不同生育期烤煙煙苗對(duì)持續(xù)低溫的響應(yīng)

黃建 馬占峰 王念磊 劉潤(rùn)生 張海偉

摘要 采用室內(nèi)低溫脅迫模擬試驗(yàn)，研究了不同生育期煙苗在低溫條件下葉片生理生化變化。研究表明，不同生育期煙苗對(duì)低溫脅迫均產(chǎn)生一定響應(yīng)，低溫處理下，所有處理的煙苗葉綠素含量均較對(duì)照降低，而可溶性糖含量、丙二醛含量、電解質(zhì)滲透率均較對(duì)照增高，這是對(duì)低溫脅迫的生理響應(yīng)機(jī)制。綜合來看，以6葉1心生育期的煙苗葉綠素含量降幅較小，且其他生理物質(zhì)增幅較小，說明該生育期煙苗能夠更好地抵抗低溫脅迫。

關(guān)鍵詞 低溫;烤煙;生育期;生理特性;滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)

中圖分類號(hào) S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）17-0046-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.17.013

Abstract The physiological and biochemical changes of flue-cured tobacco leaves at different growth stages under low temperature stress were studied in laboratory. The results showed that the seedlings of different growth stages had a certain response to low temperature stress. Under low temperature treatment， the chlorophyll content of all seedling ages was lower than that of the control， the contents of soluble sugar， malondialdehyde and electrolyte permeability were higher than those of the control， which was the physiological response mechanism to low temperature stress. The chlorophyll content of 6-leaf-1-heart seedling decreased little， and the other physiological substances increased little， which showed that the seedling could resist the low temperature stress better.

Key words Low temperature;Flue-cured tobacco;Growth stages;Physiological characteristic;Osmotic adjustment substance

近年來，為了培育適時(shí)、整齊和健壯的無病毒煙苗的烤煙壯苗，國(guó)內(nèi)很多煙區(qū)開展了播種期和苗齡方面的研究[1-3]。由于煙苗移栽后在大田期容易受到低溫的影響，苗齡與低溫脅迫的關(guān)系研究也需要引起重視。研究表明，低溫脅迫下植物葉片活性氧大量產(chǎn)生，導(dǎo)致細(xì)胞膜的相變或氧化損傷[4]，極端低溫還會(huì)破壞細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡，破壞植物正常的新陳代謝[5]。煙苗移栽后受到低溫寒潮侵襲時(shí)還會(huì)出現(xiàn)早花現(xiàn)象[6-7]，對(duì)煙葉生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量造成較大的影響。駱啟章等[8]研究指出，煙草6～12片真葉時(shí)為低溫敏感階段。段雯等等[9]認(rèn)為，不同苗齡的煙苗對(duì)低溫脅迫的敏感程度有較大差異。江西煙區(qū)早春氣溫偏低且多為寡照天氣，煙苗移栽后容易受到“倒春寒”等惡劣天氣影響[10]，對(duì)煙葉的品質(zhì)影響較大。鑒于此，筆者以江西主栽烤煙品種云煙87為試驗(yàn)材料，在光照培養(yǎng)箱條件下，研究不同生育期的煙苗對(duì)持續(xù)低溫的敏感程度，為優(yōu)質(zhì)烤煙大田生產(chǎn)中培育壯苗提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試烤煙品種為云煙87。育苗盤采用輕質(zhì)泡沫塑料128 孔育苗盤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

低溫脅迫試驗(yàn)在江西省煙草科學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行?？緹熋缙谇捌谂囵B(yǎng)在贛州市瑞金煙葉基地鋼架育苗棚內(nèi)采用濕潤(rùn)育苗方式，進(jìn)行烤煙育苗專用肥于烤煙出苗后對(duì)水施入育苗池。待煙苗長(zhǎng)出第 5、6、7、8 片真葉時(shí)分別選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的煙苗 6 盤，運(yùn)到江西省煙草科學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)室，每個(gè)生育期煙苗均分為2組，分別在光照培養(yǎng)箱內(nèi)常溫（晝/夜25 ℃/10 ℃）和低溫（晝/夜11 ℃/6 ℃）條件下繼續(xù)培養(yǎng)4 d，光周期為12 h/12 h，箱內(nèi)相對(duì)濕度為75%～80%。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在培養(yǎng)箱中放置 4 d后分別取樣，各處理選取代表性煙苗10株，自下向上取適量的第3～5片完全展開葉用于測(cè)定煙葉生理生化指標(biāo)。其中超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定[11]，過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法測(cè)定[11];參照王學(xué)奎[12]的方法測(cè)定丙二醛和可溶性糖含量;采用丙酮-乙醇（1∶1）混合浸提法測(cè)定葉綠素 a、b含量[13];采用電導(dǎo)儀測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率[13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 20.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析;采用Excel 2013進(jìn)行表格的生成。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫對(duì)不同生育期煙苗葉綠素含量的影響 由表1可知，低溫對(duì)不同生育期煙苗的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均有顯著的影響，低溫條件下葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均顯著低于常溫對(duì)照。與對(duì)照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心和8葉1心4個(gè)生育期煙苗葉綠素a含量降幅分別為22.6%、16.5%、18.2%、22.3%，葉綠素b含量降幅分別為250%、17.1%、17.5%、18.3%，葉綠素總量降幅分別為23.2%、16.7%、18.0%、21.2%。由此可見，6葉1心、7葉1心煙苗葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總量比對(duì)照的降低幅度小，說明這2個(gè)生育期煙苗能更好地應(yīng)對(duì)低溫帶來的傷害。

2.2 低溫對(duì)不同生育期煙苗可溶性糖含量的影響 由表2可知，低溫處理?xiàng)l件下可溶性糖含量均高于常溫對(duì)照。不同生育期煙苗對(duì)低溫的響應(yīng)不同。與對(duì)照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心和8葉1心煙苗可溶性糖含量增加的幅度分別為58.3%、26.5%、26.9%、40.9%。由此可以看出，6葉1心、7葉1心生育期煙苗可溶性糖含量增幅較少，說明這2個(gè)時(shí)期煙苗能更好地適應(yīng)低溫環(huán)境。

2.3 低溫對(duì)不同生育期煙苗丙二醛含量的影響

低溫條件下不同生育期煙苗的丙二醛含量均高于常溫對(duì)照（表3）。不同生育期煙苗對(duì)低溫的響應(yīng)不同。與對(duì)照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心、8葉1心4個(gè)生育期葉片丙二醛含量增加的幅度分別為38.3%、29.7%、31.7%、32.8%，從丙二醛含量的增加幅度可以看出，6葉1心生育期煙苗丙二醛含量增加較少，說明這個(gè)時(shí)期煙苗更能適應(yīng)低溫環(huán)境。

2.4 低溫對(duì)不同生育期煙苗電解質(zhì)滲透率的影響 由表4可知，低溫處理?xiàng)l件下電解質(zhì)滲透率均高于常溫對(duì)照。不同生育期煙苗對(duì)低溫的響應(yīng)不同，與對(duì)照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心、8葉1心4個(gè)生育期葉片增加幅度分別為252%、20.1%、21.8%、22.4%，從電解質(zhì)滲透率的提高幅度可以看出，6葉1心、7葉1心生育期煙苗電解質(zhì)滲透率增幅較少，說明這2個(gè)時(shí)期煙苗更能適應(yīng)低溫環(huán)境，其中以6葉1心煙苗表現(xiàn)最好。

2.5 低溫對(duì)不同生育期煙苗SOD和CAT 活性的影響 由表5可知，常溫下不同生育期煙苗的SOD、CAT 活性差異較小。低溫處理后，不同生育期煙葉保護(hù)性酶 SOD、CAT活性均較常溫對(duì)照有所降低。不同生育期煙苗對(duì)低溫的響應(yīng)不同。與對(duì)照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心、8葉1心煙苗SOD活性分別降低7.7%、2.4%、5.3%、6.3%，CAT活性降低的幅度分別為12.8%、8.0%、8.9%、10.4%。相同低溫處理下，6葉1心煙苗保護(hù)性酶 SOD和CAT 活性較對(duì)照降幅較小。

3 討論

苗期低溫凍害、移栽后“倒春寒”是影響東南煙區(qū)烤煙生產(chǎn)和產(chǎn)質(zhì)量的主要因素之一[14] 。壯苗移栽能夠有效降低低溫的危害，因此開展不同生育期煙苗對(duì)低溫的響應(yīng)研究具有重要意義。研究表明，植物耐低溫是作物體內(nèi)一系列生理生化過程綜合作用的結(jié)果，由多基因調(diào)控并受到外界環(huán)境的影響。丁紅映等[15]綜合多項(xiàng)研究指出，膜透性、丙二醛含量、質(zhì)體色素及煙葉碳氮化合物含量均可作為鑒定作物耐低溫的指標(biāo)。

研究表明，低溫會(huì)傷害植物細(xì)胞葉綠體，直接影響植物光合作用的光化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致葉綠素含量降低，光合產(chǎn)物運(yùn)輸受阻后可溶性糖含量升高[16-18]。該研究結(jié)果表明，低溫對(duì)不同生育期的煙苗葉綠素含量和可溶性糖含量均有顯著影響，但不同生育期煙苗對(duì)低溫的敏感程度有所差異，6葉1心煙苗葉綠素含量降幅及可溶性糖含量增幅均小于其他生育期煙苗，表明該生育期煙苗受到低溫脅迫的影響相對(duì)較小。

細(xì)胞膜透性常常被作為測(cè)定植物抗寒能力的重要生理指標(biāo)[19-20] 。研究表明，丙二醛含量和電解質(zhì)滲透率可以反映細(xì)胞膜損傷程度[21] 。該試驗(yàn)中，6葉1心煙苗葉片丙二醛含量的增幅較其他處理小，表明該生育期煙苗葉片細(xì)胞膜損傷程度較低，這與各處理煙苗葉片的SOD和CAT活性測(cè)定結(jié)果是相對(duì)應(yīng)的。研究表明，植物在低溫脅迫下SOD、POD及CAT的酶活性會(huì)增加，增加的幅度與植物的抗寒性呈正相關(guān)[22]。該試驗(yàn)中6葉1心煙苗保護(hù)性酶SOD和CAT活性較對(duì)照降幅較小。因此，該處理煙苗在低溫逆境下清除活性氧自由基的能力較強(qiáng)，降低了膜系統(tǒng)的氧化損傷和過氧化損傷，有助于煙草抵御低溫脅迫。

4 結(jié)論

不同生育期煙苗對(duì)低溫均有一定的響應(yīng)，低溫處理下，煙苗葉綠素含量降低，可溶性糖含量、丙二醛含量、電解質(zhì)滲透率均較常溫對(duì)照增高，這是對(duì)低溫脅迫的生理應(yīng)對(duì)機(jī)制。綜合來看，以6葉1心生育期煙苗葉綠素含量降幅較小，而其他生理物質(zhì)增幅較小，說明該生育期煙苗能夠更好地適應(yīng)低溫。在江西煙區(qū)生態(tài)條件下，根據(jù)不同生育期煙苗對(duì)低溫的敏感程度，可為培育壯苗及調(diào)整大田移栽期和移栽方式提供理論依據(jù)。

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