花壽命。如表1所示，瓶插期間，東海的月與春日劍山花瓣中SOD、CAT活性均呈先降后升的趨勢，而國華強大抗氧化酶活性變化比較復雜。3個品種處理組抗氧化酶活性高于對照組，處理組CAT活性高峰向后推移，表明處理組有效地延緩了花瓣衰老。

表1 瓶插期間花瓣中抗氧化酶活性的變化 U·g-1·min-1

注：同列數據后不同小寫字母表示處理間的差異顯著(P<0.05)。

2.4 瓶插期間花瓣中花色素苷含量的變化

花色素苷屬于類黃酮類物質，是植物次生代謝產物之一[9]。如圖3所示，花色素苷含量隨花瓣衰老呈先升后降的趨勢，東海的月與國華強大處理組第10天時，花色素苷含量達最大值，后者是前者的2.3倍。而春日劍山處理組第15天時，花色素苷含量達最大值，對照第10天達最大值，說明瓶插液不僅延長花期，同時也提高觀賞品質。

圖3 瓶插期間花瓣中花色素苷含量的變化

3 小結與討論

細胞膜透性是細胞衰老的主要指標之一，丙二醛是衡量膜透性的重要指標，也是衡量細胞受傷害程度的重要指標。在開花和衰老過程中，丙二醛含量和膜相對透性迅速升高。菊花衰老過程中，東海的月的丙二醛含量一直處于上升趨勢，而春日劍山、國華強大先降后升。瓶插過程中國華強大丙二醛含量顯著高于其他兩個品種，這與在月季[6]上的研究結果一致?？扇苄蕴呛康母叩停从沉酥仓牦w內可利用態物質和能量的供應基礎。閆海霞等[6]對月季切花的研究結果表明，花瓣中可溶性糖含量隨著花的衰老而降低。本實驗中，春日劍山處理組可溶性糖含量曲折上升，其他2個品種均呈下降趨勢，瓶插初期，下降緩慢，后期可溶性糖含量迅速下降。花瓣中處理組可溶性糖含量遠高于對照組，是處理組花枝壽命長于對照組，觀賞性狀優于對照組的重要原因。

蛋白質是維系植物生命的重要的基礎物質，花瓣在衰老過程中，蛋白質含量迅速減少。這與馮志文等[10]在牡丹上的研究一致。本研究中，3個秋菊品種瓶插初期可溶性蛋白質含量緩慢上升，可能與開花進程有關，而后急速下降，伴隨著蛋白質的降解而衰老，衰老后期可溶性蛋白質含量基本穩定。SOD、CAT和POD等酶類是植物體內抗氧化酶系統的重要組成部分，菊花瓶插過程中，花瓣中SOD與CAT活性的變化趨勢比較一致。花枝在瓶插過程中，瓶插時間越長，POD活性越高。秋菊瓶插過程中花瓣的衰老是一個復雜的過程，是多種因素共同作用的結果。細胞膜透性、可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量以及抗氧化酶活性變化均與衰老密切相關。因此，可通過外源物質的使用降低膜脂過氧化程度，調節抗氧化酶活性以及營養物質的供給等途徑延長秋菊瓶插壽命，該研究為秋菊的切花應用提供了理論基礎。