木醋噴施對藍(lán)莓植株抗寒性的影響

申健，楊國亭，劉德江

(1.東北林業(yè)大學(xué)生態(tài)研究中心，黑龍江 哈爾濱 150040；2.佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

藍(lán)莓(Vaccinium uliginosum Linn.)果實富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，其中維生素、氨基酸、礦物質(zhì)元素和花色苷含量較高，具有抗衰老、保護(hù)視力、抗癌、防癌等多種功效[1]。近年來，中國藍(lán)莓種植得到迅速發(fā)展，種植生產(chǎn)的區(qū)域北起黑龍江，南至云南，在10 多個省有商業(yè)化種植生產(chǎn)[2]。目前，在黑龍江省栽培的藍(lán)莓品種均需要采取人工防寒措施才能保證正常越冬，栽培操作不方便，且氣溫突降等異常天氣常導(dǎo)致凍害發(fā)生，因此，提高藍(lán)莓植株的抗寒性對黑龍江地區(qū)藍(lán)莓生產(chǎn)意義重大。采用人工低溫脅迫處理，通過分析離體葉片抗寒生理指標(biāo)的變化來研究植物的抗寒性是目前較為常用的研究方法，并已在果樹和林木抗寒性研究[3–5]中廣泛應(yīng)用。竹醋可用作抗寒劑。木醋和竹醋的成分與作用相似，且木醋對玉米抗旱能力的提高有一定的促進(jìn)作用[6–7]，但木醋對植物抗寒性的提高是否有促進(jìn)作用目前尚未見報道。筆者研究木醋對藍(lán)莓植株抗寒性的影響，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試木醋為硬雜木木醋液，pH 4.21。供試材料為露地栽培五年生‘美登’藍(lán)莓植株。

1.2 方 法

1.2.1 田間木醋噴施

2012年5—6月，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，在藍(lán)莓植株的展葉期、開花期、坐果期分別噴施不同稀釋倍數(shù)的木醋2 次，共計6 次。設(shè)置木醋稀釋倍數(shù)100、200、300 倍共3 個處理(分別記為T1、T2、T3)，以清水處理為對照。每處理重復(fù)3 次。

1.2.2 葉片低溫處理

2012年6月中旬，采集葉片帶回實驗室。將葉片用去離子水反復(fù)沖洗3 次，用濾紙吸干葉表面水分，再用保鮮膜包裹，放入高低溫交變試驗箱內(nèi)進(jìn)行低溫脅迫處理。以2.5 ℃/h 的速率降溫到設(shè)定溫度(4、0、－5、－10、－20 ℃)，各處理12 h。低溫處理后，將樣品放置于4 ℃的冰箱內(nèi)解凍12 h 后取出，于室溫下恢復(fù)12 h 后進(jìn)行各生理、生化指標(biāo)的測定。

1.2.3 測定指標(biāo)及方法

各生理、生化指標(biāo)參照文獻(xiàn)[4]中的方法進(jìn)行測定。

電解質(zhì)外滲率的測定采用相對電導(dǎo)率法；可溶性總糖含量測定采用蒽酮法；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍(lán)G250 法；脯氨酸含量測定采用茚三酮法；SOD 活性測定采用NBT 光還原法[8–10]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excle 2003 和DPSv 3.01 處理試驗數(shù)據(jù)；用Duncan 多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對葉片電解質(zhì)外滲率的影響

由表1 可知各處理葉片電解質(zhì)外滲率的變化：CK 和T2在4、0、－5 ℃的變化不大，在－10、－20 ℃迅速上升；T1在4 、0 ℃變化不大，在其余溫度迅速上升；T3變化較大，出現(xiàn)先升后降，然后又上升的趨勢。在4、0、－5、－10、－20 ℃下，T1、T2葉片的電解質(zhì)外滲率均顯著低于CK，其中4、0 ℃下降幅度最大的處理均為T1，分別下降了22.16%、24.92%，在－5、－10、－20 ℃下降幅度最大的處理均為T2，分別下降了15.65%、14.82%、9.46%；T3只在－5 ℃下顯著低于CK，其余各處理均顯著高于CK 或與CK 的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可見，T1、T2可使4、0、－5、－10、－20 ℃低溫脅迫下藍(lán)莓葉片的電解質(zhì)外滲率顯著降低，其中T1在0 ℃的降低幅度最大(24.92%)；T2在－5 ℃的降低幅度最大(15.65%)。－20 ℃時各處理電解質(zhì)外滲率均大于50%，說明此溫度下植物受到嚴(yán)重傷害。

表1 各處理葉片在不同溫度下的電解質(zhì)外滲率Table 1 Ion leakage percentage of different treatments at different temperature

2.2 不同處理對葉片可溶性總糖、可溶性蛋白質(zhì)和脯氨酸含量的影響

由表2 可知：4 ℃時各處理葉片可溶性總糖含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義；隨著溫度的降低，各處理均出現(xiàn)了先升后降的變化。CK 和T3在0 ℃升至最高，T1和T2在－5 ℃出現(xiàn)最高值。在－5、－10 ℃下，T1、T2葉片的可溶性總糖含量均顯著高于CK，且T1顯著高于T2(T1分別比CK 高15.04%、12.47%)；在－20 ℃下，T2顯著高于CK(高15.58%)；除此以外的各處理葉片的可溶性總糖含量均顯著低于CK或與CK 的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(T2在4 ℃下略高于CK，除外)，可見，T1、T2可使－5、－10、－20 ℃低溫脅迫下藍(lán)莓葉片的可溶性總糖含量提高，其中T1在－5 ℃的提高幅度最大(15.04%)；T2在－20 ℃的提高幅度最大(15.58%)。

表2 各處理葉片在不同溫度下的可溶性總糖含量Table 2 Soluble sugar content of different treatments at different temperature

由表3 可知：隨著溫度的降低，CK、T1和T2的可溶性蛋白質(zhì)含量呈先升后降變化，最高值出現(xiàn)在－5 ℃；T3出現(xiàn)了先升后降再上升的變化，最高值出現(xiàn)在0 ℃。在4、0 ℃下，T3葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于CK(分別高37.69%、48.60%)；在－5、－10、－20 ℃下，T1葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于CK(分別高35.37%、51.49%、125.87%)；除此以外的各處理葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著低于CK?？梢?，T3可使4、0 ℃下藍(lán)莓葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量提高，在0 ℃的提高幅度(48.60%)最大；T1可使－5、－10、－20 ℃低溫脅迫下藍(lán)莓葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量提高，在－20 ℃的提高幅度最大(125.87%)。這說明T1對低溫條件下葉片可溶性蛋白質(zhì)含量提高的作用尤其明顯。

表3 各處理葉片在不同溫度下的可溶性蛋白質(zhì)含量Table 3 Soluble protein content of different treatments at different temperature

由表4 可知：隨著溫度的降低，CK 的脯氨酸含量出現(xiàn)先升后降再上升的現(xiàn)象，最高值出現(xiàn)在0 ℃；其他3 個處理均呈先升后降變化，T1最高值出現(xiàn)在－10 ℃，T2和T3最高值出現(xiàn)在0 ℃。在4 ℃下，T1、T2、T3葉片的脯氨酸含量均顯著高于CK，且T2顯著高于T1、T3(T2比CK 高9.74%)；在0 ℃下，T2、T3葉片的脯氨酸含量均顯著高于CK，且T2顯著高于T3(T2比CK 高20.32%)；在－5、－10 ℃下，T1、T2顯著高于CK，且T1顯著高于T2(T1比CK分別高55.56%、63.69%)；在－20 ℃下，T1顯著高于CK(高19.72%)；除此以外各處理葉片的脯氨酸含量均顯著低于CK 或與CK 的差異無統(tǒng)計學(xué)意義?？梢姡琓2對提高4、0 ℃下藍(lán)莓葉片脯氨酸含量的作用最明顯；T1對提高－5、－10、－20 ℃下藍(lán)莓葉片脯氨酸含量的作用最大。

表4 各處理葉片在不同溫度下的脯氨酸含量Table 4 Proline content of different treatments at different temperature

2.3 不同處理對葉片SOD 活性的影響

由表5 可知：隨著溫度的降低，各處理SOD活性均出現(xiàn)了先升后降的變化規(guī)律，從4 ℃降到－10 ℃時呈上升趨勢；從－10 ℃降到－20 ℃時呈下降趨勢。在4、0、－5、－10 ℃下，T1、T2、T3葉片的SOD 活性均顯著高于CK，在4、－10 ℃下T1的增幅最大(分別比CK 高3.97%、12.42%)；在0、－5 ℃下，T2的增幅最大(分別比CK 高6.98%、17.37%)；－20 ℃下，T1顯著高于CK(高1.97%)，T2與CK 差異無統(tǒng)計學(xué)意義，T3顯著低于CK?？梢?，T1、T2對提高各溫度下藍(lán)莓葉片脯氨酸含量的作用更加明顯，其中，T1在－10 ℃的提高幅度最大(12.42%)；T2在－5 ℃的提高幅度最大(17.37%)。

表5 各處理葉片在不同溫度下的SOD 活性 Table 5 SOD activity of different treatments at different temperature

3 結(jié)論與討論

a.電解質(zhì)外滲率是用以評價植物低溫傷害的常用指標(biāo)。本試驗結(jié)果表明，隨著處理溫度的降低，各處理電解質(zhì)外滲率出現(xiàn)先緩慢變化后迅速變化的現(xiàn)象。這表明在低溫時植物啟動應(yīng)對機(jī)制，減緩不良傷害，但溫度過低超過了植物的耐受能力時會給植物造成巨大的傷害。本試驗中T3表現(xiàn)異常，與前人研究結(jié)果[11–12]不太一致。文獻(xiàn)[11–12]報道的 是隨著溫度的降低，相對電導(dǎo)率均呈上升趨勢。本試驗中T3在－5 ℃出現(xiàn)了明顯的下降現(xiàn)象，其原因有待研究。從電解質(zhì)外滲率的變化看，T1和T2能夠減緩低溫條件下電解質(zhì)外滲率的增加，能夠增強(qiáng)藍(lán)莓對低溫的抵抗能力。

b. 可溶性總糖、可溶性蛋白質(zhì)和脯氨酸是參與植物細(xì)胞抗寒的主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，能夠提高細(xì)胞液濃度，從而改變細(xì)胞保水能力，使植物能夠忍受一定程度的低溫傷害。本研究中發(fā)現(xiàn)，不同溫度處理葉片中的可溶性總糖、可溶性蛋白質(zhì)和脯氨酸的含量均隨低溫脅迫的加劇表現(xiàn)出先升后降的變化趨勢，只是不同處理對低溫的應(yīng)對反應(yīng)不同，最高值出現(xiàn)的溫度不完全相同。在前人的研究[13–16]中，不同植物經(jīng)低溫處理后，這3 種物質(zhì)的變化規(guī)律不完全相同：竹柏的可溶性總糖和脯氨酸含量隨溫度的降低呈先降后升又降的變化現(xiàn)象；鐵皮石斛脯氨酸含量隨著溫度降低呈上升趨勢；觀光木幼苗離體葉片脯氨酸和可溶性糖含量隨溫度的降低不斷升高；衛(wèi)矛屬植物可溶性總糖和脯氨酸含量隨溫度的降低出現(xiàn)先升后降的變化規(guī)律。以上結(jié)果的差異可能是由不同植物種類對低溫的應(yīng)對機(jī)制不同以及采用的脅迫溫度及試驗方法不同所導(dǎo)致。本試驗中T1和T2能夠提高可溶性總糖和脯氨酸含量，T1能夠提高可溶性蛋白質(zhì)含量，增強(qiáng)藍(lán)莓對低溫的抵抗能力。

c. SOD 對保護(hù)膜系統(tǒng)具有重要作用，其大小在一定程度上可反映植物抗寒能力的強(qiáng)弱。本試驗研究結(jié)果表明，各處理藍(lán)莓葉片SOD 活性在－10 ℃時達(dá)到最大，在－20 ℃時下降，說明在－10 ℃時植物組織內(nèi)保護(hù)酶已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞。這種先升后降的變化趨勢與鄧化冰等[17]和張京等[18]的研究結(jié)果相一致。

綜合分析以上5 種抗寒性指標(biāo)后可得知，噴施木醋對提高藍(lán)莓的抗寒性起到了一定的促進(jìn)作用，在一定溫度范圍內(nèi)，能減緩電解質(zhì)外滲率的增加，提高可溶性總糖、可溶性蛋白質(zhì)、脯氨酸含量及SOD 活性。在不同溫度下，各處理表現(xiàn)不同，綜合考慮，稀釋100 倍的處理對于提高藍(lán)莓抗寒性所起的作用較明顯。

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