低溫條件下ABA和鎢酸鈉對(duì)茶樹葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及抗氧化酶活性的影響

李 磊, 周 琳, 李慶會(huì), 徐 輝, 朱旭君, 房婉萍

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 茶葉科學(xué)研究所, 江蘇 南京 210095)

低溫條件下ABA和鎢酸鈉對(duì)茶樹葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及抗氧化酶活性的影響

李 磊, 周 琳, 李慶會(huì), 徐 輝, 朱旭君, 房婉萍①

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 茶葉科學(xué)研究所, 江蘇 南京 210095)

為探討外源脫落酸(ABA)及其抑制劑鎢酸鈉對(duì)茶樹〔Camelliasinensis(Linn.) O. Ktze.〕耐寒性的影響效應(yīng)，以茶樹品種‘龍井43’(‘Longjing 43’)的2年生幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，在低溫(4 ℃)條件下分別設(shè)置50 mg·L-1ABA和20 mmol·L-1鎢酸鈉單一及復(fù)合處理共6個(gè)處理組(T1：僅噴施蒸餾水，對(duì)照；T2：僅噴施ABA；T3：僅噴施鎢酸鈉；T4：同時(shí)噴施ABA和鎢酸鈉； T5：0 h時(shí)噴施ABA，24 h時(shí)噴施鎢酸鈉； T6：0 h時(shí)噴施鎢酸鈉， 24 h時(shí)噴施ABA)，對(duì)處理0～72 h葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化酶活性的變化進(jìn)行了比較分析。結(jié)果顯示：低溫條件下，各處理組幼苗葉片中可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(POD)活性均在處理初期逐漸升高，之后各指標(biāo)的變化趨勢(shì)存在差異。在處理的中后期，除T4處理組的游離脯氨酸含量低于對(duì)照組外，各處理組的可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)含量總體上顯著高于對(duì)照組；T2處理組的SOD、CAT和POD活性均顯著高于對(duì)照組，而T3處理組僅SOD活性明顯高于對(duì)照組，其CAT和POD活性則低于或略高于對(duì)照組。對(duì)各單一與復(fù)合處理組的比較結(jié)果顯示：T4處理組的SOD和POD活性總體上低于T2處理組，但高于T3處理組；而其CAT活性總體上低于T2和T3處理組。在處理24 h后，T5處理組的可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)含量以及SOD和POD活性的變化趨勢(shì)與T2處理組一致；T6處理組的可溶性糖和游離脯氨酸含量及POD活性變化趨勢(shì)與T3處理組一致，而其可溶性蛋白質(zhì)含量以及SOD和CAT活性的變化趨勢(shì)卻與T3處理組有一定差異。上述研究結(jié)果表明：低溫條件下噴施適量的ABA或鎢酸鈉均可以提升茶樹葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及抗氧化酶活性，但同時(shí)噴施ABA和鎢酸鈉對(duì)茶樹葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及抗氧化酶活性的影響卻不顯著。

茶樹; 脫落酸(ABA); 鎢酸鈉; 耐寒性; 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì); 抗氧化酶

茶樹〔Camelliasinensis(Linn.) O. Ktze.〕為山茶科(Theaceae)山茶屬(CamelliaLinn.)多年生常綠木本植物，是一種喜暖喜濕的葉用經(jīng)濟(jì)植物。茶樹的生長(zhǎng)和分布受品種、光照、土壤條件、水分和溫度等因素的影響，其中，溫度和水分是影響茶樹自然分布和產(chǎn)量的重要限制因素。近年來(lái)全球氣候變化異常，使春茶頻繁的遭遇“霜凍”和“倒春寒”等低溫災(zāi)害，造成茶葉產(chǎn)量減少、品質(zhì)下降和上市時(shí)間推遲等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了茶葉的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。目前，在茶樹低溫脅迫研究方面雖然已取得一定的研究成果[1]，但較水稻(OryzasativaLinn.)[2]、玉米(ZeamaysLinn.)[3]和小麥(TriticumaestivumLinn.)[4]等作物而言，茶樹的耐低溫脅迫研究相對(duì)滯后。

脫落酸(abscisic acid，ABA)是調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的激素之一。在高等植物體內(nèi)，ABA以間接途徑合成為主，即以類胡蘿卜素合成途徑為主，在類胡蘿卜素合成途徑中生成的ABA醛是合成ABA的前體物質(zhì)[5]。ABA合成抑制劑鎢酸鈉能抑制ABA合成過(guò)程中的ABA醛氧化酶(ABA-aldehyde oxidase)活性，使ABA醛不能轉(zhuǎn)化為ABA[6]。逆境脅迫下，植物體內(nèi)的可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量均不同程度升高[7]，且植物體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化形成了完善的抗氧化系統(tǒng)清除活性氧，以應(yīng)對(duì)低溫脅迫的傷害[8]。外源ABA可提高植物抗冷性或抗寒性，這一特性在水稻[9]、甜椒(CapsicumannuumLinn.)[10]、小麥[4]和玉米[11]等多種植物中已經(jīng)得到研究證實(shí)，但目前研究者們對(duì)低溫脅迫下外源ABA及鎢酸鈉對(duì)茶樹抗寒性的影響尚未知。

作者以茶樹品種‘龍井43’(‘Longjing 43’)的2年生幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)單一或混合噴施50 mg·L-1ABA和20 mmol·L-1鎢酸鈉，研究了低溫(4 ℃)條件下外源ABA及鎢酸鈉對(duì)茶樹幼苗葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化酶活性的影響，旨在初步探討外源ABA及鎢酸鈉對(duì)茶樹低溫生理特性的作用機(jī)制，為茶樹抗寒性的人工調(diào)控提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為茶樹品種‘龍井43’的2年生幼苗，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉科學(xué)研究所提供。供試幼苗培養(yǎng)在裝有pH 5.5營(yíng)養(yǎng)液(配方由中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所提供)的聚乙烯盆(容積為20 L)中，用海綿與硬質(zhì)泡沫板固定幼苗， 每盆20株， 充分供氧， 每7天更換1次營(yíng)養(yǎng)液。培養(yǎng)條件為晝溫25 ℃，夜溫20 ℃， 光照強(qiáng)度120 μmol·m-2·s-1， 光照時(shí)間12 h·d-1，空氣相對(duì)濕度75%～80%。

1.2 方法

1.2.1 處理方法 將茶樹幼苗置于溫度4 ℃、光照強(qiáng)度120 μmol·m-2·s-1人工氣候箱中進(jìn)行培養(yǎng)，采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行處理，共設(shè)置6個(gè)處理組，均重復(fù)3次。 T1處理組： 僅噴施蒸餾水， 對(duì)照； T2處理組： 僅噴施50 mg·L-1ABA； T3處理組： 僅噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉； T4處理組：同時(shí)噴施50 mg·L-1ABA和20 mmol·L-1鎢酸鈉；T5處理組：0 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA，24 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉； T6處理組： 0 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉， 24 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA。對(duì)幼苗嫩葉進(jìn)行噴施處理，各處理組噴施溶液的體積相同；從噴施處理開始時(shí)計(jì)算時(shí)間，并于處理0、4、8、12、24、48和72 h時(shí)采集葉片用于相關(guān)指標(biāo)測(cè)定，采樣部位為植株頂部從上往下第2至第3位葉。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定方法 采用蒽酮比色法[12]測(cè)定可溶性糖含量；采用酸性茚三酮顯色法[13]測(cè)定游離脯氨酸含量；采用考馬斯亮藍(lán)法[14]測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量；采用NBT(氮藍(lán)四唑)法[15]測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性；采用紫外吸收法[16]測(cè)定過(guò)氧化氫酶(CAT)活性；采用愈創(chuàng)木酚法[17-18]測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)活性。所有指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用EXCEL 2003與SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較[19]。

2 結(jié)果和分析

2.1 低溫條件下噴施ABA和鎢酸鈉對(duì)茶樹幼苗葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

低溫(4 ℃)條件下單一或混合噴施ABA和鎢酸鈉后茶樹幼苗葉片中可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化見表1。

2.1.1 對(duì)可溶性糖含量的影響 由表1可以看出：低溫條件下處理0～72 h，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，T1(僅噴施蒸餾水，對(duì)照)、T4(同時(shí)噴施50 mg·L-1ABA和20 mmol·L-1鎢酸鈉)和T5(0 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA，24 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉)處理組茶樹葉片中可溶性糖含量總體呈逐漸升高的趨勢(shì)；T2(僅噴施50 mg·L-1ABA)和T3(僅噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉)處理組的可溶性糖含量呈先顯著升高后顯著降低的趨勢(shì)， 且均在處理48 h達(dá)到峰值； T6(0 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉，24 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA)處理組的可溶性糖含量則呈先顯著升高后略有下降的趨勢(shì)。

在處理的8～48 h，T2處理組的可溶性糖含量較對(duì)照顯著升高；在處理的4～24 h，T3和T6處理組的可溶性糖含量顯著高于其他處理組，可能與鎢酸鈉抑制茶樹內(nèi)源ABA合成有關(guān)，茶樹為適應(yīng)低溫環(huán)境，誘導(dǎo)可溶性糖含量升高；在處理的0～24 h，T2和T5處理組的可溶性糖含量無(wú)顯著差異，但在處理的48～72 h，T5處理組的可溶性糖含量顯著高于T2處理組，這2個(gè)處理組的差別在于T5處理組在處理24 h時(shí)噴施了20 mmol·L-1鎢酸鈉，推測(cè)T5處理組的可溶性糖含量在實(shí)驗(yàn)中后期急劇升高也與鎢酸鈉抑制了茶樹內(nèi)源ABA的合成有關(guān)；在處理的8～72 h，T5處理組的可溶性糖含量顯著高于T4處理組和對(duì)照組，表明外源ABA可通過(guò)提高可溶性糖含量來(lái)提高植物的抗冷性，而噴施鎢酸鈉后，雖然內(nèi)源ABA合成途徑受阻，但由于前期噴施外源ABA，可溶性糖含量仍能維持在一個(gè)較高的水平。

2.1.2 對(duì)游離脯氨酸含量的影響 由表1還可以看出：低溫條件下，在處理的0～48 h，對(duì)照組茶樹葉片中的游離脯氨酸含量呈顯著上升的趨勢(shì)，在處理48 h之后游離脯氨酸含量趨于穩(wěn)定；在處理的0～72 h，T2和T5處理組的游離脯氨酸含量呈先顯著升高后顯著降低的趨勢(shì)，且均在處理48 h達(dá)到峰值；T3、T4和T6處理組的游離脯氨酸含量則總體上呈顯著升高的趨勢(shì)。

在處理的4～72 h，T3處理組的游離脯氨酸含量顯著高于其他處理組，而T4處理組的游離脯氨酸含量總體上顯著低于其他處理組。T4處理組和對(duì)照組的游離脯氨酸含量均較低，可能是由于噴施外源ABA提高了游離脯氨酸的合成，而噴施鎢酸鈉導(dǎo)致內(nèi)源ABA合成受阻，最終導(dǎo)致同時(shí)噴施ABA和鎢酸鈉對(duì)游離脯氨酸含量的影響不顯著。

2.1.3 對(duì)可溶性蛋白質(zhì)含量的影響 由表1還可以看出：低溫條件下，在處理的0～72 h，對(duì)照組茶樹葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量呈先顯著升高后略有降低的趨勢(shì)；T2、T5和T6處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量呈先升高后降低的趨勢(shì)，且均在處理24 h達(dá)到峰值；T3處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量呈顯著升高的趨勢(shì)，說(shuō)明噴施鎢酸鈉后，內(nèi)源ABA合成受阻，降低了茶樹的抗冷性，但為了應(yīng)對(duì)低溫環(huán)境，導(dǎo)致其可溶性蛋白質(zhì)含量升高；T4處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量的變化趨勢(shì)與對(duì)照組類似，但總體上顯著高于對(duì)照組。

處理2)Treatment2)不同處理時(shí)間葉片的可溶性糖含量/% Solublesugarcontentinleafatdifferenttreatmenttimes0h4h8h12h24h48h72hT110.56±0.14fA11.19±0.55efC11.76±0.30eD13.35±0.49dE16.18±0.63cE20.03±1.67bD21.45±0.79aDT29.83±1.00fB11.13±1.14eC14.81±0.43dC17.70±0.45cC20.14±0.90bC22.50±1.05aC21.12±0.52bDT310.46±0.18fAB14.72±0.70eB18.23±0.31dB22.12±1.49cB24.19±0.53bB26.74±0.68aB24.62±0.58bCT410.36±0.21eAB11.66±0.27dC12.01±0.26dD13.94±0.50cD17.52±1.02bD21.65±1.59aC21.82±0.72aDT59.91±1.01fAB11.17±1.15eC14.75±0.33dC17.73±0.38cC20.05±0.82bC26.00±0.73aB25.45±0.75aBT610.52±0.28eAB22.91±0.97dA25.57±1.67cA27.64±0.36bA29.16±0.32aA28.55±0.46abA28.95±0.25aA

處理2)Treatment2)不同處理時(shí)間葉片的游離脯氨酸含量/μg·g-1 Freeprolinecontentinleafatdifferenttreatmenttimes0h4h8h12h24h48h72hT110.24±0.76fAB12.92±0.40eD14.45±0.31dD15.72±0.53cD16.99±0.41bD18.13±0.36aE17.89±0.55aDT210.71±0.27fA14.95±0.41eC15.89±0.45dC18.09±0.67cC19.33±0.46bC21.20±0.64aD19.40±0.72bCT310.08±0.60gAB19.13±1.06fA22.20±0.96eA29.28±0.58dA32.49±0.81cA35.49±0.42bA41.57±0.72aAT410.54±0.68dAB12.38±0.42cD12.98±0.50cE14.05±0.64bE14.72±0.72abE14.89±0.49aF15.39±0.55aET510.58±0.49fAB17.53±0.44eB20.53±0.20dB21.47±0.35cB24.41±0.55bB26.81±0.64aB24.51±0.21bBT610.01±0.66gB14.99±0.61fC16.02±0.44eC17.93±0.96dC19.60±0.49cC22.60±1.01bC24.91±0.55aB

處理2)Treatment2)不同處理時(shí)間葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量/μg·g-1 Solubleproteincontentinleafatdifferenttreatmenttimes0h4h8h12h24h48h72hT112.46±0.16cAB15.99±0.14bF17.19±2.13aD16.36±0.70abE16.10±0.32bF16.40±0.14abF16.59±0.14abFT212.58±0.69eAB17.34±0.47dD17.68±0.43cdD19.36±0.67bD28.66±0.84aD19.57±0.85bE18.58±1.08bcET312.56±0.21gAB18.74±0.29fC20.82±0.52eB21.98±0.68dC30.88±0.55cB42.20±0.84bA53.63±0.65aAT411.92±0.42dB16.44±0.24cE19.50±0.80bC19.34±0.10bD19.83±0.70bE20.60±0.35aD20.49±0.40aDT512.66±0.46fA20.23±0.34eB21.81±0.41dB23.45±0.54bB29.75±0.18aC22.36±0.48cC21.63±0.38dCT612.68±0.26gA21.13±0.36fA23.43±0.33eA24.51±0.87dA33.21±0.36aA26.21±0.62cB28.98±0.38bB

1)同行中不同的小寫字母表示差異顯著(P=0.05) Different small letters in the same row indicate the significant difference (P=0.05); 同列中不同的大寫字母表示差異顯著(P=0.05) Different capitals in the same column indicate the significant difference (P=0.05).

2)T1: 僅噴施蒸餾水，對(duì)照 Only spraying distilled water， the control; T2: 僅噴施50 mg·L-1ABA Only spraying 50 mg·L-1ABA; T3: 僅噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉Only spraying 20 mmol·L-1sodium tungstate; T4: 同時(shí)噴施50 mg·L-1ABA和20 mmol·L-1鎢酸鈉Spraying 50 mg·L-1ABAand20mmol·L-1sodiumtungstateatthesametime; T5: 0 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA， 24 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉Spraying 50 mg·L-1ABA at 0 h, and spraying 20 mmol·L-1sodium tungstate at 24 h; T6: 0 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉，24 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA Spraying 20 mmol·L-1sodium tungstate at 0 h, and spraying 50 mg·L-1ABA at 24 h.

在處理的4～72 h，對(duì)照組的可溶性蛋白質(zhì)含量總體上顯著低于其他處理組。在處理的0～24 h，T5和T6處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量總體上顯著高于其他處理組；在處理的48～72 h，T3處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于其他處理組。

T2處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量在低溫脅迫初期和中期總體上顯著高于對(duì)照組，與同時(shí)期T4處理組相近，但與其他處理組相比較其可溶性蛋白質(zhì)含量偏低，推測(cè)可能是茶樹的抗寒途徑并不單一，雖然ABA在植物抗寒過(guò)程中起著非常重要的作用，但并不是惟一途徑，茶樹可能通過(guò)非ABA依賴的低溫應(yīng)答途徑提高其他抗寒基因表達(dá)從而增加對(duì)應(yīng)蛋白的合成，最終提高其抗寒性。

2.2 低溫條件下噴施ABA和鎢酸鈉對(duì)茶樹幼苗葉片中抗氧化酶活性的影響

低溫(4 ℃)條件下單一或混合噴施ABA和鎢酸鈉后茶樹幼苗葉片中超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(POD)活性的動(dòng)態(tài)變化見表2。

2.2.1 對(duì)SOD活性的影響 由表2可以看出：低溫條件下，T1(僅噴施蒸餾水，對(duì)照)處理組茶樹葉片中的SOD活性在處理的0～48 h逐漸升高，隨后在處理的72 h又顯著降低。在處理的0～72 h，T2(僅噴施50 mg·L-1ABA)、 T5(0 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA， 24 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉)和T6(0 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉，24 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA)處理組的SOD活性總體上呈顯著升高的趨勢(shì)，其中，T5處理組在噴施鎢酸鈉后SOD活性的變幅較?。籘6處理組在噴施鎢酸鈉后SOD活性顯著升高，但在處理12 h后差異不顯著，24 h時(shí)噴施ABA后其SOD活性顯著升高。T3(僅噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉)和T4(同時(shí)噴施50 mg·L-1ABA和20 mmol·L-1鎢酸鈉)處理組的SOD活性在處理的0～24 h間顯著升高，隨后顯著降低。

在處理的4～72 h，T2處理組的SOD活性顯著高于其他處理組；對(duì)照組和T3處理組的SOD活性均較低，且總體上顯著低于其他處理組。

2.2.2 對(duì)CAT活性的影響 由表2還可以看出：低溫條件下， 對(duì)照組茶樹葉片中的CAT活性在處理的0～8 h顯著升高，在處理的8～48 h變幅較小，但在處理的48～72 h顯著降低。在處理的0～72 h，T2和T4處理組的CAT活性總體上呈顯著升高的趨勢(shì)；T3和T5處理組的CAT活性在處理的0～48 h總體上顯著升高，之后降低；T6處理組的CAT活性則呈波動(dòng)的變化趨勢(shì)，在處理的0～24 h顯著升高，在處理的48 h顯著降低，但在處理的72 h又顯著升高。

在處理的0～72 h，T3處理組茶樹葉片中的CAT活性總體上顯著低于T2處理組，說(shuō)明鎢酸鈉對(duì)CAT活性的影響程度小于外源ABA。在處理的4～48 h，T4處理組的CAT活性顯著低于對(duì)照組。 在處理的0～72 h，T6處理組的CAT活性總體上較高。

2.2.3 對(duì)POD活性的影響 由表2還可以看出：低溫條件下， 對(duì)照組茶樹葉片中的POD活性在處理的0～12 h顯著升高，之后逐漸下降；而其他處理組的POD活性則總體上在處理的0～24 h顯著升高，之后顯著降低。

處理2)Treatment2)不同處理時(shí)間葉片的SOD活性/U·g-1 SODactivityinleafatdifferenttreatmenttimes0h4h8h12h24h48h72hT191.44±3.36eB92.23±3.59eE101.34±8.50cdC106.60±4.64cD119.72±4.57bF132.93±3.50aD99.28±3.63dFT299.11±2.26gA174.04±7.58fA185.02±8.00eA199.06±7.98dA217.09±9.58cA245.31±10.01bA270.53±9.91aAT396.29±5.32eA113.57±4.98dD124.06±3.10cB131.54±2.27bC137.65±2.90aE121.86±2.15cE115.56±2.81dET496.58±4.37eA122.47±3.12dBC129.06±2.45cB145.54±2.56bB157.93±4.84aC145.51±11.99bC126.27±2.99cdDT598.79±3.69eA116.55±5.79dCD129.46±3.49cB132.85±3.82cC164.19±4.93bB163.99±4.36bB174.11±3.58aCT698.31±2.91fA125.57±9.90eB130.94±10.16deB144.92±16.76cdB148.24±11.15cD171.96±10.86bB226.57±19.76aB

處理2)Treatment2)不同處理時(shí)間葉片的CAT活性/U·g-1 CATactivityinleafatdifferenttreatmenttimes0h4h8h12h24h48h72hT175.83±5.91dB100.00±4.33cB140.42±5.64aA144.58±7.32aA146.67±6.41aB145.00±8.20aC126.67±6.29bET292.92±7.32gA107.50±7.50fB130.00±9.44eB148.75±7.60dA163.33±5.91cA174.17±8.87bA185.83±8.87aBT385.42±6.41eAB103.75±7.81dB118.75±6.96cC141.67±6.29bAB142.08±10.10bB158.33±8.78aB152.92±10.10aDT483.81±3.80fAB96.36±5.39eB117.57±2.32dC130.74±3.92cC133.33±3.64bcC138.57±3.84bC160.77±3.74aCT581.25±9.44eB103.75±9.44dB115.83±8.78cC135.00±8.20bBC148.75±10.00aB153.33±5.20aB132.92±5.91bET692.08±3.82eA126.67±8.51dA140.42±6.88cA147.92±7.11cA159.17±6.88bA119.17±6.29dD290.42±3.61aA

處理2)Treatment2)不同處理時(shí)間葉片的POD活性/U·g-1 PODactivityinleafatdifferenttreatmenttimes0h4h8h12h24h48h72hT1760.00±34.87dBC893.33±12.22cA978.67±16.65bB1080.00±34.87aB1050.67±101.93aB986.67±74.33bB845.33±40.27cBT2778.67±12.22fAB896.00±65.48eA1013.33±24.44dB1168.00±69.74bA1293.33±20.13aA1112.00±21.17cA1074.67±60.04cAT3746.67±28.10cC765.33±33.31cC880.00±21.17bD936.00±21.17bC1069.33±45.49aB906.67±16.65bC773.33±93.75cCT4736.00±21.17dC837.33±36.95cB928.00±34.87bC1085.33±96.11aB1114.67±72.15aB1061.33±110.37aA792.00±8.00cdBCT5797.33±37.81gA901.33±16.65eA1077.33±20.13cA1128.00±21.17bAB1253.33±58.97aA949.3±45.49dBC829.33±20.13fBCT6744.00±8.00eC872.00±36.66cAB954.67±12.22bBC957.33±28.10bC1093.33±90.98aB997.33±24.44bB818.67±44.06dBC

1)同行中不同的小寫字母表示差異顯著(P=0.05) Different small letters in the same row indicate the significant difference (P=0.05); 同列中不同的大寫字母表示差異顯著(P=0.05) Different capitals in the same column indicate the significant difference (P=0.05).

2)T1: 僅噴施蒸餾水，對(duì)照 Only spraying distilled water， the control; T2: 僅噴施50 mg·L-1ABA Only spraying 50 mg·L-1ABA; T3: 僅噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉Only spraying 20 mmol·L-1sodium tungstate; T4: 同時(shí)噴施50 mg·L-1ABA和20 mmol·L-1鎢酸鈉Spraying 50 mg·L-1ABAand20mmol·L-1sodiumtungstateatthesametime; T5: 0 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA， 24 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉Spraying 50 mg·L-1ABA at 0 h, and spraying 20 mmol·L-1sodium tungstate at 24 h; T6: 0 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉，24 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA Spraying 20 mmol·L-1sodium tungstate at 0 h, and spraying 50 mg·L-1ABA at 24 h.

在處理的72 h，T2處理組的POD活性較對(duì)照組顯著升高，增幅達(dá)到27.1%，而T3、T4、T5和T6處理組的POD活性無(wú)顯著差異，但均低于T2處理組和對(duì)照組，且差異顯著。處理的0～72 h，T2處理組的POD活性總體上顯著高于T3處理組和對(duì)照組。推測(cè)噴施外源ABA或鎢酸鈉能夠提高茶樹葉片中的POD活性，并且噴施外源ABA對(duì)POD活性的影響大于鎢酸鈉。

3 討論和結(jié)論

本研究結(jié)果顯示， 低溫(4 ℃)條件下， 在處理的0～72 h，T1(僅噴施蒸餾水，對(duì)照)處理組茶樹葉片中的可溶性糖和游離脯氨酸含量總體上隨處理時(shí)間延長(zhǎng)呈顯著升高的趨勢(shì)，而可溶性蛋白質(zhì)含量則呈先顯著升高后略降低的趨勢(shì)，并保持在較高水平，這可能是由于低溫脅迫誘導(dǎo)了茶樹體內(nèi)響應(yīng)蛋白的產(chǎn)生及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)合成酶活性的提高，使得各類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量上升，保持細(xì)胞滲透壓平衡，達(dá)到維持細(xì)胞正常功能的目的。低溫脅迫條件下，植物細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)濃度急劇升高，并超過(guò)植物本身ROS清除系統(tǒng)的能力，對(duì)植物體產(chǎn)生氧化損傷[20]。本研究中，在一定的處理時(shí)間內(nèi)，對(duì)照組茶樹葉片中的SOD、CAT和POD活性均升高，以清除因低溫脅迫而產(chǎn)生的過(guò)量ROS，之后3種酶活性則不同程度降低。造成這一變化趨勢(shì)的原因可能是隨低溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，植物細(xì)胞的保護(hù)系統(tǒng)損傷加劇，抗氧化酶的合成也受到抑制，導(dǎo)致酶活性降低。朱政等[1]對(duì)茶樹和馮建燦等[21]對(duì)喜樹(CamptothecaacuminataDecne.)的研究也獲得了類似的結(jié)果。

ABA也稱為脅迫激素(stress hormone)，外源ABA通過(guò)維持植物體內(nèi)的水分平衡、誘導(dǎo)抗氧化系統(tǒng)、維持膜穩(wěn)定性以及提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)水平等多種途徑以提高植物的耐寒性，表現(xiàn)為可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)和脯氨酸含量升高[22-23]等。本研究中，除處理初期外，T2(僅噴施50 mg·L-1ABA)處理組茶樹葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及抗氧化酶活性均顯著高于對(duì)照組，同時(shí)，T5(0 h時(shí)噴施50 mg·L-1ABA，24 h時(shí)噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉)處理組在處理0～24 h的變化趨勢(shì)與T2處理組相似。低溫條件下用ABA處理黃瓜(CucumissativusLinn.)幼苗后也有類似的現(xiàn)象[24]。在外源ABA作用下，植物相關(guān)基因被誘導(dǎo)表達(dá)，誘導(dǎo)合成逆境蛋白，同時(shí)ABA通過(guò)影響細(xì)胞內(nèi)pH值，提高了茶樹的內(nèi)源ABA含量，從而提高了脯氨酸含量[25]。噴施鎢酸鈉會(huì)抑制植物體內(nèi)源ABA的合成[8]。本研究中，噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉后，茶樹葉片中可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)的含量急劇升高，并且顯著高于對(duì)照組，這可能由鎢酸鈉抑制ABA合成造成茶樹耐寒性的降低，茶樹產(chǎn)生的應(yīng)激保護(hù)反應(yīng)使茶樹葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量升高以減輕傷害[26]；而T4(同時(shí)噴施50 mg·L-1ABA和20 mmol·L-1鎢酸鈉)處理組的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量變化總體上明顯低于T2和T3處理組，與對(duì)照組趨勢(shì)相近，而T5和T6處理組24 h時(shí)分別噴施鎢酸鈉和ABA后，與T2和T3處理組24 h后產(chǎn)生了顯著差異。外源ABA提高了植物的抗冷性，但噴施鎢酸鈉抑制了茶樹葉片內(nèi)源ABA的形成，同時(shí)噴施ABA和鎢酸鈉對(duì)茶樹滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)影響減小。

目前，植物響應(yīng)低溫脅迫主要分為依賴ABA途徑和非依賴ABA途徑[27]。ABA可以誘導(dǎo)抗氧化酶基因如Mn-SOD、過(guò)氧化物酶基因以及過(guò)氧化氫酶基因的表達(dá)[28]。本研究中，在低溫條件下，對(duì)照組茶樹葉片中SOD、CAT和POD活性均增強(qiáng)以適應(yīng)低溫環(huán)境；噴施50 mg·L-1外源ABA則能顯著提高茶樹葉片中SOD、CAT和POD的活性；而噴施20 mmol·L-1鎢酸鈉，僅SOD活性明顯升高，CAT和POD的活性則較對(duì)照組降低或略有升高。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生可能與茶樹響應(yīng)低溫脅迫的不同途徑有關(guān)。在低溫條件下，外源噴施ABA促進(jìn)了依賴ABA途徑的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；噴施鎢酸鈉阻斷了ABA信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)，而茶樹非依賴ABA途徑的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及時(shí)啟動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)茶樹的滲透物質(zhì)含量和抗氧化酶活性適應(yīng)低溫脅迫。

寒害是茶樹常見的自然災(zāi)害之一，關(guān)于茶樹抗寒性機(jī)制及其抗寒性育種的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。在極低溫度下，茶樹并不能保持其抗寒性，導(dǎo)致受凍害嚴(yán)重，制約茶葉的質(zhì)量和產(chǎn)量。近年來(lái)外源物質(zhì)提高植物抗性的研究備受關(guān)注，本文初步驗(yàn)證了外源ABA和鎢酸鈉在低溫條件下對(duì)茶樹的影響，以期通過(guò)外源物質(zhì)在短期內(nèi)提高茶樹抗寒性。

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(責(zé)任編輯： 張明霞)

Effects of ABA and sodium tungstate on osmoregulation substance content and antioxidant enzyme activity in leaf of Camellia sinensis under low temperature

LI Lei, ZHOU Lin, LI Qinghui, XU Hui, ZHU Xujun, FANG Wanping①

(Tea Research Institute, College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China),J.PlantResour. &Environ., 2016, 25(4): 18-24

In order to study effects of exogenous abscisic acid (ABA) and its inhibitor sodium tungstate on cold tolerance ofCamelliasinensis(Linn.) O. Ktze., taking two-year-old seedling ofC.sinensis‘Longjing 43’asexperimentalmaterial,sixtreatmentgroupsofsingleandmixed treatments of 50 mg·L-1ABA and 20 mmol·L-1sodium tungstate (T1: only spraying distilled water， the control; T2: only spraying ABA; T3: only spraying sodium tungstate; T4: spraying ABA and sodium tungstate at the same time; T5: spraying ABA at 0 h, and spraying sodium tungstate at 24 h; T6: spraying sodium tungstate at 0 h, and spraying ABA at 24 h) were set up under low temperature (4 ℃), changes in osmoregulation substance content and antioxidant enzyme activity in leaf treating for 0-72 h were compared and analyzed. The results show that contents of soluble sugar, free proline and soluble protein and activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD) in leaf of seedling in each treatment group increase gradually at the early stage of treatment, and afterwards, changing trends of each index are different. At the middle and later stages of treatment, except free proline content in T4 treatment group is lower than that in the control group, contents of soluble sugar, free proline and soluble protein in each treatment group are generally significantly higher than those in the control group; activities of SOD, CAT and POD in T2 treatment group are significantly higher than those in the control group, while in T3 treatment group, only SOD activity is obviously higher than that in the control group, and activities of CAT and POD are lower or slightly higher than those in the control group. The results of comparison on single and mixed treatment groups show that activities of SOD and POD in T4 treatment group are generally lower than those in T2 treatment group, but are higher than those in T3 treatment group, while its CAT activity is generally lower than that in T2 and T3 treatment groups. After treated for 24 h, changing trends of contents of soluble sugar, free proline and soluble protein and activities of SOD and POD in T5 treatment group are consistent with those in T2 treatment group; changing trends of contents of soluble sugar and free proline and POD activity in T6 treatment group are consistent with those in T3 treatment group, but there are a certain differences in changing trends of soluble protein content and activities of SOD and CAT between T6 treatment group and T3 treatment group. It is suggested that spraying proper amount of ABA or sodium tungstate can enhance osmoregulation substance content and antioxidant enzyme activity in leaf ofC.sinensisunder low temperature, but effect of spraying ABA and sodium tungstate at the same time on osmoregulation substance content and antioxidant enzyme activity in leaf ofC.sinensisis not significant.

Camelliasinensis(Linn.) O. Ktze.; abscisic acid (ABA); sodium tungstate; cold tolerance; osmoregulation substance; antioxidant enzyme

2015-07-06

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31370688; 31400584); 南京市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013創(chuàng)基066)

李 磊(1993—)，男，浙江嘉興人，碩士研究生，主要從事茶樹栽培育種方面的研究。

①通信作者E-mail: fangwp@njau.edu.cn

Q945.78; S571.1

A

1674-7895(2016)04-0018-07

10.3969/j.issn.1674-7895.2016.04.03