甘藍型油菜灃油737 生理生化特性研究

周華林，肖儉平，陳 佳，劉文祥

（1. 湘潭縣農業農村局，湖南 湘潭 411228；2. 湖南省農業信息與工程研究所，湖南 長沙 410125）

植物的各種生理代謝活動能夠反映植物生長過程中的主要代謝情況[1]。可溶性糖是植物組織中貯存的營養物質，是植物生長、發育、抗性形成等多個生理過程的重要參與者[2]。可溶性蛋白是重要的滲透調節物質和營養物質，其積累能提高細胞的保水能力，對細胞起保護作用[3]。過氧化物酶（Peroxidase，POD）與光合作用、呼吸作用等均有密切關系，可以反映某一時期植物體內代謝的變化[4]。超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）是一種常見的抗氧化酶，能消除生物體內新陳代謝過程中產生的有害物質[5]。丙二醛（Malondialdehyde，MDA）是膜脂過氧化作用的最終產物，其含量可以反映植物遭受逆境后的受傷害程度[6]，其是研究植物衰老生理和抗性生理的一個常用指標。通過分析上述生理生化指標，可以研究植物的生理生化特性。油菜是我國第一大油料作物，對其生理生化特性研究有助于了解品種的特性，促進其在生產中的推廣應用。于是，筆者以甘藍型油菜灃油737 為材料，對其不同生育期的生理生化特性進行了研究，以期為灃油737 的大面積推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

甘藍型油菜品種灃油737，由湖南省作物研究所提供。

1.2 試驗方法

試驗在湘潭縣興旺農業科技發展有限責任公司基地進行。小區面積為3 m×6 m，采用條播，密度為20 cm×30 cm，按常規方法進行大田管理。

分別于2020 年11 月10 日（幼苗期）、2020 年12 月8 日（5～6 葉期）、2021 年1 月10 日（蕾薹期）和2021 年3 月15 日（盛花期）抽取5 株油菜，每株取倒數第3 片葉，共5 片。2021 年4 月10 日取授粉后 20～35 d 的角果皮。將上述所取材料各自混合后保存于-80℃備用。參照參考文獻[7-9]的方法測定各時期所取材料的中丙二醛（MDA）含量，過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性，可溶性糖和可溶性蛋白含量，重復3 次。

1.3 數據分析

測得數據用SPSS 20.0 軟件和Excel 2010 軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 可溶性糖

對不同生育期油菜的可溶性糖含量變化進行分析的結果（圖1）表明，可溶性糖含量呈先升高后降低的趨勢，以蕾薹期葉片中的可溶性糖含量最高，隨后逐漸下降，在角果期達到全生育期的最低。這一結果與陳秀斌[10]的研究結果一致，可能是在生殖生長后期部分可溶性糖轉化為了蛋白質和脂肪等物質。

圖1 油菜不同生育期可溶性糖含量的變化

2.2 可溶性蛋白

油菜不同生育期可溶性蛋白含量的變化趨勢（圖2）與可溶性糖含量的變化趨勢大致相同。在蕾薹期之前可溶性蛋白含量持續增長，至蕾薹期達到最大值，隨后逐漸下降，在角果期達到最低。這與王必慶等[11]對早熟油菜的可溶性蛋白含量變化研究結果基本一致。在蕾薹期可溶性蛋白含量達到最大值，可能是由于低溫脅迫而導致可溶性蛋白含量的增加。

圖2 油菜不同生育期可溶性蛋白含量的變化

2.3 SOD 活性

油菜不同生育期的SOD 活性自幼苗期至花期前無明顯變化，在花期時SOD 活性下降至全生育期的最低，在角果期則上升至全生育期的最大值（圖3）。SOD 作為植物體內的自由基清除劑，與植物機體的衰老、輻射防護等有關，其強弱直接決定了植物的抗逆性[12]，油菜在角果期的SOD 活性最大，可能與該時期的病蟲害嚴重有關。

圖3 油菜不同生育期SOD 活性的變化

2.4 POD 活性

油菜不同生育期的POD 活性是在蕾薹期達到最高值，花期次之，但在蕾薹期前后的差異不大（圖4）。通常POD 活性越高則植物體內的代謝越旺盛[13]，油菜在蕾薹期的POD 活性最高，這是因為在該時期植株的生命活力最強、生長代謝最旺盛。

圖4 油菜不同生育期POD 活性的變化

2.5 MDA 含量

油菜不同生育期MDA 含量是在花期前逐步增加，但在花期時達到最低值，在角果期又達到最高值（圖5）。MDA 是細胞膜脂化作用的直接產物，MDA的積累可使蛋白質發生交聯作用，從而對細胞造成傷害[14]。油菜在花期的MDA 含量最低，這可能是油菜在該時期的生長發育旺盛、抗逆性也較強。

圖5 油菜不同生育期MDA 含量的變化

3 討 論

農作物物質代謝最基礎的指標包括兩類：可溶性物質含量和酶活性。這兩者在農作物生長發育過程中存在著雙重關系，既相互促進又相互制約，從而影響農作物的抗逆性、生長程度、物質積累程度及最終產量性狀[15-17]。油菜在越冬期的抗寒性可深刻影響其最終品質，此時的抗寒性強則花蕾不易遭受凍害，可為其生殖生長奠定良好基礎，從而更容易積累油脂。在油菜生長發育過程中，隨著生育期的推進，可溶性糖、蛋白質含量呈現出先增后減的變化趨勢，其最高值均出現在蕾薹期，這可能是在蕾薹期需要消耗更多的能量以抵御寒冷，同時其生長變得遲緩[18]。

MDA 是自由基在生物體內作用于脂質發生過氧化反應的產物，MDA 的含量過高會產生毒性[19]，一方面導致生物體的抗逆性下降，另一方面也導致油脂積累的減少。在整個生育期中，MDA 的含量從幼苗期開始逐漸上升，到蕾薹期時達到最大值，進入花期后MDA 的含量急劇下降，可能是由于在花期脂質的過氧化程度下降[20]，可能原因是花在授粉前沒有產生很劇烈的生化活動。但在角果期MDA 含量達到最大值，可能是由于種子積累了大量油脂，導致過氧化程度提升所致。