外源水楊酸對(duì)黃瓜幼苗抗冷性的誘導(dǎo)作用

趙敏+王俊英+祁耀正+辛華昌+朱東奇+王建書

摘要：在黃瓜3葉1心時(shí)期，葉片噴施1.0、2.0、3.0、4.0 mmol/L水楊酸（SA）溶液，進(jìn)行10 ℃/6 ℃低溫處理，研究外源水楊酸對(duì)黃瓜幼苗抗冷性的影響。結(jié)果表明：低溫脅迫導(dǎo)致黃瓜幼苗丙二醛含量逐漸增加，但適宜濃度SA處理能顯著降低膜脂過氧化程度，維持膜的穩(wěn)定性，提高黃瓜幼苗的抗冷性，其中以2.0 mmol/L SA處理效果最佳;在低溫脅迫下，對(duì)照幼苗葉綠素含量降解較快，受低溫影響嚴(yán)重，滲透調(diào)節(jié)能力降低，可溶性糖含量增幅較小也影響其滲透調(diào)節(jié)能力。噴施2.0 mmol/L SA溶液可緩解低溫脅迫對(duì)幼苗的傷害，提高黃瓜幼苗的抗冷能力，延緩葉綠素降解。

關(guān)鍵詞：水楊酸;黃瓜;抗冷性

中圖分類號(hào)： S642.201 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）04-0189-02

收稿日期：2014-05-22

基金項(xiàng)目：河北省科技計(jì)劃（編號(hào)：11230911D-13-04）;河北省邯鄲市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展項(xiàng)目（編號(hào)：1022101058）。

作者簡介：趙 敏（1968—），女，河北保定人，教授，主要從事植物生理生化教學(xué)與科研工作。E-mail：hbgchdxzxm@163.com。

黃瓜屬冷敏感植物，是北方地區(qū)冬季設(shè)施栽培的主要蔬菜作物，冬季低溫寡照常使植株生長發(fā)育受阻，影響其生產(chǎn)潛力的發(fā)揮，因此，低溫冷害是限制北方黃瓜產(chǎn)量、質(zhì)量提高的關(guān)鍵因子之一。水楊酸（SA）參與植物開花、性別分化、種子萌發(fā)、蒸騰作用、光合作用、呼吸作用、離子吸收、膜的透性、乙烯合成等多種生理生化過程[1]。SA能夠誘導(dǎo)病程相關(guān)蛋白（PR）基因表達(dá)，在植物信號(hào)傳導(dǎo)、抗逆反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用[2-4]。本研究探討適宜濃度SA 對(duì)黃瓜幼苗抗冷性的誘導(dǎo)作用，旨在為解決黃瓜苗期低溫冷害問題提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 種子處理

黃瓜品種為津優(yōu)35號(hào)，種子經(jīng)溫湯浸種消毒后于25 ℃催芽，催芽后取飽滿、出芽一致的種子播于8 cm×8 cm 口徑的營養(yǎng)缽中，育苗基質(zhì)為體積各占1/3的園土、蛭石、草炭混合物。待幼苗長至3葉1心期時(shí)進(jìn)行誘導(dǎo)處理，分別用1.0、2.0、3.0、4.0 mmol/L SA均勻噴灑葉片，每處理50株，噴蒸餾水作為對(duì)照。隔2 d再噴1次，5 d 后置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行抗冷鑒定。15 ℃/10 ℃下預(yù)處理2 d，再于光照度為 62.5 μmol/（m2·s）、光照時(shí)間為12 h/d、晝夜溫度為 10 ℃/6 ℃ 下脅迫4 d，每天測(cè)定葉片相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、可溶性糖含量、葉綠素含量。

1.2 方法

采用Orion電導(dǎo)儀測(cè)定葉片質(zhì)膜透性，采用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定丙二醛（MDA）含量，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，采用浸提法[5]測(cè)定葉綠素含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 水楊酸對(duì)低溫脅迫下黃瓜葉片電解質(zhì)滲漏率的影響

電解質(zhì)滲漏率是反映植物受傷害程度的重要指標(biāo)，電解質(zhì)滲漏率越高，植物受傷害程度越嚴(yán)重。從圖1可以看出，隨著低溫脅迫時(shí)間的延長，各處理葉片電解質(zhì)滲漏率呈逐漸上升趨勢(shì)，但SA各處理電解質(zhì)滲漏率增加緩慢，均明顯低于對(duì)照，說明適宜濃度的SA 處理能減輕低溫對(duì)幼苗的傷害，其中2.0 mmol/L SA 處理的黃瓜幼苗上升幅度最小，質(zhì)膜損傷程度最低，電解質(zhì)滲漏率一直保持在較低水平。

2.2 水楊酸對(duì)低溫脅迫下黃瓜幼苗丙二醛含量的影響

丙二醛是膜脂過氧化的產(chǎn)物，丙二醛的積累會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外滲[6]。由圖2可知，在低溫脅迫過程中，幼苗丙二醛含量均呈上升趨勢(shì)，CK增幅較大，SA處理下丙二醛含量增幅均低于CK。以SA 2.0 mmol/L處理下丙二醛含量增幅最小，膜脂氧化程度最低，抗冷效果最佳，說明適宜濃度的SA處理使被傷害的原生質(zhì)膜得到逐步修復(fù)，低溫冷害得到緩解。

2.3 水楊酸對(duì)低溫脅迫下黃瓜幼苗可溶性糖含量的影響

可溶性糖是植物細(xì)胞的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量與抗冷性密切相關(guān)，含量越高，抗冷性越強(qiáng)。在低溫脅迫期間，各處理的幼苗葉片可溶性糖含量均呈上升趨勢(shì)，4.0 mmol/L SA處理下可溶性糖含量增幅較小。可見，適宜濃度的SA能夠提高細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力（圖3）。

2.4 水楊酸對(duì)低溫脅迫下黃瓜幼苗葉綠素含量的影響

低溫脅迫促進(jìn)葉片葉綠素的降解并抑制其合成。低溫脅迫期間，各處理幼苗葉片葉綠素含量均呈降低趨勢(shì)，4.0 mmol/L SA處理下葉片葉綠素含量下降較快，2.0 mmol/L SA處理下降幅較小。可見，適宜濃度SA處理能夠提高植物的抗冷性，延緩葉綠素降解（圖4）。

3 結(jié)論與討論

低溫脅迫下，生物膜會(huì)遭到不同程度損傷，膜透性升高將會(huì)導(dǎo)致一系列代謝變化，最終造成細(xì)胞死亡。因此，膜透性升高程度是低溫傷害的重要標(biāo)志[7]。丙二醛是膜脂過氧化的產(chǎn)物，其含量的高低可以反映膜脂過氧化的程度[8]。本研究結(jié)果表明，低溫脅迫導(dǎo)致黃瓜幼苗丙二醛含量逐漸增加，但適宜濃度SA處理能顯著降低膜脂過氧化程度，維持膜的穩(wěn)定性，提高黃瓜幼苗的抗冷性，其中以2.0 mmol/L SA處理效果最佳。可溶性糖含量高低與植物的抗逆性有關(guān)，可溶性糖作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、防脫水劑，能提高細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力、增加保水能力、降低冰點(diǎn)、提高植物抗冷性[9]。低溫脅迫導(dǎo)致黃瓜幼苗葉綠素降解加快，葉缺綠或黃化，嚴(yán)重時(shí)變白，因此，葉綠素含量一定程度上也能反映低溫對(duì)植物的傷害程度[10]。在低溫脅迫下，對(duì)照幼苗葉綠素含量降解較快，受低溫影響嚴(yán)重，滲透調(diào)節(jié)能力降低，可溶性糖含量增幅較小，也影響其滲透調(diào)節(jié)能力。噴施2.0 mmol/L SA溶液可緩解低溫脅迫對(duì)幼苗的傷害，提高黃瓜幼苗的抗冷能力，延緩葉綠素降解。

參考文獻(xiàn)：

[1]舒英杰，周玉麗，張子學(xué)，等. 水楊酸對(duì)黃瓜萌發(fā)種子抗冷性的影響[J]. 種子，2006，25（5）：63-64，69.

[2]林忠平，胡鳶雷. 植物抗逆性與水楊酸介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑的關(guān)系[J]. Acta Botanica Sinica，1997，39（2）：185-188.

[3]Shiras K，Nakajima H，Rajashekar K，et al.Salicylic acid potentiates anagonist-dependent gain control that amplifies pathogen signal in the activation of defense mechanisms[J]. Plant Cell，1997，9（2）：261-270.

[4]魯旭東，陳小飛. 水楊酸在植物抗逆性中的作用[J]. 孝感學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，26（3）：13-17.

[5]李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000：164-261.

[6]孫巧峰，于賢昌，高俊杰，等. 羧甲基殼聚糖對(duì)黃瓜抗冷性的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（11）：1660-1665.

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

[8]尹璐璐，于賢昌，王英華，等. 5-氨基乙酰丙酸對(duì)黃瓜幼苗抗冷性的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，16（4）：166-169.

[9]張 娟，徐 坤，孫 杰. 番茄不同砧木材料幼苗對(duì)低溫脅迫的反應(yīng)[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2004，13（2）：104-108.

[10]孫巧峰，于賢昌，高俊杰，等. 羧甲基殼聚糖對(duì)黃瓜幼苗抗冷性的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（11）：1660-1665.endprint