不同濃度脫落酸對(duì)大白菜抗冷特性的影響

徐文玲 王翠花 牟晉華 寇洪超 劉賢嫻

摘要：以不同濃度脫落酸(ABA)處理4個(gè)大白菜品種，測(cè)定了低溫脅迫下的各項(xiàng)生理生化指標(biāo)。結(jié)果表明，用0.01μlmol/LABA處理，幼苗期植株的超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)活性增強(qiáng)，可溶性糖含量增加，脯氨酸含量上升，植株的抗冷性提高，綜合評(píng)價(jià)效果較好。另外，外源ABA處理在品種上存在差異，對(duì)抗冷性強(qiáng)的品種效果明顯。試驗(yàn)表明，0.01μlmol/LABA處理對(duì)大白菜抗冷性有一定作用。

關(guān)鍵詞：外源ABA；大白菜；抗冷性

中圖分類號(hào)：S634.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942(2012)01-0047-04

大白菜是半耐寒性作物，其生長(zhǎng)要求溫和冷涼的氣候，幼苗期對(duì)溫度變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可耐2℃的低溫。但北方早春溫度較低，發(fā)生“倒春寒”時(shí)，可降到-5℃。雖然低溫持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，但給菜農(nóng)帶來的經(jīng)濟(jì)損失卻很大。利用外源激素調(diào)控，提高作物的抗逆性，已引起了普遍的關(guān)注，脫落酸(ABA)是植物的抗逆誘導(dǎo)因子，也被稱為植物的“脅迫激素”。研究表明，施用外源ABA能誘導(dǎo)抗冷基因的表達(dá)，從而增強(qiáng)植株的抗逆能力。本試驗(yàn)以大白菜為試驗(yàn)材料，研究了苗期大白菜施用不同濃度ABA對(duì)其抗冷性有關(guān)生理指標(biāo)的影響，以期為合理利用ABA提高大白菜抗冷特性提供一定的理論依據(jù)。

1.材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試大白菜品種為天正橘紅58(秋早熟)、天正春白1號(hào)、強(qiáng)勢(shì)(春季品種)和山東19號(hào)(秋早熟品種)共4個(gè)品種，由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1大白菜種子發(fā)芽率測(cè)定方法供試4個(gè)大白菜品種，每品種重復(fù)3次，每重復(fù)100粒。培養(yǎng)皿中放人一層濾紙，把種子放在濾紙上，加入不同濃度ABA(0、0.001、0.01、0.1、1、10μLmol/L)溶液，浸泡3～5h，將多余的水吸干，放人光照培養(yǎng)箱中發(fā)芽，溫度設(shè)置10℃。在黑暗條件下催芽，每天適量澆水，以濾紙吸滿水分為標(biāo)準(zhǔn)。篩選出在低溫下發(fā)芽的最適ABA濃度。

以胚根露出種皮為出芽標(biāo)準(zhǔn)。培養(yǎng)7d，記錄發(fā)芽數(shù)。3d計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，7d計(jì)算發(fā)芽率。參照參考文獻(xiàn)[5]中的方法測(cè)定種子發(fā)芽期性狀，按下面公式計(jì)算不同溫度下各品種的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽勢(shì)(％)=3天內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

發(fā)芽率(％)=7天正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑GT/DT式中GT：浸種后第T日發(fā)芽數(shù)；DT：相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)

1.2.2低溫處理大白菜生理生化指標(biāo)的測(cè)定采用篩選出的最適ABA濃度，在大白菜四葉期，對(duì)4個(gè)品種進(jìn)行灌根處理，對(duì)照為清水。在溫室(15℃)內(nèi)培養(yǎng)2d后，轉(zhuǎn)入-7℃～-4℃環(huán)境下進(jìn)行低溫培養(yǎng)5d，清水處理中不進(jìn)行低溫處理為對(duì)照CK₁，進(jìn)行低溫處理為對(duì)照CK₂。分別測(cè)定各處理組的過氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)活性和脯氨酸(Pro)、可溶性糖和可溶性蛋白含量等指標(biāo)。SOD活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)法測(cè)定，POD活性采用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定，Pro含量采用茚三酮法測(cè)定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮蘭G-250法測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮法測(cè)定。

2.結(jié)果與分析

2.1不同濃度ABA處理對(duì)大白菜種子發(fā)芽的影響

由圖1可知，在相同溫度(10℃)不同濃度ABA處理下，各個(gè)品種的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均存在差異。從發(fā)芽勢(shì)來看，高濃度(>1μmol/L)的ABA對(duì)大白菜種子有抑制作用，低濃度(0.1、0.01、0.001 μmol/L)ABA處理的大白菜種子發(fā)芽勢(shì)比對(duì)照略高，這說明適宜濃度的ABA處理對(duì)低溫條件下種子的發(fā)芽有促進(jìn)作用。從發(fā)芽指數(shù)來看，低濃度處理也比對(duì)照明顯提高。以上分析表明0.1、0.01、0.001μmol/L這3個(gè)濃度ABA能提高4個(gè)大白菜品種的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，其中以濃度0.01μmol/L處理最適合種子的萌發(fā)，即低溫(10℃)下發(fā)芽的最適的ABA濃度為0.01 μmol/L。

2.2 0.01μmol/L ABA處理對(duì)大白菜可溶性糖含量的影響

由圖2可知，經(jīng)過低溫處理各品種CK₂中可溶性糖含量均高于未經(jīng)過低溫處理的CK₁，0.01μmol/LABA處理的大白菜品種可溶性糖含量又高于低溫處理的對(duì)照(CK₂)。可見，經(jīng)低溫和低濃度ABA處理后，大白菜植株內(nèi)部可溶性糖含量均會(huì)升高，說明低濃度ABA處理也可增強(qiáng)大白菜幼苗的抗低溫能力。

2.3 0.01μmol/L ABA處理對(duì)大白菜可溶性蛋白含量的影響

由圖3可知，經(jīng)0.01μmol/LABA處理后，品種強(qiáng)勢(shì)可溶性蛋白含量明顯高于CK₁和CK₂，其他3個(gè)品種變化規(guī)律不明顯?？梢?，大白菜體內(nèi)可溶性蛋白含量與抗冷性關(guān)系不明顯，這與于晶(2009)在小麥上的研究結(jié)果類似。

2.4 0.01 μmol,／LABA處理對(duì)大白菜POD活性的影響

由圖4可知，除橘紅58 CK₂的POD活性低于CK₁外，其他3個(gè)品種的CK₂的POD活性均高于相應(yīng)CK₁，經(jīng)0.01μmol/L ABA處理的4個(gè)參試品種的POD活性均高于相應(yīng)CK₁和CK₂。說明低溫敏感型大白菜和耐低溫的大白菜品種，ABA處理均可提高其抗冷性。

2.5 0.01 μmol/LABA處理對(duì)大白菜SOD活性的影響

由圖5可知，橘紅58和山東19號(hào)CK₁的SOD活性均高于CK₂。春白1號(hào)和強(qiáng)勢(shì)兩個(gè)品種CK₂的SOD活性均高于CK₁。4個(gè)品種大白菜幼苗經(jīng)外源ABA處理后，幼苗的SOD活性均高于CK₁和CK₂，可見低溫條件下，外源ABA(0.01μmol/L)處理對(duì)于提高幼苗的SOD活性有一定作用。

2.6 0.01μmol/L ABA處理對(duì)大白菜脯氨酸含量的影響

脯氨酸作為滲透調(diào)節(jié)劑和防脫水劑來發(fā)揮抗冷作用，減少冷害，降低細(xì)胞水勢(shì)來增強(qiáng)保水力。由圖6可知，4個(gè)品種經(jīng)ABA處理(0.01μmol/L)后，脯氨酸含量都極顯著或顯著高于兩個(gè)對(duì)照。表明該濃度ABA處理可增強(qiáng)大白菜的抗冷能力。

3.討論與結(jié)論

研究表明，在脅迫條件下ABA對(duì)植物抗性基因的表達(dá)有調(diào)控作用。有學(xué)者認(rèn)為植物脅迫誘導(dǎo)功能蛋白基因的表達(dá)，包括水通道蛋白、滲透調(diào)節(jié)分子(如蔗糖、脯氨酸)合成酶、保護(hù)性大分子以

及膜蛋白結(jié)構(gòu)和功能保護(hù)蛋白(如抗凍蛋白)等，可誘導(dǎo)植物滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白)的增加，以增強(qiáng)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，并且能夠提高植物體內(nèi)保護(hù)酶的活性，降低膜脂過氧化程度，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)的完整性，增強(qiáng)植物的抗低溫能力。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，低溫逆境條件下，ABA處理可使大白菜幼苗中可溶性糖和脯氨酸含量增加，SOD和POD的活性增強(qiáng)?？扇苄缘鞍缀吭诘蜏靥幚磉^程中無明顯變化規(guī)律，這可能是ABA處理與大白菜幼苗可溶性蛋白含量變化相關(guān)性不明顯?？扇苄蕴呛康脑黾硬粌H可增加對(duì)植物的營(yíng)養(yǎng)作用，而且可降低細(xì)胞過度失水，減少或消除低溫傷害；SOD和POD的活性增強(qiáng)，可清除細(xì)胞內(nèi)低溫脅迫誘導(dǎo)產(chǎn)生的活性氧自由基，抑制膜內(nèi)不飽和脂肪酸的過氧化作用，維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性和完整性，提高大白菜對(duì)低溫脅迫的適應(yīng)性；本試驗(yàn)中ABA處理與脯氨酸含量增加相關(guān)性明顯，4個(gè)品種脯氨酸含量都顯著或極顯著高于兩個(gè)對(duì)照，說明大白菜在受到低溫脅迫后，可通過提高脯氨酸含量，提高體內(nèi)滲透壓，防止細(xì)胞過度脫水，保護(hù)生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性。

本試驗(yàn)僅對(duì)低溫脅迫下外源0.01μmol/LABA處理對(duì)大白菜幼苗部分生理生化指標(biāo)變化情況進(jìn)行了研究，結(jié)果表明該濃度ABA處理能夠提高大白菜的抗冷性。關(guān)于施用外源ABA對(duì)大白菜產(chǎn)量、品質(zhì)以及對(duì)抽薹性的影響，有待進(jìn)一步研究。

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