不同生育期烤煙煙苗對持續低溫的響應

黃建 馬占峰 王念磊 劉潤生 張海偉

摘要 采用室內低溫脅迫模擬試驗，研究了不同生育期煙苗在低溫條件下葉片生理生化變化。研究表明，不同生育期煙苗對低溫脅迫均產生一定響應，低溫處理下，所有處理的煙苗葉綠素含量均較對照降低，而可溶性糖含量、丙二醛含量、電解質滲透率均較對照增高，這是對低溫脅迫的生理響應機制。綜合來看，以6葉1心生育期的煙苗葉綠素含量降幅較小，且其他生理物質增幅較小，說明該生育期煙苗能夠更好地抵抗低溫脅迫。

關鍵詞 低溫;烤煙;生育期;生理特性;滲透調節物質

中圖分類號 S572 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）17-0046-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.17.013

Abstract The physiological and biochemical changes of flue-cured tobacco leaves at different growth stages under low temperature stress were studied in laboratory. The results showed that the seedlings of different growth stages had a certain response to low temperature stress. Under low temperature treatment， the chlorophyll content of all seedling ages was lower than that of the control， the contents of soluble sugar， malondialdehyde and electrolyte permeability were higher than those of the control， which was the physiological response mechanism to low temperature stress. The chlorophyll content of 6-leaf-1-heart seedling decreased little， and the other physiological substances increased little， which showed that the seedling could resist the low temperature stress better.

Key words Low temperature;Flue-cured tobacco;Growth stages;Physiological characteristic;Osmotic adjustment substance

近年來，為了培育適時、整齊和健壯的無病毒煙苗的烤煙壯苗，國內很多煙區開展了播種期和苗齡方面的研究[1-3]。由于煙苗移栽后在大田期容易受到低溫的影響，苗齡與低溫脅迫的關系研究也需要引起重視。研究表明，低溫脅迫下植物葉片活性氧大量產生，導致細胞膜的相變或氧化損傷[4]，極端低溫還會破壞細胞內環境的平衡，破壞植物正常的新陳代謝[5]。煙苗移栽后受到低溫寒潮侵襲時還會出現早花現象[6-7]，對煙葉生長及產質量造成較大的影響。駱啟章等[8]研究指出，煙草6～12片真葉時為低溫敏感階段。段雯等等[9]認為，不同苗齡的煙苗對低溫脅迫的敏感程度有較大差異。江西煙區早春氣溫偏低且多為寡照天氣，煙苗移栽后容易受到“倒春寒”等惡劣天氣影響[10]，對煙葉的品質影響較大。鑒于此，筆者以江西主栽烤煙品種云煙87為試驗材料，在光照培養箱條件下，研究不同生育期的煙苗對持續低溫的敏感程度，為優質烤煙大田生產中培育壯苗提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試烤煙品種為云煙87。育苗盤采用輕質泡沫塑料128 孔育苗盤。

1.2 試驗設計

低溫脅迫試驗在江西省煙草科學研究所實驗室進行。烤煙苗期前期培養在贛州市瑞金煙葉基地鋼架育苗棚內采用濕潤育苗方式，進行烤煙育苗專用肥于烤煙出苗后對水施入育苗池。待煙苗長出第 5、6、7、8 片真葉時分別選擇長勢均勻一致的煙苗 6 盤，運到江西省煙草科學研究所實驗室，每個生育期煙苗均分為2組，分別在光照培養箱內常溫（晝/夜25 ℃/10 ℃）和低溫（晝/夜11 ℃/6 ℃）條件下繼續培養4 d，光周期為12 h/12 h，箱內相對濕度為75%～80%。

1.3 測定項目與方法

在培養箱中放置 4 d后分別取樣，各處理選取代表性煙苗10株，自下向上取適量的第3～5片完全展開葉用于測定煙葉生理生化指標。其中超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑法測定[11]，過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法測定[11];參照王學奎[12]的方法測定丙二醛和可溶性糖含量;采用丙酮-乙醇（1∶1）混合浸提法測定葉綠素 a、b含量[13];采用電導儀測定相對電導率[13]。

1.4 數據處理 采用SPSS 20.0數據處理系統進行數據分析;采用Excel 2013進行表格的生成。

2 結果與分析

2.1 低溫對不同生育期煙苗葉綠素含量的影響 由表1可知，低溫對不同生育期煙苗的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均有顯著的影響，低溫條件下葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均顯著低于常溫對照。與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心和8葉1心4個生育期煙苗葉綠素a含量降幅分別為22.6%、16.5%、18.2%、22.3%，葉綠素b含量降幅分別為250%、17.1%、17.5%、18.3%，葉綠素總量降幅分別為23.2%、16.7%、18.0%、21.2%。由此可見，6葉1心、7葉1心煙苗葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總量比對照的降低幅度小，說明這2個生育期煙苗能更好地應對低溫帶來的傷害。

2.2 低溫對不同生育期煙苗可溶性糖含量的影響 由表2可知，低溫處理條件下可溶性糖含量均高于常溫對照。不同生育期煙苗對低溫的響應不同。與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心和8葉1心煙苗可溶性糖含量增加的幅度分別為58.3%、26.5%、26.9%、40.9%。由此可以看出，6葉1心、7葉1心生育期煙苗可溶性糖含量增幅較少，說明這2個時期煙苗能更好地適應低溫環境。

2.3 低溫對不同生育期煙苗丙二醛含量的影響

低溫條件下不同生育期煙苗的丙二醛含量均高于常溫對照（表3）。不同生育期煙苗對低溫的響應不同。與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心、8葉1心4個生育期葉片丙二醛含量增加的幅度分別為38.3%、29.7%、31.7%、32.8%，從丙二醛含量的增加幅度可以看出，6葉1心生育期煙苗丙二醛含量增加較少，說明這個時期煙苗更能適應低溫環境。

2.4 低溫對不同生育期煙苗電解質滲透率的影響 由表4可知，低溫處理條件下電解質滲透率均高于常溫對照。不同生育期煙苗對低溫的響應不同，與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心、8葉1心4個生育期葉片增加幅度分別為252%、20.1%、21.8%、22.4%，從電解質滲透率的提高幅度可以看出，6葉1心、7葉1心生育期煙苗電解質滲透率增幅較少，說明這2個時期煙苗更能適應低溫環境，其中以6葉1心煙苗表現最好。

2.5 低溫對不同生育期煙苗SOD和CAT 活性的影響 由表5可知，常溫下不同生育期煙苗的SOD、CAT 活性差異較小。低溫處理后，不同生育期煙葉保護性酶 SOD、CAT活性均較常溫對照有所降低。不同生育期煙苗對低溫的響應不同。與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心、8葉1心煙苗SOD活性分別降低7.7%、2.4%、5.3%、6.3%，CAT活性降低的幅度分別為12.8%、8.0%、8.9%、10.4%。相同低溫處理下，6葉1心煙苗保護性酶 SOD和CAT 活性較對照降幅較小。

3 討論

苗期低溫凍害、移栽后“倒春寒”是影響東南煙區烤煙生產和產質量的主要因素之一[14] 。壯苗移栽能夠有效降低低溫的危害，因此開展不同生育期煙苗對低溫的響應研究具有重要意義。研究表明，植物耐低溫是作物體內一系列生理生化過程綜合作用的結果，由多基因調控并受到外界環境的影響。丁紅映等[15]綜合多項研究指出，膜透性、丙二醛含量、質體色素及煙葉碳氮化合物含量均可作為鑒定作物耐低溫的指標。

研究表明，低溫會傷害植物細胞葉綠體，直接影響植物光合作用的光化學反應，導致葉綠素含量降低，光合產物運輸受阻后可溶性糖含量升高[16-18]。該研究結果表明，低溫對不同生育期的煙苗葉綠素含量和可溶性糖含量均有顯著影響，但不同生育期煙苗對低溫的敏感程度有所差異，6葉1心煙苗葉綠素含量降幅及可溶性糖含量增幅均小于其他生育期煙苗，表明該生育期煙苗受到低溫脅迫的影響相對較小。

細胞膜透性常常被作為測定植物抗寒能力的重要生理指標[19-20] 。研究表明，丙二醛含量和電解質滲透率可以反映細胞膜損傷程度[21] 。該試驗中，6葉1心煙苗葉片丙二醛含量的增幅較其他處理小，表明該生育期煙苗葉片細胞膜損傷程度較低，這與各處理煙苗葉片的SOD和CAT活性測定結果是相對應的。研究表明，植物在低溫脅迫下SOD、POD及CAT的酶活性會增加，增加的幅度與植物的抗寒性呈正相關[22]。該試驗中6葉1心煙苗保護性酶SOD和CAT活性較對照降幅較小。因此，該處理煙苗在低溫逆境下清除活性氧自由基的能力較強，降低了膜系統的氧化損傷和過氧化損傷，有助于煙草抵御低溫脅迫。

4 結論

不同生育期煙苗對低溫均有一定的響應，低溫處理下，煙苗葉綠素含量降低，可溶性糖含量、丙二醛含量、電解質滲透率均較常溫對照增高，這是對低溫脅迫的生理應對機制。綜合來看，以6葉1心生育期煙苗葉綠素含量降幅較小，而其他生理物質增幅較小，說明該生育期煙苗能夠更好地適應低溫。在江西煙區生態條件下，根據不同生育期煙苗對低溫的敏感程度，可為培育壯苗及調整大田移栽期和移栽方式提供理論依據。

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