不同溫度處理對(duì)駿棗葉片生理指標(biāo)的影響

馮一峰 王 艷 王海珍 吳翠云,2*

(1塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院， 新疆 阿拉爾 843300)(2新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 新疆 阿拉爾 843300)

棗(ZiziphusjujubaMill.)，為鼠李科(Rham-naceae)棗屬(ZizyphusMill.)，落葉小喬木，原產(chǎn)于我國(guó)，已有4 000多年的栽培歷史。我國(guó)棗資源十分豐富,有棗品種736個(gè),其中制干或鮮食制干品種224個(gè)[1]。新疆南疆地區(qū)以駿棗和灰棗為主栽品種，其中駿棗果實(shí)圓柱形，上小下大，果個(gè)大，果面光滑，為鮮食、制干兼用品種[2]。隨著氣候變化的加劇以及極端天氣的出現(xiàn)， 植物對(duì)氣候的適應(yīng)性及其機(jī)理研究逐漸成為國(guó)際熱點(diǎn)[3]。溫度是影響植物生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因子,在實(shí)踐栽培過(guò)程中,低溫或高溫障礙還經(jīng)常引起減產(chǎn),甚至絕收的現(xiàn)象,冷害是影響我國(guó)新疆果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因素[4]。

近年來(lái)我國(guó)新疆尤其是南疆地區(qū)的天氣變化很大，使得一些果樹(shù)的花葉在生長(zhǎng)發(fā)育階段出現(xiàn)一定程度的冷凍損傷，冷凍害已經(jīng)成為對(duì)花和葉片損傷較嚴(yán)重的危害之一。研究駿棗葉片對(duì)溫度的適應(yīng)能力對(duì)其光合能力、水分蒸騰能力以及果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量等都有非常重要的作用。本試驗(yàn)旨在通過(guò)對(duì)駿棗離體葉片室內(nèi)不同溫度處理后的若干生理指標(biāo)變化的研究，探討生長(zhǎng)期駿棗葉片應(yīng)對(duì)溫度變化的生理適應(yīng)能力。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

新疆塔里木大學(xué)十年生駿棗葉片，且采集的葉片都是相同二次枝上相同節(jié)位棗吊第3～4片葉，大小均勻。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于6月底在新疆塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站內(nèi)選取十年生生長(zhǎng)勢(shì)相同的10株樹(shù)，每株樹(shù)前后左右采集駿棗葉片5張，共采50張，將采回的葉片迅速放于-80 ℃內(nèi)儲(chǔ)藏，待測(cè)。葉片取出后擦洗干凈，用濾紙吸干葉片表面水分，將葉片分為5份，每份十片裝于密封袋中，標(biāo)上號(hào)，分別放于5 ℃，15 ℃，25 ℃，35 ℃，45 ℃恒溫箱中處理24小時(shí)，取各溫度處理后的葉片進(jìn)行生理指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 測(cè)定的指標(biāo)和測(cè)定方法

葉綠素和類胡蘿卜素含量以鮮重為單位，采用80%丙酮浸提比色法[5]；游離脯氨酸含量測(cè)定采用磺基水楊酸比色法[6]；丙二醛含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸反應(yīng)比色法[7]。各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定時(shí)重復(fù)3次，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用 Excel2003和DPS7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度處理對(duì)駿棗葉片葉綠素含量的影響

在不同溫度的處理下，駿棗葉片葉綠素含量表現(xiàn)出一定的變化趨勢(shì)。對(duì)不同溫度處理駿棗葉片葉綠素含量的變化情況進(jìn)行差異顯著分析，顯著性結(jié)果分析見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，在15 ℃～45 ℃溫度處理范圍內(nèi)，駿棗葉片葉綠素a含量呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，以室溫25 ℃(對(duì)照)處理下含量最高，45 ℃處理下含量最低。25 ℃處理下葉綠素a含量顯著高于其它各處理，5 ℃、15 ℃、35 ℃處理之間葉片葉綠素a含量無(wú)顯著性差異。由此可以說(shuō)明在低溫和高溫的影響下，葉綠素含量都會(huì)有一定程度的降低，可能是由于低溫或高溫造成了葉綠素的破壞而使含量降低。

2.2 不同溫度處理對(duì)駿棗葉片類胡蘿卜素含量的影響

類胡蘿卜素具有抗氧化的功能，還能夠輔助葉綠素進(jìn)行光的吸收和傳遞，也是光合作用所需的重要色素。由表1可以看出，類胡蘿卜素的含量低溫時(shí)(5 ℃、15 ℃)與對(duì)照(25 ℃)相比有一定的降低，但沒(méi)有顯著性差異，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，低溫對(duì)駿棗葉片的類胡蘿卜素含量影響不大。高溫時(shí)類胡蘿卜素含量顯著低于對(duì)照(25 ℃)，說(shuō)明隨著溫度的升高，類胡蘿卜素含量降低。

表1 不同溫度處理下駿棗葉片類胡蘿卜素含量的變化

2.3 不同溫度處理對(duì)駿棗葉片丙二醛含量的影響

丙二醛能夠起到氧化應(yīng)激的作用，當(dāng)植物體受到過(guò)高或過(guò)低溫度的刺激時(shí)，丙二醛的含量就會(huì)相應(yīng)地升高。在植物的抗寒生理研究中，常把丙二醛含量作為衡量植物抗寒性的指標(biāo)之一[8]。由圖2可以看出，MDA在25 ℃處理?xiàng)l件下含量最低，隨著溫度的降低或升高含量都逐步上升，15 ℃和5 ℃處理?xiàng)l件下，駿棗葉片丙二醛含量均與對(duì)照成顯著性差異，而溫度上升幅度一致的35 ℃和45 ℃丙二醛含量雖然呈上升趨勢(shì)，但增長(zhǎng)不明顯，且與對(duì)照無(wú)顯著性差異。

圖2 不同溫度處理下駿棗葉片丙二醛含量的變化

2.4 不同溫度處理對(duì)駿棗葉片脯氨酸含量的影響

植物抗寒性作用中，滲透調(diào)節(jié)作用是極為重要的一部分。脯氨酸是植物體中分布最廣泛的一種滲透物質(zhì)，其含量的變化可直接看出植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。從圖3中可以看出，葉片脯氨酸的含量隨著溫度的增高和降低都呈增高趨勢(shì)。在5 ℃低溫處理下，駿棗葉片脯氨酸含量顯著高于25 ℃處理，而其它各處理間葉片脯氨酸含量無(wú)顯著性差異。說(shuō)明低溫時(shí)駿棗葉片滲透作用比高溫時(shí)的強(qiáng)，也說(shuō)明一定溫度下，低溫比高溫對(duì)駿棗葉片傷害大。

圖3 不同溫度處理對(duì)駿棗葉片脯氨酸(Pro)含量的影響

3 結(jié)論與討論

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用所需的主要色素，因此也是作物產(chǎn)量形成的主要因素。據(jù)報(bào)道,低溫可造成葉綠素含量的下降[9]，有研究人員表明，葉綠素在溫度較低條件下含量減少是因?yàn)槿~綠素在低溫環(huán)境下遭到了破壞，也存在另一種說(shuō)法，植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中會(huì)適應(yīng)不同的溫度范圍，其葉綠素的合成也受溫度的影響，低溫抑制酶的活性，影響原葉綠素酸酯的形成[10]。本研究結(jié)果表明，低溫使駿棗葉片葉綠素a、葉綠素b的含量降低，這與前人對(duì)植物葉綠素的研究一致，另外，從圖中還可以清晰地看出葉綠素a在5 ℃條件下比15 ℃下含量高一些，可能是由于駿棗葉片葉綠素a對(duì)一定范圍內(nèi)的低溫不太敏感，目前還沒(méi)有相關(guān)的研究和文獻(xiàn)提到這一點(diǎn)。

類胡蘿卜素也是光合作用所需色素，類胡蘿卜素能將吸收的光能傳遞給葉綠素a，這些光能然后再在葉綠素a上發(fā)生轉(zhuǎn)換。溫度能夠引起物質(zhì)合成過(guò)程的一些變化，主要是影響酶的活性，而酶的活性最終控制著類胡蘿卜素的表達(dá)與合成。本試驗(yàn)結(jié)果表明，外界溫度升高到一定程度，控制類胡蘿卜素的酶活性降低，類胡蘿卜素的含量隨之降低，這與前人的研究一致[11]。

丙二醛(MDA)是膜脂過(guò)氧化物的產(chǎn)物,常被作為膜脂過(guò)氧化作用的一個(gè)主要指標(biāo)[12]，可以反應(yīng)出膜的受傷程度,大多植物在外界環(huán)境脅迫條件下可以通過(guò)合成大量的脯氨酸來(lái)調(diào)節(jié)滲透的平衡，因此丙二醛的含量高低可以直接反應(yīng)植物受逆境的傷害大小。脯氨酸(Pro)是植物體蛋白質(zhì)組成成分之一，它作為一種有機(jī)溶劑，廣泛存在于植物體內(nèi)，許多植物在干旱、低溫、和高溫等生物脅迫下，體內(nèi)游離脯氨酸含量都會(huì)增加[13]。本研究結(jié)果可以看出，駿棗葉片中丙二醛和脯氨酸的含量都隨溫度的升高或降低而增多，在低溫脅迫下的增長(zhǎng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高溫脅迫下的增長(zhǎng)速率，這說(shuō)明了駿棗葉片受高溫的影響小于受低溫的影響。

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