馬慶華，譚曉紅，梁麗松，王貴禧*

(中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所，國家林業(yè)局林木培育重點實驗室，北京 100091)

生長調(diào)節(jié)劑DA-6和DCPTA處理對冬棗果實發(fā)育過程中活性氧及其相關生理指標的影響

馬慶華，譚曉紅，梁麗松，王貴禧*

(中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所，國家林業(yè)局林木培育重點實驗室，北京 100091)

研究采前己酸二乙氨基乙醇酯(DA-6)和2-(3,4-二氯苯氧基)-乙基-二乙胺(DCPTA)噴施處理對冬棗發(fā)育期果實活性氧代謝的影響。試驗于盛花期、盛花后20d和40d進行DA-6、DCPTA的噴施樹冠處理，并在冬棗果實發(fā)育過程中定期取樣進行活性氧及其相關生理指標的測定。結(jié)果表明：采前DA-6和DCPTA噴施處理后，對O2－·的產(chǎn)生速率沒有顯著影響，僅提前了其低谷的產(chǎn)生；DA-6處理冬棗果實的H2O2含量顯著高于DCPTA處理；與對照相比，兩處理在整個發(fā)育期內(nèi)顯著提高了冬棗果實的SOD和PPO的活性；DCPTA處理顯著提高冬棗果實發(fā)育末期的CAT活性而DA-6處理顯著抑制了冬棗果實的CAT活性，同期DCPTA處理抑制了MDA含量。

超氧陰離子自由基；過氧化氫；丙二醛(MDA)；過氧化氫酶；超氧化物歧化酶；過氧化物酶

活性氧(reactive oxygen species，ROS)是由O2的連續(xù)單電子還原而產(chǎn)生的一系列毒性中間物，在植物體中的存在形式主要有超氧陰離子自由基(O2－·)和過氧化氫(H2O2)[1]。活性氧因其在生物體內(nèi)廣泛存在并具有多種生理功能而引起人們極大的關注[2-3]。不同發(fā)育階段活性氧的生理功能不同[2]，在正常情況下，細胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除始終處于動態(tài)平衡，但當植物處于逆境條件，細胞內(nèi)自由基產(chǎn)生與清除的平衡遭到破壞[4]，活性氧及其誘發(fā)的脂過氧化產(chǎn)物MDA對膜和許多生物功能分子產(chǎn)生攻擊作用[5]，導致細胞受到傷害。果實中活性氧的研究多集中在采后衰老期間，超氧陰離子自由基(O2－·)的大量積累會對果實產(chǎn)生毒害作用，導致多種病害發(fā)生，成為采后果實發(fā)生腐爛的重要原因[6-8]；H2O2也是活性氧家族的一員，在多種植物病害系統(tǒng)中都有H2O2的積累[9]。

己酸二乙氨基乙醇酯(DA-6)和2-(3,4-二氯苯氧基)-乙基-二乙胺(DCPTA)是兩種新型的植物生長調(diào)節(jié)劑：DA-6是一類具有很高生物活性的化合物[10]，可提高葉片中過氧化物酶及硝酸還原酶的活性[11]；DCPTA通過作用細胞核，調(diào)控作物生長，增強植物對環(huán)境的適應能力[12]；它們是無殘留、無公害的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)[10,12]。目前關于冬棗采后保鮮的報道很多，對而采前相關處理影響貯藏保鮮的研究較少，尤其在誘導果實自身產(chǎn)生抗病能力方面鮮見報道。文獻[13]報道了DA-6和DCPTA田間處理對冬棗果實的品質(zhì)發(fā)育具有一定促進作用，如增大果實的單果質(zhì)量、增加果實硬度、提高VC和GSH含量等。本實驗探討田間噴施兩種植物生長調(diào)節(jié)劑后，對冬棗果實發(fā)育期活性氧及其代謝的影響，旨在為誘導冬棗果實提高抗病能力提供理論依據(jù)，以期為冬棗貯藏保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及試驗設計

試驗點設在天津市大港區(qū)，土壤為黏壤土，pH8.0。試驗園樹齡為6年生，選擇生長正常、樹勢相對一致的冬棗樹，試驗按完全隨機區(qū)組設計，每處理5株，重復3次，栽培管理一致。

處理如下：①對照(清水)；②15mg/kg DA-6處理；③0.67mL/L DCPTA。分別在盛花期(6月14日)、盛花期后20d和40d進行噴施，參照使用說明書，選擇晴朗天氣進行。各處理均配制5.0kg溶液噴施于各供試冬棗樹冠，以噴施均勻而不流藥液為宜。

1.2 試劑與儀器

DA-6(化學名己酸二乙氨基乙醇酯，商品名：胺鮮脂) 河南省鄭州市化工產(chǎn)品有限公司；DCPTA(化學名：2-(3,4-2氯苯氧基)-乙基-2乙胺；商品名：天諾顆粒豐) 北京中農(nóng)天諾科技發(fā)展有限公司；EDTA、PVPP美國Sigma公司；其他藥品均為國產(chǎn)分析純；水為去離子三蒸水。

TU-1810型紫外分光光度計 德國Sigma公司； 3-18K型低溫離心機 上海一恒科學儀器有限公司；RH d-KT/C型磁力攪拌器、T18型勻漿機 德國IKA公司；HWS 26型電熱恒溫水浴鍋。

1.3 指標測定

在冬棗果實發(fā)育期定期取樣進行分析測定，第一次取樣在盛花后15d，之后每隔20d取樣一次，共取6次。采收當天運至中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所果品實驗室進行分析.

超氧陰離子自由基(O2－·)的產(chǎn)生速率 /(μmol/(min·mg))：采用羥胺氧化法測定[14]；過氧化氫(H2O2)的含量(μg/g)：參照Mukherjee等[15]的方法測定；膜脂過氧化物(MDA)的含量/(μmol/g)和過氧化氫酶(CAT)的活性/(U/g)：參照王友生[16]的方法測定；超氧化物歧化酶(SOD)的活性/(U/g)：參照李合生[17]的方法測定；過氧化物酶POD的活性/(U/g)：參照Chance等[18]的方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)差異性分析

采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析，采用Duncan s法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 DA-6和DCPTA處理對冬棗果實O2－·產(chǎn)生速率的影響

圖1 冬棗果實發(fā)育期O2·的產(chǎn)生速率Fig.1 Changes of production rate of superoxide anion free radicals in?Dongzao jujube during growth

由圖1可以看出，O2－·產(chǎn)生速率的變化呈“V”字型。DA-6和DCPTA處理冬棗果實O2－·產(chǎn)生的最低點出現(xiàn)在盛花后35d，較對照提前了20d。各處理在盛花后115d時測定的O2－·的產(chǎn)生速率均比15d時有所下降，DA-6和DCPTA處理及對照果實中O2－·的產(chǎn)生速率分別下降了18.73%、10.84%和7.32%，但各自果實中O2－·的產(chǎn)生速率的大小順序沒變，即DA-6＞DCPTA＞對照。在發(fā)育過程中，各處理間差異不顯著(P＞0.05)?？梢妰煞N噴施處理僅提前O2－·產(chǎn)生速率的低谷，并未提高或抑制O2－·的產(chǎn)生速率。

2.2 DA-6和DCPTA處理對冬棗果實H2O2含量變化的影響

冬棗果實發(fā)育期H2O2的含量變化如圖2所示。果實中H2O2的含量在盛花后15～35d呈急劇降低趨勢，35～115d時變化趨勢較平緩。在盛花后15～75d，兩處理果實中H2O2的含量顯著低于對照果實(P＜0.05)。整個發(fā)育期內(nèi)，DA-6處理的果實中H2O2的含量顯著高于DCPTA處理。

圖2 冬棗果實發(fā)育期H2O2含量的變化Fig.2 Changes of H2O2 content in Dongzao jujube during growth

2.3 DA-6和DCPTA處理對冬棗果實MDA含量的影響

圖3 冬棗果實發(fā)育期MDA含量的變化Fig.3 Changes of MDA content in Dongzao jujube during growth

在冬棗果實發(fā)育過程中，MDA含量變化呈現(xiàn)“V”字型(圖3)，花后55d含量最低，花后95～115d處理和對照MDA含量又有所降低。本實驗在盛花后15d時，兩個處理果實MDA含量顯著高于對照果實的(P＜0.05)，此后35～95d里各處理間差異不顯著。115d時對照和DA-6處理間無顯著差異，而DCPTA處理與對照和DA-6處理間差異極顯著(P＜0.01)。

2.4 DA-6和DCPTA處理對冬棗果實CAT活性的影響

圖4 冬棗發(fā)育期果實CAT活性的變化Fig.4 Changes of CAT activity in Dongzao jujube during growth

由圖4可知，冬棗果實發(fā)育期CAT酶活性的變化，整個發(fā)育期內(nèi)，兩個處理和對照果實中的CAT活性的變化一直處于上升趨勢。盛花后75d內(nèi)兩處理與對照的CAT活性變化趨勢相同，盛花后95d時DCPTA處理果實中CAT活性變化低于DA-6處理57個酶活單位，低于對照89個酶活單位；間隔20d后DCPTA處理果實中CAT活性猛增，高于DA-6處理99個酶活單位，高于對照59個酶活單位。95d和115d時各處理間分別差異顯著(P＜0.05)。以上分析表明兩個處理對冬棗果實CAT活性變化影響均在發(fā)育后期，且DA-6處理起抑制作用，DCPTA處理為促進效果。

2.5 DA-6和DCPTA處理對冬棗果實SOD活性的影響

圖5 冬棗發(fā)育期果實SOD活性的變化Fig.5 Changes of SOD activity in Dongzao jujube during growth

冬棗果實SOD活性變化如圖5所示，整個發(fā)育期內(nèi)DA-6、DCPTA處理和對照冬棗SOD呈現(xiàn)左傾的“Z”型變化，且兩個處理的冬棗果實中SOD活性在發(fā)育期內(nèi)一直高于對照果實。由方差分析知，整個發(fā)育期內(nèi)DCPTA處理與對照在冬棗果實中SOD活性變化差異極顯著(P＜0.01)，DA-6處理與對照的差異顯著(P＜0.05)，但兩個處理間的差異不顯著。結(jié)果表明，整個發(fā)育期DA-6處理和DCPTA處理較對照均促進冬棗果實中SOD活性，但DCPTA處理的效果更為顯著。

2.6 DA-6和DCPTA處理對冬棗果實POD活性的影響

圖6 冬棗果實發(fā)育期POD活性的變化Fig.6 Changes of POD activity in Dongzao jujube during growth

冬棗果實的POD活性如圖6所示，DA-6和DCPTA處理與對照果實POD活性變化存在差異。盛花后15～115d里，DA-6和DCPTA處理冬棗果實POD活性均高于對照。兩處理的冬棗果實中POD活性變化趨勢大致相同，而對照果實中POD活性變化在95d時與兩處理的變化相反。由方差分析可知，盛花后15～115d里DA-6處理冬棗果實的POD活性與對照的差異顯著(P＜0.05)，盛花后15～95d里DCPTA處理冬棗果實的POD活性與對照的差異顯著(P＜0.05)，而兩處理間冬棗的POD活性差異不顯著，因此，兩種處理均有效提高冬棗果實中POD活性。

3 討 論

在果實正常生長發(fā)育情況下，正常的代謝過程中都會產(chǎn)生H2O2和O2－·[19]。活性氧作為植物抗病的早期反應之一[8]，可能在植物抗病性中起非常重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)[20]，用外源活性氧處理蘋果時，果皮組織中SOD活性上升，相應的組織內(nèi)活性氧也上升。也許適量外源活性氧處理啟動植物體內(nèi)各種防衛(wèi)基因的表達，提高果實內(nèi)部某種程度的抗氧化脅迫水平。小麥體內(nèi)活性氧代謝時CAT可催化H2O2的分解反應，其活性高低直接影響著植物體內(nèi)H2O2的積累量[21]。本實驗中DA-6和DCPTA處理后H2O2含量變化與分解它的酶CAT活性變化趨勢一致，可能是CAT活性的升高需要一定濃度的H2O2誘導。這也許是DCPTA處理果實中O2－·的產(chǎn)生速率和H2O2的含量相對DA-6處理和對照的低的一個原因。CAT和SOD是果實中與抗氧化相關的保護性酶，是活性氧的清除劑[22]。DA-6和DCPTA處理后冬棗CAT、SOD酶活性均顯著或極顯著高于對照。CAT普遍存在于果實組織中，其活性與果實生理狀態(tài)和抗病能力有一定的關系，DA-6能提高瓜葉菊的過氧化物酶活性[23]，本實驗中DA-6也提高了冬棗果實中過氧化物酶活性。MDA為膜脂過氧化的次生物，是判定膜脂過氧化的重要指標[17]。MDA含量變化說明15d時兩個處理促使果實果肉中MDA顯著高于對照的(P＜0.05)，隨時間的推移，作用效果消失，至發(fā)育成熟時DA-6處理對果實果肉無過氧化作用，而DCPTA處理抑制了過氧化作用。

綜上所述，植物中的活性氧是調(diào)控生長發(fā)育和防衛(wèi)反應的重要分子，對生長發(fā)育的調(diào)控主要包括脅迫反應、氣孔關閉、向性運動和器官衰老等[24]，果實中活性氧機理與之相似，生長發(fā)育期果實自身具有高度的調(diào)節(jié)功能，采后隨時間推移，進入成熟衰老期，本實驗從田間處理著手來調(diào)控果實的抗氧化能力，以達到提高果實抗病能力和延緩采后果實衰老的目的，以上研究及實驗結(jié)果可為進一步研究提供參考。

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Effects of Plant Growth Regulators DA-6 and DCPTA on Reactive Oxygen Species and Related Physiological Indices of Ziziphus jujuba Mill. cv.‘Dongzao’during Growth

MA Qing-hua，TAN Xiao-hong，LIANG Li-song，WANG Gui-xi*
(Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, State Forestry Administration, Research Institute of Forestry,Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China)

The effects of the plant growth regulators DA-6 and DCPTA on the metabolism of reactive oxygen species in Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao during growth were investigated. DA-6, DCPTA and the control (water) were sprayed on the tree crown 3 times at blossom, 20 days and 40 days after blossom, respectively. Fruit samples were collected regularly during different growing periods. In this study, the generation rate of superoxide anion free radicals, the contents of H2O2 and MDA and the activities of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) were measured. The results showed that DA-6 and DCPTA treatments had no significant effect on changes in the generation rate of superoxide anion free radicals in ‘Dongzao’ jujube,but could accelerate its decline. DA-6 treatment increased H2O2 content significantly than DCPTA treatment. Both treatments dramatically increased the activities of SOD and POD in comparison with the control. DCPTA treatment increased the activity of CAT significantly at the end of the growth and inhibited the production of MDA, whereas DA-6 treatment had inhibitory effect on the activity of CAT. These finding can provide experimental data and theoretical supports for delaying the postharvest senescence of‘Dongzao’jujube.

superoxide anion free radicals；H2O2；MDA；catalase (CAT)；superoxide dismutase (SOD)；peroxidase (POD)

S665.1

A

1002-6630(2011)08-0296-04

2010-12-10

“十一五”國家科技支撐計劃項目(2006BAD01A1701)；科技部農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目(2008GB24320424)；中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所重點項目(ZD200913)

馬慶華(1978—)，女，助理研究員，博士，主要從事經(jīng)濟林育種、栽培技術研究。E-mail：mqhmary@sina.com

*通信作者：王貴禧(1962—)，男，研究員，博士，主要從事經(jīng)濟林育種、栽培及果品生物學研究。E-mail：wanggx0114@126.com