外源物質(zhì)對大扁杏花器官抗寒能力的影響

李寧

(遼寧省林業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 沈陽 110000)

大扁杏屬薔薇科杏屬植物，有很強的適應(yīng)能力，耐旱耐寒，造林后管理容易，豐產(chǎn)期長，是我國仁用杏品種中的佼佼者，因仁大而扁得名[1]。近些年來大扁杏在我國遼寧省不少山區(qū)栽植比較廣泛，但是產(chǎn)量低且不穩(wěn)定等問題一直存在[2]，分析其原因，主要在于大扁杏在春季開花時間普遍比較早，因此花期容易遭受異常低溫天氣危害，表現(xiàn)為花粉粒發(fā)展緩慢、部分花器官凍壞，敗育花比例高，加上低溫也影響了林間昆蟲的活動，不利于正常的授粉受精，進而導(dǎo)致大幅度的減產(chǎn)，甚至絕收，嚴重制約著大扁杏的發(fā)展，因此迫切需要開展大扁杏花器官的抗寒能力研究[3]。

近些年來，我國在如何提高大扁杏花器官的抗寒能力方面開展了廣泛研究，主要集中在加強選育花期抗寒能力強的品種[1,4]、加強健身栽培管理[5]等方面。目前外源物質(zhì)在提高大田作物、園藝植物等抗寒性方面得到了較為廣泛的應(yīng)用[6-8]，由于激素是抗寒基因表達的啟動因子，植物的抗寒能力很大程度上取決于其體內(nèi)激素含量的動態(tài)變化[9]，因此生產(chǎn)中選擇的外源性物質(zhì)多為激素，常見的有水楊酸、脫落酸等。但是目前外源物質(zhì)應(yīng)用于大扁杏花器官抗寒性的研究較少[3,10]，這些研究中選擇了赤霉素、油菜素內(nèi)酯、2,4-D作為外源物質(zhì)，其他外源物質(zhì)的應(yīng)用效果還有待于進一步的研究。為了篩選出適合在遼寧地區(qū)大扁杏花期使用的外源物質(zhì)、提高其抗寒能力，特開展了此研究。

1 材料與方法

1.1 試驗地情況

試驗設(shè)在遼寧省朝陽市郊區(qū)一大扁杏果園內(nèi)(品種為龍王帽)，該果園2012年建園，目前大扁杏長勢良好，株行距4.5 m×6 m；果園內(nèi)的土壤pH值7.5，土壤較為瘠薄；氣候干燥，光照充足，四季分明，日溫差較大，降水量偏少(年均250～580 mm)，年均溫5～8 ℃。

1.2 試驗材料

試驗選擇的外源物質(zhì)有6種：硝普鈉(SNP，為NO的供體物質(zhì))、赤霉素(GA)、油菜素內(nèi)酯(BR)、氯化鈣、脫落酸(ABA)、水楊酸(SA)，均來源當(dāng)?shù)貓@藝公司市售；大扁杏花枝從果園內(nèi)長勢整齊、健壯、未發(fā)生病蟲害的樹上4個方向上隨機采集得到；此外還需要修枝剪、人工模擬霜箱(型號MSX-2F)、紗布等。

1.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)19個處理，6種外源激素分別安排3個濃度，以噴施等量清水作為對照，各處理依次為：SNP 0.2、0.4、0.6 mmol·L-1，GA 20、40、60 mg·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，氯化鈣500、1 000、1 500 mg·kg-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400、600 mg·L-1，噴清水。各處理重復(fù)3次，每個重復(fù)小區(qū)內(nèi)安排健康程度以及長勢一致的1年生花枝20支。

1.4 試驗方法

2019年4月1日(此時大扁杏處于現(xiàn)蕾期)從果園內(nèi)長勢整齊、健壯、未發(fā)生病蟲害的樹上東、南、西、北4個方向上隨機采集長勢一致的1年生花枝在實驗室內(nèi)進行水培。早、晚分別按照各處理設(shè)計的外源物質(zhì)及濃度對準(zhǔn)花枝噴施，噴施量以花枝、花瓣濕潤為度，連續(xù)噴2 d。之后將各處理的花枝轉(zhuǎn)移到人工模擬霜箱內(nèi)，模擬自然降溫的過程將溫度逐漸從室溫降低到0 ℃(1.5 h完成)，然后在1 h的時間再將溫度逐漸降到 -2 ℃，保持4 h，之后將各處理花枝全部取出，分別隨機取0.3 g的花器官混合均勻進行脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA) 、過氧化物酶(POD) 、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)等生理指標(biāo)的測量[8，9]。

1.5 測量的方法

丙二醛(MDA) 、脯氨酸(Pro)的測量分別采用硫代巴比妥酸比色法、酸性茚三酮法[11]，過氧化物酶(POD) 、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)等生理指標(biāo)的測量分別用愈創(chuàng)木酚法[4]、氮藍四唑光化還原法[12]、高錳酸鉀滴定法[13]。最后對各處理重復(fù)小區(qū)的數(shù)據(jù)取平均值進行分析。

2 結(jié)果與分析

通過對各種外源物質(zhì)處理下的大扁杏花器官對低溫脅迫時幾種重要生理指標(biāo)的情況進行測量統(tǒng)計分析，結(jié)果見表1。

表1 各外源物質(zhì)處理下大扁杏花器低溫脅迫下重要生理指標(biāo)分析

2.1不同外源物質(zhì)對低溫處理下大扁杏花器官膜通透性的影響

植物在低溫脅迫下，膜脂容易出現(xiàn)過氧化作用，分解產(chǎn)物之一即為丙二醛，其可以與一些大分子反應(yīng)，對細胞膜的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用[3]。因此，丙二醛濃度越低，說明植物體內(nèi)的抗寒能力越強，可作為一項衡量植物抗寒性的指標(biāo)[3]。由表1可知，在低溫脅迫處理下，各外源物質(zhì)處理后大扁杏花器內(nèi)的MDA含量均較噴清水的對照有所降低，其中降低幅度超過20%的處理有SNP 0.2、0.4 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400 mg·L-1，降幅分別為20.10%、23.99%、21.31%、28.53%、22.53%、28.93%、32.33%、30.06%、25.69%、23.58%。

2.2不同外源物質(zhì)對低溫處理下大扁杏花器官膜滲透調(diào)節(jié)能力的影響

面對外界的低溫脅迫處理時，植物體內(nèi)的脯氨酸等物質(zhì)有助于細胞的保水，對降低冰點比較有效，降低滲透勢，減輕低溫對細胞的危害[14]。因此，脯氨酸積累量比較多時有助于提高植物的抗寒能力[14,15]。由表1可知，各外源物質(zhì)處理對低溫脅迫下大扁杏花器內(nèi)脯氨酸的含量有不同程度的增加，其中增幅超過50%的有SNP 0.4、0.6 mmol·L-1，BR 1.6 g·L-1，ABA 20、40、60mg·kg-1，SA 200、400、600 mg·L-1，增幅分別為67%、83%、51%、68%、86%、71%、54%、78%、66%。

2.3不同外源物質(zhì)對低溫處理下大扁杏花器官保護酶活性的影響

植物膜脂過氧化防御體系主要的3種保護酶即為POD、SOD、CAT，這些酶的積累有助于植物體內(nèi)活性氧含量的相對穩(wěn)定[14-16]。根據(jù)表1可知，各種外源物質(zhì)的處理下大扁杏面對低溫脅迫時花器內(nèi)POD、SOD、CAT3種酶活性均有不同程度的增加；POD酶活性含量超過50 U·g-1·min-1的處理有SNP 0.2、0.4、0.6 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400、600 mg·L-1，增幅分別為76.0%、95.0%、65.01%、72.0%、85.0%、79.0%、62.0%、101.0%、74.0%、83.0%、75.0%、51.0%；SOD酶含量超過1500 U·g-1的處理有SNP 0.2、0.4、0.6 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200 、400、600 mg·L-1，增幅分別為28.5%、37.5%、22.1%、38.2%、47.5%、42.1%、24.2%、41.0%、32.6%、35.7%、41.8%、36.9%；CAT酶含量超過10 mg·g-1·min-1的處理有BR 1.6、2.4 g·L-1, ABA 20、40 mg·kg-1，SA 400 mg·L-1，較對照增幅分別為46.97%、41.04%、44.99%、51.06%、48.94%。

3 結(jié)論

為了比較不同外源物質(zhì)處理低溫脅迫下大扁杏抗寒力，特開展了此研究，結(jié)果表明，與噴水的對照處理相比，各外源物質(zhì)處理后大扁杏花器內(nèi)的MDA含量有所降低，其中效果比較好的處理有SNP 0.2、0.4 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400 mg·L-1，降幅分別達到20.10%、23.99%、21.31%、28.53%、22.53%、28.93%、32.33%、30.06%、25.69%、23.58%；外源物質(zhì)處理下大扁杏花器內(nèi)脯氨酸的含量有不同程度的增加，其中效果比較好的處理有SNP 0.4、0.6 mmol·L-1，BR 1.6 g·L-1，ABA 20、40、60mg·kg-1、SA 200、400、600 mg·L-1，增幅分別為67%、83%、51%、68%、86%、71%、54%、78%、66%；外源物質(zhì)處理下大扁杏花器內(nèi)的POD、SOD、CAT3種酶活性均有不同程度的增強，POD酶活、SOD酶活均以SNP 0.2、0.4、0.6 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400、600 mg·L-1幾個處理效果比較好；CAT酶活性以BR 1.6、2.4 g·L-1, ABA 20、40 mg·kg-1，SA 400 mg·L-1的幾個處理效果比較好。