不同水分脅迫時(shí)間對(duì)柑橘葉片脫落酸含量的影響

◎ 聶 瓊，胡蓮輝，康林峰，張偉蘭，謝深喜

（1.湖南人文科技學(xué)院，湖南 婁底 417000；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

本研究以紐荷爾臍橙和山下紅溫州蜜柑為試驗(yàn)材料，結(jié)合前人的研究結(jié)果，探討了水分脅迫對(duì)植物抗逆性物質(zhì)及ABA含量的影響，為了解柑橘制定合理有效的抗旱措施提供理論科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

以兩年生枳砧山下紅溫州蜜柑和紐荷爾臍橙嫁接苗為試驗(yàn)材料，每盆定植1株，設(shè)正常及水分脅迫兩個(gè)處理，正常處理的正常澆水（作為對(duì)照），水分脅迫處理的進(jìn)行干旱，干旱到一定程度（土壤含水量為土壤最大持水量的50%）后停止繼續(xù)干旱，每天通過(guò)測(cè)定土壤含水量進(jìn)行補(bǔ)水維持干旱程度。到達(dá)脅迫程度當(dāng)天取第1次樣，每隔15 d取一次，總共取5次，采取處理植株春梢頂端以下第2～6片葉作為試驗(yàn)樣品，用液氮速凍后，放于-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

脯氨酸的測(cè)定采用磺基水楊酸測(cè)定法，可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽酮試劑法，ABA含量的測(cè)定采用液相色譜法。

2 結(jié)果與分析

2.1 山下紅溫州蜜柑和紐荷爾臍橙葉片中脯氨酸含量

由表1、表2可知，干旱可使柑橘葉片的脯氨酸含量增加，兩個(gè)品種葉片脯氨酸含量變化趨勢(shì)相同，都是隨水分脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。紐荷爾臍橙在正常澆水情況下水分脅迫0 d、30 d和水分脅迫持續(xù)了60 d情況下，葉片中的脯氨酸含量分別為280.62 μg/g、284.13 μg/g和287.12 μg/g，變化不大。而處理葉片中脯氨酸含量分別為 455.23 μg/g、840.23 μg/g 和 1 093.42 μg/g，60 d 比水分脅迫當(dāng)天增加1.4倍，比正常對(duì)照增加了2.8倍。山下紅溫州蜜柑正常澆水管理和60 d脅迫處理葉片中的脯氨酸含量分別為300.1 μg/g和1 229 μg/g，后者為前者的4.09倍。

表1 紐荷爾臍橙葉片中脯氨酸含量表（單位：μg/g）

表2 山下紅溫州蜜柑葉片中脯氨酸含量表（單位：μg/g）

2.2 山下紅溫州蜜柑和紐荷爾臍橙葉片中可溶性糖含量

由圖1可知，在水分脅迫的當(dāng)天，正常對(duì)照紐荷爾臍橙葉片中的可溶性糖含量為22.36 mg/g，水分脅迫處理紐荷爾臍橙葉片中的可溶性糖含量為23.54 mg/g，根據(jù)方差分析結(jié)果顯示，兩者間不存在顯著差異。在水平脅迫持續(xù)了60 d時(shí)，紐荷爾臍橙葉片中的可溶性糖含量到37.99 mg/g，而正常對(duì)照葉片中可溶性糖含量為21.3 mg/g。山下紅溫州蜜柑在水分脅迫當(dāng)天，對(duì)照與處理葉片中的可溶性糖含量為分別為22.96 mg/g，22.54 mg/g，而15 d、30 d、45 d、60 d時(shí)水分脅迫處理葉片中可溶性含量分別為25.46 mg/g、29.82 mg/g、32.04 mg/g、33.66 mg/g，有逐步上升的趨勢(shì)，而對(duì)照中可溶性糖含量沒(méi)有很大的變化。

圖1 紐荷爾臍橙葉片中可溶性糖含量圖

圖2 山下紅溫州蜜柑葉片中可溶性糖含量圖

2.3 山下紅溫州蜜柑和紐荷爾臍橙葉片中脫落酸含量

從圖3、圖4可知，山下紅溫州蜜柑和紐荷爾臍橙葉片中的ABA含量均呈現(xiàn)隨水分脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的趨勢(shì)。紐荷爾臍橙ABA含量隨著水分脅迫延長(zhǎng)而增加，水分脅迫到達(dá)當(dāng)天時(shí)正常對(duì)照中紐荷爾臍橙葉片的ABA含量為51.26 ng/g，而處理中紐荷爾臍橙葉片中的ABA含量為90.56 ng/g，水分脅迫時(shí)間到60 d時(shí)，正常與處理的紐荷爾臍橙葉片中ABA含量分別為50.68 ng/g、193.13 ng/g，處理為正常澆水對(duì)照的3.81倍，且水分脅迫處理葉片60 d為0 d的2.13倍。山下紅溫州蜜柑正常澆水對(duì)照葉片中的ABA含量在0～60 d中變化不大，0 d與60 d分別為60.36 ng/g、60.15 ng/g。水分脅迫處理葉片中的ABA含量在水分脅迫0 d為83.47 ng/g，且水分脅迫時(shí)間為15 d、30 d、45 d和60 d時(shí)ABA含量分別為106.52、113.65、132.86 ng/g和156.89 ng/g。

圖3 紐荷爾臍橙葉片中ABA含量圖

圖4 山下紅溫州蜜柑葉片中ABA含量圖

3 討論與分析

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著水分脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，脯氨酸、可溶性糖和ABA含量增加。

脯氨酸是一種滲透物質(zhì)，是目前所知的分布最廣的滲透保護(hù)物質(zhì)，在逆境中能和植物細(xì)胞體內(nèi)的一些復(fù)合物聚合發(fā)生反應(yīng)，中和逆境條件下產(chǎn)生的一些有害物質(zhì)，避免植物遭受毒害。植物在水分脅迫條件下，植株會(huì)對(duì)水分虧缺產(chǎn)生相應(yīng)的生理反應(yīng)，使植物體內(nèi)的脯氨酸含量增加。脯氨酸含量的大量積累防止了原生質(zhì)脫水，也使細(xì)胞質(zhì)與液泡間的滲透勢(shì)保持平衡，從而加強(qiáng)了植物對(duì)干旱的適應(yīng)能力。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著水分脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，柑橘葉片脯氨酸含量越高。Knipp[1]等研究了水分脅迫對(duì)生產(chǎn)果聚糖轉(zhuǎn)基因馬鈴薯葉片脯氨酸累積的影響，發(fā)現(xiàn)水分脅迫處理后，馬鈴薯葉片中脯氨酸的含量都增加。

本研究對(duì)兩個(gè)柑橘品種進(jìn)行了可溶性糖含量的測(cè)定，結(jié)果表明：隨著水分脅迫時(shí)間的增加，兩處理葉片中的可溶性糖含量與對(duì)照相比都顯著增加，且兩處理在脅迫60 d時(shí)，可溶性糖含量達(dá)到最高值。

ABA能提高植物抗旱能力，在水分脅迫下植物葉片內(nèi)ABA含量升高，ABA促使植物氣孔關(guān)閉或抑制氣孔開(kāi)放，使作物盡可能地降低蒸騰失水，以抵御水分脅迫[2]。本研究表明，隨著水分脅迫時(shí)間的增加，山下紅溫州蜜柑和紐荷爾臍橙體內(nèi)的ABA含量均增加。

綜合上述研究結(jié)果認(rèn)為，植物在遭遇水分脅迫逆境時(shí)，為了減少體內(nèi)水分流失，維持正常的生理功能，其體內(nèi)會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的抗旱應(yīng)急機(jī)制，細(xì)胞內(nèi)大量積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸及可溶性糖等小分子物質(zhì)或植物內(nèi)源激素水平發(fā)生變化，以增加其保水能力。

[1]Knipp G.Honenerier B. Effect of water stress on proline accumulation of genetically modified potatoes generating fructans[J].J Plant physiol，2006，163（4）：392.

[2]趙 翔，李 娜，王鵬濤，等.脫落酸調(diào)節(jié)植物抵御水分脅迫的機(jī)制研究[J].生命科學(xué)，2011，23（1）：115-120.