外源亞精胺對(duì)荷花花瓣衰老的影響

李文玲，張現(xiàn)麗，王佩佩，劉藝平，孔德政*

(1.鄭州市綠文廣場(chǎng)管理處，河南 鄭州 450002； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，河南 鄭州 450002)

外源亞精胺對(duì)荷花花瓣衰老的影響

李文玲1，張現(xiàn)麗2，王佩佩2，劉藝平2，孔德政2*

(1.鄭州市綠文廣場(chǎng)管理處，河南 鄭州 450002； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，河南 鄭州 450002)

以荷花品種青玉為試驗(yàn)材料，研究了不同濃度亞精胺對(duì)荷花花瓣衰老及其衰老過(guò)程中超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)等活性和丙二醛(MDA)含量的影響，為延緩荷花衰老提供依據(jù)。結(jié)果表明：0.10 mmol/L亞精胺處理顯著增加了荷花的最大花莖及花瓣長(zhǎng)度，延長(zhǎng)了荷花的單花壽命，其SOD、POD、CAT活性最大值比對(duì)照(蒸餾水處理)最大值分別高5.06%、45.63%、17.98%，并且高于其他處理的最大值；0.10 mmol/L亞精胺處理下荷花MDA含量在初花期、盛花期、謝花期均低于其他處理；0.50、1.00 mmol/L亞精胺處理使荷花初花期提前1～2 d，使CAT活性最大值出現(xiàn)時(shí)間提前。綜上，0.10 mmol/L亞精胺處理能夠明顯地提高荷花衰老過(guò)程中花瓣的生理活性和觀花品質(zhì)。

荷花； 亞精胺； 花衰老； 酶活性； 丙二醛

荷花(Nelumbonucifera)又名蓮花、水芙蓉，是睡蓮科蓮屬多年生水生草本花卉，其花大、葉圓、花色純潔，清香撲鼻，花態(tài)令人賞心悅目，出淤泥而不染，深受人們的喜愛(ài)。荷花原產(chǎn)于中國(guó)，在全國(guó)各地分布范圍較廣。荷花全身是寶，觀賞價(jià)值及經(jīng)濟(jì)價(jià)值都很高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鮮切花一直都深受人們的喜愛(ài)，而荷花是我國(guó)十大傳統(tǒng)名花中唯一的水生花卉，但是因其花期時(shí)間比較短、花瓣易萎蔫脫落及其水生花卉的特性，在很大程度上制約了荷花鮮切花的發(fā)展。目前，對(duì)荷花花期的研究主要集中在花開(kāi)放期間花瓣和葉片的生理生化方面[1-2]，以及施肥、光照和溫度的調(diào)控方面[3-4]，而關(guān)于延長(zhǎng)其花期的研究報(bào)告鮮見(jiàn)報(bào)道。多胺(polyamines，PAs)是一類(lèi)具有較高活性的低分子脂肪族含氮堿，其在生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生并廣泛存在于生物體內(nèi)。亞精胺 (spermidine，Spd)是多胺中的三類(lèi)胺，主要參與種子萌發(fā)[5-6]、植物生長(zhǎng)發(fā)育[7-9]、花芽分化[10-11]、抗逆性[12-17]及延緩衰老[18-20]等重要生理過(guò)程。為了探討延緩荷花花瓣衰老的方法，研究了外源亞精胺對(duì)荷花花瓣生理指標(biāo)和衰老的影響，以期為延長(zhǎng)荷花花期、單花壽命以及鮮切花的發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為荷花品種青玉(NelumbonuciferaGaertn‘Qing yu’)，購(gòu)于河南鄭州田園情水生花卉基地，種植于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)第三試驗(yàn)區(qū)。于荷花立蕾期在蓮蓬、葉片主脈注射及在其葉柄、花柄以1 cm2大小創(chuàng)傷+涂抹的方法施用亞精胺，施用濃度分別為0.01、0.05、0.10、0.50、1.00 mmol/L，對(duì)照(CK，0 mmol/L亞精胺)注射和涂抹等體積蒸餾水。每天8:00進(jìn)行采樣，采收不同發(fā)育時(shí)期(立蕾期、現(xiàn)蕾期、初花期、盛花期、謝花期)的花瓣(圖1)，用去離子水沖洗，然后迅速放入盛有液氮的保溫瓶中帶回，放入-80 ℃超低溫冰箱中保存待用。

1.立蕾期； 2.現(xiàn)蕾期； 3.初花期； 4.盛花期； 5.謝花期圖1 荷花采樣不同發(fā)育時(shí)期的形態(tài)

1.2 生理指標(biāo)的測(cè)定和方法

超氧化物歧化酶(SOD)活性和過(guò)氧化氫酶(CAT)活性的測(cè)定采用鄒琦[21]的氮藍(lán)四唑(NBT)法和過(guò)氧化氫法；過(guò)氧化物酶(POD)活性的測(cè)定采用李合生[22]的愈創(chuàng)木酚比色法；丙二醛(MDA)含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸(TBA)法[23]。生理指標(biāo)的測(cè)量從處理后當(dāng)天開(kāi)始取樣；在盛花期用米尺和游標(biāo)卡尺測(cè)量荷花花朵的最大花莖、荷花花瓣的長(zhǎng)和寬，并觀察記錄荷花的單花壽命。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用 Excel 2007和SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞精胺對(duì)荷花花瓣生長(zhǎng)及衰老的影響

由表1可見(jiàn)，與對(duì)照相比，0.05、0.10 mmol/L亞精胺處理使荷花的最大花莖增加了21.94%、31.88%，而0.50、1.00 mmol/L亞精胺處理則抑制了荷花的最大花莖的生長(zhǎng)；對(duì)于荷花花瓣的影響，0.01、0.05、0.10 mmol/L亞精胺處理都在不同程度上增加了荷花花瓣的長(zhǎng)和寬，以0.10 mmol/L的作用最為明顯，長(zhǎng)和寬分別比對(duì)照高出39.06%、34.99%，0.50、1.00 mmol/L亞精胺處理與對(duì)照相比差異不大；各個(gè)處理對(duì)荷花花瓣瓣數(shù)的影響不太明顯；0.10 mmol/L亞精胺處理對(duì)于荷花單花壽命的影響最為明顯，比對(duì)照延長(zhǎng)2 d，而1.00 mmol/L處理則縮短了單花壽命。此外，從試驗(yàn)觀察中得知，與對(duì)照相比，0.5、1.0 mmol/L亞精胺處理使荷花初花期提前1～2 d。

表1 不同濃度亞精胺對(duì)荷花盛花期花瓣生長(zhǎng) 及單花壽命的影響

2.2 亞精胺對(duì)荷花花瓣抗氧化酶活性的影響

2.2.1 SOD活性 從表2可以看出，各個(gè)處理荷花花瓣衰老過(guò)程中的SOD活性呈先上升后下降的趨勢(shì)，均在初花期達(dá)到最大值，0.50、1.00 mmol/L亞精胺處理在現(xiàn)蕾期SOD活性迅速上升，直到初花期達(dá)到最大值，分別為424.97、434.32 U/g，到后期SOD活性又急速下降，謝花期顯著低于其他處理；0.05、0.10 mmol/L 亞精胺處理的SOD活性最大值分別為446.43、462.33 U/g，比對(duì)照高1.45%、5.06%，并且高于其他處理，到謝花期顯著高于其他處理。以上結(jié)果表明，0.05、0.10 mmol/L亞精胺處理在荷花花瓣衰老過(guò)程中有利于提高其SOD活性，防止花瓣衰老。

表2 不同濃度亞精胺處理對(duì)荷花花瓣SOD活性的影響 U/g

注：同列不同小寫(xiě)字母表示在0.05水平上差異顯著，下同。

2.2.2 POD活性 從表3可以看出，對(duì)照的POD活性在初花期迅速達(dá)到最大值，為273.96 U/(g·min)，0.01、0.05、0.10 mmol/L亞精胺處理的POD 活性最大值均出現(xiàn)在盛花期，分別為315.19、360.83、398.98 U/(g·min)，而且均高于對(duì)照，其他處理的 POD 活性最大值均低于對(duì)照，0.10 mmol/L亞精胺處理的POD活性最大值比對(duì)照和0.01、0.05 mmol/L亞精胺處理的POD活性最大值分別高45.63%和26.58%、10.57%。謝花期各處理間POD活性差異顯著。由此說(shuō)明，0.05、0.10 mmol/L亞精胺處理表現(xiàn)出較高的POD活性，有利于延緩荷花花瓣的衰老。

表3 不同濃度亞精胺處理對(duì)荷花花瓣P(guān)OD活性的影響 U/(g·min)

2.2.3 CAT活性 CAT是生物體內(nèi)防御系統(tǒng)的最關(guān)鍵酶之一，能夠有效清除植物細(xì)胞體內(nèi)過(guò)量的活性氧和自由基。從表4可以看出，各個(gè)處理荷花花瓣衰老過(guò)程中的CAT活性呈先上升后下降的趨勢(shì)。對(duì)照的CAT活性在盛花期達(dá)到最大值，為356.00 U/(g·min)，0.01、0.05、0.10 mmol/L亞精胺處理的CAT活性最大值均出現(xiàn)在盛花期，分別為370.00、396.00、420.00 U/(g·min)，比對(duì)照高出3.93%、11.24%、17.98%。0.50、1.00 mmol/L亞精胺處理的荷花花瓣CAT活性在初花期達(dá)到最大值，分別為342.00、318.00 U/(g·min)，低于對(duì)照。以上結(jié)果表明，0.10、0.05 mmol/L亞精胺處理的荷花花瓣表現(xiàn)出較高的CAT活性。

表4 不同濃度亞精胺處理對(duì)荷花花瓣CAT活性的影響 U/(g·min)

2.3 亞精胺對(duì)荷花花瓣MDA含量的影響

衰老固有的特征就是膜質(zhì)過(guò)氧化，而MDA作為細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化的指標(biāo)[24]，不僅是過(guò)氧化的產(chǎn)物，又能與細(xì)胞內(nèi)各種成分發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng)，嚴(yán)重?fù)p害膜系統(tǒng)和多種保護(hù)酶，其含量的高低反映出膜質(zhì)過(guò)氧化的程度，對(duì)荷花花瓣衰老有重要的影響。從表5可以看出，各處理間荷花花瓣MDA含量初期上升趨勢(shì)差異不大,到初花期差異逐漸增加,1.00 mmol/L亞精胺處理在初花期突然升高,而其他處理的MDA含量上升趨勢(shì)差別不大，0.05 mmol/L亞精胺處理的MDA含量在立蕾期、現(xiàn)蕾期低于其他處理，0.10 mmol/L亞精胺處理的MDA含量在初花期、盛花期、謝花期低于其他處理，說(shuō)明0.10、0.05 mmol/L亞精胺處理具有降低荷花花瓣衰老后期細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度的作用，可以延緩荷花花瓣的衰老。

表5 不同濃度亞精胺處理對(duì)荷花花瓣MDA含量的影響 μmol/g

3 結(jié)論與討論

前人就植物對(duì)亞精胺的生理反應(yīng)做過(guò)很多的研究，楊麗等[25]以切花菊神馬為材料研究發(fā)現(xiàn)，0.10 mmol/L 亞精胺促進(jìn)菊花開(kāi)花，延長(zhǎng)花期，提高菊花切花品質(zhì),1.00 mmol/L 亞精胺則抑制開(kāi)花，縮短了菊花花期。柏素花[26]用外源亞精胺處理離體大豆葉發(fā)現(xiàn)，亞精胺處理可以減緩大豆葉片葉綠素、蛋白質(zhì)的降解,明顯抑制SOD 活性的下降、POD活性的上升和MDA含量的增加，外源亞精胺處理能延緩大豆離體葉片的衰老。陽(yáng)成偉等[27]用0.10 mmol/L 亞精胺和精胺處理切花月季發(fā)現(xiàn)，0.10 mmol/L 外源亞精胺和精胺處理均能延緩MDA含量和膜相對(duì)透性的上升，延緩切花月季的衰老，改善其品質(zhì)。前人的研究結(jié)果表明，亞精胺對(duì)植物衰老具有一定的延緩作用，但是這些試驗(yàn)均是研究離體材料在不同亞精胺濃度下衰老的生理反應(yīng)。而本試驗(yàn)研究了不同亞精胺濃度下連體荷花花瓣材料衰老的生理反應(yīng)，所得到的數(shù)據(jù)更接近于實(shí)際狀況，對(duì)荷花花瓣衰老的研究更具有指導(dǎo)意義。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著亞精胺濃度的增加，對(duì)荷花花瓣衰老過(guò)程中酶活性的促進(jìn)作用也越來(lái)越明顯，到達(dá)一定濃度則抑制了酶活性的上升。0.05、0.10 mmol/L 亞精胺處理明顯增大了荷花的最大花莖及荷花花瓣的長(zhǎng)和寬，延長(zhǎng)了荷花的單花壽命,但對(duì)荷花花瓣數(shù)影響不大。0.05、0.10 mmol/L亞精胺處理對(duì)荷花花瓣SOD和CAT活性的提高效果最為明顯，以0.10 mmol/L亞精胺處理效果最佳。0.05、0.10 mmol/L亞精胺處理對(duì)荷花花瓣P(guān)OD活性的提高和MDA積累量的降低效果最為明顯，以0.10 mmol/L亞精胺處理效果最佳。低濃度亞精胺能維持荷花花瓣衰老過(guò)程中具有較高的 SOD 活性，降低了MDA的積累，其中以0.10 mmol/L亞精胺處理作用效果最佳。此外，0.50、1.00 mmol/L亞精胺處理雖然降低了酶活性，提高了MDA含量，但是會(huì)使荷花初花期提前1～2 d。

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Effects of Exogenous Spermidine on Flower Senescence of Lotus

LI Wenling1,ZHANG Xianli2,WANG Peipei2,LIU Yiping2,KONG Dezheng2*

(1.Zhengzhou Lüwen Square Management Department,Zhengzhou 450002,China；2.College of Forestry,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

To investigate effect of spermidine(Spd) on lotus senescence,lotus ‘Qing yu’ was used as the materials to study the effects of different concentrations of Spd during the senescence process of lotus petal.And we also measured the activity of superoxide dismutase(SOD),peroxidase(POD),catalase(CAT) and the content of MDA,to provide the basis for delaying senescence of lotus.The results showed that the treatmeat of 0.10 mmol/L of Spd preferably increased the largest stem and petal length oflotus,and delayed seneacence of the lotus flower natural life.The highest activities of SOD,POD,CAT were 5.06%,45.63%,17.98% higher than those of CK under the treatment of 0.10 mmol/L of Spd,and also higher than other treatments.The content of MDA was lower than other treatments at initial-flowering,full-flowering and flower-wilting stages under the treatment of 0.10 mmol/L of Spd.Initial-flowering stage was advanced by one or two days under the treatments of 0.50,1.00 mmol/L of Spd,and the maximum of CAT activity was also ahead of time.Under this experimental condition,the treatmeat of 0.10 mmol/L of Spd could significantly improve the physiological functions and flower quality of the petal during the lotus senescence process.

lotus; spermidine; flower senescence; enzyme activity; MDA

2016-12-22

河南省重大科技項(xiàng)目(30601044)

李文玲(1969-)，女，河南襄城人，工程師，主要從事城市園林綠化工作。E-mail：1510511070@qq.com

*通訊作者：孔德政(1964-)，男，江蘇南京人，教授，博士，主要從事園林植物栽培、組織培養(yǎng)的研究。 E-mail：wugongzhu123@163.com

S682.32

A

1004-3268(2017)04-0095-05