不同溫度對大白菜葉綠素含量的影響

摘要研究了低溫和高溫下影響不同品種大白菜葉綠素a、葉綠素b、和葉綠素（a+b）積累差異的因素，分析了大白菜對溫度脅迫下葉綠素的適應能力。結果表明，15種大白菜在0℃前后，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素（a+b）含量差異不同，與品種有關。15種大白菜中有11個品種在溫度下降后葉綠素a含量減少，所有品種的葉綠素b在低溫條件下都有所下降。10種大白菜的葉綠素（a+b）含量在0℃后下降，5種大白菜的葉綠素（a+b）含量在0℃后上升。5個品種大白菜在高溫處理下，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素（a+b）含量變化趨勢不一致。該試驗為獅子頭大白菜的栽培、品種創制提供參考依據。

關鍵詞大白菜；溫度；葉綠素

中圖分類號S634.1"文獻標識碼A"文章編號0517-6611（2025）01-0035-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.008

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

EffectofDifferentTemperatureonChlorophyllContentofChineseCabbage

GU Yan ^""YIN" Lian ³， SUN Yu-dong ³ et" al

（1.HuaiyinInstituteofAgriculturalSciences，XuhuaiArea，Huaian，Jiangsu"223001;2.JiangsuTianfengSeedIndustryCo.，Ltd.，Huai’an，Jiangsu"223001;3."Huai’anKeyLaboratoryofFacilityVegetables，Huai’an，Jiangsu223001）

AbstractThisexperimentstudiedthefactorsaffectingthedifferenceofchlorophylla，chlorophyllb，andchlorophyll（a+b）accumulationindifferentvarietiesofChinesecabbageunderlowtemperatureandhightemperature，andanalyzedtheadaptabilityofChinesecabbagetochlorophyllundertemperaturestress."Thecontentsofchlorophylla，chlorophyllbandchlorophyll（a+b）of15kindsofChinesecabbageweredifferentundertheconditionof0℃，whichwasrelatedtothevariety.Thecontentofchlorophyllain11ofthe15varietiesofChinesecabbagedecreasedafterthetemperaturedropped，andthecontentofchlorophyllbinallvarietiesdecreasedatlowtemperature.Thecontentofchlorophyll（a+b）in10kindsofChinesecabbagedecreasedafter0℃，andthecontentofchlorophyll（a+b）in5kindsofChinesecabbageincreasedafter0℃.Thecontentsofchlorophylla，chlorophyllbandchlorophyll（a+b）in5varietiesofChinesecabbageweredifferentunderhightemperaturetreatment.Thisexperimentprovidesreferenceforthecultivationandvarietycreationof“lionhead”Chinesecabbage.

KeywordsChinesecabbage;Temperature;Chlorophy

基金項目江蘇省揭榜掛帥項目“江蘇地方特色‘獅子頭’大白菜種質資源創新與利用”（JBGS〔2021〕073）；江蘇省農業科技自主創新資金項目“江蘇十字花科地方特色蔬菜優異性狀基因挖掘與創新利用”（CX（21）2020）；淮安市基礎研究計劃（指導性）項目“淮安特色‘獅子頭’大白菜優異性狀挖掘與利用”（HABZ202327）；淮安市自然科學研究計劃聯合專項“淮安特色‘獅子頭’大白菜優異品質基因挖掘”（HABL202229）。

作者簡介顧妍（1989—），女，江蘇淮安人，助理研究員，碩士，從事蔬菜育種研究。*通信作者，副研究員，碩士，從事蔬菜育種研究。

白菜起源于我國，也是我國分布最廣、栽培面積最大的蔬菜作物之一^［1］。大白菜是十字花科蕓薹屬二年生草本植物。大白菜是葉用蔬菜，葉為產品器官，富含營養，在我國各地廣泛栽培，可周年供應^［2］。大白菜中富含葉綠素，對植物葉片呈色有一定影響。不同品種的大白菜不但在外形有所區別，在葉色上也有一定區別，有黃色、橘色、白色等。植物葉綠體色素主要有3類，分別為葉綠素、類胡蘿卜素和藻膽素。

葉綠素是植物進行光合作用的重要物質^［3］，也是植物的主要色素。葉綠素含量的降低，會影響植物葉片的顏色^［2］等。葉綠素含量以及葉綠素a和葉綠素 b 的比值是植物營養脅迫、光合作用能力和生長狀況的重要指示因子，對植物生理特性和抗性研究具有重要意義^［4］。

葉綠素生物合成過程中，如果溫度變化太大，葉綠素的合成就會受到影響。溫度主要是通過影響參與葉綠素合成過程酶的活性來影響葉綠素的合成。生物體內的各種酶起催化作用均需要一個適宜溫度范圍，溫度過高或者過低都會影響酶的活性，甚至使酶的活性喪失^［5］。大白菜生長發育過程中對溫度有嚴格的要求。高溫、低溫脅迫是目前限制大白菜生長發育、產量品質、引種推廣的主要因子^［6］。葉綠素提取方法有DMSO浸提法、丙酮乙醇研磨法、80%丙酮研磨法^［4］等。依據實際情況來選擇使用不同方法來提取植物葉片中的葉綠素，浸提法操作簡單，便于操作。研磨法步驟比浸提法煩瑣，需要進行研磨過濾等操作。植物體內葉綠素a 與葉綠素b 含量比例的變化會影響其對不同波長光的吸收效率。筆者研究不同品種大白菜在不同溫度下，影響葉綠素a、葉綠素b和葉綠素（a+b）積累差異的因素，分析大白菜對溫度脅迫下葉綠素的適應能力，為獅子頭大白菜的栽培、優質資源的篩選和新品種創制提供參考依據。

1材料與方法

1.1試驗時間與地點

試驗于2022年7—12月在江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所進行。

1.2試驗方法

試驗1：選定15種大白菜（表1）測定0℃前和0℃后的葉綠體色素含量。根據天氣預報選定測量日期。

試驗2：選擇5種大白菜進行高溫處理，分別是秋寶、淮黃7號、改良秋雜三號、北京橘紅心、紫裔。在光培養箱白天40℃16h，晚上30℃8h，分別在第0天、第2天、第4天、第6天、第8天和第9天測定大白菜葉綠體色素含量。大白菜編號對應名稱見表1。

葉綠體色素測定方法是80%丙酮提取法^［7］。稱取葉片0.1 g，加20 mL 80%丙酮，封口，放置于暗處24～36 h至葉片變白。于663、646、470 nm下比色（80%丙酮為空白對照）。

2結果與分析

2.1低溫處理對葉綠體色素含量的影響

0℃前，249葉綠素a含量最高，達0.112mg/g。0℃后，248號葉綠素a含量最高，達0.077mg/g。249在降溫前后的葉綠素a含量相差最大，降溫前0.112mg/g，降溫后0.061mg/g，相差0.051mg/g。降溫前后葉綠素a含量相差較大的有CK1、CK2、CK4。CK1相差0.032mg/g，CK2相差0.022"mg/g，CK4相差0.032mg/g。15種大白菜中有11個品種在溫度下降后葉綠素a含量減少，降溫能導致15種大白菜的大部分品種的葉綠素a含量下降。這11種大白菜分別是淮黃5號、淮黃6號、北京橘紅心、橘紅66、京秋4號、雞蛋黃、紫裔、淮陰小獅子頭、玲瓏黃012、春月黃、秋寶。243和249的葉綠素a含量有顯著差異（Plt;0.05）。240、242、244、245、246、247、CK3和CK4的葉綠素a含量無顯著差異（Pgt;0.05）（圖1）。

0℃前，249號葉綠素b含量最高，達0.199mg/g。在0℃后，248葉綠素b含量最高，達0.077mg/g，兩者相差0122mg/g。在0℃前后相差最大的是249，降溫前0199mg/g，降溫后0.061mg/g，相差0.138mg/g。15種大白菜的葉綠素b在低溫條件下都有所下降。低溫條件不利于15種大白菜葉綠素b積累。0℃前，243、249和CK1的葉綠素b含量有顯著差異（Plt;0.05）。0℃后，15種大白菜的葉綠素b含量無顯著差異（Pgt;0.05）（圖2）。

在0℃前，249的葉綠素（a+b）含量最高，為0.311mg/g，243的葉綠素（a+b）含量最低，為0.148mg/g，兩者相差0.163mg/g。在0℃后，248的葉綠素（a+b）含量最高，為0.199mg/g，241的葉綠素（a+b）含量最低，為0158mg/g，兩者相差0.041mg/g。0℃前，243、249和CK1的葉綠素（a+b）含量有顯著差異（Plt;0.05）。0℃后，246和248的葉綠素（a+b）含量有顯著差異（Plt;0.05）（圖3）。

15種大白菜中有10種大白菜的葉綠素（a+b）含量在0℃后下降，5種大白菜的葉綠素（a+b）含量在0℃后上升。10種大白菜的葉綠素（a+b）含量在0℃后下降分別是淮黃5號、淮黃6號、北京橘紅心、橘紅66、雞蛋黃、紫裔、淮陰小獅子頭、玲瓏黃012、春月黃、秋寶（圖3）。

2.2高溫處理對葉綠體色素含量的影響

2.2.1葉綠素a、葉綠素b和葉綠素（a+b）含量。

秋寶葉綠素a在第8天最高，達2.474mg/g，在第6天最低，為1.800mg/g，兩者相差0.674mg/g。經過9d的高溫處理，第9天低于第0天。秋寶葉綠素b在第8天最高，達0.898mg/g，第2天最低，為0.634mg/g，兩者相差0.264mg/g。第9天低于第0天。秋寶在第8天葉綠素（a+b）含量最高，為3.372mg/g，第6天葉綠素（a+b）含量最低，為2.449mg/g，兩者相差0.923mg/g。第9天低于第0天（圖4）。

淮黃7號葉綠素a含量在第8天最高，達1.855mg/g，在第4天最低，為1.473mg/g，兩者相差0.382mg/g。經過9d高溫處理，第9天高于第0天。第0～6天變化幅度較小，呈第8天上升、第9天下降的變化趨勢。淮黃7號葉綠素b含量在第9天最高，達0.684mg/g，在第0天最低，為0.469mg/g，兩者相差0.215mg/g，第9天高于第0天。淮黃7號在第8天葉綠素（a+b）含量最高，為2.460mg/g，在第4天葉綠素（a+b）含量最低，為1.968mg/g，兩者相差0.492mg/g，第9天高于第0天。第0～6天變化較小，第8天上升，第9天下降（圖5）。

改良秋雜三號葉綠素a含量在第9天最高，達2.129mg/g，在第8天最低，為1.025mg/g，兩者相差1.104mg/g。經過9d高溫處理，第9天高于第0天。改良秋雜三號葉綠素b含量在第9天最高，達0.708mg/g，在第8天最低，為0.449mg/g，兩者相差0.259mg/g，第9天高于第0天。第0～6天變化較小，第8天下降至最低，第9天上升。改良秋雜三號第9天葉綠素（a+b）含量最高，為2.837mg/g，第8天葉綠素（a+b）含量最低，為1.474mg/g，兩者相差1363mg/g，第9天高于第0天（圖6）。

北京橘紅心葉綠素a含量在第9天最高，達1.836mg/g，第6天最低，為0.625mg/g，兩者相差1.211mg/g。經過9d高溫處理，第9天高于第0天。第0～4天變化較小，第6天下降至最低，第8天和第9天上升。北京橘紅心葉綠素b含量在第9天最高，達0.625mg/g，第6天最低，為0.254mg/g，兩者相差0.371mg/g，第9天高于第0天。北京橘紅心在第9天葉綠素（a+b）含量最高，為2.461mg/g，在第6天葉綠素（a+b）含量最低，為0.879mg/g，兩者相差1.582mg/g，第9天高于第0天（圖7）。

紫裔葉綠素a含量在第0天最高，達1.850mg/g，在第2天最低，為1.457mg/g，兩者相差0.393mg/g，第9天低于第0天。紫裔葉綠素b含量在第9天最高，達0.634mg/g，在第2天最低，為0503mg/g，兩者相差0.131mg/g，第9天高于第0天。紫裔葉綠素（a+b）含量在第0天最高，為2.452mg/g，第2天葉綠素（a+b）含量最低，為1.959mg/g，兩者相差0.493mg/g，第9天低于第0天（圖8）。

秋寶、紫裔葉綠素a含量在第9天都低于第0天，淮黃7號、改良秋雜3號、北京橘紅心葉綠素a含量在第9天都高于第0天。在9d的高溫試驗中，葉綠素a含量的最高值和最低值相差最大是淮黃7號，為1.473mg/g，最低的是紫裔，為0.393mg/g。

在9d的高溫試驗中，葉綠素b含量最高值和最低值相差最大的是北京橘紅心，相差0.371mg/g，相差最低的是紫裔，為0.131mg/g。秋寶葉綠素b含量在第9天都低于第0天，淮黃7號、改良秋雜三號、北京橘紅心和紫裔葉綠素b含量在第9天都高于第0天。

在9d的高溫試驗中，葉綠素（a+b）含量的最高值和最低值相差最大的是北京橘紅心，相差1.582mg/g，相差最低的是淮黃7號，為0.492mg/g。秋寶和紫裔葉綠素（a+b）含量在第9天都低于第0天，淮黃7號、改良秋雜三號、北京橘紅心葉綠素（a+b）含量在第9天都高于第0天。

3結論

3.1低溫對葉綠體色素含量的影響

徐若涵等^［7-8］關于草莓的低溫試驗，在同一低溫條件下，脅迫天數越長，草莓葉片葉綠素a和葉綠素b的含量越少。低溫會引起小麥^［8-9］葉綠素含量的下降。張瑤等^［9-10］研究發現，在低溫條件下，黃瓜葉片葉綠素a、葉綠素b含量隨著溫度的降低而均有所下降，影響植物的光合作用。

該試驗中15種大白菜中有11個品種在溫度下降后葉綠素a含量減少，從整體來看大部分大白菜葉綠素a含量在0℃后有所下降，低溫不利于部分品種大白菜葉綠素的積累。15種大白菜葉綠素b含量在低溫條件下都有所下降，15種大白菜中有10種大白菜的葉綠素（a+b）含量在低溫條件下下降。

李春生等^{［10，16］}研究表明，草莓在適宜低溫脅迫下能夠鍛煉植株的抗逆性，有利于葉綠素的積累。在果蔬貯藏方面，低溫有利于果蔬的保鮮，賈敏等^{［1 17］}研究表明，低溫貯藏條件可以抑制芹菜葉綠素的降解，能夠更好地保持芹菜葉綠素含量，維持芹菜的品質。煙草在低溫條件下生長會受到抑制，李瑩等^［12］研究表明，隨著低溫持續天數的延長，4份樣品的葉綠素含量均呈下降趨勢。說明植物體受低溫脅迫程度越大，其體內葉綠素含量越低，導致植物光合能力減弱，影響干物質的積累減少。楊彬等^［13］研究表明，在弱光逆境下，隨溫度的降低和時間的延長，龍葵幼苗葉片中葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素（a+b）含量顯著降低。

3.2高溫對葉綠體色素含量的影響

高溫對植物的影響有降低植物體葉綠素含量、抑制光合作用等。楊慧斌等^{［14，18］}研究表明，毛白楊幼苗葉片在不同溫度、不同時間處理后，葉片內的葉綠素總量隨著溫度的升高而減小。高溫直接損傷葉綠體、線粒體的結構，引起光合色素的降解，進而抑制光合作用。5個品種的大白菜在高溫條件處理下，葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量變化不一致。秋寶、淮黃7號、北京橘紅心、紫裔的葉綠素a含量呈下降趨勢，改良秋雜三號葉綠素a含量呈上升趨勢。北京橘紅心的葉綠素b含量呈下降趨勢，秋寶、淮黃7號、改良秋雜三號、紫裔葉綠素b含量呈上升趨勢。楊立等^{［15，19］}以黃瓜葉片為試驗材料，結果表明黃瓜葉片的葉綠素總量隨著處理溫度的升高和脅迫時間的延長，下降幅度逐漸加大。說明高溫不利于植物自身的葉綠素積累。崔慶梅等^{［16，20］}研究表明，隨著高溫脅迫處理時間的增加，黃瓜幼苗葉片中的葉綠素含量呈逐漸下降趨勢，葉綠素含量下降，表明幼苗葉片對于光的吸收與轉化能力不斷下降。高溫抑制了植物的光合作用。羅靖等^{［17，21］}研究表明，隨著溫度的升高和高溫持續時間延長，草莓葉片的葉綠素a、葉綠素b含量呈下降趨勢。

4討論

研究表明，高溫和低溫脅迫條件均能導致大白菜葉綠素含量的改變，在不同溫度處理條件下大白菜也會通過各種生理生化的途徑增強自身對環境脅迫的抵抗能力。大白菜葉綠素對溫度脅迫的響應機制涉及多個方面的因素。賈敏等^［11］、許永安等^［18］研究發現，低溫可以導致甜瓜葉片的葉綠素含量顯著下降，使甜瓜葉片中的葉綠素發生降解，影響甜瓜葉片的光合機構的結構和活性。耐低溫脅迫的大白菜紫裔品種葉綠素a、葉綠素b、葉綠素（a+b）含量0 ℃前均最高且對照4個品種大白菜葉綠素含量0 ℃前均高于0 ℃后，是否意味著低溫脅迫促進葉綠素的積累或與大白菜的抗寒性存在相關，這有待于今后進一步研究；李聰聰等^［19］研究發現，高溫干旱抑制了豫花9719 花生幼苗中葉綠素a、葉綠素b的合成，而對豫花9326 的葉綠素a 和葉綠素b的合成反而有促進作用。吳靜等^［20］研究結果顯示，對材料進行高溫處理，檸檬香茅的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量均呈下降趨勢，香蜂草則呈上升趨勢，而匍匐迷迭香呈先增后減趨勢。該試驗中5個品種的大白菜在高溫條件下，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素（a+b）含量變化趨勢不一致。10種大白菜的葉綠素（a+b）含量在0 ℃后下降，有5種大白菜的葉綠素（a+b）含量在0 ℃后上升。改良秋雜三號和紫裔在高溫脅迫第9天葉綠素a、葉綠素b以及總葉綠素含量均有所升高，葉綠素的穩定性可以作為判斷大白菜是否能耐受高溫脅迫的生理指標。該研究測定的大白菜葉綠素含量僅是一部分，探索葉綠素的限制因素，對獅子頭大白菜的栽培、優質資源的篩選和新品種創制提供參考依據。

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