外源水楊酸對低溫脅迫椰子幼苗生理特性的影響

周麗霞　曹紅星　肖勇

摘要：[目的]研究外源水楊酸（sA）對低溫脅迫下不同品種椰子幼苗抗寒生理指標(biāo)的影響，為提高椰子幼苗抗寒能力及選育抗寒椰子新品種提供參考依據(jù)。[方法]以1年生文椰78F1、文椰2號、文椰3號和文椰4號幼苗為研究材料，分別噴施100.0、150.0、200.0和250.0mg/L外源SA，測定分析其4℃低溫脅迫1～5d葉片的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）活性及丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pm）含量。[結(jié)果]4個外源SA處理的椰子幼苗在4℃低溫脅迫5d內(nèi)，葉片的SOD、CAT和POD活性及Pro含量均高于相應(yīng)的清水對照（CK），且總體上均呈先上升后下降的變化趨勢；MDA含量均低于CK，且呈先下降后上升的變化趨勢；4℃脅迫第2d，噴施150.0mg/LSA的文椰78F1、文椰2號、文椰3號和文椰4號幼苗葉片SOD、CAT和POD活性及Pro含量最高，均顯著高于相應(yīng)的CK和其他濃度處理（P<0.05，下同），MDA含量最低，均顯著低于相應(yīng)的CK和其他濃度處理，其中以文椰78F1幼苗的SOD、CAT和POD活性及Pro含量更高，MDA含量更低。同一低溫脅迫時間不同濃度SA處理中，總體上也以150.0mg/LSA處理各椰子品種幼苗的SOD、CAT和POD活性及Pro含量最高，MDA含量最低，在4個椰子品種中，以文椰78F1幼苗的SOD、CAT和POD活性及Pro含量更高，MDA含量更低，其次為200.0和250.0mg/LSA處理，100.0mg/LSA處理的5個抗寒指標(biāo)變化不明顯。[結(jié)論]噴施150.0mg/L外源SA能提高椰子幼苗的抗寒性，尤其對文椰78F1幼苗的抗寒效果更佳，可在椰子抗寒育苗及抗寒椰子新品種選育中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：椰子幼苗；外源水楊酸；低溫脅迫；生理指標(biāo)

中圖分類號：S667.4 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2017）11-2039-07

0引言

[研究意義]椰子（CocosnuciferaL.）為棕櫚科椰子屬多年生熱帶木本油料和食品能源植物，是分布最廣、栽培面積最大的熱帶果樹種類之一（曹紅星等，2016）。椰子在我國已有2000多年的栽培歷史，主要分布于海南、云南、廣西、廣東、臺灣和福建等地，其生長發(fā)育最適年均氣溫為26-27℃，最低年均氣溫不低于24℃，日溫差不超過5-7℃。海南省地處熱帶邊緣，年均氣溫24-25℃，最冷月均氣溫15-18℃，短暫的低溫寒潮顯著影響著椰子的生長和生殖器官的發(fā)育。當(dāng)最低氣溫在10℃左右時，椰子樹出現(xiàn)中度受害而敗育減產(chǎn)，氣溫在10℃以下時，椰子樹出現(xiàn)葉片枯萎、椰果凋落現(xiàn)象，4-5℃時椰子樹嚴(yán)重受害，頂芽葉片、嫩梢焦枯或葉片干枯甚至全株死亡。因此，低溫是限制椰子地理分布的重要因素，也是椰子生長發(fā)育中常遇到的災(zāi)害之一。水楊酸（salicvlicacid，SA）是一種響應(yīng)逆境反應(yīng)的胞內(nèi)信號傳導(dǎo)分子，可通過提高超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性及降低丙二醛（MDA）含量以調(diào)控生物膜的穩(wěn)定性，從而提高植物的抗寒性（李合生，2000；李冬花等，2014），但其對椰子幼苗的抗寒生理機制尚未明確。因此，探討SA對低溫脅迫椰子幼苗抗寒生理指標(biāo)的影響，對提高椰子幼苗抗寒能力及抗低溫脅迫椰子新品種選育具有重要意義。[前人研究進展]植物生長調(diào)節(jié)劑SA在提高植物抗性方面已得到廣泛應(yīng)用，在菊花（李永華等，2010）、苦蕎（趙剛等，2012）、香水百合（唐淑蓉等，2013）、圓柏（李冬花等，2014）及番木瓜（王小媚等，2016）等作物上已有研究報道，皆是通過分析SA對作物幼苗生理特性的影響，篩選適宜濃度的SA以提高作物抗寒性。曹紅星等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫可抑制油棕幼苗生長，且隨著脅迫時間的延長，其相對電導(dǎo)率、傷害指數(shù)、MDA和脯安酸（Pro）含量均呈不同程度升高，SOD和CAT活性開始升高，但隨著脅迫時間繼續(xù)延長而下降。植物對低溫逆境的適應(yīng)除受遺傳基因調(diào)控外，通過植物激素調(diào)控代謝途徑改變膜系統(tǒng)在一定程度上也可增強其抗寒性（高琪昕等，2014）。劉艷菊等（2016）考察外源脫落酸對低溫脅迫下油棕幼苗生理的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)噴施脫落酸可提高油棕幼苗的抗寒能力。[本研究切入點]目前，國內(nèi)有關(guān)外源SA對低溫脅迫條件下椰子幼苗抗寒生理指標(biāo)影響的研究鮮見報道。[擬解決的關(guān)鍵問題]分析不同濃度外源SA對4個椰子品種幼苗抗寒生理指標(biāo)的影響，并比較4個椰子品種的抗寒能力，為提高椰子抗寒性及選育抗寒椰子新品種提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試椰子品種文椰78F1、文椰2號、文椰3號和文椰4號由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所種質(zhì)資源圃提供。將椰果種植于沙床并進行常規(guī)田問管理1年后，選擇生長健壯、無病蟲害、長勢基本一致植株帶回實驗室備用。SA購白天津鼎盛鑫化工有限公司。

1.2試驗方法

1.2.1低溫脅迫處理 每個品種均設(shè)100.0、150.0、200.0和250.0mg/LSA4個處理，以清水處理為對照（cK），每處理5株椰子幼苗，3次重復(fù)。在低溫處理前3d，每天對幼苗噴施1次SA，以噴至葉面均勻布滿霧狀水滴為宜。緩苗2d后，將椰子幼苗置于4℃恒溫培養(yǎng)箱中（光照強度1500.0gmol/m²·s，相對濕度70%，光周期12h/d）進行低溫處理1-5d。

1.2.2指標(biāo)測定 SOD、CAT和過氧化物酶（POD）活性參照李合生（2000）的方法進行測定，MDA和游離Pro含量參照鄒奇（2000）的方法進行測定。

1.3統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel2007進行整理和制圖，以SPSS17.0進行方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1SA對低溫脅迫椰子幼苗葉片SOD活性的影響

由表1可知，CK及不同濃度SA處理的4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，葉片SOD活性均呈先上升后下降的變化趨勢；低溫脅迫的第2d，4個椰子品種各SA處理的SOD活性均上升至最大值，其中，150.0mg/LSA處理文椰78F1、文椰2號、文椰3號和文椰4號幼苗葉片的SOD活性最高，分別為370.4、332.6、325.8和319.9u/gFw，分別比相應(yīng)的CK增加85.1%、75.7%、80.5%和67.4%，即150.0mg/LSA處理椰子幼苗的SOD活性排序為文椰78F1>文椰3號>文椰2號>文椰4號；隨著低溫脅迫時間的延長，各SA處理椰子幼苗葉片的SOD活性逐漸下降，但在整個低溫脅迫期間，SA處理椰子幼苗的SOD活性均明顯高于CK。方差分析結(jié)果表明，150.0mg/LSA處理4個椰子品種幼苗葉片的SOD活性均顯著高于其他濃度處理（P<0.05，下同），說明噴施150.0mg/LSA可顯著提高椰子幼苗的SOD活性，進而提高椰子幼苗的抗寒能力。

同一低溫脅迫時間下，不同濃度SA處理椰子幼苗SOD活性的方差分析結(jié)果表明，4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，其葉片SOD活性均呈上升趨勢，且均顯著高于CK，其中，150.0mg/LSA處理葉片的SOD活性最高，其次為200.0和250.0mg/LSA處理，100.0mg/LSA處理的SOD活性相對較低，說明以噴施150.0mg/LSA對椰子幼苗抗寒性的促進作用最佳。

2.2SA對低溫脅迫椰子幼苗葉片CAT活性的影響

由表2可知，CK及不同濃度SA處理的4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，葉片CAT活性均呈先上升后下降的變化趨勢；低溫脅迫的第2d，4個椰子品種各SA處理的CAT活性均上升至最大值，其中，150.0mg/LSA處理文椰78F1、文椰2號、文椰3號和文椰4號幼苗葉片的CAT活性最高，分別為354.6、310.6、321.1和322.6U/gFw，分別比相應(yīng)的CK增加80.5%、64.8%、66.1%和59.9%，即150.0mg/LSA處理椰子幼苗的CAT活性排序為文椰78F1>文椰3號>文椰2號>文椰4號；隨著低溫脅迫時間的延長，各SA處理椰子幼苗葉片的CAT活性逐漸下降，但在整個低溫脅迫期間，SA處理椰子幼苗的CAT活性均明顯高于CK。方差分析結(jié)果表明，噴施150.0mg/LSA的4個椰子品種幼苗葉片CAT活性均顯著高于其他SA處理，說明噴施150.0mg/LSA可顯著提高椰子幼苗CAT活性，進而提高椰子幼苗的抗寒能力。

同一低溫脅迫時間不同濃度SA處理椰子幼苗CAT活性的方差分析結(jié)果表明，4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，其葉片CAT活性均呈上升趨勢，且均顯著高于CK，其中，150.0mg/LSA處理的椰子幼苗葉片CAT活性最高，抗寒性最強，200.0和250.0mg/LSA處理的CAT活性次之，100.0mg/LSA處理的CAT活性相對較低，說明以噴施150.0mg/LSA對提高椰子幼苗抗寒性的效果最佳。

2.3SA對低溫脅迫椰子幼苗葉片POD活性的影響

由表3可知，CK及不同濃度SA處理的4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，葉片POD活性均呈先上升后下降的變化趨勢；低溫脅迫的第2d，4個椰子品種各SA處理的POD活性均上升至最大值，其中，150.0mg/LSA處理文椰78F1、文椰2號、文椰3號和文椰4號幼苗葉片的POD活性最高，分別為289.7、293.5、310.4和288.5U/gFw，分別比相應(yīng)的CK增加87.6%、74.7%、75.8%和70.9%，即150.0mg/LSA處理椰子幼苗的POD活性排序為文椰78F1>文椰3號>文椰2號>文椰4號；隨著低溫脅迫時間的延長，各SA處理椰子幼苗葉片的POD活性逐漸下降，但在整個低溫脅迫期間，SA處理椰子幼苗的POD活性均明顯高于CK。方差分析結(jié)果表明，噴施150.0mg/LSA的4個椰子品種幼苗葉片POD活性均顯著高于其他濃度處理，說明噴施150.0mg/LSA可顯著提高椰子幼苗POD活性，進而提高椰子幼苗的抗寒能力。

同一低溫脅迫時間下不同濃度SA處理椰子幼苗POD活性的方差分析結(jié)果表明，4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，其葉片POD活性均呈上升趨勢，且顯著高于CK，其中，以150.0mg/LSA處理椰子幼苗葉片的POD活性最高，抗寒性最強，200.0和250.0mg/LSA處理的POD活性次之，100.0mg/LSA處理的POD活性相對較低，說明以噴施150.0mg/LSA對椰子幼苗抗寒性的促進作用最佳。

2.4SA對低溫脅迫椰子幼苗葉片Pro含量的影響

由表4可知，CK及不同濃度SA處理的4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，葉片Pro含量均呈先上升后下降的變化趨勢，低溫脅迫的第2d，4個品種各SA處理的Pro含量均上升至最大值，其中，150.0mg/LSA處理文椰78F1、文椰2號、文椰3號和文椰4號幼苗葉片的Pro含量最高，分別為283.6、247.4、279.4和256.6gmol/gFW，分別比相應(yīng)的CK增加66.9%、60.0%、62.2%和45.3%，即150.0mg/LSA處理椰子幼苗的Pro含量排序為文椰78F1>文椰3號>文椰2號>文椰4號；隨著低溫脅迫時間的延長，各SA處理椰子幼苗葉片的Pro含量逐漸下降，但在整個低溫脅迫期間，SA處理椰子幼苗的Pro含量均明顯高于CK，說明低溫脅迫下椰子幼苗葉片中積累了大量游離Pro用以維持細胞水勢，穩(wěn)定細胞膜結(jié)構(gòu)。方差分析結(jié)果表明，噴施150.0mg/LSA的4個椰子品種幼苗葉片Pro含量均顯著高于其他濃度處理，說明噴施150.0mg/LSA可顯著提高椰子幼苗的Pro含量，進而提高其抗寒能力。

同一低溫脅迫時間下不同濃度SA處理椰子幼苗Pro含量的方差分析結(jié)果表明，4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，其葉片的Pro含量均呈上升趨勢，且均顯著高于CK，其中又以150.0mg/LSA處理椰子幼苗葉片的Pro含量最高，抗寒性最強，200.0和250.0mg/LSA處理的Pro含量次之，100.0mg/LSA處理的Pro含量相對較低，說明以噴施150.0mg/LSA對椰子幼苗抗寒性的促進作用最佳。

2.5SA對低溫脅迫椰子幼苗葉片MDA含量的影響

由表5可知，CK及不同濃度SA處理的4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，葉片MDA含量均呈先下降后上升的變化趨勢，低溫脅迫的第2d，4個椰子品種各SA處理的MDA含量下降至最低，其中，150.0mg/LSA處理文椰78F1、文椰2號、文椰3號和文椰4號幼苗葉片的MDA含量最低，分別為3.3、3.9、3.5和3.7pmol/gFW，分別比相應(yīng)的CK降低43.1%、38.1%、42.6%和35.0%，即150.0mg/LSA處理椰子幼苗的MDA含量排序為文椰78F1>文椰3號>文椰2號>文椰4號；隨著低溫脅迫時間的延長，各sA處理椰子幼苗葉片的MDA含量逐漸上升，但在整個低溫脅迫期間，SA處理椰子幼苗的MDA含量均明顯低于CK，說明低溫脅迫下椰子葉片細胞膜脂過氧化作用加劇，細胞膜性系統(tǒng)難以維持平衡關(guān)系而遭受不同程度的損傷。方差分析結(jié)果表明，噴施150.0mg/LSA的4個椰子品種幼苗葉片MDA含量均顯著低于其他sA處理，說明噴施150.0mg/LSA可顯著降低椰子幼苗的MDA含量，進而提高其抗寒能力。

同一低溫脅迫時間下不同濃度SA處理椰子幼苗MDA含量的方差分析結(jié)果表明，4個椰子品種幼苗在4℃脅迫的5d中，其葉片MDA含量均呈下降趨勢，且均顯著低于CK，其中以150.0mg/LSA處理椰子幼苗葉片的MDA含量最低，抗寒性最強，200.0和250.0mg/LSA處理的MDA含量次之，100.0mg/LSA處理的MAD含量相對較高，說明以噴施150.0mg/LSA對椰子幼苗抗寒性的促進作用最佳。

3討論

SOD、CAT和POD等作為逆境脅迫下植物防御系統(tǒng)的3個重要保護酶，主要通過清除膜脂過氧化產(chǎn)生的活性氧來保護細胞免受傷害，減少細胞膜損傷，提高植物的抗寒能力，因此，SOD、CAT和POD活性在一定程度上能反映植物細胞發(fā)生膜脂過氧化的嚴(yán)重程度及植物的抗逆境能力（馬正華等，2009；鄧紫宇等，2016；梁鄲娜等，2016）。低溫脅迫下，植物細胞自由基代謝失衡，植物體內(nèi)水分失衡，活性氧積累，產(chǎn)生膜脂過氧化的主要產(chǎn)物——MDA（陳銀萍等，2010），MDA大量積累導(dǎo)致細胞膜系統(tǒng)受到損傷，激發(fā)體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)——游離Pro，低溫脅迫下Pro含量顯著上升，維持細胞水勢，增強細胞的持水力（許瑛和陳發(fā)棣，2008）。本研究發(fā)現(xiàn)，椰子幼苗經(jīng)4℃脅迫后，葉片SOD、CAT和POD活性及Pro含量均呈先上升后下降的變化趨勢，MDA含量呈先下降后上升的變化趨勢；在低溫脅迫2d內(nèi)，椰子幼苗體內(nèi)迅速產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，SOD、CAT和POD活性逐漸升高以消除體內(nèi)活性氧的積累，MDA含量逐漸下降，Pro含量逐漸上升，以減少對細胞膜結(jié)構(gòu)的傷害，提高抗寒力。但隨著脅迫時間的延長，椰子幼苗細胞膜系統(tǒng)受傷害程度加劇，表現(xiàn)為SOD、CAT和POD活性逐漸下降，MDA含量逐漸上升，Pro含量逐漸下降，椰子幼苗受寒害程度加深，與劉國強等（2009）對枇杷幼果的研究結(jié)果一致，說明噴施SA可顯著提高椰子幼苗的抗寒能力，尤其以噴施150.0mg/LSA椰子幼苗的抗寒能力最強。

同一低溫脅迫時間下不同濃度SA處理椰子幼苗葉片的SOD、CAT和POD活性及Pro含量均顯著高于CK，其中以150.0mg/LSA處理的值最大，其次為200.0和250.0mg/LSA處理；MDA含量均顯著低于CK，其中以150.0mg/LSA處理的值最小，其次為200.0和250.0mg/LSA處理，進一步說明噴施150.0mg/LSA椰子幼苗的抗寒能力最強。

綜合上述5個抗寒指標(biāo)的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)文椰78F1的抗寒能力最強，其次為文椰3號，文椰2號和文椰4號的抗寒能力相對較弱。

4結(jié)論

噴施150.0mg/L外源SA能提高椰子幼苗的抗寒性，尤其對文椰78F1幼苗的抗寒效果最佳，可在椰子抗寒育苗及抗寒椰子新品種選育中推廣應(yīng)用。

（責(zé)任編輯思利華）