不同濃度脫落酸對大白菜抗冷特性的影響

徐文玲 王翠花 牟晉華 寇洪超 劉賢嫻

摘要：以不同濃度脫落酸(ABA)處理4個大白菜品種，測定了低溫脅迫下的各項生理生化指標。結(jié)果表明，用0.01μlmol/LABA處理，幼苗期植株的超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)活性增強，可溶性糖含量增加，脯氨酸含量上升，植株的抗冷性提高，綜合評價效果較好。另外，外源ABA處理在品種上存在差異，對抗冷性強的品種效果明顯。試驗表明，0.01μlmol/LABA處理對大白菜抗冷性有一定作用。

關(guān)鍵詞：外源ABA；大白菜；抗冷性

中圖分類號：S634.1文獻標識號：A文章編號：1001-4942(2012)01-0047-04

大白菜是半耐寒性作物，其生長要求溫和冷涼的氣候，幼苗期對溫度變化有較強的適應(yīng)性，可耐2℃的低溫。但北方早春溫度較低，發(fā)生“倒春寒”時，可降到-5℃。雖然低溫持續(xù)時間不長，但給菜農(nóng)帶來的經(jīng)濟損失卻很大。利用外源激素調(diào)控，提高作物的抗逆性，已引起了普遍的關(guān)注，脫落酸(ABA)是植物的抗逆誘導因子，也被稱為植物的“脅迫激素”。研究表明，施用外源ABA能誘導抗冷基因的表達，從而增強植株的抗逆能力。本試驗以大白菜為試驗材料，研究了苗期大白菜施用不同濃度ABA對其抗冷性有關(guān)生理指標的影響，以期為合理利用ABA提高大白菜抗冷特性提供一定的理論依據(jù)。

1.材料與方法

1.1試驗材料

供試大白菜品種為天正橘紅58(秋早熟)、天正春白1號、強勢(春季品種)和山東19號(秋早熟品種)共4個品種，由山東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所提供。

1.2試驗方法

1.2.1大白菜種子發(fā)芽率測定方法供試4個大白菜品種，每品種重復3次，每重復100粒。培養(yǎng)皿中放人一層濾紙，把種子放在濾紙上，加入不同濃度ABA(0、0.001、0.01、0.1、1、10μLmol/L)溶液，浸泡3～5h，將多余的水吸干，放人光照培養(yǎng)箱中發(fā)芽，溫度設(shè)置10℃。在黑暗條件下催芽，每天適量澆水，以濾紙吸滿水分為標準。篩選出在低溫下發(fā)芽的最適ABA濃度。

以胚根露出種皮為出芽標準。培養(yǎng)7d，記錄發(fā)芽數(shù)。3d計算發(fā)芽勢，7d計算發(fā)芽率。參照參考文獻[5]中的方法測定種子發(fā)芽期性狀，按下面公式計算不同溫度下各品種的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽勢(％)=3天內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

發(fā)芽率(％)=7天正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑GT/DT式中GT：浸種后第T日發(fā)芽數(shù)；DT：相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)

1.2.2低溫處理大白菜生理生化指標的測定采用篩選出的最適ABA濃度，在大白菜四葉期，對4個品種進行灌根處理，對照為清水。在溫室(15℃)內(nèi)培養(yǎng)2d后，轉(zhuǎn)入-7℃～-4℃環(huán)境下進行低溫培養(yǎng)5d，清水處理中不進行低溫處理為對照CK₁，進行低溫處理為對照CK₂。分別測定各處理組的過氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)活性和脯氨酸(Pro)、可溶性糖和可溶性蛋白含量等指標。SOD活性采用氮藍四唑(NBT)法測定，POD活性采用愈創(chuàng)木酚比色法測定，Pro含量采用茚三酮法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮蘭G-250法測定，可溶性糖含量采用蒽酮法測定。

2.結(jié)果與分析

2.1不同濃度ABA處理對大白菜種子發(fā)芽的影響

由圖1可知，在相同溫度(10℃)不同濃度ABA處理下，各個品種的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均存在差異。從發(fā)芽勢來看，高濃度(>1μmol/L)的ABA對大白菜種子有抑制作用，低濃度(0.1、0.01、0.001 μmol/L)ABA處理的大白菜種子發(fā)芽勢比對照略高，這說明適宜濃度的ABA處理對低溫條件下種子的發(fā)芽有促進作用。從發(fā)芽指數(shù)來看，低濃度處理也比對照明顯提高。以上分析表明0.1、0.01、0.001μmol/L這3個濃度ABA能提高4個大白菜品種的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，其中以濃度0.01μmol/L處理最適合種子的萌發(fā)，即低溫(10℃)下發(fā)芽的最適的ABA濃度為0.01 μmol/L。

2.2 0.01μmol/L ABA處理對大白菜可溶性糖含量的影響

由圖2可知，經(jīng)過低溫處理各品種CK₂中可溶性糖含量均高于未經(jīng)過低溫處理的CK₁，0.01μmol/LABA處理的大白菜品種可溶性糖含量又高于低溫處理的對照(CK₂)。可見，經(jīng)低溫和低濃度ABA處理后，大白菜植株內(nèi)部可溶性糖含量均會升高，說明低濃度ABA處理也可增強大白菜幼苗的抗低溫能力。

2.3 0.01μmol/L ABA處理對大白菜可溶性蛋白含量的影響

由圖3可知，經(jīng)0.01μmol/LABA處理后，品種強勢可溶性蛋白含量明顯高于CK₁和CK₂，其他3個品種變化規(guī)律不明顯。可見，大白菜體內(nèi)可溶性蛋白含量與抗冷性關(guān)系不明顯，這與于晶(2009)在小麥上的研究結(jié)果類似。

2.4 0.01 μmol,／LABA處理對大白菜POD活性的影響

由圖4可知，除橘紅58 CK₂的POD活性低于CK₁外，其他3個品種的CK₂的POD活性均高于相應(yīng)CK₁，經(jīng)0.01μmol/L ABA處理的4個參試品種的POD活性均高于相應(yīng)CK₁和CK₂。說明低溫敏感型大白菜和耐低溫的大白菜品種，ABA處理均可提高其抗冷性。

2.5 0.01 μmol/LABA處理對大白菜SOD活性的影響

由圖5可知，橘紅58和山東19號CK₁的SOD活性均高于CK₂。春白1號和強勢兩個品種CK₂的SOD活性均高于CK₁。4個品種大白菜幼苗經(jīng)外源ABA處理后，幼苗的SOD活性均高于CK₁和CK₂，可見低溫條件下，外源ABA(0.01μmol/L)處理對于提高幼苗的SOD活性有一定作用。

2.6 0.01μmol/L ABA處理對大白菜脯氨酸含量的影響

脯氨酸作為滲透調(diào)節(jié)劑和防脫水劑來發(fā)揮抗冷作用，減少冷害，降低細胞水勢來增強保水力。由圖6可知，4個品種經(jīng)ABA處理(0.01μmol/L)后，脯氨酸含量都極顯著或顯著高于兩個對照。表明該濃度ABA處理可增強大白菜的抗冷能力。

3.討論與結(jié)論

研究表明，在脅迫條件下ABA對植物抗性基因的表達有調(diào)控作用。有學者認為植物脅迫誘導功能蛋白基因的表達，包括水通道蛋白、滲透調(diào)節(jié)分子(如蔗糖、脯氨酸)合成酶、保護性大分子以

及膜蛋白結(jié)構(gòu)和功能保護蛋白(如抗凍蛋白)等，可誘導植物滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白)的增加，以增強細胞膜的穩(wěn)定性，并且能夠提高植物體內(nèi)保護酶的活性，降低膜脂過氧化程度，保護膜結(jié)構(gòu)的完整性，增強植物的抗低溫能力。

本試驗結(jié)果表明，低溫逆境條件下，ABA處理可使大白菜幼苗中可溶性糖和脯氨酸含量增加，SOD和POD的活性增強。可溶性蛋白含量在低溫處理過程中無明顯變化規(guī)律，這可能是ABA處理與大白菜幼苗可溶性蛋白含量變化相關(guān)性不明顯。可溶性糖含量的增加不僅可增加對植物的營養(yǎng)作用，而且可降低細胞過度失水，減少或消除低溫傷害；SOD和POD的活性增強，可清除細胞內(nèi)低溫脅迫誘導產(chǎn)生的活性氧自由基，抑制膜內(nèi)不飽和脂肪酸的過氧化作用，維持細胞膜的穩(wěn)定性和完整性，提高大白菜對低溫脅迫的適應(yīng)性；本試驗中ABA處理與脯氨酸含量增加相關(guān)性明顯，4個品種脯氨酸含量都顯著或極顯著高于兩個對照，說明大白菜在受到低溫脅迫后，可通過提高脯氨酸含量，提高體內(nèi)滲透壓，防止細胞過度脫水，保護生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性。

本試驗僅對低溫脅迫下外源0.01μmol/LABA處理對大白菜幼苗部分生理生化指標變化情況進行了研究，結(jié)果表明該濃度ABA處理能夠提高大白菜的抗冷性。關(guān)于施用外源ABA對大白菜產(chǎn)量、品質(zhì)以及對抽薹性的影響，有待進一步研究。

參考文獻：

[1] Chen H，Li D H. Plant cold hardnecklckl and freezing ckltreck-lckl[M].New York：Academic Precklckl，1982，5.

[2]郭確，潘瑞熾.ABA對水稻幼苗抗冷性的影響[J].植物生理學報，1984，10(4)：295-299.

[3]錢蒼龍.低溫對辣椒幼苗膜脂過氧化水平及保護酶活性的影響[J].園藝學報1994，21(2)：203-204.

[4]郭長祿.苗期食用大白菜耐低溫鑒定方法的研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2001，5.

[5]徐是雄.種子生理的研究進展[M].廣州：中山大學出版社，1987：64-165.

[6]于晶.寒地冬小麥東農(nóng)冬麥1號抗寒機理研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2009，6.

[7]朱月林，曹壽椿，劉祖祺.致死低溫確定法的改進及其在不結(jié)球白菜上的驗證[J].園藝學報，1988，15(1)：51-56.

[8]吳耀榮，謝旗.ABA與植物脅迫抗性[J].植物學通報，2006，23(5)：511-518.

[9]楊洪強，接玉玲.高等植物脫落酸的生物合成及其調(diào)控[J].植物生理學通訊，2001，37(5)：457-462.