矮壯素和縮節(jié)胺對閩楠幼苗抗寒性的影響

摘要：以一年生閩楠[Phoebe bournei （Hemsl.） Yang]實生苗為材料，噴施植物生長調節(jié)劑矮壯素和縮節(jié)胺后放置在5、0、-5 ℃恒溫培養(yǎng)箱中處理12 h，然后分別取樣測量葉片相關生理指標。結果表明，噴施不同濃度矮壯素和縮節(jié)胺后，閩楠葉片組織的葉綠素含量、游離脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性均發(fā)生明顯變化；其中以300 mg/L縮節(jié)胺和300 mg/L矮壯素溶液處理的閩楠幼苗組織中的葉綠素含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性表現(xiàn)較優(yōu)，利于閩楠幼苗增強抗寒能力。

關鍵詞：閩楠[Phoebe bournei （Hemsl.） Yang]；矮壯素；縮節(jié)胺；抗寒性

中圖分類號：Q949.747.5；S482.8；Q948.112+.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）06-1403-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn 0439-8114.2015.06.031

Abstract： 1-year-old Phoebe bournei （Hemsl.） Yang seedlings were sprayed with plant growth regulator of Chlormequat chloride（CCC） and Dimethyl piperidinium chloride（DPC） and then placed in 5 ℃， 0 ℃， -5 ℃ incubation box after 12 h treatment. The related physiological indicators of the blade were studied. The results showed that spraying different concentrations of chlormequat and mepiquat chlorophyll content in leaf tissue of P. bournei. Significantly changed its free proline （Pro） content， the activity of SOD enzyme activity and POD. Treating P. bournei seedlings with 300 mg/L DPC and 300 mg/L CCC solution， chlorophyll content， proline content， SOD， POD activity performance was good and conducive to increase cold resistance of P. bourne seedlings.

Key words： Phoebe bournei（Hemsl.） Yang； Chlormequat chloride（CCC）；Dimethyl piperidinium chloride（DPC）；cold resistance

閩楠[Phoebe bournei（Hemsl.） Yang]為樟科（Lauraceae）楠屬（Phoebe Nees）常綠喬木[1]，是世界聞名的優(yōu)良闊葉用材樹種，其樹干通直圓滿，木材紋理豎直、結構細密，耐腐蝕、不翹裂、不變形、不易蟲蛀，是建筑行業(yè)、高級家具和精密木模制作的良材[2]。已有學者對閩楠進行了相關研究，如李鐵華等[3]研究了維生素對閩楠種子活力的影響，江香梅等[4]研究了閩楠天然林與人工林的生長特性，王振興等[5]研究了閩楠幼苗光合特性及生物量分配對光環(huán)境的響應，等等；但是目前還沒有對閩楠幼苗抗寒性的研究報道。閩楠生長于亞熱帶、熱帶地區(qū)，幼苗的抗寒性較弱，在苗木生產上存在許多問題，大大限制了其栽培區(qū)域的擴大和規(guī)模生產。植物的抗寒性主要來自兩個方面的適應性變化，一是細胞膜體系穩(wěn)定性的提高，二是避免細胞內結冰[6]。因此，研究外界因素對植物在低溫條件下的生理生化變化影響從而人工干擾植物抗寒性就具有重要的理論和現(xiàn)實意義[7，8]。為此，本試驗分別用植物生長調節(jié)劑矮壯素（Chlormequat chloride，CCC））和縮節(jié)胺（Dimethyl piperidinium chloride，DPC）溶液噴施閩楠幼苗，然后在低溫環(huán)境下處理，探討了不同濃度矮壯素和縮節(jié)胺溶液對閩楠幼苗葉片組織生理生化方面的影響，以尋找提高其抗寒能力的處理濃度，從而為閩楠人工育苗提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

植物材料為閩楠一年生實生苗，植物生長調節(jié)劑為矮壯素、縮節(jié)胺，都由長江大學園藝園林學院提供；試驗地點田間在長江大學西校區(qū)實驗基地，植物生理生化測定在園藝園林學院中心實驗室完成。2012年10月，將生長狀況良好、長勢相對一致的一年生閩楠實生苗移栽于相同規(guī)格的育苗穴盤里，以河沙做栽培基質，育苗穴盤上單穴孔1株閩楠實生苗。

1.2 方法

試驗設7個處理，處理1：空白對照（對閩楠幼苗澆去離子水）；處理2：對閩楠幼苗澆矮壯素溶液100 mg/L；處理3：矮壯素200 mg/L；處理4：矮壯素300 mg/L；處理5：縮節(jié)胺溶液100 mg/L；處理6：縮節(jié)胺200 mg/L；處理7：縮節(jié)胺300 mg/L。每個處理重復3次，每個重復16株，共有336株苗，實際移栽350株，以備幼苗死亡后補缺。在移栽3 d后開始噴施各處理溶液，每2 d噴1次，共噴3次；然后將各處理的每個重復分別取5株放置在5、0、-5 ℃環(huán)境溫度的恒溫培養(yǎng)箱中處理12 h，再分別取樣，測定葉片的有關生理生化指標。

1.3 生理生化指標測定

試驗取一年生閩楠實生苗的葉片組織，分別測定了葉綠素（Chlorophyll）含量、游離脯氨酸（Proline，Pro）含量、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性、過氧化物酶（（Peroxidase，POD）活性4個生理生化指標；葉綠素含量參照文獻[9]的方法測定，游離脯氨酸含量采用磺基水楊酸法[9]測定；超氧化物歧化酶活性采用氮藍四唑法[9]測定；過氧化物酶活性采用愈創(chuàng)木酚法[9]測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運用Microsft Office Excel 2000和DPS 7.0軟件對所得試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，利用鄧肯氏新復極差法（（Duncan’s multiple range test，DMRT）進行差異顯著性分析；并繪圖、制表，用Photoshop軟件對數(shù)字圖片進行編輯處理。

2 結果與分析

2.1 矮壯素和縮節(jié)胺對閩楠幼苗葉片組織葉綠素含量的影響

試驗測定的矮壯素和縮節(jié)胺對閩楠一年生實生苗葉片組織葉綠素含量的影響情況見表1。從表1可見，在溫度從 5 ℃下降到-5 ℃的整個過程中，噴施一定濃度的植物生長調節(jié)劑后，其葉綠素含量呈明顯下降的趨勢；而在3種處理溫度下，噴施300 mg/L矮壯素溶液的處理其葉綠素含量都是最低的，分別為0.243（5 ℃）、0.234（0 ℃）、0.155（-5 ℃）mg/g，極顯著地低于其他大部分處理（P<0.01）。

2.2 矮壯素和縮節(jié)胺對閩楠幼苗葉片組織脯氨酸含量的影響

試驗測定的矮壯素和縮節(jié)胺對閩楠一年生實生苗葉片組織脯氨酸含量的影響情況見表2。從表2可見，在溫度從5 ℃下降到-5 ℃的整個過程中，噴施一定濃度的植物生長調節(jié)劑后，其脯氨酸含量呈明顯上升的走勢。而在3種處理溫度下，噴施300 mg/L矮壯素溶液的處理其脯氨酸含量均最高，分別為0.917（5 ℃）、1.230（0 ℃）、1.340 （-5 ℃）μg/g，極顯著地高于其他大部分處理（P<0.01）。另外，在5 ℃環(huán)境里，噴施300 mg/L縮節(jié)胺溶液的處理其脯氨酸含量也達到了0.917 μg/g，極顯著地高于5 ℃環(huán)境里的除300 mg/L矮壯素溶液處理的其他處理（P<0.01）。

2.3 矮壯素和縮節(jié)胺對閩楠幼苗葉片組織中SOD活性的影響

試驗測定的矮壯素和縮節(jié)胺對閩楠一年生實生苗葉片組織SOD活性的影響情況見表3。從表3可見，在溫度從5 ℃下降到-5 ℃的整個過程中，噴施一定濃度的植物生長調節(jié)劑后，其SOD活性呈上升趨勢。在5 ℃處理里，噴施300 mg/L縮節(jié)胺的處理SOD活性最高，達到了6.94 U/g，極顯著地高于其他處理（P<0.01）；在0 ℃處理里，也是噴施300 mg/L縮節(jié)胺的處理SOD活性最高，達到了9.09 U/g，極顯著地高于其他處理（P<0.01）；而在-5 ℃處理里，是噴施200 mg/L矮壯素的處理SOD活性最高，達到了8.37 U/g，但與其他處理之間的差異不顯著（P>0.05）；另外，300 mg/L矮壯素的處理SOD活性為次高，達到了8.35 U/g，也與其他處理之間差異不顯著（P>0.05）。

2.4 矮壯素和縮節(jié)胺對閩楠幼苗葉片組織中POD活性的影響

試驗測定的矮壯素和縮節(jié)胺對閩楠一年生實生苗葉片組織POD活性的影響情況見表4。從表4可見，在溫度從5 ℃下降到-5 ℃的整個過程中，噴施一定濃度的植物生長調節(jié)劑后，其POD活性呈先升后降的變化趨勢。在5 ℃處理里，噴施300 mg/L縮節(jié)胺的處理POD活性最高，達到了7.21 U/（g·min），極顯著地高于其他處理（P<0.01）；在0 ℃處理里，噴施200 mg/L矮壯素和300 mg/L縮節(jié)胺的處理POD活性最高，分別達到了6.79 U/（g·min）和6.75 U/（g·min），極顯著地高于除200 mg/L縮節(jié)胺處理的其他處理（P<0.01）；在-5 ℃處理里，噴施300 mg/L縮節(jié)胺的處理POD活性最高，達到了5.44 U/（g·min），極顯著地高于其他處理（P<0.01）。

3 討論

1）在低溫脅迫下，大多數(shù)植物的光合速率明顯下降；引起下降的原因是多方面的，其中光合組織的結構與活性受到影響是主要原因[10]，如葉綠體類囊體膜的組分、透性和流動性改變，葉綠體的亞顯微結構異常，葉綠素含量減少[11]，等等。也就是說，植物通過這些結構與生理方面的改變來延緩、抵御、降低低溫脅迫的傷害。因此從生態(tài)角度來看，降低葉綠素含量是提升植物抗寒性的一種手段。在試驗中，同一溫度下噴施植物生長調節(jié)劑矮壯素、縮節(jié)胺后，各處理的葉綠素含量都明顯低于對照，并且在5、0、-5 ℃ 3個溫度處理中，噴施300 mg/L矮壯素溶液的處理其葉綠素含量最低，反映出300 mg/L矮壯素溶液處理可幫助閩楠一年生實生苗積極應對低溫脅迫，具有增強閩楠幼苗抗寒能力的功效。

2）脯氨酸是生物體內最重要的有機滲透調節(jié)物質，由于它是一種親水氨基酸，能緩解因低溫脫水造成的滲透脅迫，因而幾乎所有的低溫脅迫都會造成植物體內脯氨酸的積累[12]。在植物受低溫脅迫時，脯氨酸的增加有利于細胞或組織啟動保水機制；同時還可作為碳水化合物的補充來源，充當酶和細胞結構的保護劑；所以脯氨酸含量的提高能夠助力植物抵御低溫脅迫。本試驗中，經(jīng)植物生長調節(jié)劑矮壯素、縮節(jié)胺處理后，在同等條件下，各處理的脯氨酸含量都高于空白對照，這與王娟等[13]的研究結論一致。并且高濃度的矮壯素和縮節(jié)胺處理（300 mg/L），其脯氨酸含量高于低濃度的矮壯素和縮節(jié)胺處理，表明噴施高濃度的矮壯素和縮節(jié)胺后，能提高閩楠幼苗的抗寒性。

3）在低溫環(huán)境里，由于植物對O2的利用能力低，往往多余的O2在代謝過程中被轉化成對植物有毒害作用的活性氧（Active oxygen species，AOS）[14]；過剩的O2對需氧生物具有潛在毒性，必須通過植物抗氧化系統(tǒng)及時清除。此時，植物細胞中主要的抗氧化酶——超氧化物歧化酶就發(fā)揮出作用，它可以減輕有毒物質對細胞的毒害，延遲或阻止細胞結構被破壞，從而使植物在一定程度上忍受、減緩或抵抗逆境脅迫，從而度過難關[15]。試驗對閩楠幼苗噴施植物生長調節(jié)劑矮壯素、縮節(jié)胺后，矮壯素、縮節(jié)胺處理的閩楠幼苗，其超氧化物歧化酶活性大部分升高，這與李超勇等[16]的試驗結論相似，且噴施300 mg/L縮節(jié)胺的處理和噴施200、300 mg/L矮壯素的處理其超氧化物歧化酶活性升高的效果突出，這將對閩楠幼苗提高抗寒能力產生積極的影響。

4）植物組織處在低溫環(huán)境時，細胞內的活性氧將逐漸積累而超過正常水平，這就會對細胞構成氧化脅迫；當氧化脅迫發(fā)生時，植物組織內的各類抗氧化酶會相互協(xié)同完成對活性氧的清除，此時抗氧化酶所處的狀態(tài)越活躍，則植物機體抵御由冷害引發(fā)的氧化脅迫的能力就越強；這在一定程度上表現(xiàn)為冷害癥狀相對較輕，抗寒性相對占有優(yōu)勢[17]。由試驗結果可知，隨著溫度的下降，過氧化物酶活性呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，這與前人觀察到的在露天自然降溫和人工降溫過程中過氧化物酶活性的動態(tài)變化相似[18，19]，其中300 mg/L縮節(jié)胺溶液處理的過氧化物酶活性最高，表明300 mg/L縮節(jié)胺溶液處理提高過氧化物酶活性的效果最好。

綜上所述，噴施矮壯素和縮節(jié)胺溶液后，在5、0、-5 ℃溫度環(huán)境里，以300 mg/L縮節(jié)胺溶液處理和300 mg/L矮壯素溶液處理的閩楠幼苗組織中的葉綠素含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性表現(xiàn)較優(yōu)，利于閩楠幼苗增強抗寒能力，說明在試驗條件下植物生長調節(jié)物質矮壯素、縮節(jié)胺處理的濃度以300 mg/L最合適。

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