水楊酸預處理對強光脅迫下草繡球幼苗生理特性的影響

耿曉東 周星宇 周英

摘要：以大花繡球、圓錐繡球幼苗為材料，采用噴施水楊酸（SA）的方法，比較不同濃度SA預處理對強光脅迫下草繡球幼苗的影響。結果表明，在SA濃度為0～1.75 mmol/L內，強光協迫下大花繡球、圓錐繡球分別施用SA 1.00、0.75 mmol/L 處理，其幼苗相對電導率、超氧陰離子（ O-2 · ?）產生速率、過氧化氫（H2O2）含量、丙二醛（MDA）含量相對最低，超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性相對最高;在同一SA濃度水溶液處理下，大花繡球幼苗相對電導率、 O-2 · ?產生速率、H2O2含量、MDA含量高于圓錐繡球，大花繡球幼苗SOD、POD、CAT活性低于圓錐繡球，SA預處理能有效增強這2個草繡球品種尤其是大花繡球的耐光性。

關鍵詞：草繡球;強光協迫;水楊酸;保護酶;大花繡球;圓錐繡球

中圖分類號：S685.990.1 ??文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）13-0188-03

草繡球[Cardiandra moellendorffii （Hance） Migo]為虎耳草科八仙花屬植物，別稱八仙花、紫陽花等，株型美觀、花團錦簇、花色豐富，觀賞價值和經濟價值較高，是市場上廣受歡迎的流行花卉[1]。草繡球具有較強的抗性，能適應多種多樣的栽培環境，很少感染病蟲害，既被廣泛用于園林綠化種植，也被用于室內盆花供應市場。植物的光合作用離不開光，在光合電子傳遞過程中，必然會產生光介導的活性氧[2]，而夏季光照過強，遠超過草繡球的光飽和點，易產生光抑制現象，甚至于造成植物光合器官不可逆轉的光氧化破壞。通常情況下，植物體內活性氧的產生和清除處于一種動態平衡狀態[3]，而在逆境條件下，這種動態平衡往往被打破，抗氧化系統清除活性氧的能力減弱，活性氧會大量積累，進而對植物的細胞造成傷害[4]。

草繡球屬喜陰植物，夏季強光會嚴重影響草繡球的生長、產量和品質，限制草繡球在園林綠化種植中的應用范圍，這已成為制約草繡球發展的主要因素之一，而如何提高草繡球的耐強光能力是當前草繡球生產上迫切需要解決的問題。水楊酸（salicylic acid，SA）是一種廣泛存在于植物體內、類似植物激素的酚類物質，能通過人工化學合成，具有無毒、廉價的優點，可以有效提高植物產生多種抗性[5-10]。本研究以大花繡球、圓錐繡球為材料，探討不同濃度SA預處理對草繡球細胞膜透性、活性氧自由基、保護酶活性及丙二醛（MDA）含量的影響，以明確SA提高草繡球幼苗耐強光的效果及其生理機制，為SA在草繡球生產中的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年4月在蘇州農業職業技術學院相城科技園花卉試驗基地進行，該基地位于31°25′N、120°36′E，屬北亞熱帶季風氣候區，四季分明，氣候溫和，雨量充沛，年均降水量 1 100 mm，年均溫15.7 ℃，年無霜期244 d。

1.2 試驗處理

剪取大花繡球、圓錐繡球的健康枝條，剪成6～8 cm的插穗，扦插到以泥炭土與珍珠巖按4 ∶ 6混勻作為基質的營養缽中，溫室內自然光照下常規培養;當插穗生長至具6張功能葉片時，從中選取生長狀況相對一致的幼苗，分別用0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75 mmol/L SA水溶液噴施幼苗葉面和葉背，以噴施蒸餾水為對照，以葉片滴水為準，早晚各噴施1次，連續處理4 d;將草繡球幼苗置于人工氣候箱內強光脅迫繼續培養5 d，光強為1 500 μmol/（m2·s），光照 12 h/d，溫度為25 ℃，相對濕度為75%;培養第6天，每處理隨機取草繡球幼苗6株，混合制樣，測定各項指標。

1.3 測定指標與方法

相對電導率采用電導儀法[11]測定;超氧陰離子（ O-2 · ?）產生速率參照王愛國等的方法[12]測定;過氧化氫（H2O2）、MDA含量參照劉俊等的方法[13-14]測定;超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性分別采用氮藍四唑（NBT）法、愈創木酚比色法、Kraus等的方法[15-17]測定。重復3次。

1.4 統計分析

采用Excel 2016、Sigmaplot軟件對試驗數據進行分析和繪圖。

2 結果與分析

2.1 SA預處理對強光脅迫草繡球幼苗細胞膜透性的影響

相對電導率是衡量細胞質膜穩定程度的重要指標。遭受逆境脅迫時，植物細胞膜通透性會增大，進而導致細胞內電解質外滲，相對電導率的大小可反映植物的抗逆性強弱[11]。由圖1可見，強光脅迫下，隨施用SA水溶液濃度的加大，大花繡球、圓錐繡球這2種草繡球葉片細胞相對電導率先迅速下降，并分別在SA濃度為1.00、0.75 mmol/L時相對電導率最低，分別僅為對照處理的37.9%、39.0%，后又逐漸上升;同一濃度SA水溶液處理下，大花繡球的相對電導率高于圓錐繡球。

2.2 SA預處理對強光脅迫草繡球幼苗活性氧自由基的影響

植物受逆境脅時會產生 O-2 · ?，對植物膜結構造成傷害[18]。H2O2具有強氧化性， O-2 · ?產生速率和H2O2含量是衡量植物逆境受損程度的重要指標。由圖2、圖3可見，強光脅迫下，隨施用SA水溶液濃度的加大，大花繡球、圓錐繡球這2種草繡球葉片細胞 O-2 · ?產生速率、H2O2含量先迅速下降，分別在SA濃度為1.00、0.75 mmol/L時達到最低，1.00 mmol/L SA水溶液處理的大花繡球 O-2 · ?產生速率、H2O2含量分別僅為對照的30.6%、28.2%，而0.75 mmol/L SA水溶液處理的圓錐繡球 O-2 · ?產生速率、H2O2含量分別僅為對照的33.3%、29.2%，后又逐漸上升;同一濃度SA水溶液處理下，大花繡球的 O-2 · ?產生速率、H2O2含量均高于圓錐繡球。

2.3 SA預處理對強光脅迫草繡球幼苗保護酶活性的影響

SOD、POD、CAT是植物在逆境脅迫時消除體內活性氧的重要酶，其活性高低與植物抗逆性強弱息息相關。由圖4、圖5、圖6可見，強光脅迫下，隨施用SA水溶液濃度的加大，大花繡球、圓錐繡球這2種草繡球葉片細胞3種保護酶活性先迅速上升，分別在SA濃度為1.00、0.75 mmol/L時達到最高，濃度為1.00 mmol/L SA水溶液處理的大花繡球SOD、POD、CAT活性分別為對照的9.6、3.4、1.9倍，濃度為 0.75 mmol/L SA水溶液處理的圓錐繡球SOD、 POD、 CAT活

性分別為對照的3.8、3.3、1.8倍，后又逐漸下降;同一SA濃度水溶液處理下，大花繡球的SOD、POD、CAT活性均高于圓錐繡球。

2.4 SA預處理對強光脅迫草繡球幼苗MDA含量的影響

膜脂過氧化會導致MDA的積累，其含量變化在一定程度上可以反映質膜受損程度。由圖7可見，隨施用SA水溶液濃度的加大，大花繡球、圓錐繡球這2種草繡球葉片細胞MDA含量先迅速下降，分別在1.00、0.75 mmol/L時含量最低，分別僅為對照的31.0%、35.4%，后又逐漸上升;同一SA濃度水溶液處理下，大花繡球的MDA含量高于圓錐繡球。

3 結論與討論

本研究結果表明，以不同濃度的外源水楊酸（SA）預處理大花繡球、圓錐繡球這2種草繡球扦插苗葉片，可明顯降低強光脅迫下其相對電導率、超氧陰離子（ O-2 · ?）產生速率、過氧化氫（H2O2）含量、丙二醛（MDA）含量，提高其超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性，這說明外源SA預處理草繡球扦插苗可有效防護強光脅迫導致的氧化損傷，維持較高的活性氧清除能力，保護草繡球葉片細胞膜，有效提高草繡球品種的耐強光能力，這與秦舒浩等的研究結果[9，19]一致。SA通過積累植物體內活性氧自由基來誘導植物進行輕度脅迫鍛煉，激活保護酶活性，維持較高的清除活性氧能力，降低膜脂過氧化程度和原生質膜通透性，進而增強植株對重度強光脅迫的抗性。

有關SA對保護酶活性的影響，研究結論不盡相同[20-21]。林忠平等認為，SA是通過降低CAT活性以實現植物體內H2O2、 O-2 · ?含量的積累，并通過抗性鍛煉來提升SOD等保護酶活性，進而增強植物的抗逆性[22]。吳楚等認為，外源SA能抑制SOD、CAT活性，提高POD活性[23]。本研究中，經SA預處理的2中草繡球品種在強光協迫下SOD、POD、CAT的活性均有明顯提高，這與張蕊等的研究結果[10]相似。這些研究結果的差異性可能是由于植物種類差異、SA濃度梯度選擇、處理時間及試驗環境等因素導致，有必要進一步深入研究SA對植物耐光性提升的作用機制。

另外，本研究發現，在同一SA濃度水溶液處理下，大花繡球幼苗相對電導率、 O-2 · ?產生速率、H2O2含量、MDA含量高于圓錐繡球，大花繡球幼苗SOD、POD、CAT活性低于圓錐繡球，說明SA預處理的大花繡球耐光性強于圓錐繡球，這為大花繡球的可擴大范圍種植提供了一定的理論依據。

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