脫落酸對棉花幼苗POD、SOD活性及MDA含量的影響

趙曉登　陳騰達　李玉帥　高方超　蔣佳琦　周巖

脫落酸作為一種重要的植物激素，對植物在脅迫環(huán)境中發(fā)揮抗逆性等調(diào)節(jié)行為具有非常重要的作用。本此試驗是以河南科技學院實驗室內(nèi)百棉1號為試驗材料，采用水溶液培養(yǎng)的方法：培養(yǎng)溶液中脫落酸（ABA）的施用濃度為20ppm，在加入ABA后的第12h、24h、36h、48h、60h分別進行采樣并測定樣品過氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性以及丙二醛（MDA）含量。結(jié)果表明：ABA加入后POD活性和SOD活性明顯提高，MDA的含量逐漸下降，進而與對照組的測定結(jié)果進行比對來論證外源ABA對棉花幼苗生理特性的影響。

棉花在我國是一種重要的國民經(jīng)濟作物，種植面積非常大。棉纖維主要用于紡織，能夠制成多種規(guī)格的紡織物，現(xiàn)如今民眾所穿戴的衣物，家具用布以及工業(yè)用布大多都是由棉花所制成的。棉花也是花蜜作物，為夏季秋季的蜜蜂提供大量優(yōu)質(zhì)的蜜源。其次，棉花也可以作為藥用作物，比如制作止血棉，酒精棉球等。幼苗期是棉花對環(huán)境最為敏感的時期，主要影響棉花植株高度和葉片數(shù)量，進而對產(chǎn)量造成影響。目前，由于環(huán)境因素造成的棉花幼苗期生長受限已經(jīng)成為棉花產(chǎn)量降低的主要因素。ABA又稱為休眠素，是一種重要的植物生長調(diào)節(jié)劑，對植物體的影響主要有：促進開花、促進氣孔關(guān)閉、影響植物的兩性分化、刺激單性結(jié)實的種子發(fā)育等。已有研究表明，干旱、高溫、鹽堿等逆境條件可以促進ABA在植物體內(nèi)的生物合成，并且效果相對顯著。本試驗研究外源施加ABA后百棉一號幼苗植株體內(nèi)SOD活性、POD活性、MDA含量的生理指標變化情況，論證ABA對棉花幼苗生理特性的影響，對于棉花在干旱以及鹽堿地區(qū)的種植、提高棉花產(chǎn)量以及進一步探究棉花的生長以及生理性狀具有很重要的現(xiàn)實意義。

1、材料與方法

（1）試驗材料及地點

試驗于2017年9月至12月在河南科技學院作物基因組學與遺傳改良實驗室進行，供試棉花品種為百棉一號。

（2）試驗設(shè)計

采用水培法培育棉花幼苗，篩選出長勢均勻良好的棉花幼苗100株，分別在10個水培箱中培養(yǎng)，放入25℃恒溫培養(yǎng)箱中，每天光照16h并通過攪拌水箱來保證水中的含氧量，期間定時換無菌水，在棉花幼苗第四片真葉葉面積普遍較大時，開始對實驗組外施ABA，在ABA施用后的第12、24、36、48、60小時5個時間點分別進行采樣，采集棉花幼苗的第三片或第四片真葉，之后立即保存在超低溫冰箱。樣品采集完成后進行各項指標測定。

（3）測定項目

對收集并進行低溫保藏的棉花幼苗真葉稱取0。3g，進行生理指標測定，測定項目包括SOD活性、POD活性、MDA含量。

（4）數(shù)據(jù)分析

用Excel軟件對ABA施加后棉花幼苗的各項生理指標進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計并作圖。

2、結(jié)果與分析

（1）ABA施加后棉花葉片POD活性的變化

ABA施加后棉花葉片在不同時間點POD活性的變化見圖1。

由圖1可知外源施加ABA后，試驗組棉花葉片POD活性整體上升高;對照組處于一個大致穩(wěn)定水平。試驗組：ABA施加后的24小時POD活性一直升高，24小時到達活性高峰，之后開始逐漸降低，48小時后開始趨于穩(wěn)定，但仍舊高于對照組水平。由此可知，合適濃度的外源ABA對棉花幼苗體內(nèi)POD活性有增強作用，并且隨著時間進行，ABA的影響力會逐漸減小。

（2）ABA施加后棉花葉片MDA含量的變化

ABA施加后棉花葉片在不同時間點MDA含量的變化見圖2。

由圖2可知外源施加ABA后，試驗組棉花葉片MDA含量整體下降;對照組處于一個大致穩(wěn)定水平。試驗組：ABA施加后的12小時MDA含量一直下降，12小時含量到達最低值，之后開始逐漸升高并趨于穩(wěn)定，但MDA含量仍低于對照組水平。由此可知，在棉花幼苗期外源施加合適濃度的ABA后棉花幼苗體內(nèi)MDA含量會有所下降。

（3）ABA施加后葉片SOD活性的變化

ABA施加后棉花葉片SOD活性的變化見圖3。

由圖3可知外源施加ABA后，試驗組棉花葉片SOD活性整體上升高;對照組處于一個大致穩(wěn)定水平。試驗組：ABA施加后的24小時SOD活性處于波動狀態(tài)，升高量較小，24小時后迅速升高，并于36小時到達活力峰值，之后開始緩慢降低，但仍舊高于對照組水平。由此可知，合適濃度的外源ABA對棉花幼苗體內(nèi)SOD活性有增強作用，在24小時后效果明顯，36小時后作用力減少。

3、結(jié)論與討論

有研究表明逆境之所以能夠?qū)χ参锏纳L產(chǎn)生影響，產(chǎn)生毒害性，實質(zhì)就是影響了植物體活性氧代謝的平衡。比如啟動了膜脂過氧化或者膜脂的脫脂作用來破壞膜的結(jié)構(gòu)，其他方面就是增加了活性氧的含量水平等。SOD和POD是植物細胞防御系統(tǒng)中2個重要的保護酶類，對于在好氧生物體內(nèi)防御活性氧傷害具有重要作用，植物抗逆性越強，保護酶對細胞的保護能力越強，是鑒定植物抗逆性的兩個重要指標。生物膜中的不飽和脂肪酸起有力的固定作用，如果發(fā)生了氧化作用，就會轉(zhuǎn)化成了自由基，結(jié)果就造成了生物膜中的不飽和脂肪酸含量大大降低，這樣的后果便是生物膜流動性降低。如果流動性發(fā)生了改變那么就會影響到生物膜的正常功能，隨即影響細胞的正常功能。丙二醛是細胞膜氧化的產(chǎn)物之一，它的含量能夠準確反映出反映膜脂的過氧化程度。此次試驗結(jié)果表明在棉花幼苗期以20ppm的濃度外源施加ABA后，三個抗逆性指標：POD、SOD活性增強，MDA含量降低，均指向抗逆性增強，并且效果明顯，可見合適濃度的ABA外源施加對棉花抗逆性具有增強作用，以期為棉花在生長期的外施試劑選擇以及棉花在干旱以及鹽堿地區(qū)的種植、提高棉花產(chǎn)量提供指導。

（作者單位：453003河南科技學院生命科技學院）