噴施外源EBR和H2O2對低溫脅迫煙苗恢復(fù)生長期生理特性的影響

許金亮，謝鵬飛，向世鵬，范敏，陳治峰，沈子奇，張蕓萍，李強(qiáng)*

噴施外源EBR和H2O2對低溫脅迫煙苗恢復(fù)生長期生理特性的影響

許金亮1，謝鵬飛2，向世鵬2，范敏1，陳治峰2，沈子奇1，張蕓萍1，李強(qiáng)1*

1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院 湖南長沙 410128； 2 湖南省煙草公司長沙市公司 湖南長沙 410001

【】探討表油菜素內(nèi)酯（EBR）和過氧化氫（H2O2）對低溫脅迫后煙草幼苗生理和生長特性的影響?！尽恳钥緹熎贩NK326為材料，研究低溫脅迫后噴施外源表油菜素內(nèi)酯（EBR，0.01 mg/L）和過氧化氫（H2O2，340 mg/L）對烤煙苗期抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、丙二醛（MDA）和生物量的影響。【】（1）煙草苗期低溫脅迫（CK1）4 d與正常生長（CK2）煙株相比SOD活性降低，POD、CAT活性升高，MDA、可溶性糖和脯氨酸含量上升，可溶性蛋白含量下降，生物量降低；（2）低溫脅迫結(jié)束后，噴施外源EBR（T1）和H2O2（T2）相比低溫對照（CK1），恢復(fù)生長12 d煙苗SOD、POD、CAT活性分別提高61.87%和47.37%、239.06%和193.11%、168.07%和139.63%，MDA含量分別降低60.00%和50.00%，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和生物量顯著增加；（3）噴施外源EBR（T1）和H2O2（T2）與正常生長（CK2）煙株相比，在恢復(fù)生長8 d和12 d時SOD、POD、CAT活性與可溶性糖含量無顯著差異，MDA含量降低，脯氨酸含量顯著上升。【】噴施外源EBR（0.01 mg/L）和H2O2（340 mg/L）能加快低溫脅迫后烤煙K326幼苗的生理和生長恢復(fù)進(jìn)程。

K326；低溫脅迫；EBR；H2O2；酶活性；滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)；生物量

煙草屬喜溫作物，低溫條件下生長發(fā)育遲緩，植株矮小，易出現(xiàn)早花，造成煙葉產(chǎn)質(zhì)量降低。不同煙草品種間耐低溫能力存在較大差異，我國主栽品種K326屬低溫敏感型，低溫耐受能力較差[1-2]，研究其低溫脅迫后恢復(fù)生長階段的機(jī)理對烤煙生產(chǎn)具有長遠(yuǎn)意義。早在1973年，Lyons[3]提出了“膜脂相變”假說，認(rèn)為低溫使生物膜發(fā)生膜脂物相變化，膜脂從液晶相轉(zhuǎn)化為凝膠相，導(dǎo)致膜脂收縮，外部出現(xiàn)孔道或龜裂，膜的厚度也發(fā)生相應(yīng)的變化；同時，細(xì)胞內(nèi)外平衡被破壞，出現(xiàn)可溶性物質(zhì)和電解質(zhì)滲漏現(xiàn)象，造成生理干旱和有毒物質(zhì)積累，且脅迫時間越長作物所受到的損害越嚴(yán)重。已有研究表明[4-5]，受低溫脅迫時煙草幼苗根系活力、葉綠素與可溶性蛋白含量降低，丙二醛（MDA）含量上升，膜脂透性增大，可溶性糖與脯氨酸含量上升，超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性下降，過氧化物酶（POD）活性升高。低溫脅迫解除后，作物在常溫下恢復(fù)生長，細(xì)胞器結(jié)構(gòu)完整性和抗氧化酶活性逐漸增強(qiáng)，相對電導(dǎo)率下降，線粒體數(shù)量、葉綠素、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和內(nèi)源激素含量增加，作物抗寒性增強(qiáng)[6-7]。

外源植物生長物質(zhì)是由人工合成的，與植物激素具有類似生理作用的一類物質(zhì)，使用外源植物生長物質(zhì)對低溫脅迫后作物的恢復(fù)生長進(jìn)程有促進(jìn)作用。已有研究表明[8-9]，葉面噴施氯化鈣（CaCl2）、聚糠萘（PKN）、多效挫（MET）、矮壯素（CCC）等植物生長物質(zhì)能通過調(diào)節(jié)作物體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)等來提高作物低溫脅迫后的恢復(fù)能力。西瓜幼苗遭受低溫脅迫后，前期噴施復(fù)硝酚鈉（CSN）可促使植株快速恢復(fù)生長，后期追施海藻葉面肥可促進(jìn)果實糖分的積累[10]；脫落酸（ABA）處理低溫后香蕉幼苗，其葉片POD、SOD活性上升，MDA含量與相對電導(dǎo)率降低，葉綠素含量與葉片組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)疏松度（SR）增加，葉片膜脂受損率與死亡率減少，植株恢復(fù)生長率上升[11]；此外，在油茶花[12]與溝葉結(jié)縷草[13]中施用植物生長物質(zhì)也得出了相似的結(jié)論。表油菜素內(nèi)酯（Epibrassinosteroids，EBR）是一類具有高生理活性的甾體激素，廣泛存在于植物的花粉、莖和葉中[14]，能有效協(xié)助植物抵御非生物脅迫[15]。低溫脅迫條件下，EBR可以通過增強(qiáng)抗氧化酶基因表達(dá)水平，誘導(dǎo)SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性，從而增強(qiáng)植物抗氧化能力[16]，增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，提高植物抗寒性[17]。H2O2是一種無機(jī)化合物，是活性氧（ROS）的一種，在作物生長發(fā)育、氧化應(yīng)激、衰老和細(xì)胞程序性死亡等過程中均有非常重要的作用[18]。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為H2O2對作物有毒害作用，但有研究表明[19]，適宜濃度的H2O2能作為局部和系統(tǒng)信號起作用，從而增強(qiáng)作物對多種生物和非生物脅迫的耐受性，且參與調(diào)控植物體內(nèi)多種生理代謝過程和眾多基因表達(dá)。

目前，外源EBR[20]和H2O2[21]已經(jīng)廣泛應(yīng)用于調(diào)節(jié)作物生長發(fā)育。但關(guān)于外源EBR和H2O2對烤煙低溫脅迫后恢復(fù)效應(yīng)的研究罕見報道。本試驗通過模擬低溫環(huán)境，研究低溫脅迫后，噴施EBR和H2O2對烤煙K326苗期恢復(fù)生長的調(diào)控作用，旨在為生產(chǎn)上利用外源EBR和H2O2修復(fù)低溫脅迫對烤煙幼苗造成的傷害提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

低溫敏感型烤煙品種K326（湖南省煙草科學(xué)研究所提供）；EBR（0.01 mg/L）和H2O2（340 mg/L）（南京建成生物工程研究所有限公司），EBR和H2O2濃度由前人研究[17,22]和預(yù)實驗確定。

1.2 試驗設(shè)計

取飽滿一致的K326種子，依次在50℃溫水浸泡10 min、75%乙醇溶液浸泡30 s、10%NaClO溶液浸泡10 min，無菌水洗凈后將種子點于經(jīng)1/4霍格蘭（Hoagland）營養(yǎng)液完全浸濕的脫脂棉培養(yǎng)皿上，每皿50～60粒，將培養(yǎng)皿置于28℃人工氣候箱中避光催芽4 d，取萌動一致的種子播種于育苗盤（育苗盤中事先放入JIFFY育苗塊，并用1/4 Hoagland營養(yǎng)液充分濕潤，每日下午14時向育苗盤中添加1/4 Hoagland營養(yǎng)液至1/2刻度處），每盤播種24株。置人工氣候培養(yǎng)箱培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為光照時長14 h/10 h（晝/夜），溫度28℃/18℃（晝/夜），相對濕度75%、光照強(qiáng)度為7000 lux。待煙苗長至七葉一心時，進(jìn)行低溫處理4 d后（晝/夜溫度4℃/4℃，相對濕度75%，光照強(qiáng)度7000 lux），轉(zhuǎn)入正常環(huán)境條件下（晝/夜溫度28℃/18℃，相對濕度75%，光照強(qiáng)度7000 lux），分別噴施EBR（0.01 mg/L）和H2O2（340 mg/L），噴施時間為上午9時和下午14時，連續(xù)噴施4 d后，置前述正常環(huán)境條件下恢復(fù)生長20 d。以進(jìn)行低溫處理后噴施蒸餾水的煙苗為低溫脅迫對照（CK1），以未經(jīng)低溫處理噴施蒸餾水的煙苗為常溫對照（CK2），處理設(shè)置見表1。試驗共4個處理，每個處理重復(fù)3次，每次重復(fù)種植8株。

表1 處理方法

Tab.1 Treatment methods

1.3 測定項目與方法

1.3.1 抗氧化酶活性、MDA及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量

于連續(xù)溫度處理4 d結(jié)束時、恢復(fù)生長4 d、恢復(fù)生長8 d和恢復(fù)生長12 d，分別取自上而下第2、3片完全展開葉樣品測定煙葉生理指標(biāo)（每個重復(fù)取2株）。SOD活性測定采用氮藍(lán)四唑（NBT）光還原比色法[23]；POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法[24]；CAT活性測定采用過氧化氫分解法[24]；MDA含量測定采用硫代巴比妥酸（TBA）顯色法[24]；游離脯氨酸含量使用試劑盒（南京建成生物工程研究所有限公司）檢測；可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法[25]；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍(lán)法[24]。

1.3.2 生物量

溫度處理結(jié)束后恢復(fù)生長20 d時，分別稱量各處理地上、地下部煙株鮮重，后將煙株105℃殺青40 min，于80℃烘干至恒重，稱量各樣品干重，計算根冠比（根干重/地上部干重）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0和Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖，采用Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較（＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗抗氧化酶活性的影響

2.1.1 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗SOD活性的影響

由圖1A可知，常溫對照（CK2）煙株SOD活性呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，而低溫脅迫對照（CK1）的煙株SOD活性則先上升后下降；連續(xù)低溫脅迫4 d 后，T1、T2、CK1處理SOD活性顯著低于常溫對照（CK2）；恢復(fù)生長過程中噴施外源EBR（T1，0.01 mg/L，下同）和H2O2（T2，340 mg/L，下同），SOD活性顯著高于CK1，在恢復(fù)生長12 d時SOD活性分別比CK1高61.87%和47.37%，與CK2相比，在恢復(fù)生長8 d和12 d 時無顯著差異。說明低溫脅迫使SOD活性降低，而噴施外源EBR與H2O2能顯著提高SOD活性，增強(qiáng)煙株對體內(nèi)活性氧（ROS）的清除功能。

2.1.2 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗POD活性的影響

不同處理模式下POD活性變化見圖1B，連續(xù)低溫脅迫4 d，煙株P(guān)OD活性顯著高于CK2，但在恢復(fù)生長過程中CK1的POD活性均低于CK2煙株，且在恢復(fù)生長8 d和12 d達(dá)顯著水平；恢復(fù)生長過程中，T1、T2 處理POD活性均高于CK1，在恢復(fù)生長8 d和12 d 時達(dá)顯著水平，恢復(fù)生長12 d時POD活性分別比CK1高239.06%和193.11%，與CK2煙株相比無顯著差異，除恢復(fù)生長8 d時T2略低于CK2外，T1、T2 處理POD活性均高于CK2。表明低溫脅迫條件下煙株P(guān)OD活性增強(qiáng)，而外源EBR與H2O2對煙株P(guān)OD活性的上升具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。

2.1.3 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗CAT活性的影響

由圖1C可知，連續(xù)低溫脅迫4 d對煙株CAT活性的影響不顯著；恢復(fù)生長過程中CK1的CAT活性顯著低于CK2，且一直處于較低水平，說明低溫處理降低了煙株恢復(fù)生長過程中CAT活性；恢復(fù)生長過程中T1、T2 處理CAT活性顯著高于CK1，且在恢復(fù)生長12 d時差異最大，分別比CK1高168.07%和139.63%，但與CK2無顯著差異。這表明短時間低溫脅迫對煙草幼苗CAT活性影響較小，而外源EBR與H2O2能促進(jìn)低溫處理后煙草幼苗CAT活性的增強(qiáng)。

2.2 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗MDA含量的影響

連續(xù)低溫脅迫導(dǎo)致煙株體內(nèi)MDA含量迅速升高（圖1D），解除低溫脅迫后MDA含量迅速降低；在恢復(fù)生長12 d時CK1處理MDA含量顯著高于CK2，升幅達(dá)50.00%，說明低溫脅迫對煙苗恢復(fù)生長過程中MDA含量影響較大；恢復(fù)生長過程中T1、T2與CK1相比MDA含量始終處于較低水平，且在恢復(fù)生長8 d和12 d時差異達(dá)顯著水平，在恢復(fù)生長12d時差異最大，分別比CK1低60.00%和50.00%，與CK2相比在恢復(fù)生長4 d和8 d時MDA含量顯著降低，恢復(fù)生長12 d時CK2處理MDA含量高于T1、T2。表明噴施外源EBR和H2O2能減少煙苗體內(nèi)MDA含量，有利于降低煙苗體內(nèi)膜脂過氧化水平。

注：不同小寫字母表示在0.05水平下顯著。

Note: Different lowercase letters indicate significant at the 0.05 level.

圖1 不同藥劑和溫度處理后恢復(fù)生長K326幼苗SOD、POD、CAT活性及MDA含量的影響

Fig. 1 Effects of different chemicals and temperatures on SOD, POD, CAT activities and MDA content of K326 seedlings after resuming growth

2.3 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

2.3.1 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗可溶性糖含量的影響

不同低溫處理可溶性糖含量變化趨勢一致，均為先降低后升高（表2）；常溫對照（CK2）表現(xiàn)為持續(xù)上升。與CK2相比，連續(xù)低溫脅迫4 d可溶性糖含量顯著上升；低溫脅迫結(jié)束后，在恢復(fù)生長過程中CK1可溶性糖含量顯著低于CK2，T1、T2可溶性糖含量高于CK1，且在恢復(fù)生長8 d和12 d達(dá)顯著水平。此外，在恢復(fù)生長8 d和12 d時，T1、T2處理與CK2差異不顯著。說明外源EBR和H2O2能有效提高可溶性糖的積累速度。

表2 不同藥劑處理對溫度處理后恢復(fù)生長K326幼苗可溶性糖的影響

Tab.2 Effects of different chemical treatments on the soluble sugar of K326 seedlings after temperature treatment

注：同列數(shù)字后標(biāo)有小寫字母表示處理間差異達(dá)到 5% 水平，下同。

Note: The numbers in the same column are marked with lowercase letters to indicate difference at level of 5% between treatments. The same below.

2.3.2 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗脯氨酸含量的影響

與CK2相比，連續(xù)低溫脅迫后煙株脯氨酸含量顯著上升（表3）；低溫脅迫后不同處理脯氨酸含量變化趨勢一致，均為先下降后上升；常溫對照表現(xiàn)為持續(xù)上升。連續(xù)低溫脅迫結(jié)束后，在恢復(fù)生長過程中脯氨酸含量CK2均高于CK1，且在恢復(fù)生長8 d和12 d時達(dá)顯著水平，表明短時間低溫脅迫雖然提高了煙草苗期脯氨酸含量，但在恢復(fù)生長過程中與常溫對照煙株相比脯氨酸積累受限。在恢復(fù)生長過程中T1、T2處理脯氨酸含量顯著高于CK1、CK2，說明外源EBR和H2O2對煙草苗期低溫脅迫恢復(fù)生長后脯氨酸的積累具有極強(qiáng)的促進(jìn)作用。

表3 不同藥劑處理對溫度處理后恢復(fù)生長K326幼苗脯氨酸的影響

Tab.3 Effects of different chemical treatments on the proline growth of K326 seedlings after temperature treatment

2.3.3 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白是植物抗逆性的重要指標(biāo)之一。由表4可知，可溶性蛋白含量在連續(xù)低溫脅迫4 d時增加，這與逆境脅迫抑制正常蛋白形成，合成新的逆境蛋白有關(guān)。解除低溫脅迫后可溶性蛋白含量呈下降趨勢。在恢復(fù)生長過程中T1、T2處理與CK1相比可溶性蛋白含量增加，且在恢復(fù)生長4 d和8 d時T1與CK1差異顯著；T1、T2處理與正常生長煙株（CK2）相比無顯著差異。說明EBR和H2O2能緩解低溫脅迫后可溶性蛋白的下降速率，促進(jìn)煙苗恢復(fù)生長進(jìn)程。

表4 不同藥劑處理對溫度處理后恢復(fù)生長K326幼苗可溶性蛋白的影響

2.4 外源EBR和H2O2對溫度處理后恢復(fù)生長過程中煙草幼苗生物量的影響

由表5可知，煙苗經(jīng)不同溫度處理并恢復(fù)生長20 d后，與CK2相比，CK1地上部鮮重和干重分別降低24.8%和41.4%，根部鮮重和干重分別降低44.4%和62.5%，根冠比降低35.7%。表明低溫脅迫后煙苗生長發(fā)育和干物質(zhì)積累受阻。與CK1相比，T1、T2處理煙株地上部鮮重分別增加3.7%和14.7%，干重分別增加5.4%和11.8%；根鮮重分別增加49.2%和100%，干重分別增加3.1%和33.3%；根冠比分別增加66.7%和33.3%。與CK1相比，T1、T2和CK2的各生物量指標(biāo)差距均縮小，且T1與CK2根冠比無顯著差異。說明噴施外源EBR和H2O2能緩解低溫脅迫對煙苗生長造成的抑制效果，促進(jìn)煙苗生物量的積累。

表5 不同藥劑處理對溫度處理后恢復(fù)生長K326幼苗生物量的影響

3 討論

低溫是煙草栽培中常見的非生物脅迫之一，嚴(yán)重影響烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量[26]。低溫對烤煙生長的影響主要分為兩方面[27]：一是苗床期遭遇低溫，導(dǎo)致烤煙幼苗根系生長受阻，出現(xiàn)莖稈木質(zhì)化，影響正常成苗；二是大田早期遭遇低溫，會抑制其營養(yǎng)生長，加速生殖生長，出現(xiàn)葉片狹長，有效葉數(shù)減少和煙株早花等現(xiàn)象，導(dǎo)致烤煙產(chǎn)量低、品質(zhì)差。低溫脅迫對烤煙生理指標(biāo)的影響尤為突出，陳衛(wèi)國等[1]研究表明，冷害指數(shù)與MDA含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與細(xì)胞膜透性呈顯著正相關(guān)關(guān)系，同時烤煙低溫耐受能力與抗氧化酶活性呈顯著正相關(guān)關(guān)系，即抗寒性越強(qiáng)MDA含量與細(xì)胞膜透性越低，抗氧化酶活性越高。本研究發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫后SOD活性下降，POD活性上升，MDA、可溶性糖與脯氨酸含量增加，生物量減少，與前人研究結(jié)果一致[5]；CAT活性無顯著差異，可能與CAT活性受光照、溫度和外界環(huán)境影響有關(guān)[28]；可溶性蛋白含量增加，可能是低溫誘導(dǎo)了新蛋白的合成，增加了可溶性蛋白含量，其內(nèi)在機(jī)理尚待進(jìn)一步研究。連續(xù)低溫脅迫結(jié)束后恢復(fù)生長4 d可溶性糖和脯氨酸含量出現(xiàn)大幅度下降，其中可溶性糖含量的降低可能與溫度上升細(xì)胞呼吸作用大幅度上升，可溶性糖迅速分解有關(guān)；脯氨酸含量大幅度下降可能與脯氨酸在植物體內(nèi)參與滲透調(diào)節(jié)與蛋白質(zhì)的形成、保護(hù)蛋白質(zhì)分子、增加蛋白質(zhì)分子的水合度、維持光合活性、作為活性氧的清除劑等功能有關(guān)[29-30]。在恢復(fù)生長過程中，SOD活性先上升后緩慢下降，POD與CAT活性無明顯規(guī)律，MDA含量先降低后升高，可溶性糖與脯氨酸含量增加，可溶性蛋白含量降低，這可能與低溫脅迫造成質(zhì)膜損傷，細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞[26]，解除低溫脅迫后不能及時修復(fù)有關(guān)。

EBR作為植物應(yīng)答逆境脅迫的重要生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植物抗逆性方面有重要的促進(jìn)作用[31]。已有研究表明，EBR處理小麥植株，可通過提高游離脯氨酸和可溶性蛋白含量來增強(qiáng)抗?jié)B透脅迫能力，并通過提高抗氧化酶活性來增強(qiáng)抗氧化脅迫能力，促進(jìn)小麥植株生長[32]；葉面噴施EBR，可增強(qiáng)葡萄幼苗葉片抗氧化酶活性，增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，減少MDA含量，從而增強(qiáng)其抗氧化能力[33]。本研究發(fā)現(xiàn)，受低溫脅迫煙株在恢復(fù)生長過程中噴施外源EBR，與連續(xù)低溫處理煙株相比抗氧化酶活性上升，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量、生物量增加，MDA含量降低，與前人研究結(jié)果一 致[8-10]?？寡趸富钚缘奶岣撸赡苁怯捎贓BR促進(jìn)了相關(guān)酶的合成或通過調(diào)節(jié)特定基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯從而激活這些保護(hù)酶基因的表達(dá)[34]；滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的增加與MDA含量的降低，可能是EBR減少了植物細(xì)胞膜受損率，降低了細(xì)胞膜通透性與細(xì)胞液電導(dǎo)率，減輕了細(xì)胞膜脂過氧化作用[27]，進(jìn)而增加烤煙K326幼苗生物量。

H2O2預(yù)處理是一種誘導(dǎo)植物適應(yīng)非生物脅迫的信號途徑。已有研究表明[20,35]，H2O2可作為信號減輕低溫脅迫下ROS的積累對作物幼苗的氧化損傷，增強(qiáng)作物抗氧化能力，同時通過增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，提高作物對低溫的適應(yīng)能力，從而緩解低溫對作物生長的抑制效果，增加作物生物量。本研究發(fā)現(xiàn)，噴施外源H2O2對K326的影響與EBR對烤煙幼苗低溫脅迫后恢復(fù)生長的效果一致，均表現(xiàn)為明顯的促進(jìn)作用，說明適宜濃度的外源H2O2可以緩解低溫脅迫對植物生長的抑制作用，其原因可能是適宜濃度的H2O2處理作物幼苗，能夠模擬冷馴化，誘導(dǎo)保護(hù)酶基因的表 達(dá)[36]，促進(jìn)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累[21]，降低MDA含量，進(jìn)而增加生物量，但其內(nèi)部分子機(jī)制還需進(jìn)一步研究，特別是外源H2O2關(guān)于低溫脅迫結(jié)束后恢復(fù)生長過程中對作物的誘導(dǎo)機(jī)制及分子機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)低溫脅迫后，烤煙K326幼苗SOD活性降低，POD活性升高，CAT活性無顯著變化，MDA、可溶性糖和脯氨酸含量增加，可溶性蛋白含量減少，生物量降低。低溫脅迫后噴施外源EBR和H2O2顯著提高了烤煙K326幼苗體內(nèi)抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量與生物量，且顯著降低了MDA含量。與常溫對照相比，解除低溫脅迫后噴施外源EBR和H2O2在幼苗恢復(fù)生長12 d時保護(hù)酶活性（SOD、POD、CAT）及可溶性糖含量無顯著差異，且MDA含量降低，脯氨酸含量增加。綜上所述，噴施外源EBR（0.01 mg/L）和H2O2（340 mg/L）不僅能加快低溫脅迫后烤煙K326幼苗的生理和生長恢復(fù)進(jìn)程，并且在恢復(fù)生長8 d和12 d時整體生理指標(biāo)優(yōu)于常溫對照幼苗，兩種外源物質(zhì)對低溫脅迫后恢復(fù)生長過程中K326幼苗的調(diào)節(jié)效果基本一致。

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Effects of spraying exogenous EBR and H2O2on the physiological characteristics of tobacco seedlings in the recovery period under low temperature stress

XU Jinliang1, XIE Pengfei2, XIANG Shipeng2, FAN Min1, CHEN Zhifeng2, SHEN Ziqi1, ZHANG Yunping1, LI Qiang1*

1 College of Agronomy, Hunan Agricultural University 410128;2 Changsha Branch of Hunan Provincial Tobacco Company 410001

This study aims to explore the effects of epibrassinolide and hydrogen peroxide on physiological and growth characteristics of tobacco seedlings under low temperature stress.Using flue-cured tobacco variety K326 as material, the effects of exogenous epibrassinolide (EBR, 0.01 mg/L) and hydrogen peroxide (H2O2, 340 mg/L) on antioxidant enzymes activity (SOD, POD, CAT) , osmotic regulation substances, malondialdehyde (MDA) and biomass of flue-cured tobacco at seedling stage were studied.(1) Compared with normal growth (CK2), SOD activity decreased, POD and CAT activity increased, MDA, soluble sugar and proline content increased, soluble protein content decreased, and biomass decreased in tobacco seedlings under low temperature stress (CK1) at 4 d. (2) After the end of low temperature stress, the SOD, POD and CAT activities of tobacco seedlings sprayed with exogenous EBR (T1) and H2O2(T2) increased by 61.87% and 47.37%, 239.06% and 193.11%, 168.07% and 139.63%, respectively as compared with the control (CK1). MDA content decreased by 60.00% and 50.00%, respectively, while osmoregulation substances contents and biomass increased significantly. (3) Compared with normal growth (CK2), the tobacco plants sprayed with exogenous EBR (T1) and H2O2(T2) had no significant differences in SOD, POD, CAT activity and soluble sugar content at 8 days and 12 days after resuming growth, but exhibited decreased MDA content and significantly increased proline content.Spraying exogenous EBR (0.01 mg/L) and H2O2(340 mg/L) can accelerate the physiological and growth recovery process of flue-cured tobacco K326 seedlings under low temperature stress.

K326; low temperature stress; EBR; H2O2; enzyme activity; osmoregulation substance; biomass

Corresponding author. Email：zqiangli@126.com

湖南省煙草公司長沙市煙草公司項目（20-24A01）

許金亮（1994—），碩士，主要從事煙草栽培生理方面的研究，Email：1250236276@qq.com

李強(qiáng)（1982—），副教授，Email：zqiangli@126.com

2021-08-16；

2022-02-23

許金亮，謝鵬飛，向世鵬，等.噴施外源EBR和H2O2對低溫脅迫煙苗恢復(fù)生長期生理特性的影響[J]. 中國煙草學(xué)報，2022，28（3）.XU Jinliang, XIE Pengfei, XIANG Shipeng, et al. Effects of spraying exogenous EBR and H2O2on the physiological characteristics of tobacco seedlings in the recovery period under low temperature stress[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2022,28(3). doi:10.16472/j.chinatobacco. 2021.T0131