外源ABA 噴施對低溫下冬油菜隴油7 號幼苗生理特性的影響

張 婷 寇旭娥 劉昊臻 李亞鵬 張等龍 曾秀存 許耀照，3

（1.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院 甘肅張掖 734000；2.河西學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院 甘肅張掖 734000；3.甘肅省河西走廊特色資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/河西學(xué)院河西走廊油菜-玉米抗逆研究中心/河西學(xué)院甘肅省食用菌菌糠資源化利用工程研究中心 甘肅張掖 734000）

低溫寒害是危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然災(zāi)害之一，越冬作物幼苗在生長過程中易受到冬前低溫環(huán)境的影響， 增強(qiáng)抗寒性是北方寒旱區(qū)冬油菜安全越冬的關(guān)鍵措施[1]。 植物激素脫落酸對植物抗寒力起著重要的調(diào)控作用，其也稱“逆境脅迫激素”。有研究表明，ABA能提高植物的抗逆性[2]，外源ABA 施用可以顯著提高水稻的抗寒性[3]。于晶等[4]的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ABA 能提高冬小麥的葉綠素含量、 可溶性糖含量、 可溶性蛋白含量，增加超氧化物歧化酶（SOD）活性，降低膜透性。尤揚(yáng)等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，用15 mg/L 的ABA 溶液葉面噴施香樟幼樹，能明顯提高香樟幼樹的抗寒性。 白菜型冬油菜（Brassica rapa L.，AA）為西北地區(qū)唯一的冬季油料作物， 抗寒性強(qiáng)的冬油菜品種較抗寒性弱品種的枯葉期提前，而冬前葉片的枯萎主要受ABA 的誘導(dǎo)，本試驗(yàn)以白菜型冬油菜隴油7 號冬前幼苗為試驗(yàn)材料， 研究外源噴施ABA 對白菜型冬油菜抗寒性的影響， 分析其對白菜型冬油菜冬前低溫下生理指標(biāo)的變化， 以期為北方寒旱區(qū)冬油菜抗寒研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

白菜型冬油菜隴油7 號種子， 由甘肅省油菜工程與技術(shù)研究中心選育。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

隴油7 號種子于2021 年8 月22 日播撒于河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院實(shí)訓(xùn)基地， 試驗(yàn)地年平均氣溫7.3℃，年最低溫度-28.7℃，試驗(yàn)地肥力中等，前茬為春小麥，播前翻耕整地，清除雜草，種植小區(qū)面積15 m2（3 m×5 m），9 月初間（定）苗，行距20 cm，株距10 cm， 隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)， 苗期中耕除草，常規(guī)管理。根據(jù)朱慧霞等[6]方法確定低溫，2021 年10 月15 日（前3 d 氣溫最低，平均最低氣溫為2℃、2℃、0 和1.3℃，下同）下午用25 mg/L 的ABA 溶液葉面噴施5 葉1 心隴油7 號幼苗， 噴施標(biāo)準(zhǔn)為冬油菜葉面濕潤，噴施劑量為1 L/4 m2，對照（CK）噴施等量蒸餾水。 噴施29 d 后即2021 年11 月12 日（-10℃、-10℃、-10℃和-10℃）下午分別采樣，用冰袋保存樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室測定葉綠素含量、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性糖和脯氨酸含量、細(xì)胞保護(hù)性酶過氧化物酶活性，細(xì)胞膜質(zhì)過氧化物質(zhì)丙二醛含量等指標(biāo)。

1.3 測定指標(biāo)及方法

葉片色素含量采用浸提法測定， 游離脯氨酸（Pro）含量采用磺基水楊酸法測定，丙二醛（MDA）含量采用2-硫代巴比妥酸（TBA）法測定，可溶性糖（SS）含量采用苯酚法測定，過氧化物酶（POD）酶活性采用愈創(chuàng)木酚法測定[7]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2019 軟件作三線表，并用DPS v9.01 軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源ABA 對白菜型冬油菜幼苗葉綠素含量的影響

由表1 可知，噴施ABA 后隴油7 號幼苗葉綠素a 含量為0.475 3 mg/g，較對照降低44.24%；葉綠素b含量為0.370 0 mg/g，較對照增加55.66%；類胡蘿卜素含量為0.224 0 mg/g，較對照增加116.01%；葉綠素（a+b）含量為0.844 7 mg/g，較對照增加18.59%；葉綠素a/b 為1.625 0，較對照降低25.39%。 噴施ABA 的處理與對照間葉綠素含量無顯著性差異（P＜0.05）。

表1 外源ABA 噴施下白菜型冬油菜隴油7 號幼苗葉綠素含量的變化

2.2 外源ABA 對白菜型冬油菜可溶性糖含量的影響

由表2 可知，噴施ABA 后隴油7 號幼苗根中可溶性糖含量為0.360 0 g/100 g，較對照增加10.19%；葉中可溶性糖含量為0.213 3 g/100 g， 較對照增加16.37%。 噴施ABA 的處理與對照間根和葉中可溶性糖含量無顯著性差異（P＜0.05）。

表2 外源ABA 噴施下白菜型冬油菜隴油7 號可溶性糖含量的變化

2.3 外源ABA 對冬油菜脯氨酸含量的影響

由表3 可知，噴施ABA 后隴油7 號幼苗根中脯氨酸含量為2.466 7 μg/g，較對照增加7.62%；葉中脯氨酸含量為3.004 4 μg/g，較對照增加19.42%。 噴施ABA 的處理與對照間隴油7 號根中脯氨酸含量無顯著性差異（P＜0.05），但葉中脯氨酸含量達(dá)到顯著性差異（P＜0.05）。

表3 外源ABA 噴施下白菜型冬油菜隴油7 號脯氨酸含量的變化

2.4 外源ABA 對冬油菜丙二醛含量的影響

由表4 可知，噴施ABA 后隴油7 號幼苗根中丙二醛含量為4.077 7 μmoL/g，較對照降低44.63%；葉中丙二醛含量為1.994 4 μmoL/g， 較對照降低56.77%。 噴施ABA 的處理與對照間隴油7 號根和葉中丙二醛含量達(dá)到顯著性差異（P＜0.05）。

表4 外源ABA 噴施下白菜型冬油菜隴油7 號丙二醛含量的變化

2.5 外源ABA 對冬油菜過氧化物酶活性的影響

由表5 可知，噴施ABA 后隴油7 號幼苗根中過氧化物酶活性為2.098 0 u/（g·min）， 較對照增加42.94%； 葉中過氧化物酶活性為1.185 7 u/(g·min)，較對照增加72.34%。 噴施ABA 的處理與對照間隴油7 號根和葉中過氧化物酶活性達(dá)到顯著性差異（P＜0.05）。

表5 外源ABA 噴施下白菜型冬油菜隴油7 號過氧化物酶活性的變化

3 討論與結(jié)論

脫落酸（ABA）在植物逆境脅迫，如干旱、高鹽、低溫和病蟲害中發(fā)揮著重要的作用。 外源ABA 可以替代低溫馴化提高植物的抗寒性[8]，用外源ABA 預(yù)處理能有效防止葉綠素降解[9]。 蒲高斌等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施ABA 能有效減緩低溫脅迫中西瓜葉片葉綠素含量的降低。本研究表明，冬前葉面噴施ABA可以維持白菜型冬油菜葉片葉綠素含量。

ABA 處理后糖類物質(zhì)的積累與植物抗寒性呈正相關(guān)，可溶性糖通過滲透調(diào)節(jié)使物質(zhì)冰點(diǎn)降低，又可緩解細(xì)胞質(zhì)過度脫水，保護(hù)細(xì)胞質(zhì)膠體的穩(wěn)定性，提高植物的抗寒性。 本試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施ABA 后白菜型冬油菜根和葉中可溶性糖累積，這與邱乾棟等[11]的研究結(jié)果一致。

噴施ABA 可誘導(dǎo)Pro 含量的增加，Pro 作為主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與抗寒性密切相關(guān)。 Pro 含量增加可促進(jìn)蛋白質(zhì)的水合作用，可溶性蛋白增多，增加了細(xì)胞液的濃度，對細(xì)胞起保護(hù)作用，從而保持質(zhì)膜的穩(wěn)定性，起到抗寒作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施ABA 后，白菜型冬油菜根和葉中脯氨酸含量隨氣溫下降而累積，起到保護(hù)細(xì)胞的作用。

MDA 含量是植物細(xì)胞膜質(zhì)過氧化程度的體現(xiàn)，MDA 含量高說明細(xì)胞膜受到的傷害嚴(yán)重。 本試驗(yàn)結(jié)果表明， 噴施ABA 后， 白菜型冬油菜根和葉中MDA 含量隨氣溫下降而減少， 減弱了細(xì)胞膜質(zhì)過氧化程度。

ABA 作為信號分子誘導(dǎo)植物細(xì)胞保護(hù)性酶活性升高。 POD 合成以清除活性氧自由基的積累，這是細(xì)胞酶保護(hù)系統(tǒng)的一種應(yīng)激機(jī)制。 噴施ABA 后可顯著增加-10℃低溫凍害下白菜型冬油菜根和葉中POD活性，這與李雪梅等[12]在脫落酸對小麥幼苗光合及抗氧化酶的影響中研究結(jié)果一致。 因此，在北方寒旱區(qū)白菜型冬油菜越冬前5 葉1 心時(shí)期可以葉面噴施25 mg/L 的ABA 以增強(qiáng)其抗寒性。