外源物質引發處理對番茄幼苗耐冷性的影響

王玉昆等

摘要：以番茄品種金棚10號為試材，分別用0.3 mmol/L水楊酸（SA）、0.25 mmol/L亞精胺（Spd ）、0.5 mmol/L沒食子酸丙酯（PG）引發處理1 d，待幼苗長至2葉1心時進行低溫處理。結果表明，SA、Spd、PG 引發種子處理能顯著降低低溫脅迫下番茄幼苗細胞質膜透性、MDA含量，提高可溶性糖、可溶性蛋白、葉綠素含量，增強幼苗耐冷性，其中以PG處理的效果最好。

關鍵詞：番茄；種子引發；水楊酸；亞精胺；沒食子酸丙酯；耐冷性；低溫脅迫

中圖分類號： S641.201文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）02-0160-02

收稿日期：2014-03-31

基金項目：河北省科技計劃（編號：11230911D-13-04）。

作者簡介：王玉昆（1963—），男，河北邯鄲人，副教授，主要從事植物生理生化教學與科研工作。E-mail： wykun063@126.com。

通信作者：趙敏，教授，主要從事植物生理生化教學與科研工作。E-mail：zhaomin616@163.com。番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）屬喜溫植物。在我國北方反季節栽培生產中經常會遇到短時低溫天氣，在低于15 ℃的氣溫條件下，番茄會發生發芽不齊、出苗緩慢、成苗率降低的現象。施用外源物質提高果蔬抗冷性的研究已有許多報道，例如，低溫脅迫下，水楊酸（SA）浸種引發能提高黃瓜[1-2]、茄子[3]種子對低溫脅迫的適應性，降低電解質相對滲出率，增強抗氧化酶活性。亞精胺（Spd）、精胺（Spm）引發處理對增強低溫脅迫下茄子種子活性及幼苗耐冷性具有重要作用[3]。Spd引發處理能提高番茄幼苗抵抗鹽堿脅迫能力，有效緩解鹽堿脅迫傷害[4]。沒食子酸丙酯（Pr opy l Gallate，PG） 屬植物多酚化合物，是天然產物沒食子酸（3，4，5-三羥基苯甲酸）的重要衍生物，可從多種植物中提取得到，具有顯著的消除自由基能力，是一類公認的安全性較高的食品抗氧化劑，被廣泛用于食品、化妝品、醫藥制劑中[5-6]，PG對果蔬有保鮮作用[7]。但PG浸種處理對番茄種子萌發抗冷性的研究未見報道。因此，本研究以番茄品種金棚10號（Jinpeng No.10）為試材，選用SA、Spd、PG 作為種子引發劑，在低溫脅迫下比較3種外源物質對番茄種子活性及幼苗膜脂過氧化和保護酶活性等方面的影響，尋找新型外源物質來提高番茄種子活性和幼苗的抗寒性，以期為番茄冬春育苗生產應用提供參考。

1材料與方法

1.1材料預處理

試驗于2013年1—5月在河北工程大學農學院進行，供試番茄品種為金棚10號。

1.1.1種子引發處理選取飽滿、整齊一致的番茄種子，55 ℃溫湯浸種15 min，用蒸餾水沖洗干凈后吸水晾干，備用。將番茄種子分別用0.3 mmol/L SA、0.25 mmol/L Spd、0.5 mmol/L PG 溶液100 mL浸種1 d進行引發，引發結束后用蒸餾水快速沖洗干凈，用濾紙吸干水分后備用。

1.1.2幼苗耐冷性試驗取引發處理種子并進行催芽，播于裝有基質的營養缽（8 cm×8 cm）內，每缽1苗。溫室自然光照下培養，清水澆灌，待子葉展平后更換1/2 Hoagland營養液澆灌（pH值為6.5±0.1，EC值為2.2～2.5 mS/cm）。當幼苗長至2葉1心時，將帶苗的營養缽轉入人工氣候箱（RXZ-500D智能型，寧波江南儀器廠）內培養，光照強度設定 300 μmol/（m2·s），光周期12 h/12 h，溫度28 ℃/18 ℃，相對濕度70%～75%，繼續澆灌1/2Hoagland營養液。箱內適應2 d 后，在晝/夜溫度為15 ℃/10 ℃的條件下低溫脅迫3 d。然后隨機抽取20株幼苗測定生理生化指標，每個處理重復3次。

1.2測定指標與方法

葉片質膜透性用ORION TDS電導儀測定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍比色法測定；葉綠素含量采用浸提法[8]測定。

2結果與分析

2.1SA、Spd、PG引發處理對低溫脅迫下番茄幼苗膜透性和MDA含量的影響

電解質滲透率是反映植物受傷害程度的重要指標，電解質滲透率越高，植物受傷害越嚴重。從表1 可以看出，各處理番茄幼苗的電解質滲透率隨溫度下降呈升高趨勢，但SA、Spd、PG 引發處理下電解質滲漏率顯著低于低溫對照，說明外源物質的激發作用對保持幼苗細胞膜的穩定性具有顯著效果，其中0.50 mmol/L PG 處理的質膜損傷程度最低，說明PG緩解低溫對番茄幼苗傷害的效果最好。

MDA是膜脂過氧化產物，它的積累會加劇膜脂過氧化，導致質膜透性加大，細胞內物質外滲[4]。由表1可見，低溫脅迫下番茄幼苗的MDA含量隨溫度降低呈增加趨勢。與低溫對照相比，SA、Spd、PG引發處理顯著降低了低溫脅迫下幼苗MDA含量，表明適宜濃度SA、Spd、PG可以減輕低溫脅迫導致的幼苗膜脂過氧化程度，使被傷害的原生質膜得到逐步修復，低溫冷害得到緩解，各處理對提高番茄幼苗抗冷性效果從好到差依次為PG處理>SA處理>Spd處理>低溫CK。

2.2SA、Spd、PG引發處理對低溫脅迫下番茄幼苗可溶性蛋白、可溶性糖含量的影響

可溶性糖是植物細胞的重要滲透調節物質，其含量與植物抗冷性密切相關，含量越高，則抗逆性越強。由表2可見，與常溫對照相比，低溫脅迫下各引發處理的番茄幼苗葉片可溶性糖含量均顯著升高，但種子引發處理后幼苗可溶性糖含量顯著高于低溫對照，且PG處理>SA處理>Spd處理>低溫CK，說明種子引發處理能夠提高幼苗的滲透調節能力。endprint

低溫脅迫抑制葉綠素的合成并促進其降解，導致番茄幼苗葉綠素含量顯著下降，葉片失綠，因此葉綠素含量變化在一定程度上也能反映低溫對植物的傷害程度。由表2可見，與常溫對照相比，低溫脅迫下各引發處理番茄幼苗葉片葉綠素含量顯著下降，但PG、SA、Spd種子引發處理幼苗葉綠素含量顯著高于低溫對照，分別高36.84%、33.33%、30.70%，可見種子引發處理能顯著延緩葉綠素降解。

與常溫對照相比，低溫脅迫下各引發處理番茄幼苗可溶性蛋白含量明顯降低。但與低溫對照相比，PG、SA、Spd浸種處理后的幼苗可溶性蛋白含量明顯升高，表明PG、SA、Spd引發處理能促進低溫條件下幼苗可溶性蛋白的合成，并延緩其降解，且0.50 mmol/L PG處理效果較好。

3結論與討論

在逆境脅迫下，生物膜會遭到不同程度損傷，而膜透性升高會導致一系列代謝變化，最終造成細胞死亡，因此膜透性升高是低溫傷害的重要標志[9]。MDA是膜脂過氧化產物，其含量可以反映膜脂過氧化程度。可溶性糖是環境脅迫條件下細胞內部的保護物質，其含量與多數植物的抗逆性呈正相關。低溫脅迫使植物葉片葉綠素含量下降，其含量下降越快，就越早呈現冷害癥狀[10]。本研究表明，低溫脅迫對番茄幼苗質膜造成一定程度的傷害，致使膜透性和MDA含量呈逐漸增加趨勢，但種子引發處理使番茄幼苗的相對電導率、MDA含量顯著降低，減輕了MDA對膜系統的傷害，且顯著提高葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量，延緩葉綠素降解。說明適宜濃度SA、Spd、PG引發處理可緩解低溫脅迫對番茄種子萌發和幼苗生長的傷害，適宜濃度PG處理的效果優于SA、Spd處理。

綜上所述，PG對種子引發處理可以緩解番茄種子及幼苗低溫脅迫的危害，該結果可能與其本身為多酚化合物具有顯著的抗自由基能力有關，當PG進入植物體后，參與清除體內自由基的過程，從而防止膜脂過氧化。PG其他生理活性有待進一步研究，其抗冷機理尚須進一步探討。

參考文獻：

[1]舒英杰，周玉麗，張子學，等. 外源水楊酸對提高黃瓜萌發種子抗冷性的效應[J]. 中國農學通報，2006，22（10）：285-287.

[2]楊曉玲，楊晴，劉艷芳，等. 水楊酸對黃瓜種子萌發及幼苗抗低溫的影響[J]. 種子，2007，26（1）：78-80.

[3]張彥萍，劉海河，申書興，等. 多胺引發處理對茄子種子活力及幼苗耐冷性的影響[J]. 園藝學報，2010，37（11）：1783-1788.

[4]李俊，李建明，胡曉輝，等. 亞精胺浸種對番茄幼苗抗鹽堿的生理特性研究[J]. 西北植物學報，2012，32（9）：1788-1795.

[5]李囡，姜子濤，李榮. 食品中沒食子酸丙酯的定量分析研究進展[J]. 食品研究與開發，2007，28（9）：172-175.

[6]Jayathilakan K，Sharma G K，Radhakrishna K，et al. Antioxidant potential of synthetic and natural antioxidants and its effect on warmed-over-flavour in different species of meat[J]. Food Chemistry，2007，105（3）：908-916.

[7]李漢良. 沒食子酸丙酯對新高梨軟化和褐變的影響[J]. 農產品加工·學刊，2011（9）：51-53.

[8]李合生. 植物生理生化實驗原理與技術[M]. 北京：高等教育出版社，2001.

[9]薛國希，高輝遠，李鵬民，等. 低溫下殼聚糖處理對黃瓜幼苗生理生化特性的影響[J]. 植物生理與分子生物學學報，2004，30（4）：441-448.

[10]尹璐璐，于賢昌，王英華，等. 5-氨基乙酰丙酸對黃瓜幼苗抗冷性的影響[J]. 西北農業學報，2007，16（4）：166-169.葉林，張光弟，李建設，等. 密植矮化對日光溫室秋茬番茄生長及產量的影響[J]. 江蘇農業科學，2015，43（2）：162-164.endprint