3個牡丹品種花期進程中花瓣的生理生化特征

吳桂容，王上偉，蘇德生，張 萍，盧云天

(1.賀州學院化學與生物工程學院，廣西賀州 542800；2.福建省政和縣林業局，福建政和 353600；3.福建省政和縣鎮前鎮油用牡丹專業合作社，福建政和 353600；4.福建富之卿牡丹科技發展有限公司，福建福州 350000)

牡丹(Paeoniasuffruticosa)為芍藥科芍藥屬多年生落葉小灌木，是我國特有的傳統名花，具有極高的觀賞、藥用和經濟價值。牡丹的花期及其持續時間是影響其觀賞價值和市場開發的關鍵因素，研究牡丹花期進程中生理、生化特征的改變，延長開花質量和花期持續時間具有重要的意義[1-2]。目前，已有一些研究對開花進程中牡丹的生理生化特征進行了研究，如郭麗麗等對盆栽與地栽牡丹花芽的生理生化特性動態進行了研究，指出不同栽培方式的牡丹花芽營養和抗氧化酶系統等生理生化參數有較大差別，但在花期進程中有著相似的變化趨勢[3]；張圣旺等對牡丹花衰老過程中的生理生化特征進行了研究，指出細胞質膜透性、超氧化毒害是影響牡丹花衰老的決定性因素[4]，但這些研究系統性尚較差。因此，本研究對不同牡丹品種烏龍捧盛、景玉、香玉花期進程中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)等營養、滲透調節物質及抗氧化酶系統進行比較研究，從而為牡丹花期中衰老進程提供一定的參考，并篩選出適合引種栽培推廣的牡丹品種。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于福建省南平市政和縣鎮前鎮，地處武夷山鷲峰山脈北瑞，位于閩東北結合部，118°56′～119°16′E，27°08′～27°09′N之間。平均海拔936 m，年降水量1 726 mm，年均氣溫13.9 ℃。夏季干爽涼人，晝夜溫差大。冬季寒冷，普遍低溫。

1.1 材料

供試材料為牡丹品種烏龍捧盛、香玉、景玉，為福建省南平市政和基地初步篩選的適生品種。在2016年3月牡丹現蕾后，選擇花蕾生長狀況一致的牡丹植株標記為研究對象。按照郭倩等的標準[5]，從標記的牡丹植株上采摘小風鈴期(S)、大風鈴期(L)、露色期(Ⅰ)、綻口期(Ⅱ)、初放期(Ⅲ)、半開期(Ⅳ)、盛開期(Ⅴ)和始衰期(Ⅵ期)等不同發育狀態的花朵，各花期每個品種各選擇5朵花，采集的花朵樣品于實驗室內進行生理生化檢測。

1.2 測試方法

可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250比色法；脯氨酸含量測定采用酸性茚三酮法；MDA含量測定采用硫代巴比妥酸法[6]。SOD、POD活性采用南京建成生物工程研究所生產的SOD、POD試劑盒(羥胺法、比色法)進行測定。

1.3 統計學方法

用Excel 2013進行數據整理與分析。

2 結果和分析

2.1 花期進程中花瓣的可溶性糖含量變化

花期進程中花瓣的可溶性糖含量變化如圖1。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的可溶性糖含量均呈先上升后下降的趨勢，均從露色期(Ⅰ)開始快速上升并在初放期(Ⅲ)達最高值，隨后緩慢下降。烏龍捧盛不同花期花瓣的可溶性糖含量最高，其次為景玉，再次為香玉。可溶性糖是花瓣可以直接利用的養分形式，是碳水化合物的暫存形式[7]。在花朵綻放之前，花瓣儲存可溶性糖供花朵開放，而在花朵綻放過程中則大量消耗能量，造成花瓣的可溶性糖含量下降，這與崔洋等對湖南牡丹的研究結果[8]是一致的。

2.2 花期進程中花瓣的可溶性蛋白含量變化

花期進程中花瓣的可溶性蛋白含量變化如圖2所示。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的可溶性糖含量均呈總體下降的趨勢，其中在中期快速下降而后則放緩。烏龍捧盛、景玉均在綻口期(Ⅱ)到初放期(Ⅲ)快速下降，但烏龍捧盛的下降幅度要小于景玉；而香玉則從露色期(Ⅰ)到綻口期(Ⅱ)即開始快速下降。不同花期烏龍捧盛花瓣的可溶性蛋白含量最高，其次為景玉，再次為香玉。可溶性蛋白是花朵開放中主要的營養物質基礎，其含量可以作為開花進程中衰老的指標之一[9]。本研究中3個牡丹品種花瓣中可溶性蛋白含量隨著花期的進展而下降，但其快速下降的起始時期和幅度有著較大的差異，說明可溶性蛋白含量對花期維持時間有著重要的影響。

2.3 花期進程中花瓣的脯氨酸含量變化

脯氨酸是細胞內的滲透調節物質，是植物面對逆境時的重要調節物質，能一定程度上說明植物的抗逆性[10]，花期進程中花瓣的脯氨酸含量變化如圖3所示。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的脯氨酸含量均呈總體下降的趨勢，且各期的下降速度基本一致，說明隨著花期的進展，花瓣不斷衰老，其抗逆性下降。不同花期烏龍捧盛花瓣的脯氨酸含量最高，其次為景玉，再次為香玉，品種間花瓣中脯氨酸含量差異說明其抗逆性存在一定差異。

2.4 花期進程中花瓣的SOD活性變化

SOD是生物體內最重要的抗氧化酶，是抵御活性氧毒害的第一道防線[11]，花期進程中花瓣的SOD活性變化見圖4。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的SOD活性均呈總體下降的趨勢，但開始下降的初始時期有所不同。烏龍捧盛從半開期(Ⅳ)開始下降，景玉從初放期(Ⅲ)開始下降，而香玉則從綻口期(Ⅱ)開始下降。不同花期烏龍捧盛花瓣的SOD活性最高，而景玉和香玉的差異較小。本研究中3個牡丹品種花瓣中SOD活性隨著花期的進展而下降，說明隨著花期的進展，花瓣不斷受到活性氧毒害。不同牡丹品種花瓣中SOD活性開始下降的起始花期不同，則說明造成花瓣開始衰老的時間不同，清除氧自由基的能力存在差異，進而影響花期持續時間。

2.5 花期進程中花瓣的POD活性變化

花期進程中花瓣的POD活性變化見圖5。烏龍捧盛、香玉、 景玉花瓣中的POD活性也均呈總體下降的趨勢，其中景玉、香玉從半開期(Ⅳ)開始快速下降，而烏龍捧盛不同花期下降的幅度較為一致。不同花期烏龍捧盛花瓣的POD活性最高，而景玉和香玉的活性相對較低。POD是生物體內另一種重要的抗氧化酶，通常與SOD協同發揮抗氧化作用[12-15]。本研究中3個牡丹品種花瓣中POD活性的變化趨勢與SOD基本一致，花瓣中POD活性也隨著花期的進程其活性氧毒害不斷下降。

2.6 花期進程中花瓣的MDA含量變化

MDA是一種過氧化合物，能強烈地與細胞內各種成分發生反應，造成細胞內酶和膜系統的損害[16]，花期進程中花瓣的MDA含量變化如圖6所示。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的MDA含量均呈總體上升的趨勢，且隨著花期進展上升幅度基本一致，說明花瓣中MDA含量上升是其衰老的重要標志。不同花期景玉花瓣的MDA含量最高，景玉次之，烏龍捧盛最低。

3 結論與討論

牡丹花期初始階段花瓣代謝旺盛，能不斷從營養器官吸收和儲存營養物質，因此可溶性糖、可溶性蛋白等營養物質含量上升。而隨著花期進展，牡丹花開放需要使用大量的營養，造成花瓣中的營養物質含量降低。與此同時，隨著花期的進展，牡丹花瓣中的抗逆物質脯氨酸的含量開始不斷下降，抗氧化酶SOD、POD活性不斷下降，且過氧化合物MDA的累積不斷增加，花瓣不斷衰老。不同牡丹品種花瓣中營養物質、抗逆物質、抗氧化酶的含量越高，過氧化合物的累積量越少則能延緩花瓣的衰老，維持更長的花期。在牡丹的引種中通過以上指標的對比，能夠挑選到抗逆性強、花色優美、花期持續時間長的牡丹品種。本研究中供試的3種牡丹品種中烏龍捧盛最適于引種，景玉次之，最差則為香玉。

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