不同濃度植物細胞分裂素對蘋果葉片衰老的影響

辛艷偉，丁春剛

（1.山西農業大學資源環境學院，山西太谷030801；2.吉縣果業服務中心，山西吉縣042200）

不同濃度植物細胞分裂素對蘋果葉片衰老的影響

辛艷偉1，丁春剛2

（1.山西農業大學資源環境學院，山西太谷030801；2.吉縣果業服務中心，山西吉縣042200）

為了進一步提高蘋果品質、開發功能保健蘋果，以新鮮采摘的富士蘋果成年葉片為研究對象，使用不同濃度梯度的激動素、玉米素和6-芐基腺嘌呤對其進行處理，每隔7 d進行一次抗氧化活性及衰老相關指標測定，連續測定28 d。結果顯示，使用不同濃度梯度的6-芐基腺嘌呤、激動素、玉米素進行處理能不同程度地提高葉片的抗氧化活性和葉綠素含量；與0.5 mg/L處理相比，1，5 mg/L處理均能顯著提高葉片總抗氧化活性，減緩葉綠素的降解，從而延遲葉片的衰老，但是1，5 mg/L之間的差異不明顯。按照盡可能低劑量的原則，最終選用1 mg/L濃度的植物細胞分裂素作為最適濃度。試驗結果可為生產中有效利用外源激素開發功能保健蘋果提供了理論依據和技術支持。

細胞分裂素；離體葉片；抗氧化活性；衰老

近年來，植物細胞分裂素對延緩植物衰老的研究日益引起關注[1-3]。植物細胞分裂素有很多不同的種類，常用的有激動素（Kinetin）、玉米素（Zeatin）、6-芐基腺嘌呤（6-BA）和CPPU（氯吡苯脲）等[4]。大量研究報道，應用外源植物細胞分裂素可促進細胞分裂，控制頂端優勢、根的形成、葉綠素發育以及果實的衰老[5-6]。細胞分裂素對植物衰老的抑制效果因其類型、濃度、應用方法和不同植物的不同發育狀態有所不同。

本研究以離體的富士蘋果成年葉片為研究材料，用3種不同濃度梯度的植物細胞分裂素6-芐基腺嘌呤（6-BA）、激動素（Kinetin）和玉米素（Zeatin）分別進行處理，測定其抗氧化活性、葉綠素含量，比較不同濃度的植物細胞分裂素對延緩富士蘋果葉片衰老的效果，旨在為生產中有效應用外源激素調控蘋果生產提供一定的理論依據。植物細胞分裂素對蘋果抗氧化活性影響項目的前期研究是以柑橘葉片作為研究對象，在美國加州大學河濱分校國家柑橘重點實驗室實施。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

試驗于2009年在全國蘋果最佳優生區——山西省吉縣吉昌鎮蘋果栽培基地進行。吉縣地處呂梁山南端，三面環山，一面臨水，東高西低，海拔1 576～1 820 m，境內山巒起伏，溝壑縱橫，地形復雜，形成了黃土丘陵區和殘垣溝壑區等地貌，其地理坐標為東經110°07′20″～110°27′30″，北緯35°53′10″～36°23′02″。吉縣境內氣候四季分明，光照充足，年日照時數2 538 h，年均降水522.8 mm，具有適宜蘋果生長的生態環境。

1.2 試驗設計

試驗于2009年7月開始。選取了8～10年生的紅富士（Malus pumila Mill.）蘋果樹10株，隨機采摘新鮮的成年葉片進行離體培養。每株樹隨機摘取18～20片成年葉片，剪去葉柄，從葉柄基部減去約1/5。分別取0.5，1.0，5.0 mg/L的激動素（Kinetin，K）、玉米素（Zeatin，Z）和6-芐基腺嘌呤（6-BA）50 mL放入100 mL的小燒杯內，把修整好的葉片按照不同株每株取6片放入同一個燒杯內，確保葉片基部浸泡在溶液中。每隔7 d對各項指標測定一次，連續測定28 d，收集試驗數據。同時做空白對照和重復。

處理設定為：對照（CK），無任何植物細胞分裂素添加；0.5 mg/L激動素（0.5 K）；1.0 mg/L激動素（1.0 K）；5.0 mg/L激動素（5.0 K）；0.5 mg/L玉米素（0.5 Z）；1.0 mg/L玉米素（1.0 Z）；5.0 mg/L玉米素（5.0 Z）；0.5 mg/L 6-芐基腺嘌呤（0.5的6-BA）；1.0 mg/L 6-芐基腺嘌呤（1.0的6-BA）；5.0 mg/L 6-芐基腺嘌呤（5.0的6-BA）。

1.3 測定指標及方法

抗氧化活性的測定參照Benzie等[7]的方法，采用FRAP（Ferric Reducing Antioxidant Powder）法；葉綠素含量采用便攜式植物效率分析儀PEA（SPAD-502）進行測定。

2 結果與分析

2.1 不同濃度植物細胞分裂素對蘋果離體葉片總抗氧化活性的影響

由圖1-A可知，葉片的總抗氧化活性隨著時間的延長呈下降趨勢；不同濃度激動素處理的葉片在同一時間段其抗氧化活性均高于對照組，與0.5 K相比，1.0 K，5.0 K對葉片抗氧化活性的提高效果更明顯，但1.0 K和5.0 K處理間差異不明顯。從圖1-B可以看出，不同濃度玉米素處理的葉片在第7，14，21，28天時抗氧化活性均高于對照組，且抗氧化活性隨著時間的延長呈下降趨勢；與0.5 Z相比，1.0 Z和5.0 Z對葉片抗氧化活性的提高效果更明顯，但1.0 Z和5.0 Z處理間無差異。從圖1-C可以看出，不同濃度6-芐基腺嘌呤處理的葉片在第7，14，21，28天時抗氧化活性均高于對照組，且抗氧化活性隨著時間的延長呈下降趨勢；與0.5的6-BA相比，1.0的6-BA和5.0的6-BA對葉片抗氧化活性的提高效果更明顯，1.0的6-BA的提高效果稍高于5.0的6-BA。

2.2 不同濃度植物細胞分裂素對蘋果離體葉片中葉綠素含量的影響

從圖2-A可以看出，不同濃度激動素處理的葉片在第7，14，21，28天時葉綠素含量均高于對照組，且葉綠素含量隨著時間的延長呈下降趨勢；與0.5 K相比，1.0 K和5.0 K能更好地緩解葉片葉綠素的降解，1.0 K的緩解效果稍高于5.0 K。從圖2-B可以看出，不同濃度玉米素處理的葉片在第7， 14，21，28天時葉綠素含量均高于對照組，且葉綠素含量隨著時間的延長呈下降趨勢，與0.5 Z相比，1.0 Z和5.0 Z能更好地緩解葉片葉綠素的降解，但1.0 Z和5.0 Z處理間差異不明顯。從圖2-C可以看出，不同濃度6-芐基腺嘌呤處理的葉片在第7，14，21，28天時葉綠素含量均高于對照組，且葉綠素含量隨著時間的延長呈下降趨勢；與0.5的6-BA相比，1.0的6-BA和5.0的6-BA能更好地緩解葉片葉綠素的降解，但1.0的6-BA和5.0的6-BA處理間差異不明顯。

3 結論與討論

植物的衰老是植物體生命功能衰退的過程，同時伴隨著清除自由基能力的下降以及光合作用的減弱[8]。大量研究表明，植物衰老不僅與光、溫度、濕度等環境因子有關，還與植物體內水分代謝、生物大分子、生物膜和酶活性以及植物體內丙二醛、植物內源乙烯、脫落酸和細胞分裂素的含量等多種因素的調控變化有關[9-11]。植物細胞分裂素是一類較活躍的植物激素，可調控果實生長發育和品質形成，它不僅具有促進細胞分裂、調控營養物質運輸、促進植物新陳代謝等功能，而且在延緩葉片細胞衰老、延長葉片功能期及增產效應等方面具有一定的作用[12-13]。

植物衰老過程中，在代謝中會產生有害的自由基。生物體的衰老過程是機體的組織細胞不斷積累自由基導致的，其反應能力很強，可使細胞中的多種物質發生氧化，損害生物膜，引起生物體DNA損傷；還能夠使蛋白質、核酸等大分子交聯，影響其正常功能，植物需要通過提高生物體體內的抗氧化活性來抵抗這種傷害[14-15]。

本研究結果表明，隨著時間的增加，葉片抗氧化活性呈現下降趨勢；通過0.5，1.0，5.0 mg/L等3種不同濃度梯度的激動素、玉米素和6-芐基腺嘌呤處理可不同程度地提高葉片抗氧化活性，從而減緩其衰老的速度。其中，1.0，5.0 mg/L植物細胞分裂素的處理對提高葉片抗氧化活性的效果均高于0.5 mg/L，但1.0，5.0 mg/L之間差異不明顯。

衰老過程中，不同濃度梯度的激動素、玉米素和6-芐基腺嘌呤的處理都會通過提高葉綠素的含量來保鮮葉片，延緩衰老。整個試驗周期中，隨著時間的延長葉綠素含量呈現下降趨勢。其中，1.0，5.0 mg/L植物細胞分裂素的處理可更大地提高葉綠素的含量，0.5 mg/L提高幅度最小，但1.0，5.0 mg/L處理之間差異不明顯。

總之，對蘋果成年葉片進行不同濃度梯度的植物細胞分裂素處理，與0.5 mg/L處理相比，1.0，5.0 mg/L均能更好地提高成熟果實的總抗氧化活性以及抗衰老能力，但由于1.0，5.0 mg/L間的差異不明顯，按照盡可能低用量的原則，最終選用1.0 mg/L質量濃度的植物細胞分裂素作為最適濃度。

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Effects of Different Concentrations Plant Cytokinin on Senescence of Apple Leaves

XINYan-wei1，DINGChun-gang2
（1.College ofEnvironment&Resource，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China；2.Fruits IndustryService Center in Jixian County，Jixian 042200，China）

To improve the quality of apple,this study continuously measured the antioxidant activity and aging related indicators of the fresh detached adult leaves from Fuji apple trees every week in one month.The leaves were cultured in vitro which bottoms were soaked in the solution ofthe different concentrations ofkinetin,zeatin and 6-benzyl adenine.The result showed that the total antioxidant activity of the leaves was improved by all different treatments,as well as the content of chlorophyll of the leaves.Compared with the treatment of 0.5 mg/L,the total antioxidant activity of the treatments by 1 mg/L and 5 mg/L could be significantly improved.Meanwhile, their chlorophyll content was declined slower.There was no significant difference between the two treatments of 1 mg/L and 5 mg/L. According to the principle of as low as reasonably achievable,the concentration of 1 mg/L plant cytokinin was chosen as optimum concentration toapply.This trial contributes tothe studyon application ofexogenous hormone regulation in the apple production.

cytokinins;in vitro leaf;antioxidant activity;senescence

S661.1

A

1002-2481（2016）04-0467-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.11

2016-01-29

山西省回國留學人員科研資助項目（2009041）

辛艷偉（1974-），男，山西原平人，講師，碩士，主要從事農業科技推廣工作。