3種番荔枝屬植物對低溫脅迫的生理響應(yīng)及抗寒性評價

池敏杰，劉育梅

(廈門華僑亞熱帶植物引種園/廈門市植物引種檢疫與植物源產(chǎn)物重點(diǎn)實(shí)驗室，福建 廈門 361002)

番荔枝Annona squamosa屬番荔枝科番荔枝屬落葉小喬木，原產(chǎn)熱帶美洲，又稱釋迦果、洋菠蘿、佛頭果等，是世界五大熱帶水果之一[1]。番荔枝適合生長于深厚、肥沃、排水良好的沙壤土，喜光、喜溫暖濕潤氣候，不耐寒，生長溫度要求全年平均氣溫22 ℃以上，果實(shí)成熟期在6月至11月之間[2]。番荔枝因其果肉白嫩香甜、營養(yǎng)豐富、適應(yīng)性強(qiáng)，成為我國熱帶地區(qū)重要的水果之一，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。

番荔枝引入我國有近 400年歷史，關(guān)于其育種與栽培研究較多[3—10]。近年來，對于番荔枝的研究多集中于番荔枝中內(nèi)脂、多糖等對人體有益，尤其是抗癌成分等方面[11—13]。由于我國特殊的地理位置，番荔枝在冬季容易受到寒流的侵襲，造成產(chǎn)量減少，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。但是，目前對于番荔枝抗寒性的研究較少[14—15]。本研究對3種番荔枝屬植物的抗寒性進(jìn)行分析，旨在為番荔枝品種選育和利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

圓滑番荔枝A.glabra和刺果番荔枝A.muricata實(shí)生苗，鳳梨釋迦A.×atemoya嫁接苗，均為廈門華僑亞熱帶植物引種園種植的2年生苗。每種挑選苗高40～60 cm、長勢旺盛、無明顯病蟲害植株50株，待用。

于11月20日至12月5日期間，用人工氣候箱對植株進(jìn)行低溫脅迫處理，處理溫度梯度為15 ℃、10 ℃、5 ℃，并以自然狀態(tài)下生長溫度(20 ℃)為對照。每種處理選擇5株苗木，在人工氣候箱中處理10 d，常規(guī)栽培管理。

處理結(jié)束后，挑選新鮮成熟葉作為測試材料，每種苗木各處理均采集3個重復(fù)樣品。采用蒽酮法測定可溶性總糖含量[16]；采用考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白含量[16]；采用試劑盒法測定丙二醛(MDA)含量以及過氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性，試劑盒貨號分別是 MS1401、MS1502、MS1500，均購于上海索橋生物科技有限公司。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫脅迫對POD活性的影響

低溫狀態(tài)下，植物的過氧化物酶會發(fā)生變化，植物抗寒能力的提高與過氧化物酶活性的變化相伴相隨。不同低溫脅迫下過氧化物酶活性與常溫(20 ℃)下比較，結(jié)果顯示，15 ℃時三種番荔枝POD活性均出現(xiàn)大幅降低。但隨著脅迫溫度的降低，三種番荔枝POD活性均出現(xiàn)上升趨勢，其中圓滑番荔枝上升最為明顯，其次是刺果番荔枝，鳳梨釋迦過氧化物酶上升最慢(表1，圖1: A)。

2.2 低溫脅迫對SOD活性的影響

與常溫(20 ℃)處理比較，15 ℃時只有圓滑番荔枝SOD活性出現(xiàn)輕微升高，鳳梨釋迦和刺果番荔枝SOD活性都出現(xiàn)降低。至10 ℃時，鳳梨釋迦SOD活性降低60%左右，圓滑番荔枝降低30%左右，刺果番荔枝比15 ℃時反而輕微上升，但仍低于對照。5 ℃脅迫溫度下，三種番荔枝SOD活性進(jìn)一步降低，刺果番荔枝SOD活性降幅最小，其次是圓滑番荔枝，降幅最大的是鳳梨釋迦(表1，圖1: B)。

2.3 低溫脅迫對MDA含量的影響

低溫脅迫環(huán)境下，三種番荔枝MDA含量均較常溫(20 ℃)下出現(xiàn)了增長(表1)。15 ℃時，鳳梨釋迦增長最多，其次是圓滑番荔枝，最后是刺果番荔枝；10 ℃時MDA的增加幅度減小，但是含量最低的仍然是鳳梨釋迦，圓滑番荔枝和刺果番荔枝MDA值相當(dāng)(圖1: C)。5 ℃時，刺果番荔枝MDA含量突增至最高，圓滑番荔枝和鳳梨釋迦MDA含量相比10 ℃時只有小幅度提升，但低于15 ℃(表1)。

表1 低溫脅迫對3種番荔枝屬植物抗寒生理生化指標(biāo)的影響Table 1 Effect of low temperature stress on physiological indexes of cold resistance to 3 species of Annona

2.4 低溫脅迫對可溶性蛋白含量的影響

低溫脅迫下，三種番荔枝可溶性蛋白含量均高于常溫(20 ℃)(表1)。15 ℃時，三種番荔枝可溶性蛋白增長量都在20%以內(nèi)；10 ℃和5 ℃時，刺果番荔枝的可溶性蛋白增長量明顯高于圓滑番荔枝和鳳梨釋迦(圖 1: D)。

2.5 低溫脅迫對可溶性總糖的影響

低溫脅迫下，3種番荔枝的可溶性總糖含量高于常溫(20 ℃)對照。10 ℃和5 ℃時，刺果番荔枝的可溶性總糖含量增幅高于圓滑番荔枝和鳳梨釋迦，鳳梨釋迦在10 ℃時可溶性總糖含量增幅與圓滑番荔枝相近，但在5 ℃時增幅擴(kuò)大(圖1: E)。

圖1 不同低溫脅迫對3種番荔枝屬植物生理指標(biāo)的影響Fig.1 Effects of different low temperature stress on physiological indexes of 3 species of Annona

3 結(jié)論

植物遭受低溫脅迫后會產(chǎn)生一定的抗逆保護(hù)作用，其生理生化指標(biāo)會發(fā)生變化。3種番荔枝屬植物的SOD活性、POD活性、MDA含量、可溶性總糖含量、可溶性蛋白含量5項指標(biāo)在經(jīng)受低溫脅迫后皆發(fā)生變化[17—18]。

鳳梨釋迦、圓滑番荔枝、刺果番荔枝在進(jìn)行人工低溫脅迫后，其POD活性在15 ℃低溫脅迫下均出現(xiàn)大幅下降，當(dāng)?shù)蜏孛{迫達(dá)到5 ℃時，刺果番荔枝和圓滑番荔枝POD活性出現(xiàn)明顯增加并高于常溫水平，只有鳳梨釋迦POD活性仍然低于常溫水平。3種番荔枝在三個低溫梯度下的SOD活性接近或低于常溫水平，5 ℃下刺果番荔枝SOD活性下降最少，圓滑番荔枝次之，鳳梨釋迦下降最多。3種番荔枝MDA含量在15 ℃時出現(xiàn)不同程度的增加，增加幅度依次為鳳梨釋迦＞圓滑番荔枝＞刺果番荔枝。在低溫脅迫下，3種番荔枝可溶性蛋白增加情況為刺果番荔枝增量最大，圓滑番荔枝次之，鳳梨釋迦增加最少?？扇苄钥偺堑脑黾忧闆r也是刺果番荔枝增加最大，但其次為鳳梨釋迦，最低的是圓滑番荔枝。

SOD和POD是植物細(xì)胞膜的保護(hù)酶，酶活性越高，植物的抗逆性越強(qiáng)。MDA表示逆境脅迫對植物細(xì)胞膜的危害程度，MDA越低表示受損害越小。可溶性蛋白和可溶性總糖的含量與植物抗寒性成正比關(guān)系。因此，綜合上述5項生理生化指標(biāo)的測定結(jié)果，可以得出三種番荔枝的抗寒特性強(qiáng)弱順序：刺果番荔枝＞圓滑番荔枝＞鳳梨釋迦。