低溫脅迫對(duì)花蔓草葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

鐘杰陽(yáng)

摘 要：以花蔓草一年生扦插苗為試材，采取5個(gè)不同溫度，分別進(jìn)行6種時(shí)間處理，研究葉片內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖含量的變化。研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的降低和時(shí)間的延長(zhǎng)，花蔓草葉片可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖含量呈上升趨勢(shì)，對(duì)相同時(shí)間不同溫度和對(duì)相同溫度不同時(shí)間進(jìn)行比較，結(jié)果顯示： 60 h -35 ℃時(shí)，可溶性蛋白含量（38.17 mg·g-1） 達(dá)到高峰，脅迫60 h -35 ℃比60 h 0 ℃（CK）高18.05 mg·g-1，脅迫60 h -35 ℃比0 h -35 ℃提高了141.12%；-35 ℃ 60 h比0 ℃ 60 h（CK）高12.17 mg·g-1，-35 ℃ 60 h比-35 ℃ 0 h高23.66 mg·g-1。研究表明，該植物對(duì)低溫有一定的耐受力，在惡劣條件下，它可通過(guò)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累和可溶性物質(zhì)合成的增加來(lái)應(yīng)對(duì)低溫脅迫的不利影響。

關(guān)鍵詞：花蔓草；低溫脅迫；可溶性蛋白；可溶性糖

中圖分類號(hào)：Q945.78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.10.030

Effect of Low Temperature Threats on the Aptenia cordifolia Leaves' Penetration Controlling Material

ZHONG Jie-yang

（Shanxi Agricultural University， Taigu， Shanxi 030801， China）

Abstract： Taking annual growing Aptenia cordifolia as sample， and taking five different temperatures as conditions and six different duration treatments， the volume change of soluble proteins and soluble sugar in the leaves was studied. It was discovered that with the decreasing temperature and time expanding， the soluble proteins and soluble sugars in the Aptenia cordifolia leaves are trending to rise. The results of comparisons between different temperature under the same time duration and the same time duration under the different temperatures showed that under 60 h -35 ℃， the soluble protein volume（38.17 mg·g-1） is at the peak， and the volume of threatening 60 h -35 ℃ is 18.05 mg·g-1 higher than that of 60 h 0 ℃（CK）， threatening 60 h -35 ℃ is improved by 141.12%than that of 0 h-35 ℃；under -35 ℃ 60 h， the soluble protein volume is 12.17 mg·g-1 higher than that of 0 ℃ 60 h（CK）， the volume of -35 ℃ 60 h is 23.66 mg·g-1 higher than that of -35 ℃ 0 h. The results indicated that this kind of plan has cold insistence ability and under such bad conditions， it could overcome the low temperature threats to avoid the bad impacts by controlling material penetration to increase the accumulation volume of soluble proteins and sugars.

Key words： Aptenia cordifolia； low temperature threat； soluble proteins； soluble sugars

花蔓草，苦苣苔科芒毛苣苔屬，多年生常綠藤本植物，原產(chǎn)東南亞等地，在我國(guó)臺(tái)灣、廣東有栽培。生長(zhǎng)適溫為21～25 ℃，為避免低溫對(duì)其傷害，本研究以花蔓草一年生的扦插苗為試材，通過(guò)測(cè)定不同溫度、不同處理時(shí)間下花蔓草的可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量的變化，為改善花蔓草在低溫條件下栽培過(guò)程中出現(xiàn)不同程度的葉片干枯及落葉等現(xiàn)象，以及為提高花蔓草的抗寒性和對(duì)其抗寒機(jī)理的深入研究、擴(kuò)大其生殖區(qū)域，提供科學(xué)理論依據(jù)。

植物在正常生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遭受低溫脅迫，造成不同程度的傷害，因此研究植物的低溫傷害引起生理生化變化，將有助于在實(shí)際生產(chǎn)中采取相應(yīng)措施以減輕低溫對(duì)植物的傷害，并為篩選抗低溫基因型植物提供有效的途徑。

1 材料和方法

試驗(yàn)于2013年在榆次市苗圃進(jìn)行。試材為一年生生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲(chóng)害、株高生長(zhǎng)一致的花蔓草扦插苗，將其栽于盆內(nèi)，進(jìn)行正常的肥水管理。5月上旬，選取生長(zhǎng)一致的盆栽苗，采取-35，-25，-15，0，-15 ℃等5個(gè)不同溫度，分別進(jìn)行0，12，24，36，48，60 h處理，測(cè)定不同溫度、不同時(shí)間下花蔓草葉片內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量指標(biāo)，每個(gè)溫度處理20株幼苗，并進(jìn)行3次重復(fù)，其中以0 ℃為對(duì)照。endprint

1.1 可溶性蛋白的測(cè)定

參考文獻(xiàn)[1]的方法，稱取新鮮葉片0.25 g， 加入少量石英砂和5 mL磷酸緩沖液（ 0.1 mol·L-1，pH=6.0 ）研磨成勻漿后， 3 000 r·min-1 離心10 min， 取上清液1.0 mL，加入2.5 mL考馬斯亮藍(lán)G-250充分混合， 放置2 min后在722S型分光光度計(jì)595 nm波長(zhǎng)下比色， 測(cè)定吸光值， 計(jì)算可溶性蛋白含量。

1.2 可溶性糖的測(cè)定

按照參考文獻(xiàn)[2]的方法，稱取0.2 g新鮮葉片， 剪碎分別放入刻度試管， 加入10 mL蒸餾水， 塑料薄膜封口， 于沸水中提取30 min （2次）， 提取液過(guò)濾入25 mL容量瓶中， 反復(fù)沖洗試管及殘?jiān)?定容至刻度。取0.5 g樣品液于試管中， 加入蒸餾水1.5 mL， 加入苯酚、濃硫酸顯色后測(cè)定吸光值， 計(jì)算可溶性糖含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫脅迫對(duì)花蔓草葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

圖1顯示，經(jīng)低溫脅迫后，可溶性蛋白質(zhì)隨時(shí)間延長(zhǎng)其變化呈上升趨勢(shì)，脅迫60 h -35 ℃比脅迫60 h 15 ℃高20.06 mg·g-1、比60 h 0 ℃（CK）高18.05 mg·g-1，比-15℃60 h高11.19 mg·g-1，比-25 ℃60 h高5.55 mg·g-1；脅迫60 h -35 ℃比0 h-35 ℃提高了141.12%，脅迫60 h -25 ℃比0 h -25 ℃提高了127.00%，脅迫60 h -15 ℃比-15 ℃0 h提高了102.55%，脅迫60 h 0 ℃（CK）比0 h 0℃提高37.24%，脅迫60 h 15 ℃比0 h 15 ℃ 提高了32.38%。

2.2 低溫脅迫對(duì)花蔓草葉片可溶性糖含量的影響

由圖2可知，經(jīng)低溫脅迫后，可溶性糖隨溫度降低、時(shí)間延長(zhǎng)其變化呈上升趨勢(shì)，-35 ℃60 h時(shí)比15 ℃60 h時(shí)高13.15 mg·g-1，比0 ℃60 h（CK）時(shí)高12.17 mg·g-1，比-15 ℃60 h時(shí)高9.51 mg·g-1，比-25 ℃60 h時(shí)高6.46 mg·g-1；-35 ℃60 h時(shí)比-35 ℃0 h時(shí)高23.66 mg·g-1，-25 ℃60 h時(shí)比-25 ℃0 h時(shí)高15.75 mg·g-1，-15 ℃60 h時(shí)比0 h-15 ℃時(shí)高13.94 mg·g-1，0 ℃60 h（CK）時(shí)比0 ℃0 h（CK）時(shí)高12.54 mg·g-1，15 ℃60 h時(shí)比15 ℃0 h時(shí)高9.87 mg·g-1。

3 結(jié)論與討論

3.1 低溫脅迫對(duì)花蔓草葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

可溶性蛋白質(zhì)含量與抗寒性的提高有相關(guān)性，可溶性蛋白的親水膠體性強(qiáng)，能增加細(xì)胞持水力，調(diào)節(jié)基因表達(dá)，導(dǎo)致抗寒性的提高[3]。簡(jiǎn)令成等[4]研究小麥時(shí)指出：蛋白質(zhì)含量與抗寒性顯著相關(guān)，可溶性蛋白含量均隨溫度下降而升高，這表明低溫下可溶性蛋白含量的增加，可使降解速率下降或合成加強(qiáng)[3-6]。

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的降低和時(shí)間的延長(zhǎng)，花蔓草葉片內(nèi)可溶性蛋白含量逐漸增加，提高了葉片細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力，降低了冰點(diǎn)，防止了蛋白質(zhì)的凝固，這是它對(duì)低溫環(huán)境的一種保護(hù)效應(yīng)。由圖1可以看出，隨著低溫脅迫，60 h -35 ℃時(shí)可溶性蛋白含量（38.17 mg·g-1） 達(dá)到高峰，且60 h -35 ℃時(shí)比0 h-35 ℃提高了141.12%，60 h -35 ℃時(shí)比0 ℃60 h（CK）高18.05 mg·g-1，這些都說(shuō)明在逆境條件下，花蔓草葉片內(nèi)各種滲透物質(zhì)大量積累，使可溶性蛋白大量增加，對(duì)低溫脅迫反應(yīng)快，形成的防護(hù)機(jī)制早，因此對(duì)抗凍起到了調(diào)節(jié)作用。

3.2 低溫脅迫對(duì)花蔓草葉片中可溶性糖含量的影響

可溶性糖在植物的抗寒性研究中作為植物體內(nèi)的重要代謝產(chǎn)物一直被研究者所關(guān)注。簡(jiǎn)令成[4]、Garaham D等[5]都曾指出，多數(shù)植物的可溶性糖含量與抗寒力成正相關(guān)，因?yàn)樗梢蕴岣呒?xì)胞的滲透濃度[3-9]。有研究表明，溫度下降時(shí)，可溶性糖的含量增多，對(duì)于植物的抗寒性有良好的效果，可保護(hù)細(xì)胞質(zhì)膠體使其不致遇冷凝固[10-11]。

本試驗(yàn)對(duì)可溶性糖含量在相同時(shí)間不同溫度下的比較結(jié)果顯示，低溫-35 ℃對(duì)花蔓草葉片細(xì)胞膜造成傷害，加速了脂膜、液胞膜的破損和淀粉轉(zhuǎn)化為糖的過(guò)程，使細(xì)胞內(nèi)各種生理活動(dòng)遭受嚴(yán)重阻礙，因此，可溶性糖含量在-35 ℃60 h時(shí)增至最高點(diǎn)28.83 mg·g-1，比15 ℃60 h時(shí)高出13.15 mg·g-1，比0 ℃60 h（CK）時(shí)高12.17 mg·g-1；對(duì)相同溫度不同時(shí)間的情況進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)花蔓草葉片可溶性糖含量在-35 ℃60 h時(shí)比-35 ℃0 h時(shí)高23.66 mg·g-1，0 ℃60 h（CK）比0 ℃0 h（CK）高12.54 mg·g-1。大量研究表明，在低溫脅迫下植物體內(nèi)會(huì)積累可溶性糖，這樣不僅保持了蛋白質(zhì)的水合度，減少了原生質(zhì)水分的損失，而且還起到了平衡液泡與細(xì)胞間的滲透勢(shì)等多種作用，降低質(zhì)膜的受害程度[12-13]。因此，可溶性糖是植物抗寒性的主要保護(hù)物質(zhì)，本試驗(yàn)中花蔓草葉片可溶性糖的含量在低溫時(shí)隨處理溫度的降低而增大， 這與馬翠蘭等[14]對(duì)柚、佘文琴等[15]對(duì)楊桃的研究結(jié)果一致。

綜上所述，在低溫脅迫（不同時(shí)間、相同溫度和不同溫度、相同時(shí)間）下，花蔓草葉片中可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量都呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且兩者在-35 ℃ 60 h 時(shí)含量保持較高水平，說(shuō)明低溫促進(jìn)了可溶性物質(zhì)的分解，并引起植物體內(nèi)可溶性物質(zhì)不可逆的變性和解聚，表明該植物對(duì)低溫有一定的耐受力，在惡劣條件下，低溫脅迫的不利影響，可通過(guò)可溶性物質(zhì)合成的增加和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累來(lái)消除。

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