外源腐胺和精胺對(duì)弱光脅迫下黃瓜葉片可溶性糖含量的影響

徐心誠(chéng)

摘要：以黃瓜品種中農(nóng)118和冬棚豐冠為試驗(yàn)材料，研究了外施腐胺和精胺對(duì)弱光下黃瓜葉片可溶性糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量的影響。結(jié)果表明：與自然光照對(duì)照相比，弱光下黃瓜葉片可溶性糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量降低；葉面噴施1 mmol/L腐胺與單純?nèi)豕馓幚硐啾?，黃瓜葉片可溶性糖、蔗糖和果糖含量明顯升高，但葡萄糖含量下降明顯；施加外源精胺（0.3、0.9 mmol/L）后，果糖、葡萄糖、蔗糖以及可溶性總糖含量均有不同程度上升。

關(guān)鍵詞：多胺；弱光脅迫；黃瓜；可溶性糖

中圖分類號(hào)： S642.201 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）07-0130-04

黃瓜（Cucumis sativus）也稱胡瓜、青瓜，屬葫蘆科植物，一年生草本植物。植株柔嫩，莖細(xì)長(zhǎng)，有分枝，莖上生有分枝的卷須，藉此緣架攀爬。葉掌狀，大而薄，葉緣有細(xì)鋸 齒?；ㄍǔ閱涡裕菩弁?，瓠果。果面光滑或具白、褐或黑色的瘤刺。種子扁平，長(zhǎng)橢圓形，種皮淺黃色。黃瓜果實(shí)性涼，味甘，具有清熱解毒、利水消腫和生津解渴的功效，主治五心煩熱、咽喉腫痛、風(fēng)熱眼疾、濕熱黃疸、氣機(jī)郁滯等病癥。黃瓜在我國(guó)已有2 000多年的歷史，無(wú)論是過(guò)去還是現(xiàn)在黃瓜在我國(guó)蔬菜生產(chǎn)和消費(fèi)中占有非常重要的地位[1]。黃瓜是我國(guó)普遍栽培的一種大眾化蔬菜，其適應(yīng)性廣且產(chǎn)量高，備受人們青睞[2]。近年來(lái)，隨著我國(guó)設(shè)施園藝業(yè)的發(fā)展，日光溫室發(fā)展十分迅速，截至2002年年底，我國(guó)黃瓜栽培面積已達(dá) 125萬(wàn)hm2，節(jié)能日光溫室面積約為17%，玻璃日光溫室約為2%[3]，因此，黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)對(duì)于“菜籃子工程”起著重要影響。

在我國(guó)冬春保護(hù)地黃瓜栽培中，弱光是影響黃瓜品質(zhì)和產(chǎn)量的一個(gè)主要限制因素。所謂弱光是指環(huán)境光強(qiáng)持久或短時(shí)間顯著低于植物光飽和點(diǎn)，但不低于限制其生存的光補(bǔ)償點(diǎn)[4]。光照不足常影響其生長(zhǎng)發(fā)育[5]，冬季溫室黃瓜生長(zhǎng)若遇弱光，常使黃瓜生長(zhǎng)停止、葉片反卷、漚根，嚴(yán)重時(shí)造成絕產(chǎn)[6]。目前弱光對(duì)黃瓜發(fā)育影響的研究已有報(bào)道，但在弱光條件下外施多胺對(duì)黃瓜可溶性糖含量的影響報(bào)道尚少。

生物體氮代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一類物質(zhì)，其為一類低分子量脂肪族含氮堿[7]，這種具有生物活性的物質(zhì)稱為多胺。高等植物中的多胺主要存在于分生組織中，有助于細(xì)胞分裂、分化和防止衰老的作用，包括腐胺（putrescine，Put）、亞精胺（spermidine，Spd）、尸胺（cadaverine）和精胺（spermine，Spm）。腐胺是亞精胺和精胺合成的前體[8]，也是多胺生物合成途徑的中心。在一定程度上外施適量濃度多胺可以減輕鹽、滲透、高溫、低氧等逆境脅迫對(duì)植物的傷害。多胺參與了植物生長(zhǎng)和發(fā)育的多種生理及生化過(guò)程[9-12]，并且也參與膜穩(wěn)定性、滲透調(diào)節(jié)[13-18]等的調(diào)控，在植物對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)中起到保護(hù)作用[14，18]，但多胺對(duì)植物耐弱光性的調(diào)節(jié)機(jī)制尚未闡明。本試驗(yàn)以生產(chǎn)中主栽黃瓜品種中農(nóng)118號(hào)和冬棚豐冠為材料，研究了外源腐胺和精胺對(duì)弱光下黃瓜葉片中可溶性糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量的影響，探討精胺對(duì)黃瓜耐弱光性的調(diào)節(jié)作用，以期為腐胺和精胺在冬季溫室黃瓜栽培上的應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)所使用的黃瓜品種為中農(nóng)118和冬棚豐冠。中農(nóng)118由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所提供，冬棚豐冠由陜西西安三星種苗有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

共設(shè)6個(gè)處理：（1）對(duì)照組，正常光照，記為CK；（2）弱光脅迫組，正常光照的25%；（3）弱光+Put處理組，在25%光照脅迫下，用1 mmol/L Put處理；（4）弱光+0.3 mmol/L Spm處理組，在25%光照脅迫下，用0.3 mmol/L Spm處理；（5）弱光+0.9 mmol/L Spm處理組，在25%光照脅迫下，用 0.9 mmol/L Spm處理。

處理方法：弱光脅迫組采用遮光率為75%的3針中密度型黑色遮陽(yáng)網(wǎng)（新槐花卉園藝公司生產(chǎn)）覆蓋；Put和Spm處理組的遮光處理與脅迫組相同，同時(shí)采用葉面噴施法，每天噴施1次Put或Spm，噴施時(shí)加0.01%表面活性劑Tween-20，葉片正反面均勻噴施；對(duì)照組同時(shí)噴施等體積的水。每組處理重復(fù)3次。

測(cè)定：處理第9天，采用分光光度比色法測(cè)定各組黃瓜植株葉片中可溶性總糖、蔗糖、果糖和葡萄糖等的含量。

1.3 提取及含量測(cè)定

1.3.1 提取液的制備 將黃瓜葉片烘干，稱取50 mg干樣品粉末，倒入10 mL刻度試管，加入4 mL 80%乙醇，置于 80 ℃ 水浴振蕩保溫40 min，冷卻后于4000 r/min離心3 min（以離心效果為考量標(biāo)準(zhǔn)），收集上清液，其殘?jiān)? mL 80%乙醇重復(fù)提取2次，合并上清液。在上清液中加入20 mg活性炭，80 ℃脫色30 min（脫色過(guò)程中搖動(dòng)），定容至10 mL，過(guò)濾后取濾液即提取液。用該提取液分別進(jìn)行可溶性總糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量的測(cè)定。

1.3.2 可溶性糖含量測(cè)定 采用蒽酮比色法[15]。取1 mL提取液，加入2.5 mL蒽酮試劑，在90 ℃下保溫15min，取出后迅速冷卻。由于可溶性糖能與蒽酮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生藍(lán)綠色的復(fù)雜化合物，其顏色越深說(shuō)明含糖量越高。該藍(lán)色化合物在620 nm波長(zhǎng)處有最大吸收峰，利用這一特性進(jìn)行D620 nm值比色測(cè)定。

1.3.3 蔗糖含量測(cè)定 采用蒽酮比色法，取1 mL提取液，加入25 μL 12 mol/L NaOH搖勻，100 ℃煮沸5 min，冷卻加蒽酮，80 ℃ 水浴10 min，冷卻，顯色10 min，測(cè)定吸光度D620 nm。

1.3.4 果糖含量測(cè)定 采用蒽酮比色法，取1 mL提取液，加入2.5 mL蒽酮試劑，40 ℃保溫10 min，冷卻，顯色10 min，測(cè)定吸光度D620 nm。endprint

1.3.5 葡萄糖含量測(cè)定 葡萄糖氧化酶專一性催化分子氧對(duì)葡萄糖的氧化，形成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫。其中過(guò)氧化氫在過(guò)氧化物酶存在下和色原氫供體如鄰-聯(lián)茴香胺發(fā)生作用形成一種有色物質(zhì)，可以進(jìn)行比色測(cè)定[16]，加酶制劑30 ℃水浴保溫，酶液溫度平衡后加1 mL提取液，保溫5 min后加 5 mol/L 硫酸，測(cè)定吸光度D520 nm。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐胺對(duì)弱光脅迫下黃瓜葉片可溶性糖含量的影響

由圖1可以看出，與CK相比，弱光脅迫處理后，黃瓜葉片中可溶性糖含量降低，中農(nóng)118可溶性糖含量比CK降低54.4%，冬棚豐冠可溶性糖含量比CK降低35.4%；弱光+Put處理組中，中農(nóng)118的可溶性糖含量比單純?nèi)豕饷{迫組升高36.9%；冬棚豐冠的可溶性糖含量比單純?nèi)豕饷{迫組升高4.1%。該結(jié)果顯示，Put可以使弱光脅迫下黃瓜葉片的可溶性糖含量升高。

2.2 腐胺對(duì)弱光脅迫下黃瓜葉片蔗糖含量的影響

由圖2可以看出，與CK相比，弱光脅迫組的黃瓜葉片中蔗糖含量降低，中農(nóng)118的蔗糖含量比CK組降低了614%，冬棚豐冠的蔗糖含量比CK組降低了59.4%；弱光+Put處理組中，中農(nóng)118的蔗糖含量比單純?nèi)豕饷{迫組升高了134%，而冬棚豐冠的蔗糖含量比單純?nèi)豕饷{迫組升高了17.3%。說(shuō)明Put可以使弱光脅迫下黃瓜葉片的蔗糖含量升高。

2.3 腐胺對(duì)弱光脅迫下黃瓜葉片果糖含量的影響

由圖3可以看出，與CK相比，弱光脅迫組的黃瓜葉片中果糖含量明顯降低，中農(nóng)118的果糖含量比CK組降低291%，冬棚豐冠的果糖含量比CK組降低28.4%；弱光+Put組中，中農(nóng)118的果糖含量比單純?nèi)豕饷{迫升高6.4%，冬棚豐冠的果糖含量比單純?nèi)豕饷{迫升高14.9%。顯示Put可以使弱光脅迫下黃瓜葉片的果糖含量升高。

2.4 腐胺對(duì)弱光脅迫下黃瓜葉片葡萄糖含量的影響

由圖4可以看出，與CK組相比，弱光處理后，黃瓜葉片中葡萄糖含量降低，中農(nóng)118的葡萄糖含量比CK組降低39%，冬棚豐冠的葡萄糖含量比CK組降低7.5%；弱光+Put組中，中農(nóng)118的葡萄糖含量比單純?nèi)豕饷{迫降低34%，冬棚豐冠的葡萄糖含量比單純?nèi)豕饷{迫降低4.6%。說(shuō)明Put使弱光脅迫下黃瓜葉片的葡萄糖含量降低。

2.5 精胺對(duì)弱光脅迫下黃瓜葉片果糖含量的影響

由圖5可知，與CK相比，弱光處理后，2個(gè)品種的黃瓜葉片果糖含量均明顯降低，中農(nóng)118的果糖含量下降了226%，冬棚豐冠的果糖含量下降了25.6%。外源噴施0.3 mmol/L Spm后，中農(nóng)118的果糖含量上升了了19.4%，冬棚豐冠的果糖含量上升了6.0%；外源噴施0.9 mmol/L Spm后，中農(nóng)118的果糖含量上升了17.9%，冬棚豐冠的果糖含量上升了4.6%。

2.6 精胺對(duì)弱光脅迫下黃瓜葉片葡萄糖含量的影響

由圖6可知，與CK相比，弱光處理后，2個(gè)品種黃瓜葉片葡萄糖含量均降低，中農(nóng)118的葡萄糖含量下降了28.4%，冬棚豐冠的葡萄糖含量下降了40.9%。外源噴施0.3 mmol/L

Spm精胺后，中農(nóng)118的葡萄糖含量上升了14.2%，冬棚豐冠的葡萄糖含量上升了6.7%；外源噴施0.9 mmol/L Spm后，中農(nóng)118的果糖含量上升了17.3%，冬棚豐冠的果糖含量上升了14.6%。

2.7 精胺對(duì)弱光脅迫下黃瓜葉片蔗糖含量的影響

由圖7可知，與CK相比，弱光處理后，2個(gè)品種黃瓜葉片蔗糖含量均顯著降低，中農(nóng)118的蔗糖含量下降了59.2%，冬棚豐冠的蔗糖含量下降了40.6%。外源噴施0.3 mmol/L Spm后，中農(nóng)118的蔗糖含量上升了10.3%，冬棚豐冠的蔗糖含量上升了3.9%；外源噴施0.9 mmol/L Spm后，中農(nóng)118的果糖含量上升了3.6%，冬棚豐冠的果糖含量上升了32.1%。

2.8 精胺對(duì)弱光脅迫下黃瓜葉片可溶性總糖含量的影響

由圖8可知，與CK相比，弱光脅迫處理后，2個(gè)品種黃瓜葉片可溶性總糖含量均有明顯降低，中農(nóng)118的可溶性總糖含量下降了43.4%，冬棚豐冠的可溶性總糖含量下降了250%。外源噴施0.3 mmol/L精胺后，中農(nóng)118的可溶性總糖含量上升了22.4%，冬棚豐冠的可溶性總糖含量上升了87%；外源噴施0.9 mmol/L精胺后，中農(nóng)118的果糖含量上升了2.3%，冬棚豐冠的果糖含量上升了5.5%。

3 結(jié)論

朱延姝等的試驗(yàn)證明，干物質(zhì)量對(duì)光照度反應(yīng)較為敏感，在弱光這種不良環(huán)境條件下生長(zhǎng)的植株的干物質(zhì)質(zhì)量均有不同程度下降；同時(shí)，凈光合速率的減弱直接造成了黃瓜生物學(xué)產(chǎn)量的明顯降低，并且間接造成了經(jīng)濟(jì)學(xué)產(chǎn)量顯著下降[6]。黃瓜在光照溫室生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中，首要環(huán)境影響因子是光照強(qiáng)度。本試驗(yàn)同樣證實(shí)，弱光脅迫會(huì)導(dǎo)致黃瓜葉片中的可溶性糖含量降低。 然而，在本試驗(yàn)中對(duì)弱光脅迫條件下的黃瓜葉面噴施腐胺后，對(duì)黃瓜葉片中可溶性糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量有明顯的影響，可溶性糖、蔗糖和果糖含量都有不同程度的升高，而葡萄糖含量分別降低了3.4%和4.6%。

在弱光條件下，中農(nóng)118號(hào)和冬棚豐冠葉面噴施外源精胺后對(duì)黃瓜葉片中可溶性糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量的影響與精胺濃度有關(guān)，即在一定范圍內(nèi)隨精胺濃度的增加，促進(jìn)效應(yīng)加強(qiáng)。由試驗(yàn)結(jié)果分析還得出，在弱光脅迫下噴施精胺，可溶性糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量均是升高的。

多胺是植物對(duì)逆境脅迫響應(yīng)的重要物質(zhì)，可以抵消脅迫引起的負(fù)效應(yīng)，以外源腐胺預(yù)處理可緩解弱光脅迫引起的傷害[10，18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與弱光脅迫相比，經(jīng)外源腐胺處理后黃瓜葉片的可溶性糖都有不同程度的升高趨勢(shì)，這說(shuō)明其對(duì)有弱光脅迫引起的傷害有緩解作用。在弱光脅迫條件下，外源腐胺緩解弱光影響的機(jī)制還不十分清楚，有待進(jìn)一步研究。施加外源精胺預(yù)處理可緩解弱光脅迫引起的傷害。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與弱光脅迫相比，外源精胺處理后黃瓜葉片的可溶性糖都有不同程度的升高趨勢(shì)，說(shuō)明精胺對(duì)弱光脅迫有緩解作用，其原因有待進(jìn)一步研究。endprint

綜上所述，施加外源多胺后，對(duì)弱光脅迫下的黃瓜幼苗生長(zhǎng)有一定的緩解作用，在大田生產(chǎn)中，可以通過(guò)施加外源多胺，將外源多胺作為一種弱光保護(hù)劑。

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