低溫與GA3對大蒜氣生鱗莖可溶性蛋白質和脯氨酸含量的影響

何九軍 趙淑玲 王昱 王讓軍 楊小錄

摘要：為了解大蒜氣生鱗莖休眠特性解除過程中的生理生化變化情況，以大蒜氣生鱗莖為材料，分別用100、150、200 mg/L的GA3溶液浸泡氣生鱗莖12 h，然后置入4 ℃培養箱中處理0、7、14、21、28、35 d，測定可溶性蛋白質、脯氨酸含量。結果表明，各處理組大蒜氣生鱗莖蛋白質和脯氨酸含量隨處理時間的增加而總體呈先上升后降低趨勢，在培養28天時，含量相對較高。

關鍵詞：大蒜氣生鱗莖;低溫;GA3;可溶性蛋白;脯氨酸

中圖分類號：S643.3? ? ?文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1001-1463（2021）12-0052-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.12.012

Effects of Low Temperature and GA3 on Soluble Protein and Proline Content of Garlic Aerial Bulblets

HE Jiujun 1， 2， ZHAO Shuling 1， 2， WANG Yu 1， 2， WANG Rangjun 1， 2， YANG Xiaolu 1， 2

（1. College of Agriculture and Forestry， Longnan Teachers College， Chengxian Gansu 742500， China;2. Center for Research & Development of Longnan Characteristic Agro-bioresources， Chengxian Gansu 742500， China）

Abstract：In order to understand the physiological and biochemical changes of garlic aerial bulblets during dormancy feature release， the garlic aerial bulblets were immerged into different concentrations （100 mg/L， 150 mg/L， 200 mg/L） of GA3 for 12 hours， and exposed in an incubator at 4 ℃ for 0， 7 d， 14 d， 21 d， 28 d and 35 d. The contents of soluble protein and proline were determined. The results indicated the contents of protein and proline increased with the increase of treatment time.

Key words：Garlic aerial bulblets;Low temperature;GA3;Soluble protein;Proline

大蒜（Allium sativum L.）是百合科蔥屬植物的地下鱗莖。大蒜提取物大蒜素有多種活性，有抗菌以及加強免疫力的作用，可應用于殺蟲、調增味劑[1 ]，也具有保鮮作用[2 ]。趙軍蒼等[3 ]用濃度為5、10、20 mg/（kg·d）大蒜素對腦出血大鼠進行試驗，發現對大鼠血腦屏障通透性具有保護作用。

隴南徽成（徽縣、成縣）盆地種植大蒜歷史悠久[4 ]，2014年獲得國家地理標志認證，當地“三蒜”即頭年9月中下旬播種至春天的新鮮蒜苗、4 — 5月蒜薹及5月下旬的蒜頭是當地農民的重要收入來源之一。但在長期種植過程中選用自種自留的地下鱗莖（蒜瓣）繁殖，造成地下鱗莖病毒累加，導致黃葉、畸形等產品質量下降現象，經濟價值降低[5 ]。

大蒜氣生鱗莖俗稱玉珠、珠芽等。蒜薹頂端花苞內的鱗芽形成氣生鱗莖，且數量多萌芽率高[6 ]。由于氣生鱗莖是大蒜莖尖分生組織分化形成，病毒含量較少，可以用來作為蒜種進行繁殖。陳鋒等[7 ]用大蒜氣生鱗莖作為蒜種研究時發現，大蒜氣生鱗莖繁殖能力、抗病性、適應性強，產量增加明顯，從種植實踐來講，蒜種易獲得，周期短，經濟效益高。

大蒜采收后有一個生理休眠期，生理休眠期因品種而不同，大約持續20～75 d，隨后又進入被迫休眠[8 ]，低溫和赤霉素（GA3）均能打破大蒜的休眠[9 ]。大蒜氣生鱗莖和大蒜蒜瓣都具有休眠特性。我們通過4 ℃低溫和不同濃度GA3處理，測定了大蒜氣生鱗莖中可溶性蛋白和脯氨酸含量的變化，以探尋大蒜氣生鱗莖休眠特性解除過程中的生理生化變化規律，為當地大蒜種植提供理論依據。

1? ?試驗材料與方法

1.1? ?材料與儀器

用一年生“漢中蒜”氣生鱗莖為材料，由成縣店村種植基地提供。

供試設備有PHS-250-Ⅱ恒溫恒濕培養箱（上海躍進醫療器械有限公司）、5424型冷凍離心機（Eppendorf）、HH-S6數顯水浴鍋（金壇市醫療儀器廠）、L-500電動離心機（湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司）及發芽盒，試劑有GA3（國藥集團）、磺基水楊酸、冰醋酸、考馬斯亮藍-250等（均為分析純）。

1.2? ?試驗方法

用濃度為4 g/kg的KMnO4溶液將大蒜氣生鱗莖消毒30 min后用蒸餾水沖洗，然后用GA3溶液浸泡12 h（GA3濃度為：100、150、200 mg/L），將浸泡后的氣生鱗莖放入恒溫恒濕培養箱，溫度設置為4 ℃，濕度為70%，以蒸餾水處理為對照（CK）。A處理組為GA3 100 mg/L，B處理組為GA3 150 mg/L、C處理組為GA3 200 mg/L，處理時間分別為0、7、14、21、28、35 d。3次重復。

1.3? ?可溶性蛋白、脯氨酸含量的測定

分別于0、7、14、21、28、35 d測定可溶性蛋白含量、脯氨酸含量。剝去氣生鱗莖外的蒜皮，取肉質鱗莖進行測定。

可溶性蛋白質含量、脯氨酸含量測定參考王學奎[10 ]方法，略作改動。其中，蛋白質含量的測定采用考馬斯亮藍-250染色法，脯氨酸含量測定采用酸性茚三酮法[11 ]。

1.4? ?試驗數據統計方法

用 Statistics 23軟件統計分析數據，用比較平均值單因素Anova檢驗LSD及鄧肯法進行方差分析，獨立樣本T檢驗進行顯著性分析（0.05水平）。數據用平均值（Means）±標準差（SD）表示，用Origin 2018作圖。

2? ?結果與分析

2.1? ?低溫與GA3對大蒜氣生鱗莖可溶性蛋白質含量的影響

由圖1可以看出，在4 ℃低溫下，用不同濃度GA3（100、150、200 mg/L）處理對大蒜氣生鱗莖可溶性蛋白質含量有影響。隨處理時間的增加，各處理組可溶性蛋白含量總體呈先上升后降低趨勢，與劉淑嫻等[12 ]的研究結果相同。C處理組可溶性蛋白含量在第14天達到最高值（7.39 mg/g），第35天時可溶性蛋白質含量與CK相比差異顯著（P < 0.05）。從方差分析結果（表1）可以看出，在低溫處理下大蒜氣生鱗莖可溶性蛋白質含量有差異（P < 0.05），說明低溫和不同濃度GA3的處理對大蒜氣生鱗莖可溶性蛋白質含量有一定的影響，與低溫處理時間和GA3濃度呈正相關。

2.2? ?低溫與GA3對大蒜氣生鱗莖脯氨酸含量的影響

從圖2可以看出，在4 ℃低溫下不同濃度的GA3溶液（100、150、200 mg/L）處理大蒜氣生鱗莖，對脯氨酸的含量有影響。隨處理時間的增加， A、B、C 3個處理組的脯氨酸含量隨處理時間增加總體呈先增加后降低趨勢。處理后第28天，C處理組脯氨酸的含量最高，不同濃度GA3的脯氨酸含量與CK相比差異均極顯著（P < 0.01）。由方差分析（表2）可以看出，大蒜氣生鱗莖在低溫和不同GA3濃度處理下脯氨酸含量有顯著差異（P < 0.05），說明不同濃度GA3的處理對大蒜氣生鱗莖脯氨酸含量有影響較大。推測在低溫和GA3作用下，大蒜氣生鱗莖休眠的解除導致游離氨基酸的增加[13 ]。

3? ?小結與討論

大蒜的休眠機制極為復雜。Dong等[14 ]用高通量測序法對處于休眠期的大蒜鱗莖進行低溫破除休眠研究時發現，低溫處理中6 675個DEGs（與低溫相關的關鍵差異表達基因）表達上調，36 596個DEGs基因表達下調，說明控制休眠的基因較多。

本試驗在4 ℃低溫下用不同濃度GA3（100、150、200 mg/L）溶液處理大蒜氣生鱗莖，其可溶性蛋白質含量和脯氨酸的含量均隨處理時間的增加而呈先增加后降低。第35天 GA3濃度為200 mg/L處理的可溶性蛋白質含量與對照蒸餾水處理相比差異顯著，顯示低溫和不同濃度GA3的處理對可溶性蛋白質和脯氨酸的影響較大。在低溫和GA3的作用下大蒜氣生鱗莖的生理生化發生變化，誘導大蒜氣生鱗莖的呼吸作用加強;部分可溶性糖轉化成了蛋白質，后期導致可溶性蛋白質含量和脯氨酸的含量上升，氣生鱗莖體內活性物質增加，代謝趨于旺盛。蛋白質含量是植物體內物質代謝的一個重要理化指標[10 ]，是細胞內基因表達的產物，其含量可反映細胞內核酸代謝的變化，鱗莖中的所含可溶性蛋白越多，其休眠程度就越低，萌發越早[12 ]。值得注意的是，對照蒸餾水處理的可溶性蛋白質和含量脯氨酸含量的變化隨處理時間的增加而變化，推測4 ℃低溫能促進大蒜氣生鱗莖休眠的解除?？扇苄缘鞍踪|含量的增加，可能是4 ℃低溫和外源GA3調控了氣生鱗莖的基因表達，使其代謝活躍，進而使得基因產物的量增多，休眠過程被破除。

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（本文責編：陳? ?珩）