水楊酸對國蘭耐熱性及內源脫落酸、赤霉素的影響

王 敏 李 進 尹升華, 袁春新

（1.南通鋤禾農業發展有限公司 江蘇南通 226007；2.南通科技職業學院 江蘇南通 226012；3.南通市農村專業技術協會 江蘇南通 226014）

國蘭指蘭科蘭屬（Cymbidium）中原產于我國的一部分地生種，主要包括春蘭、寒蘭、墨蘭等。 國蘭葉片飄逸，花清純、素雅，獨特的芳香令人心曠神怡，歷來是高潔、典雅的象征，具有極高的觀賞、經濟和文化價值[1]。 國蘭喜冷涼氣候，較耐低溫，忌高溫，易受到高溫抑制和危害。 江蘇省夏季氣溫高， 持續時間長，直接影響國蘭生長發育及后期的開花品質。 生產上通常通過人工調控降低設施內的溫度， 減少高溫對國蘭的危害，但大大增加了生產成本，也降低了植株的適應性[2]。 如何簡單有效提高國蘭的耐熱性，是亟需重點解決的問題。

植物內源激素是指植物體內自身代謝產生的調控生長發育的物質， 當遭遇逆境時， 重要內源激素脫落酸（ABA）、赤霉素（GA）受到干擾，使得植物生長發育紊亂、新陳代謝失調[3]。 在一定限度內的環境脅迫下， 可通過施用某些植物外源化學物質調節內源ABA、GA，減弱或消除環境脅迫的影響[4-5]。 水楊酸（SA）是一種小分子酚類物質， 外源SA 可調節植物的抗旱、抗高溫、抗鹽、抗病等多種抗逆生理過程，能起到一定保護作用[6]。 目前，通過在植物上噴施不同濃度SA，研究其內源激素變化及對干旱、高溫、低溫、鹽等脅迫的緩解效應有較多報道，但外源SA 對國蘭耐熱性及內源ABA、GA 影響的研究尚無人涉及[7-10]。 本研究以國蘭為試驗對象， 研究葉片噴施不同濃度的SA對國蘭耐熱性及內源ABA、GA 的影響， 以期為國蘭實際栽培中遭受高溫脅迫時的化學調控提供理論依據和參考，也為探討SA 提高植物防御高溫脅迫的機制提供相關資料。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選擇南通鋤禾農業發展有限公司培育的“金荷”國蘭2 年生苗為試驗對象，SA 購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗在南通鋤禾農業發展有限公司陳橋基地智能溫室內進行，2022 年8 月3 日上午，用SA 質量濃度為100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L、600 mg/L 及清水（CK）共7 個處理噴施國蘭，噴施時以葉片均勻覆蓋不滴水為準，每2 d 噴施1 次，連續噴3 次[11]。 每個處理50 株，3 次重復，其他管理與一般國蘭溫室栽培管理相同。

1.2.2 不同濃度SA 處理國蘭葉片內源激素含量、電導率的測定 8 月8 日清晨每個處理隨機選擇國蘭3 株，取外圍葉片，用去離子水清洗5 遍，然后用濾紙吸干葉片表面水分。 避開葉脈和葉緣，用打孔器將葉片打成0.5 cm2的小片。 每處理隨機取2.0 g，用液氮速凍后保存在-20℃的低溫冰箱中， 采用何鐘佩的方法測定內源ABA、GA 含量[12]。 同時測定電導率，根據徐玉芬等的方法，每次分別稱取0.5 cm2的葉片0.5 g，放入盛有20 mL 去離子水的試管中， 搖晃試管至去離子水將葉片淹沒， 共8 支試管， 分別置于30℃、33℃、36℃、39℃、42℃、45℃、48℃、51℃水浴中處理15 min，取出靜置約2 h，冷卻至室溫，測定浸提液電導率C1。 將試管沸水浴15 min，取出冷卻2 h 后，測定電導率值C2，相對電導率（%）=C1/C2×100。 每個品種試樣3 次重復，取平均值。相對電導率擬合Logistic回歸方程：Y=K/（1 +ae -bX），式中Y為相對電導率，X代表溫度；K為細胞傷害率的飽和容量，在本試驗中為100；a、b為未知參數，e 為自然對數。 處理溫度對應的相對電導率曲線的拐點溫度即為半致死溫度，即LT50= lna/b[13]。

1.2.3 熱害指數的測定 2022 年8 月8-15 日，南通連續出現了38℃以上的高溫天氣。 8 月8 日，每個處理隨機選擇60 株國蘭苗，從玻璃溫室內移到普通大棚苗床架上，大棚僅覆蓋遮陽網遮陽，不采用降溫措施，其余同一般國蘭大棚栽培管理。8 月15 日，參照邱勇波等的方法對葉片受熱害程度進行觀察記錄[14]。將葉片熱害癥狀設為6 個級別，0 級， 表現為無傷害；Ⅰ級，表現為全株有1/4 葉片出現熱傷害癥狀；Ⅱ級，全株1/4～1/2 的葉片出現熱傷害癥狀；Ⅲ級，全株1/2～3/4 的葉片表現為受熱害；Ⅳ級，全株3/4 以上葉片表現為萎蔫、畸形、變色等熱害現象；Ⅴ級，全株死亡。

熱害指數=［∑（每個級別的株數×級別數）/（總調查株數×最高級數）］×100%

死亡率=死亡株數/總調查株數×100%

耐熱性越強的處理熱害指數、死亡率越低[14-15]。

1.3 數據處理

用Excel 統計數據，用DPS 對數據進行方程回歸分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度SA 處理對國蘭葉片相對電導率的影響

由圖1 可知，7 個濃度處理的國蘭葉片的相對電導率隨溫度的上升呈 “慢－快－慢” 的S 形上升趨勢30～39℃時相對電導率上升較慢，CK 及100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L、600 mg/L SA 處理相對電導率分別增加15.08%、39.08%、28.28%、22.31%、22.68%、31.41%、19.98%。39～48℃相對電導率上升速度加快，7 個處理相對電導率分別增加66.95%、60.52%、58.79%、95.04%、69.66%、45.40%、81.30%。48～51℃相對電導率上升速度又變慢，7 個處理相對電導率分別增加6.86%、4.40%、9.56%、4.54%、6.81%、6.74%、1.55%。

圖1 不同濃度SA 對國蘭葉片相對電導率的影響

2.2 不同濃度SA 處理對國蘭葉片半致死溫度的影響

由表1 可知， 7 個處理國蘭葉片的相對電導率和處理溫度， 能較好地擬合成Logistic 方程， 相關系數為0.860 2～0.973 0， 均達極顯著水平， 可精確預測國蘭的半致死溫度，能反映不同濃度SA 處理對國蘭的耐熱性的影響。 100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L SA 處理， 增強了國蘭對高溫脅迫的適應性， 半致死溫度分別為41.83℃、42.36℃、43.11℃、41.32℃， 比CK 分別提高了0.94℃、1.47℃、2.22℃、0.43℃。 500 mg/L、600 mg/L SA 處理反而降低了國蘭對高溫脅迫的適應性， 半致死溫度分別為40.10℃和39.42℃，比CK 分別降低了0.79℃、1.47℃。

表1 不同濃度SA 處理擬合回歸方程及半致死溫度

2.3 不同濃度SA 對國蘭高溫熱害指數、 死亡率的影響

由表2 可知， 試驗大棚內高溫脅迫后7 個處理國蘭均出現熱害。較低濃度SA 處理對熱害有效緩解作用，300 mg/L SA 處理效果最好，熱害指數、死亡率比CK 下降56.22%、70.60%。 高濃度SA 處理反而加劇了熱害，600 mg/L SA 處理的熱害指數、 死亡率比CK 分別上升了15.97%、17.65%。

表2 不同濃度SA 處理國蘭的高溫熱害指數、死亡率

2.4 不同濃度SA 處理對國蘭葉片內源ABA、GA的影響

由表3 可知，隨著SA 處理濃度的增加，國蘭葉片內源ABA 含量呈上升—下降的趨勢，100～400 mg/L SA 處理的ABA 含量分別比CK 極顯著上升了24.49%、36.38%、51.61%、22.06%，500～600 mg/L SA 處理的ABA 含量分別比CK 極顯著下降8.54%、9.62%。 隨著SA 濃度的增加， 內源GA 含量呈下降—上升趨勢，100 mg/L SA 處理的GA 含量分別比CK 顯著降低5.28%，200～300 mg/L SA 處理的GA 含量分別比CK 極顯著降低12.99%、33.50%，400mg/L SA 處理的GA 含量比CK 增加2.56%，500～600 mg/L SA 處理的GA 含量分別比CK 極顯著增加23.35%、27.33%。 隨著SA 處理濃度的增加，ABA/GA 值呈上升—下降的趨勢，100～400 mg/L SA 處理的ABA/GA值分別比CK 極顯著增加31.39%、56.93%、127.88%、18.98%，500～600 mg/L SA 處理的ABA/GA 值分別比CK 極顯著降低26.88%、29.20%。

表3 不同濃度SA 處理對國蘭葉片內源ABA、GA 的影響

3 討論與結論

高溫是自然界常見的逆境脅迫因素， 植物細胞膜最容易受到高溫損傷影響膜的通透性， 隨著脅迫溫度的增加，相對電導率隨之上升[13]。 外源水楊酸對2 個繡球品種耐熱性影響的研究表明，施用適當濃度的外源SA 可顯著降低細胞膜受損程度，有效提高耐熱性，但濃度過低或過高也會使耐熱誘導效果下降[16]。本試驗驗證了這一結果，用300 mg/L SA 噴施國蘭苗葉片， 有效提高了細胞膜的穩定性， 最大限度減小膜的損傷程度， 增提高耐熱性效果最好， 高于或低于此濃度效果均下降。

本試驗人工模擬高溫脅迫， 通過測定7 個處理國蘭葉片電解質滲出量， 相對電導率總體呈 “慢－快－慢”的S 形曲線， 通過顯著性檢驗， 符合Logistic方程。 田間熱害指、 死亡率進一步驗證了用適宜濃度SA 噴施國蘭葉片可提高國蘭耐熱性。 高溫半致死溫度和田間熱害指、 死亡率均呈極顯著負相關（R2=-0.887**、-0.922**），也表明相對電導率法配合Logistic 方程計算半致死溫度是一種靈敏、 快捷估測植物抗熱性的方法[13]。

ABA 作為一種植物應急激素， 在高溫逆境下內源ABA 含量會顯著增加，使植物適應高溫環境。 不結球白菜耐高溫脅迫與內源激素含量的關系表明，ABA 含量和相對含量都在一定程度上與耐熱性呈正相關[17]。 本試驗，用100～600mg/L SA 及清水（CK）共7 個處理噴施國蘭葉片，內源ABA 含量和半致死溫度、熱害指數、死亡率極顯著相關（R2=0.971**、-0.878**、-0.923**），內源ABA 含量高，國蘭耐熱性強。在大麥上的研究表明， GA 的存在會促進植株不斷長高，矮株型大麥常耐性較好， 因而內源GA 含量低或對GA 不敏感的大麥品種往往具有較好的耐性[18]。 本試驗的結果與之類似，7 個處理國蘭葉片內源GA 含量和半致死溫度、熱害指數、死亡率極顯著相關（R2=-0.976**、0.878**、0.907**），內源GA 含量低，國蘭耐熱性強。 多效唑噴施庫爾勒香梨后，枝條內源激素ABA/GA 值顯著高于對照，明顯提高了庫爾勒香梨枝條的抗寒性[19]。 本試驗中，7 個處理ABA/GA 值和半致死溫度、熱害指數、死亡率極顯著相關（R2=0.948**、-0.921**、-0.941**），說明ABA/GA 值增加也可顯著提高國蘭的耐熱性。 試驗表明，國蘭葉片噴施不同濃度SA 可調節內源ABA、GA 含量及ABA/GA 值，ABA和GA 兩者生理作用雖有不同，但兩者相互聯系協同作用，均對國蘭耐熱性至關重要[20-21]。

綜上所述， 葉片適當噴施SA 可提國蘭耐熱性，操作簡單、便捷，成本低，綜合分析以噴施300 mg/L SA 效果最好。SA 使用效果受到國蘭品種、氣候條件、營養狀況等多種因素的影響， 需在小面積試驗成功的基礎上再大面積應用。 SA 對國蘭后期生長及開花質量的影響，也需在今后的試驗中明確。