不同播期對灘涂鹽堿地甜高粱成苗及主要性狀的影響

王永慧　高進　陳建平　等

摘要：以蕎麥高溫敏感品種川蕎3號和抗逆品種川蕎4號為材料，研究高溫脅迫下添加不同濃度谷氨酸和天冬氨酸對蕎麥幼苗生理特性的影響，結果表明，適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，能明顯降低高溫脅迫下蕎麥葉片質膜透性及MDA含量，其中，蕎麥敏感品種降低較多，適當濃度氨基酸對高溫脅迫下蕎麥敏感品種質膜結構和功能有重要保護作用；適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理可顯著提高蕎麥葉片SOD及APX活性，其中，蕎麥抗逆品種葉片SOD活性顯著高于對照，葉片APX活性可恢復至對照水平；天冬氨酸處理效果好于谷氨酸，谷氨酸和天冬氨酸處理最適濃度為30 μmol/L和20 μmol/L。

關鍵詞：谷氨酸；天冬氨酸；高溫脅迫；蕎麥；耐熱性；生理特性

中圖分類號： Q945.78文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0108-02

收稿日期：2014-04-02

基金項目：國家自然科學基金（編號：31371552）；山東省自然科學基金（編號：ZR2010CL019）；青島農業大學應用型人才培養特色名校建設工程-2013年大學生科技創新。

作者簡介：劉懷珠（1990—），男，山東濟寧人，從事植物逆境生理研究。

通信作者：楊洪兵，博士，副教授，從事植物逆境生理研究。Tel：（0532）88030995；E-mail：hbyang@qau.edu.cn。高溫脅迫下作物產量受到嚴重影響[1]，特別是花期前后及灌漿期，高溫脅迫會顯著降低作物的產量和品質[2-4]。適宜濃度的外源硅酸鈉處理可以明顯減輕高溫脅迫引起的水稻結實降低現象[5]。氨基酸是植物細胞質中重要的有機滲透調節物質，武彥榮等研究發現，適宜濃度的外源氨基酸處理，可以顯著促進生菜生長[6]。蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench）是蓼科蕎麥屬1年生栽培作物，含有人體必需的8種氨基酸，營養豐富，具有良好的保健功效[7]。試驗以抗逆性不同的蕎麥品種為材料，在高溫脅迫條件下添加不同濃度谷氨酸和天冬氨酸，測定質膜透性、MDA（malondialdehyde）含量、SOD（superoxide dismutase）和APX（ascorbate peroxidase）活性等生理指標，研究高溫脅迫下氨基酸對蕎麥幼苗生理特性的效應，為外源物質提高蕎麥幼苗耐熱性應用提供依據。

1材料與方法

1.1材料培養和處理

以蕎麥高溫敏感品種川蕎3號和抗逆品種川蕎4號為材料，選籽粒飽滿種子，1 g/L高錳酸鉀消毒5 min，26 ℃培養箱萌發；幼苗采用Hoagland營養液培養，每5 d更換1次營養液，晝夜溫度分別為26 ℃和16 ℃，相對濕度約60%，常規管理；幼苗2葉1心期進行40 ℃高溫脅迫處理，10 h/d，并分別添加0、10、20、30、40、50 μmol/L谷氨酸或天冬氨酸，以常溫處理、不添加氨基酸為對照（CK）；3 d后取蕎麥頂端第2張葉片測量相關生理指標。每個處理重復3次。

1.2生理指標測定

參照李錦樹等的方法[8]測定質膜透性；參照林植芳等的方法[9]測定MDA含量；采用氮藍四唑法[10]測定SOD活性；采用碘液滴定法[11]測定APX活性。

2結果與分析

2.1谷氨酸和天冬氨酸對高溫脅迫下蕎麥葉片質膜透性的效應

由圖1看出，高溫脅迫下蕎麥葉片質膜透性顯著高于對照。適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下蕎麥葉片的質膜透性顯著下降。30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片質膜透性下降最多，分別比高溫脅迫降低3905%、2876%；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片質膜透性下降最多，分別比高溫脅迫降低55.67%、50.86%。

2.2谷氨酸和天冬氨酸對高溫脅迫下蕎麥葉片MDA含量的效應

由圖2可見，高溫脅迫下蕎麥葉片的MDA含量顯著高于對照。適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下蕎麥葉片的MDA含量顯著下降。30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片的MDA含量下降最多，分別比高溫脅迫降低3294%、27.44%；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號葉片的MDA含量下降最多，比高溫脅迫降低43.80%；20、30 μmol/L 天冬氨酸使川蕎4號葉片的MDA含量下降較多，

分別比高溫脅迫降低38.60%、38.37%。

2.3谷氨酸和天冬氨酸對高溫脅迫下蕎麥葉片SOD活性的效應

由圖3可見，高溫脅迫下蕎麥葉片的SOD活性比對照顯著降低。不同濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下2個蕎麥品種葉片的SOD活性顯著升高，30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片的SOD活性增加最多，分別比高溫脅迫增加59.83%、53.52%，其中，川蕎4號葉片的SOD活性達到對照水平；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片的SOD活性增加最多，分別比高溫脅迫增加84.17%、7132%，其中，川蕎4號葉片的SOD活性顯著高于對照。

2.4谷氨酸和天冬氨酸對高溫脅迫下蕎麥葉片APX活性的效應

由圖4可見，高溫脅迫下蕎麥葉片的APX活性顯著低于對照。不同濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下2個蕎麥品種葉片的APX活性增加顯著，30、40 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號葉片的APX活性增加較多，分別比高溫脅迫增加64.44%、68.89%；30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎4號葉片的APX活性增加最多，比高溫脅迫增加50.82%；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片的APX活性增加最多，分別比高溫脅迫增加84.44%、77.05%，其中，川蕎4號在高溫脅迫下葉片的APX活性達到對照水平。

3討論與結論

高溫脅迫下，油茶和黑麥草葉片的質膜透性和MDA含量呈遞增趨勢[12-13]；適宜濃度腐殖酸處理可降低掌葉半夏幼苗的MDA含量[14]，提高幼苗的抗熱性；適宜濃度外源脯氨酸處理能顯著降低高溫脅迫下黃瓜葉片的質膜透性和MDA含

量[15]，從而緩解膜脂過氧化而降低葉片受到的傷害。本試驗結果表明，適當濃度的谷氨酸和天冬氨酸處理，能明顯降低高溫脅迫下蕎麥葉片的質膜透性及MDA含量，蕎麥高溫敏感品種降低較多，這說明適當濃度氨基酸對高溫脅迫下蕎麥高溫敏感品種的質膜結構和功能具有一定的保護作用。

辣椒和獼猴桃葉片的SOD活性，在高溫脅迫下呈現出先升高后降低的趨勢[16-17]；適宜濃度的精胺處理，可以顯著增強高溫脅迫下獼猴桃葉片的SOD和APX活性[18]。本試驗結果表明，不同濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，均使高溫脅迫下蕎麥葉片的SOD和APX活性顯著升高，特別是適當濃度天冬氨酸，能使高溫脅迫下抗逆蕎麥品種的葉片SOD活性顯著升高，葉片的APX活性恢復至對照水平，從而消除高溫脅迫對抗氧化酶活性的傷害效應，有利于蕎麥抗熱性的提高。

綜上所述，適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，能明顯改善高溫脅迫下蕎麥幼苗的生理特性，谷氨酸和天冬氨酸處理的最適濃度分別為30 μmol/L和20 μmol/L，其中，天冬氨酸處理效果好于谷氨酸。

參考文獻：

[1]Stephen P L，Donald R O. More than taking the heat： crops and global change[J]. Curr Opin Plant Biol，2010，13（3）：241-248.

[2]趙龍飛，李潮海，劉天學，等. 花期前后高溫對不同基因型玉米光合特性及產量和品質的影響[J]. 中國農業科學，2012，45（23）：4947-4958.

[3]代曉華，康建宏，鄔雪婷. 花后不同時期高溫對春小麥淀粉含量和產量的影響研究[J]. 農業科學研究，2013，34（4）：5-12.

[4]曹云英，段驊，楊立年，等. 抽穗和灌漿早期高溫對耐熱性不同秈稻品種產量的影響及其生理原因[J]. 作物學報，2009，35（3）：512-521.

[5]吳晨陽，姚儀敏，邵平，等. 外源硅減輕高溫引起的雜交水稻結實降低[J]. 中國水稻科學，2014，28（1）：71-77.

[6]武彥榮，高秀瑞，陳貴林，等. 外源氨基酸對不結球白菜和生菜品質的影響[J]. 西南農業大學學報：自然科學版，2005，27（1）：60-63.

[7]楊利艷，楊武德. 21世紀的作物名星——蕎麥[J]. 世界農業，2002（1）：36.

[8]李錦樹，王洪春，王文英，等. 干旱對玉米葉片細胞透性及膜脂的影響[J]. 植物生理學報，1983，9（3）：223-229.

[9]林植芳，李雙順，林桂珠，等. 水稻葉片的衰老與超氧物歧化酶活性及脂質過氧化作用的關系[J]. 植物學報，1984，26（6）：605-615.

[10]李文卿，潘廷國，柯玉琴，等. 土壤水分脅迫對甘薯苗期活性氧代謝的影響[J]. 福建農業學報，2000，15（4）：45-50.

[11]楊洪兵. NaCl脅迫和等滲PEG處理對小麥APX活性的影響[J]. 江蘇農業科學，2011，39（6）：151-152.

[12]王國霞，鄧培淵，楊玉珍，等. 高溫脅迫對不同油茶品種細胞膜穩定性的影響[J]. 河南農業科學，2013，42（4）：59-63.

[13]劉大林，張華，胡楷崎，等. 多年生黑麥草在高溫脅迫下生理生化特性的變化[J]. 草地學報，2013，21（1）：142-146，151.

[14]王乾，王康才，崔志偉，等. 腐植酸對高溫脅迫下掌葉半夏生長生理特性及塊莖次生代謝的影響[J]. 西北植物學報，2013，33（9）：1845-1850.

[15]劉書仁，郭世榮，孫錦，等. 脯氨酸對高溫脅迫下黃瓜幼苗活性氧代謝和滲調物質含量的影響[J]. 西北農業學報，2010，19（4）：127-131.

[16]馬寶鵬，逯明輝，鞏振輝. 辣椒幼苗對高溫脅迫的生長生理響應[J]. 西北農林科技大學學報：自然科學版，2013，41（10）：112-118.

[17]耶興元，馬鋒旺，王順才，等. 高溫脅迫對獼猴桃幼苗葉片某些生理效應的影響[J]. 西北農林科技大學學報：自然科學版，2004，32（12）：33-37.

[18]耶興元，張燕. 精胺對高溫脅迫下獼猴桃葉中抗氧化物質的影響[J]. 湖北農業科學，2013，52（9）：2090-2093.李鈉鉀，許安定，江厚龍，等. 不同濃度硫酸銅對煙草漂浮育苗根系生長及光合特性的影響[J]. 江蘇農業科學，2015，43（1）：110-113.