脫落酸對(duì)棉花幼苗POD、SOD活性及MDA含量的影響

趙曉登　陳騰達(dá)　李玉帥　高方超　蔣佳琦　周巖

脫落酸作為一種重要的植物激素，對(duì)植物在脅迫環(huán)境中發(fā)揮抗逆性等調(diào)節(jié)行為具有非常重要的作用。本此試驗(yàn)是以河南科技學(xué)院實(shí)驗(yàn)室內(nèi)百棉1號(hào)為試驗(yàn)材料，采用水溶液培養(yǎng)的方法：培養(yǎng)溶液中脫落酸（ABA）的施用濃度為20ppm，在加入ABA后的第12h、24h、36h、48h、60h分別進(jìn)行采樣并測(cè)定樣品過(guò)氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性以及丙二醛（MDA）含量。結(jié)果表明：ABA加入后POD活性和SOD活性明顯提高，MDA的含量逐漸下降，進(jìn)而與對(duì)照組的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比對(duì)來(lái)論證外源ABA對(duì)棉花幼苗生理特性的影響。

棉花在我國(guó)是一種重要的國(guó)民經(jīng)濟(jì)作物，種植面積非常大。棉纖維主要用于紡織，能夠制成多種規(guī)格的紡織物，現(xiàn)如今民眾所穿戴的衣物，家具用布以及工業(yè)用布大多都是由棉花所制成的。棉花也是花蜜作物，為夏季秋季的蜜蜂提供大量?jī)?yōu)質(zhì)的蜜源。其次，棉花也可以作為藥用作物，比如制作止血棉，酒精棉球等。幼苗期是棉花對(duì)環(huán)境最為敏感的時(shí)期，主要影響棉花植株高度和葉片數(shù)量，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)量造成影響。目前，由于環(huán)境因素造成的棉花幼苗期生長(zhǎng)受限已經(jīng)成為棉花產(chǎn)量降低的主要因素。ABA又稱為休眠素，是一種重要的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，對(duì)植物體的影響主要有：促進(jìn)開(kāi)花、促進(jìn)氣孔關(guān)閉、影響植物的兩性分化、刺激單性結(jié)實(shí)的種子發(fā)育等。已有研究表明，干旱、高溫、鹽堿等逆境條件可以促進(jìn)ABA在植物體內(nèi)的生物合成，并且效果相對(duì)顯著。本試驗(yàn)研究外源施加ABA后百棉一號(hào)幼苗植株體內(nèi)SOD活性、POD活性、MDA含量的生理指標(biāo)變化情況，論證ABA對(duì)棉花幼苗生理特性的影響，對(duì)于棉花在干旱以及鹽堿地區(qū)的種植、提高棉花產(chǎn)量以及進(jìn)一步探究棉花的生長(zhǎng)以及生理性狀具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、材料與方法

（1）試驗(yàn)材料及地點(diǎn)

試驗(yàn)于2017年9月至12月在河南科技學(xué)院作物基因組學(xué)與遺傳改良實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，供試棉花品種為百棉一號(hào)。

（2）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用水培法培育棉花幼苗，篩選出長(zhǎng)勢(shì)均勻良好的棉花幼苗100株，分別在10個(gè)水培箱中培養(yǎng)，放入25℃恒溫培養(yǎng)箱中，每天光照16h并通過(guò)攪拌水箱來(lái)保證水中的含氧量，期間定時(shí)換無(wú)菌水，在棉花幼苗第四片真葉葉面積普遍較大時(shí)，開(kāi)始對(duì)實(shí)驗(yàn)組外施ABA，在ABA施用后的第12、24、36、48、60小時(shí)5個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別進(jìn)行采樣，采集棉花幼苗的第三片或第四片真葉，之后立即保存在超低溫冰箱。樣品采集完成后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。

（3）測(cè)定項(xiàng)目

對(duì)收集并進(jìn)行低溫保藏的棉花幼苗真葉稱取0。3g，進(jìn)行生理指標(biāo)測(cè)定，測(cè)定項(xiàng)目包括SOD活性、POD活性、MDA含量。

（4）數(shù)據(jù)分析

用Excel軟件對(duì)ABA施加后棉花幼苗的各項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并作圖。

2、結(jié)果與分析

（1）ABA施加后棉花葉片POD活性的變化

ABA施加后棉花葉片在不同時(shí)間點(diǎn)POD活性的變化見(jiàn)圖1。

由圖1可知外源施加ABA后，試驗(yàn)組棉花葉片POD活性整體上升高;對(duì)照組處于一個(gè)大致穩(wěn)定水平。試驗(yàn)組：ABA施加后的24小時(shí)POD活性一直升高，24小時(shí)到達(dá)活性高峰，之后開(kāi)始逐漸降低，48小時(shí)后開(kāi)始趨于穩(wěn)定，但仍舊高于對(duì)照組水平。由此可知，合適濃度的外源ABA對(duì)棉花幼苗體內(nèi)POD活性有增強(qiáng)作用，并且隨著時(shí)間進(jìn)行，ABA的影響力會(huì)逐漸減小。

（2）ABA施加后棉花葉片MDA含量的變化

ABA施加后棉花葉片在不同時(shí)間點(diǎn)MDA含量的變化見(jiàn)圖2。

由圖2可知外源施加ABA后，試驗(yàn)組棉花葉片MDA含量整體下降;對(duì)照組處于一個(gè)大致穩(wěn)定水平。試驗(yàn)組：ABA施加后的12小時(shí)MDA含量一直下降，12小時(shí)含量到達(dá)最低值，之后開(kāi)始逐漸升高并趨于穩(wěn)定，但MDA含量仍低于對(duì)照組水平。由此可知，在棉花幼苗期外源施加合適濃度的ABA后棉花幼苗體內(nèi)MDA含量會(huì)有所下降。

（3）ABA施加后葉片SOD活性的變化

ABA施加后棉花葉片SOD活性的變化見(jiàn)圖3。

由圖3可知外源施加ABA后，試驗(yàn)組棉花葉片SOD活性整體上升高;對(duì)照組處于一個(gè)大致穩(wěn)定水平。試驗(yàn)組：ABA施加后的24小時(shí)SOD活性處于波動(dòng)狀態(tài)，升高量較小，24小時(shí)后迅速升高，并于36小時(shí)到達(dá)活力峰值，之后開(kāi)始緩慢降低，但仍舊高于對(duì)照組水平。由此可知，合適濃度的外源ABA對(duì)棉花幼苗體內(nèi)SOD活性有增強(qiáng)作用，在24小時(shí)后效果明顯，36小時(shí)后作用力減少。

3、結(jié)論與討論

有研究表明逆境之所以能夠?qū)χ参锏纳L(zhǎng)產(chǎn)生影響，產(chǎn)生毒害性，實(shí)質(zhì)就是影響了植物體活性氧代謝的平衡。比如啟動(dòng)了膜脂過(guò)氧化或者膜脂的脫脂作用來(lái)破壞膜的結(jié)構(gòu)，其他方面就是增加了活性氧的含量水平等。SOD和POD是植物細(xì)胞防御系統(tǒng)中2個(gè)重要的保護(hù)酶類(lèi)，對(duì)于在好氧生物體內(nèi)防御活性氧傷害具有重要作用，植物抗逆性越強(qiáng)，保護(hù)酶對(duì)細(xì)胞的保護(hù)能力越強(qiáng)，是鑒定植物抗逆性的兩個(gè)重要指標(biāo)。生物膜中的不飽和脂肪酸起有力的固定作用，如果發(fā)生了氧化作用，就會(huì)轉(zhuǎn)化成了自由基，結(jié)果就造成了生物膜中的不飽和脂肪酸含量大大降低，這樣的后果便是生物膜流動(dòng)性降低。如果流動(dòng)性發(fā)生了改變那么就會(huì)影響到生物膜的正常功能，隨即影響細(xì)胞的正常功能。丙二醛是細(xì)胞膜氧化的產(chǎn)物之一，它的含量能夠準(zhǔn)確反映出反映膜脂的過(guò)氧化程度。此次試驗(yàn)結(jié)果表明在棉花幼苗期以20ppm的濃度外源施加ABA后，三個(gè)抗逆性指標(biāo)：POD、SOD活性增強(qiáng)，MDA含量降低，均指向抗逆性增強(qiáng)，并且效果明顯，可見(jiàn)合適濃度的ABA外源施加對(duì)棉花抗逆性具有增強(qiáng)作用，以期為棉花在生長(zhǎng)期的外施試劑選擇以及棉花在干旱以及鹽堿地區(qū)的種植、提高棉花產(chǎn)量提供指導(dǎo)。

（作者單位：453003河南科技學(xué)院生命科技學(xué)院）