黃麗娜，王 威，陳小玲，陳清西

(福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建 福州350002)

蝴蝶蘭(Phalaenopsis amabilis)為蘭科蝴蝶蘭屬植物，品種多，光合作用差異較大。本課題組前期研究表明，蝴蝶蘭不同品種飽和光強介于578.85 －332.62 μmol·m－2·s－1，且黃花品系較其他品系的飽和光強差異顯著［1］。目前，設(shè)施栽培采用相同的光環(huán)境調(diào)控和管理手段，且存在過度遮蔭的現(xiàn)象，無法滿足不同蝴蝶蘭品系對光強的需求，既影響光能的利用，也不利于蝴蝶蘭的生長發(fā)育。過度遮蔭會改變抗氧化酶活性，引發(fā)膜脂質(zhì)過氧化，繼而破壞植物細胞膜結(jié)構(gòu)，從而影響植株的生長發(fā)育。目前，有關(guān)光照強度對蝴蝶蘭生長發(fā)育的影響主要集中在光合作用和葉綠素?zé)晒鈪?shù)等方面，而對不同光強下不同品種蝴蝶蘭光合色素和抗氧化酶活性變化的報道較少［2］。根據(jù)前期試驗結(jié)果和蝴蝶蘭設(shè)施生產(chǎn)光環(huán)境管理情況，本研究分別設(shè)置蝴蝶蘭飽和光強以內(nèi)的3 個光強梯度(100、300 和500 μmol·m－2·s－1)，探討不同光強對3個蝴蝶蘭黃花品系抗氧化酶活性、丙二醛(malonaldehyde，MDA)及光合色素含量的影響，旨在明確不同品種蝴蝶蘭營養(yǎng)生長適宜的光照強度，為蝴蝶蘭設(shè)施栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取的3 個蝴蝶蘭黃花品系分別為‘小天鵝’(Dtps. Little Swan)、‘皇后’(Dtps. Chain Xen Queen)、‘KV642’(Dtps.KV642)，盆苗購于漳州新鎮(zhèn)宇生物科技有限公司，為出瓶栽培12 －13 個月的無病毒健康植株。

1.2 試驗方法

植株購入后先置于人工氣候培養(yǎng)箱(MGC-450HPY-2，上海一恒科學(xué)儀器有限公司)中，設(shè)置適應(yīng)性栽培條件(光強300 μmol·m－2·s－1，光周期12 h，日/夜溫度為30 ℃/25 ℃，相對濕度75% －80%)，澆水依盆內(nèi)基質(zhì)干濕情況而定，并結(jié)合施用商用肥料Hyponex(20 －20 －20)1 g·L－1。適應(yīng)性栽培2 周后，進行不同光強處理。分別設(shè)置100、300 和500 μmol·m－2·s－1光照強度，日/夜溫度為30 ℃/25 ℃，光周期12 h，相對濕度80%。每隔20 d 取樣，共取樣7 次。樣品用雙蒸水清洗，剪碎，液氮速凍，保存于－40 ℃冰箱內(nèi)，用于相關(guān)指標測定。

用氮藍四唑(NBT)法［3］測定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、過氧化物酶(peroxidase，POD)活性。采用硫代巴比妥酸(TBA)反應(yīng)法［4］測定MDA 含量。光合色素含量測定參照王學(xué)奎［3］的方法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

以上指標均重復(fù)測定3 次。用Excel 2003 處理原始數(shù)據(jù)，用DPS 7.05 版對數(shù)據(jù)進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 光照強度對蝴蝶蘭葉片抗氧化酶活性的影響

2.1.1 SOD 由圖1 可知，不同光強處理120 d 后，在500、300 和100 μmol·m－2·s－13 種光強下，‘小天鵝’SOD 活性分別比處理前增長了105.59%、113.31%、110.27%;‘皇后’分別比處理前增長了117.84%、138.36%、129.66%;‘KV642’分別比處理前增長了128.97%、130.2%和126.18%。其中，‘小天鵝’在300 μmol·m－2·s－1光強處理下SOD 活性最高;‘皇后’在500 μmol·m－2·s－1光強處理下活性最高，且與另兩水平光強相比達極顯著水平(P ＜0.01);而‘KV642’則在100 μmol·m－2·s－1光強下活性較高。

2.1.2 POD 由圖2 可知，3 個光強處理下，3 個黃花品系蝴蝶蘭POD 活性均呈上升趨勢。其中，300 μmol·m－2·s－1光強下，‘小天鵝’酶活變化較平穩(wěn)，且含量最低;500 μmol·m－2·s－1光強處理下，‘皇后’酶活的變化穩(wěn)定，且低于其他2 個處理;300 μmol·m－2·s－1光強處理下，‘KV642’POD 酶活性在80 d后快速升高，但活性最低。

2.2 光照強度對蝴蝶蘭葉片MDA 含量的影響

由圖3 可知，300 μmol·m－2·s－1光強處理120 d 后，‘小天鵝’MDA 含量最低且變化較平穩(wěn)，這與POD 變化趨勢一致。500 μmol·m－2·s－1光強處理下，‘皇后’MDA 含量雖有波動，但120 d 后基本不變。而在100 μmol·m－2·s－1光強處理下，MDA 含量在40 d 雖達到頂峰，但后期下降至處理前水平，并略微上升。100 μmol·m－2·s－1光強處理下，‘KV642’MDA 含量最高，300 μmol·m－2·s－1光強下含量最低。

圖1 光照強度對蝴蝶蘭葉片SOD 活性的影響Fig.1 Effect of different light intensity on SOD activity of Phalaenopsis

圖2 光照強度對蝴蝶蘭葉片POD 酶活性的影響Fig.2 Effect of different light intensity on leaf POD activity of Phalaenopsis

圖3 光照強度對蝴蝶蘭葉片MDA 含量的影響Fig.3 Effect of different light intensity on leaf MDA contents of Phalaenopsis

2.3 光照強度對蝴蝶蘭葉片葉綠素含量的影響

2.3.1 葉綠素a 由圖4 可知，‘小天鵝’在100 μmol·m－2·s－1光強處理下葉綠素a 含量呈逐步上升的趨勢，處理120 d 后，與其他處理相比，葉綠素a 含量最高;500 μmol·m－2·s－1光強下處理前后變化不大?！屎蟆?00 μmol·m－2·s－1光強處理下葉綠素a 含量最高，且隨著時間延長不斷升高;100 μmol·m－2·s－1光強下含量最低，且整個處理過程無較大波動。‘KV642’在100 μmol·m－2·s－1光強處理下葉綠素a 含量最高，500 μmol·m－2·s－1光強下含量最低。

圖4 光照強度對蝴蝶蘭葉片葉綠素a 含量的影響Fig.4 Effect of different light intensity on leaf chlorophyll a contents of Phalaenopsis

2.3.2 葉綠素b 由圖5 可知，‘小天鵝’在100 μmol·m－2·s－1光強下葉綠素b 含量逐步上升，500 μmol·m－2·s－1光強下含量最低。‘皇后’各處理葉綠素b 含量均逐步增加，在100 μmol·m－2·s－1光強下葉綠素b 含量最低?！甂V642’與‘小天鵝’表現(xiàn)類似，100 μmol·m－2·s－1光強下葉綠素b 含量最高，500 μmol·m－2·s－1光強下含量最低，處理期間變化不明顯。

圖5 光照強度對蝴蝶蘭葉片葉綠素b 含量的影響Fig.5 Effect of different light intensity on leaf chlorophyll b contents of Phalaenopsis

2.3.3 類胡蘿卜素 類胡蘿卜素可保護葉綠素免受傷害。由圖6 可知，‘小天鵝’在100 μmol·m－2·s－1光強下類胡蘿卜素含量隨光照時間的延長變化不大?！屎蟆?00 μmol·m－2·s－1光強下類胡蘿卜素含量相對較高，100 μmol·m－2·s－1光強下含量最低，且達到極顯著差異(P ＜0.01)?！甂V642’在100 μmol·m－2·s－1光強下類胡蘿卜素含量最低，500 和300 μmol·m－2·s－1光強下類胡蘿卜素含量變化趨勢一致，均高于100 μmol·m－2·s－1，差異均達極顯著水平(P ＜0.01)。

圖6 光照強度對蝴蝶蘭葉片類胡蘿卜素含量的影響Fig.6 Effect of different light intensity on leaf carotenoid contents of Phalaenopsis

3 討論與結(jié)論

MDA 是細胞內(nèi)典型的膜脂過氧化產(chǎn)物，反映細胞膜受損害程度［5］，其會破壞葉綠素，對植物光合作用造成影響［6］。SOD、POD 是植物體內(nèi)重要的保護酶，起到清除胞內(nèi)過量活性氧的作用，兩者相互協(xié)調(diào)，形成細胞防疫體系［7］。SOD 的主要作用是清除細胞內(nèi)超氧陰離子O－·2，保護細胞膜，但SOD 清除超氧陰離子的同時會生成H2O2。而POD 的作用則是降解細胞內(nèi)的H2O2，避免過量的H2O2產(chǎn)生OH－對細胞膜造成損害［8］。本試驗表明，3 個蝴蝶蘭品系不同光強下SOD 酶活性均呈上升趨勢，且差異不顯著，說明SOD 對3個品系的保護作用相近，不起主要作用?！√禊Z’和‘KV642’在300 μmol·m－2·s－1光強下POD 酶活性和MDA 含量均最低，而在100 μmol·m－2·s－1光強下MDA 含量最高，說明300 μmol·m－2·s－1光強有利于‘小天鵝’和‘KV642’生長。另外，在100 μmol·m－2·s－1光強下，‘皇后’受到弱光脅迫，MDA 含量最高，而POD 活性升高，說明在100 μmol·m－2·s－1弱光脅迫下，‘皇后’通過升高POD 活性，雖然清除活性氧能力增強，但活性氧仍大量積累，導(dǎo)致MDA 含量上升;而500 μmol·m－2·s－1條件下POD 酶活性和MDA 含量均最低，說明500 μmol·m－2·s－1光強有利于‘皇后’生長。

葉綠素是植物葉片捕獲光能進行光合作用的重要物質(zhì)，其含量多少與葉片光合作用相關(guān)［9－10］，葉片中的葉綠素主要有葉綠素a 和葉綠素b，前者主要是光能利用的反映，而后者則趨向于光能捕獲能力的體現(xiàn)［11］。100 μmol·m－2·s－1光強下‘小天鵝’和‘KV642’葉綠素含量最高，通過提高葉綠素a 和葉綠素b含量增強葉片利用光能和捕獲光能的能力，300 μmol·m－2·s－1光強下的含量最低。‘小天鵝’和‘KV642’類胡蘿卜素含量500 μmol·m－2·s－1＞300 μmol·m－2·s－1＞100 μmol·m－2·s－1，高光強下通過提高類胡蘿卜素來提高葉片抵抗光脅迫的能力。‘皇后’葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量均隨著光強減弱呈下降趨勢。

綜上所述，‘小天鵝’和‘KV642’植株生長適宜的光照強度為300 μmol·m－2·s－1，而‘皇后’在500 μmol·m－2·s－1下生長最為適宜。

［1］王威，黃麗娜，陳清西.蝴蝶蘭黃花品系光合能力快速測定［J］.亞熱帶植物科學(xué)，2014，43(1):4 －7.

［2］吳根良，何勇，王永傳，等.不同光照強度下卡特蘭和蝴蝶蘭光合作用和葉綠素?zé)晒鈪?shù)日變化［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報，2008，25(6):733 －738.

［3］STEWART R R C，BEWLEY J D. Lipid peroxidation associated with accelerated aging of soybean axes［J］. Plant Physiology，1980，65(2):245 －248.

［4］王學(xué)奎.植物生理生化實驗原理和技術(shù)［M］.2 版.北京:高等教育出版社，2006.

［5］張永峰，殷波.混合鹽堿脅迫對苗期紫花苜?？寡趸富钚约氨┖康挠绊懀跩］.草業(yè)學(xué)報，2009，18(1):46 －50.

［6］BRAD L，UPHAM，LELAND S. et al. Photooxidative reactions in chloroplast thylakoids. Evidence for a Fenton-type reaction promoted by superoxide or ascorbate［J］. Photosynthesis Research，1986，8(3):235 －247.

［7］朱曉軍，梁永超，楊勁松，等.鈣對鹽脅迫下水稻幼苗抗氧化酶活性和膜脂過氧化作用的影響［J］. 土壤學(xué)報，2005，42(3):453 －459.

［8］楊盛昌，謝潮添，張平，等.低溫脅迫下弓葵幼苗膜脂過氧化及保護酶活性的變化［J］.園藝學(xué)報，2003，30(1):104－106.

［9］熊璇，于曉英，魏湘萍，等.遮蔭對重瓣大花萱草光合色素含量及生理特性的影響［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009(1):29 －32.

［10］王藝，韋小麗.不同光照對植物生長、生理生化和形態(tài)結(jié)構(gòu)影響的研究進展［J］.山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報，2010，29(4):353－359.

［11］潘瑞熾.植物生理學(xué)［M］.4 版.北京:高等教育出版社，2001:61 －63.