水楊酸對國蘭耐熱性及內(nèi)源脫落酸、赤霉素的影響

王 敏 李 進 尹升華, 袁春新

（1.南通鋤禾農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司 江蘇南通 226007；2.南通科技職業(yè)學(xué)院 江蘇南通 226012；3.南通市農(nóng)村專業(yè)技術(shù)協(xié)會 江蘇南通 226014）

國蘭指蘭科蘭屬（Cymbidium）中原產(chǎn)于我國的一部分地生種，主要包括春蘭、寒蘭、墨蘭等。 國蘭葉片飄逸，花清純、素雅，獨特的芳香令人心曠神怡，歷來是高潔、典雅的象征，具有極高的觀賞、經(jīng)濟和文化價值[1]。 國蘭喜冷涼氣候，較耐低溫，忌高溫，易受到高溫抑制和危害。 江蘇省夏季氣溫高， 持續(xù)時間長，直接影響國蘭生長發(fā)育及后期的開花品質(zhì)。 生產(chǎn)上通常通過人工調(diào)控降低設(shè)施內(nèi)的溫度， 減少高溫對國蘭的危害，但大大增加了生產(chǎn)成本，也降低了植株的適應(yīng)性[2]。 如何簡單有效提高國蘭的耐熱性，是亟需重點解決的問題。

植物內(nèi)源激素是指植物體內(nèi)自身代謝產(chǎn)生的調(diào)控生長發(fā)育的物質(zhì)， 當(dāng)遭遇逆境時， 重要內(nèi)源激素脫落酸（ABA）、赤霉素（GA）受到干擾，使得植物生長發(fā)育紊亂、新陳代謝失調(diào)[3]。 在一定限度內(nèi)的環(huán)境脅迫下， 可通過施用某些植物外源化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié)內(nèi)源ABA、GA，減弱或消除環(huán)境脅迫的影響[4-5]。 水楊酸（SA）是一種小分子酚類物質(zhì)， 外源SA 可調(diào)節(jié)植物的抗旱、抗高溫、抗鹽、抗病等多種抗逆生理過程，能起到一定保護作用[6]。 目前，通過在植物上噴施不同濃度SA，研究其內(nèi)源激素變化及對干旱、高溫、低溫、鹽等脅迫的緩解效應(yīng)有較多報道，但外源SA 對國蘭耐熱性及內(nèi)源ABA、GA 影響的研究尚無人涉及[7-10]。 本研究以國蘭為試驗對象， 研究葉片噴施不同濃度的SA對國蘭耐熱性及內(nèi)源ABA、GA 的影響， 以期為國蘭實際栽培中遭受高溫脅迫時的化學(xué)調(diào)控提供理論依據(jù)和參考，也為探討SA 提高植物防御高溫脅迫的機制提供相關(guān)資料。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選擇南通鋤禾農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司培育的“金荷”國蘭2 年生苗為試驗對象，SA 購于國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗在南通鋤禾農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司陳橋基地智能溫室內(nèi)進行，2022 年8 月3 日上午，用SA 質(zhì)量濃度為100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L、600 mg/L 及清水（CK）共7 個處理噴施國蘭，噴施時以葉片均勻覆蓋不滴水為準(zhǔn)，每2 d 噴施1 次，連續(xù)噴3 次[11]。 每個處理50 株，3 次重復(fù)，其他管理與一般國蘭溫室栽培管理相同。

1.2.2 不同濃度SA 處理國蘭葉片內(nèi)源激素含量、電導(dǎo)率的測定 8 月8 日清晨每個處理隨機選擇國蘭3 株，取外圍葉片，用去離子水清洗5 遍，然后用濾紙吸干葉片表面水分。 避開葉脈和葉緣，用打孔器將葉片打成0.5 cm2的小片。 每處理隨機取2.0 g，用液氮速凍后保存在-20℃的低溫冰箱中， 采用何鐘佩的方法測定內(nèi)源ABA、GA 含量[12]。 同時測定電導(dǎo)率，根據(jù)徐玉芬等的方法，每次分別稱取0.5 cm2的葉片0.5 g，放入盛有20 mL 去離子水的試管中， 搖晃試管至去離子水將葉片淹沒， 共8 支試管， 分別置于30℃、33℃、36℃、39℃、42℃、45℃、48℃、51℃水浴中處理15 min，取出靜置約2 h，冷卻至室溫，測定浸提液電導(dǎo)率C1。 將試管沸水浴15 min，取出冷卻2 h 后，測定電導(dǎo)率值C2，相對電導(dǎo)率（%）=C1/C2×100。 每個品種試樣3 次重復(fù)，取平均值。相對電導(dǎo)率擬合Logistic回歸方程：Y=K/（1 +ae -bX），式中Y為相對電導(dǎo)率，X代表溫度；K為細(xì)胞傷害率的飽和容量，在本試驗中為100；a、b為未知參數(shù)，e 為自然對數(shù)。 處理溫度對應(yīng)的相對電導(dǎo)率曲線的拐點溫度即為半致死溫度，即LT50= lna/b[13]。

1.2.3 熱害指數(shù)的測定 2022 年8 月8-15 日，南通連續(xù)出現(xiàn)了38℃以上的高溫天氣。 8 月8 日，每個處理隨機選擇60 株國蘭苗，從玻璃溫室內(nèi)移到普通大棚苗床架上，大棚僅覆蓋遮陽網(wǎng)遮陽，不采用降溫措施，其余同一般國蘭大棚栽培管理。8 月15 日，參照邱勇波等的方法對葉片受熱害程度進行觀察記錄[14]。將葉片熱害癥狀設(shè)為6 個級別，0 級， 表現(xiàn)為無傷害；Ⅰ級，表現(xiàn)為全株有1/4 葉片出現(xiàn)熱傷害癥狀；Ⅱ級，全株1/4～1/2 的葉片出現(xiàn)熱傷害癥狀；Ⅲ級，全株1/2～3/4 的葉片表現(xiàn)為受熱害；Ⅳ級，全株3/4 以上葉片表現(xiàn)為萎蔫、畸形、變色等熱害現(xiàn)象；Ⅴ級，全株死亡。

熱害指數(shù)=［∑（每個級別的株數(shù)×級別數(shù)）/（總調(diào)查株數(shù)×最高級數(shù)）］×100%

死亡率=死亡株數(shù)/總調(diào)查株數(shù)×100%

耐熱性越強的處理熱害指數(shù)、死亡率越低[14-15]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，用DPS 對數(shù)據(jù)進行方程回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度SA 處理對國蘭葉片相對電導(dǎo)率的影響

由圖1 可知，7 個濃度處理的國蘭葉片的相對電導(dǎo)率隨溫度的上升呈 “慢－快－慢” 的S 形上升趨勢30～39℃時相對電導(dǎo)率上升較慢，CK 及100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L、600 mg/L SA 處理相對電導(dǎo)率分別增加15.08%、39.08%、28.28%、22.31%、22.68%、31.41%、19.98%。39～48℃相對電導(dǎo)率上升速度加快，7 個處理相對電導(dǎo)率分別增加66.95%、60.52%、58.79%、95.04%、69.66%、45.40%、81.30%。48～51℃相對電導(dǎo)率上升速度又變慢，7 個處理相對電導(dǎo)率分別增加6.86%、4.40%、9.56%、4.54%、6.81%、6.74%、1.55%。

圖1 不同濃度SA 對國蘭葉片相對電導(dǎo)率的影響

2.2 不同濃度SA 處理對國蘭葉片半致死溫度的影響

由表1 可知， 7 個處理國蘭葉片的相對電導(dǎo)率和處理溫度， 能較好地擬合成Logistic 方程， 相關(guān)系數(shù)為0.860 2～0.973 0， 均達(dá)極顯著水平， 可精確預(yù)測國蘭的半致死溫度，能反映不同濃度SA 處理對國蘭的耐熱性的影響。 100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L SA 處理， 增強了國蘭對高溫脅迫的適應(yīng)性， 半致死溫度分別為41.83℃、42.36℃、43.11℃、41.32℃， 比CK 分別提高了0.94℃、1.47℃、2.22℃、0.43℃。 500 mg/L、600 mg/L SA 處理反而降低了國蘭對高溫脅迫的適應(yīng)性， 半致死溫度分別為40.10℃和39.42℃，比CK 分別降低了0.79℃、1.47℃。

表1 不同濃度SA 處理擬合回歸方程及半致死溫度

2.3 不同濃度SA 對國蘭高溫?zé)岷χ笖?shù)、 死亡率的影響

由表2 可知， 試驗大棚內(nèi)高溫脅迫后7 個處理國蘭均出現(xiàn)熱害。較低濃度SA 處理對熱害有效緩解作用，300 mg/L SA 處理效果最好，熱害指數(shù)、死亡率比CK 下降56.22%、70.60%。 高濃度SA 處理反而加劇了熱害，600 mg/L SA 處理的熱害指數(shù)、 死亡率比CK 分別上升了15.97%、17.65%。

表2 不同濃度SA 處理國蘭的高溫?zé)岷χ笖?shù)、死亡率

2.4 不同濃度SA 處理對國蘭葉片內(nèi)源ABA、GA的影響

由表3 可知，隨著SA 處理濃度的增加，國蘭葉片內(nèi)源ABA 含量呈上升—下降的趨勢，100～400 mg/L SA 處理的ABA 含量分別比CK 極顯著上升了24.49%、36.38%、51.61%、22.06%，500～600 mg/L SA 處理的ABA 含量分別比CK 極顯著下降8.54%、9.62%。 隨著SA 濃度的增加， 內(nèi)源GA 含量呈下降—上升趨勢，100 mg/L SA 處理的GA 含量分別比CK 顯著降低5.28%，200～300 mg/L SA 處理的GA 含量分別比CK 極顯著降低12.99%、33.50%，400mg/L SA 處理的GA 含量比CK 增加2.56%，500～600 mg/L SA 處理的GA 含量分別比CK 極顯著增加23.35%、27.33%。 隨著SA 處理濃度的增加，ABA/GA 值呈上升—下降的趨勢，100～400 mg/L SA 處理的ABA/GA值分別比CK 極顯著增加31.39%、56.93%、127.88%、18.98%，500～600 mg/L SA 處理的ABA/GA 值分別比CK 極顯著降低26.88%、29.20%。

表3 不同濃度SA 處理對國蘭葉片內(nèi)源ABA、GA 的影響

3 討論與結(jié)論

高溫是自然界常見的逆境脅迫因素， 植物細(xì)胞膜最容易受到高溫?fù)p傷影響膜的通透性， 隨著脅迫溫度的增加，相對電導(dǎo)率隨之上升[13]。 外源水楊酸對2 個繡球品種耐熱性影響的研究表明，施用適當(dāng)濃度的外源SA 可顯著降低細(xì)胞膜受損程度，有效提高耐熱性，但濃度過低或過高也會使耐熱誘導(dǎo)效果下降[16]。本試驗驗證了這一結(jié)果，用300 mg/L SA 噴施國蘭苗葉片， 有效提高了細(xì)胞膜的穩(wěn)定性， 最大限度減小膜的損傷程度， 增提高耐熱性效果最好， 高于或低于此濃度效果均下降。

本試驗人工模擬高溫脅迫， 通過測定7 個處理國蘭葉片電解質(zhì)滲出量， 相對電導(dǎo)率總體呈 “慢－快－慢”的S 形曲線， 通過顯著性檢驗， 符合Logistic方程。 田間熱害指、 死亡率進一步驗證了用適宜濃度SA 噴施國蘭葉片可提高國蘭耐熱性。 高溫半致死溫度和田間熱害指、 死亡率均呈極顯著負(fù)相關(guān)（R2=-0.887**、-0.922**），也表明相對電導(dǎo)率法配合Logistic 方程計算半致死溫度是一種靈敏、 快捷估測植物抗熱性的方法[13]。

ABA 作為一種植物應(yīng)急激素， 在高溫逆境下內(nèi)源ABA 含量會顯著增加，使植物適應(yīng)高溫環(huán)境。 不結(jié)球白菜耐高溫脅迫與內(nèi)源激素含量的關(guān)系表明，ABA 含量和相對含量都在一定程度上與耐熱性呈正相關(guān)[17]。 本試驗，用100～600mg/L SA 及清水（CK）共7 個處理噴施國蘭葉片，內(nèi)源ABA 含量和半致死溫度、熱害指數(shù)、死亡率極顯著相關(guān)（R2=0.971**、-0.878**、-0.923**），內(nèi)源ABA 含量高，國蘭耐熱性強。在大麥上的研究表明， GA 的存在會促進植株不斷長高，矮株型大麥常耐性較好， 因而內(nèi)源GA 含量低或?qū)A 不敏感的大麥品種往往具有較好的耐性[18]。 本試驗的結(jié)果與之類似，7 個處理國蘭葉片內(nèi)源GA 含量和半致死溫度、熱害指數(shù)、死亡率極顯著相關(guān)（R2=-0.976**、0.878**、0.907**），內(nèi)源GA 含量低，國蘭耐熱性強。 多效唑噴施庫爾勒香梨后，枝條內(nèi)源激素ABA/GA 值顯著高于對照，明顯提高了庫爾勒香梨枝條的抗寒性[19]。 本試驗中，7 個處理ABA/GA 值和半致死溫度、熱害指數(shù)、死亡率極顯著相關(guān)（R2=0.948**、-0.921**、-0.941**），說明ABA/GA 值增加也可顯著提高國蘭的耐熱性。 試驗表明，國蘭葉片噴施不同濃度SA 可調(diào)節(jié)內(nèi)源ABA、GA 含量及ABA/GA 值，ABA和GA 兩者生理作用雖有不同，但兩者相互聯(lián)系協(xié)同作用，均對國蘭耐熱性至關(guān)重要[20-21]。

綜上所述， 葉片適當(dāng)噴施SA 可提國蘭耐熱性，操作簡單、便捷，成本低，綜合分析以噴施300 mg/L SA 效果最好。SA 使用效果受到國蘭品種、氣候條件、營養(yǎng)狀況等多種因素的影響， 需在小面積試驗成功的基礎(chǔ)上再大面積應(yīng)用。 SA 對國蘭后期生長及開花質(zhì)量的影響，也需在今后的試驗中明確。