干熱處理對茴香幼苗葉綠素含量和抗性生理的影響

秦立金，劉亞亞

（1.赤峰學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院；2.赤峰學(xué)院 農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1 引言

茴香，為傘形科草本植物.因含有茴香醚及茴香酮等揮發(fā)油而具有特殊香味.維生素C、胡蘿卜素及鈣等含量豐富.茴香種子香味更濃，常作調(diào)料或藥用，有溫肝腎、暖胃氣、散寒結(jié)的作用.茴香生長期較短，耐寒耐熱，適應(yīng)性強，結(jié)合保護地四季均可栽培.北方露地栽培分為春、秋兩季.保護地生產(chǎn)元旦春節(jié)期間上市效益較高.

干熱處理是應(yīng)用在蔬菜種子上的一種物理處理方法[1-2].據(jù)報道，此方法能夠安全有效地處理葫蘆屬、茄果類、各種不同的砧木、十字花科等很多蔬菜的種子等，在傘形科上的應(yīng)用研究鮮有報道.

本試驗以茴香種子為試材，采用干熱處理的物理方法，設(shè)計干熱處理溫度與時間的處理組合，通過對茴香幼苗葉綠素含量和抗性生理指標的測定，篩選出最佳處理組合，為今后茴香大面積生產(chǎn)種植提供理論依據(jù).

2 材料與方法

2.1 試驗材料

茴香種子：荷蘭速生茴香，河北粒爾田種業(yè)有限公司

2.2 試驗指標及測定方法

2.2.1 葉綠素a、b含量的測定—分光光度法[3]

2.2.2 可溶性糖含量—硫酸蒽酮比色法[4]

2.2.3 脯氨酸含量—酸性茚三酮顯色法[5]

2.3 試驗方法

本試驗設(shè)計40℃、60℃、80℃3個干熱處理溫度，以常溫（25℃）為對照，干熱處理時間分別為2h、4h、6h、8h、10h、12h，共計 24個處理，每個處理100粒種子，每個處理3次重復(fù)，于2014年2月28日，將上述干熱處理的茴香種子浸種12h，置于25℃下的恒溫培養(yǎng)箱中催芽.

茴香田間種植試驗于2014年4月14日進行播種，采用干播法，一共24個處理，每個處理3重復(fù)，小區(qū)面積為50cm×50cm，2014年9月20日，測定茴香葉綠素含量和抗性生理指標.

實驗數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件.

3 結(jié)果與分析

3.1 干熱處理對茴香葉綠素含量的影響

葉綠素含量的多少與植物干物質(zhì)積累量有著密切關(guān)系.由表1～表3知，不同干熱處理溫度和時間，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量隨著干熱處理溫度和時間的增加，都呈先上升后下降的趨勢.在干熱處理溫度時間為60℃、8h時，茴香植株的葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素總含量最多，這說明在溫度時間為60℃、8h時光合作用最強，適宜茴香植株的生長.其中，60℃和80℃干熱處理的葉綠素a含量分別與CK達到0.01極顯著差異和0.05顯著差異.60℃干熱處理的葉綠素b含量與CK達到0.01極顯著差異.葉綠素總含量也在干熱處理60℃時，與CK達到0.01極顯著差異.

表1 干熱處理對葉綠素a含量的影響 單位：（mg/g）

表2 干熱處理對葉綠素b含量的影響 單位：（mg/g）

表3 干熱處理對葉綠素總含量的影響 單位：（mg/g）

3.2 干熱處理對茴香抗性生理的影響

3.2.1 對可溶性糖含量的影響

植物為了適應(yīng)逆境環(huán)境，如鹽脅迫、干旱，會主動積累可溶性糖，降低滲透勢，以適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化，處于逆境下的植物，可溶性糖作為滲透調(diào)節(jié)保護物質(zhì)，含量往往升高.由表4可知，茴香植株中可溶性糖含量隨干熱處理溫度和時間的增加呈先上升后下降趨勢，說明茴香植株可通過可溶性糖含量的增加進行滲透調(diào)節(jié)，在干熱處理溫度為60℃時對逆境環(huán)境的適應(yīng)性最強，茴香的品質(zhì)較好.其中，60℃和80℃干熱處理的可溶性糖含量分別與CK達到0.01極顯著差異和0.05顯著差異.

表4 干熱處理對可溶性糖含量的影響 單位：（mg/g）

3.2.2 對脯氨酸含量的影響

脯氨酸含量的高低能反映植株生長受抑制的程度.由表5可知，茴香植株中脯氨酸含量隨干熱處理溫度和時間的增加呈先上升后下降的趨勢.在干熱處理溫度時間為60℃、6h時脯氨酸含量最多，說明此溫度下，茴香植株抗性最強.其中，60℃干熱處理的脯氨酸含量分別與CK達到0.01極顯著差異.

表5 干熱處理對脯氨酸含量的影響 單位：(μg/g)

4 結(jié)論與討論

4.1 干熱處理對茴香葉綠素含量的影響

葉綠素是光合作用中最主要的光合色素，對光能的吸收和利用起著重要的作用，所以葉綠素含量的多少與綠色植物光合作用的強弱息息相關(guān).本試驗結(jié)果表明，在不同干熱處理溫度和時間下，茴香葉片葉綠素含量隨干熱處理溫度和時間的增加呈先上升后下降的趨勢.葉綠素含量增加可能是由于不同干熱處理溫度和時間使葉綠素的合成受到刺激，葉綠素的生物合成加強，導(dǎo)致葉綠素的合成增多.葉綠素含量下降可能是由于較高干熱處理溫度和較長時間使葉綠體的類囊體結(jié)構(gòu)遭到損傷，葉綠素的生物合成速度減慢，對應(yīng)葉綠素的降解速度加快，最終表現(xiàn)出葉綠素含量減少.

4.2 干熱處理對茴香抗性生理的影響

4.2.1 干熱處理對茴香植株可溶性糖含量的影響

糖類物質(zhì)是構(gòu)成植物體的重要組成成分之一，也是新陳代謝的主要原料和貯存物質(zhì).可溶性糖的含量常作為植物體內(nèi)的碳素營養(yǎng)狀況重要指標，并且可以了解和鑒定蔬菜品質(zhì)的高低.在逆境條件下，植物也會累積一些可溶性糖，降低植物的滲透勢和冰點，以此來度過逆境.本試驗結(jié)果表明：隨著干熱處理溫度和時間的增大，植物可溶性糖的含量先增加后減少.表明在一定的干熱處理溫度下，可溶性糖含量的累積對植物細胞進行滲透調(diào)節(jié)，阻止細胞膜的分解，使細胞的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，提高細胞的保水能力，預(yù)防細胞嚴重失水.

4.2.2 干熱處理對茴香植株脯氨酸含量的影響

脯氨酸不僅作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，用于保持細胞質(zhì)基質(zhì)與環(huán)境的滲透平衡，防止水分散失，而且能保持膜結(jié)構(gòu)的完整性，增強蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)間的水合作用.植物處于一定的逆境條件下（水澇、干旱、寒冷、高溫、鹽漬等），體內(nèi)脯氨酸的含量明顯增多，反應(yīng)了植物的抗逆性增強，因此測定脯氨酸含量可以作為一項生理抗性指標的研究.

本試驗結(jié)果表明：隨著干熱處理溫度和時間的增加，各處理的茴香植株脯氨酸含量先增加后減少.植株脯氨酸含量隨干熱處理溫度的增加先上升后下降，導(dǎo)致脯氨酸積累先增多后減少.脯氨酸累積增大，當溫度達一定程度后，植物體內(nèi)磷酸脫氫酶活性降低或失活，脯氨酸累積減小.

綜上所述，通過對茴香植株葉綠素含量及抗性生理指標的綜合分析，本試驗篩選的最佳干熱處理溫度為60℃，干熱處理時間對于結(jié)果的影響不顯著.

〔1〕Kim D H,Lee JM.Seed treatment for cucumber green mottle mosaic virus(CGMMV)in gourd (Lagenaria siceraria)seeds and its detection[J].J Kor Soc HortSci,2000,41:16.

〔2〕Kim S M,Nam S H,Lee J M,et al.Destruction of cucumber green mottle mosaic virus by heat treatment and rapid detect ion of virus inactivation by RTPCR[J].Mol Cells,2003,16(3):338-342.

〔3〕張志良,等.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2009.58-60.

〔4〕張志良,等.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2009.209.

〔5〕李玲,等.植物生理學(xué)模塊實驗指導(dǎo)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.35.