李寧楓 ，聶松青 ，劉昆玉 ，石雪暉 ，楊國順 ，鐘曉紅 ，倪建軍 ，徐 豐 ，白 描 ，陳 斌

（1．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南 長沙 410128；2．湖南省葡萄工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410128；3．天津市農(nóng)科院葡萄研究中心，天津 300112）

葡萄生育后期葉片衰老與果實(shí)的生長發(fā)育是同步進(jìn)行的，葉片的衰老影響了其光合作用及營養(yǎng)的積累，是一個(gè)包括光合能力下降，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)降解、輸出乃至細(xì)胞器解體，細(xì)胞死亡的有序過程，它最終表現(xiàn)為葉片死亡、脫落。與葉片失綠相伴的，是葉綠素含量下降[1][2]，蛋白質(zhì)含量下降[3][4]，MDA含量增加，衰老是受內(nèi)外因子直接或間接影響的一種器官或組織逐步走向功能衰退和死亡的變化過程。關(guān)于作物生育期葉片生理指標(biāo)研究已有諸多報(bào)道，如解艷玲等[5]就紅地球設(shè)施栽培后期葉片生理變化特征進(jìn)行了研究；劉瑩等[6]對(duì)夏大豆籽粒成熟期根葉衰老特性進(jìn)行了研究；李興泰[7]等對(duì)連翹葉水提物保護(hù)線粒體及抗衰老進(jìn)行了研究。

為了更好地提高不同葡萄品種的產(chǎn)量，該試驗(yàn)以避雨栽培下紅地球和夏黑無核葡萄作為研究對(duì)象，通過測(cè)定和分析紅地球和夏黑無核葡萄衰老進(jìn)程中葉片的可溶性葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量、丙二醛（MDA）含量的變化規(guī)律，從而了解紅地球和夏黑無核葡萄葉片生長中后期衰老生理特性，為調(diào)控葡萄葉片生理衰老，延遲植物葉片生理衰老，獲得高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試葡萄品種為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)葡萄教學(xué)基地7a生紅地球和夏黑無核葡萄，南北行向，避雨栽培，架式為小平棚。隨機(jī)選擇生長發(fā)育良好、生長勢(shì)基本一致的紅地球和夏黑無核葡萄植株各3株。測(cè)定材料為管理水平較好、生長健壯、無病蟲害、無機(jī)械損傷，能充分接受陽光的新梢（包括主梢及副梢）上第5～6葉片，每次采集后進(jìn)行統(tǒng)一的處理與保存。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)第十一教學(xué)樓園藝園林學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行。在紅地球與夏黑無核葡萄生長中后期（8月、9月及10月上旬），每10d對(duì)葉片中的葉綠素含量、可溶性蛋白質(zhì)、丙二醛（MDA）進(jìn)行測(cè)定。采用乙醇-丙酮混合液浸泡法測(cè)定葡萄葉片中葉綠素含量；考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定葡萄葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量；TBA法測(cè)定葡萄葉片中丙二醛含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel2007進(jìn)行處理和繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅地球及夏黑無核葡萄葉綠素含量變化規(guī)律

葉綠素含量是反映葉片光合作用能力和葉片衰老程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其含量高低和降解快慢，在一定程度上反映了葉片衰老的快慢。

紅地球主梢與副梢葉片中葉綠素的含量從8月5日至9月14日呈迅速增長趨勢(shì)，在9月14日前后出現(xiàn)最高峰，而后呈下降變化。夏黑無核葡萄主梢和副梢葉片中葉綠素的含量從8月5日至9月4日呈迅速增長趨勢(shì)，在9月4日前后出現(xiàn)最高峰，而后呈下降趨勢(shì)，見圖1。由此可見，前期葉片中葉綠素含量增長迅速，合成旺盛，達(dá)到最高值后葉片中葉綠素開始降解，此時(shí)葉片也逐漸呈現(xiàn)衰老癥狀，慢慢失綠。

圖1 紅地球與夏黑無核葡萄葉片葉綠素含量的變化

紅地球和夏黑無核葡萄的主梢與副梢葉片中葉綠素a以及葉綠素b含量出現(xiàn)的最高峰與葉綠素總量變化基本一致（見圖2、3）。

圖2 紅地球與夏黑無核葡萄葉片葉綠素a的含量變化

圖3 紅地球與夏黑無核葡萄葉片葉綠素b的含量變化

chla/chlb一直保持上升的趨勢(shì)，而生長前期，葉綠素合成迅速，總量不斷增加，說明是由于葉綠素a在起著決定性作用。而峰值過后葉綠素總量開始下降，降解迅速，說明葉綠素b的降解迅速程度導(dǎo)致了葉綠素總量的減少，葉綠素b可能是導(dǎo)致葉片葉綠素含量降低的關(guān)鍵因素，見圖4。

圖4 紅地球與夏黑無核葡萄葉片中葉綠素a/葉綠素b值的變化

2.2 紅地球及夏黑無核葡萄蛋白質(zhì)含量變化規(guī)律

蛋白質(zhì)含量下降是葉片衰老的主要特征，其含量高低可反應(yīng)葉片的生理代謝能力。在葉片生長后期進(jìn)程中，紅地球主梢與副梢葉片中蛋白質(zhì)的含量從8月5日至9月14日呈迅速增長趨勢(shì)，并在9月14日前后出現(xiàn)最高峰，而后呈下降趨勢(shì)，見圖5。

圖5 紅地球與夏黑無核葡萄葉片可溶性蛋白含量的變化

夏黑無核葡萄主梢葉片和副梢葉片中蛋白質(zhì)的含量從8月5日至9月4日呈迅速增長趨勢(shì)，并在9月4日前后出現(xiàn)最高峰，而后呈下降趨勢(shì)，圖5。由此說明，前期葉片中可溶性蛋白質(zhì)代謝以合成為主；而后隨著植株進(jìn)入衰老期，可溶性蛋白質(zhì)含量下降，此時(shí)可溶性蛋白質(zhì)以分解代謝為主。

2.3 紅地球及夏黑無核葡萄丙二醛含量變化情況

MAD被認(rèn)為是膜脂過氧化反應(yīng)的最終產(chǎn)物，能與細(xì)胞內(nèi)多種成分反應(yīng)，引起酶及膜蛋白變性，嚴(yán)重破壞膜的完整性及流動(dòng)性，植物衰老過程中膜脂過氧化不斷加強(qiáng)，MAD含量不斷增加，因此MAD是衡量植物衰老的重要指標(biāo)。

隨著葉片生長進(jìn)行，葉片丙二醛含量前期處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，紅地球主梢和副梢葉片在9月14日左右呈快速上升趨勢(shì)，夏黑無核葡萄葉片在9月4日左右呈迅速上升趨勢(shì)，峰值過后兩個(gè)葡萄品種的MDA含量處于緩慢下降的變化，圖6。說明9月15日左右紅地球葉片的完整性被破壞，9月4日左右夏黑無核葡萄葉片的完整性被破壞，細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化程度增加，膜脂過氧化產(chǎn)物MDA大量積累，隨著MDA的增加，膜脂過氧化加劇，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，加速了細(xì)胞的衰老死亡。

3 討論

3.1 紅地球及夏黑無核葡萄葉片衰老與葉綠素含量變化的比較分析

葡萄葉片衰老過程中最明顯的表現(xiàn)是葉綠素的逐漸消失，從而導(dǎo)致葉片由綠變黃。因此用葉綠素含量作為葉片衰老開始的標(biāo)志，也可用葉綠素的降解速率來度量光合作用的衰退，葉綠素含量降低越快表明葉片衰老越快。

通過試驗(yàn)可知8月初至8月中旬紅地球和夏黑無核葡萄主梢與副梢葉片葉綠素的含量與增長速度基本一致，但是無論是紅地球還是夏黑無核葡萄副梢葉片的葉綠素含量的最高峰均高于主梢葉片的葉綠素含量，且副梢葉片葉綠素的含量在出現(xiàn)最高峰之后均一直高于主梢葉片的葉綠素含量，而主梢葉片與副梢葉片葉綠素含量減少速率基本一致。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)葡萄葉片的衰老總是從主梢葉片開始，然后是副梢葉片。表現(xiàn)為最初基部葉片發(fā)黃、死亡；隨后頂端葉片褪綠，綠色葉面積減小；繼而植株上的所有葉片根據(jù)葉位由頂部和基部同時(shí)向中部葉片發(fā)展，逐漸衰老。

夏黑無核葡萄葉片9月4日之后出現(xiàn)葉綠素含量下降趨勢(shì)，葉片開始進(jìn)入衰老期，而紅地球的葉綠素含量在9月14日之后開始下降，根據(jù)9月初目測(cè)觀察夏黑衰老的狀況似乎比紅地球早和嚴(yán)重，初步說明葉片中葉綠素的含量下降導(dǎo)致葉片老化，但不同品種葉片葉綠素含量的下降存在差異。

3.2 紅地球及夏黑無核葡萄葉片衰老與蛋白質(zhì)含量變化的比較分析

通過試驗(yàn)可知，無論是紅地球還是夏黑無核葡萄主梢葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量均高于副梢葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量，夏黑無核葡萄在9月4日之后出現(xiàn)蛋白質(zhì)含量下降趨勢(shì)，而紅地球的蛋白質(zhì)含量在9月14日之后才開始下降，主梢葉片與副梢葉片蛋白質(zhì)含量減少速率主梢明顯高于副梢。根據(jù)9月4日和9月14目測(cè)觀察夏黑衰老的狀況似乎比紅地球早和嚴(yán)重，分析葉片蛋白質(zhì)含量下降不能導(dǎo)致葉片老化，但老化過程中，蛋白質(zhì)必然發(fā)生降解，且主梢葉片的可溶性蛋白降解速率高于副梢葉片可溶性蛋白降解速率，但不同品種葉片蛋白質(zhì)的降解速率存在差異。

3.3 紅地球及夏黑無核葡萄葉片衰老與丙二醛含量變化的比較分析

隨著葉片生長進(jìn)行，通過試驗(yàn)可知葡萄葉片丙二醛含量前期處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，紅地球和夏黑無核葡萄主梢葉片的丙二醛（MDA）含量均高于副梢葉片的丙二醛含量。紅地球主副梢葉片在9月15日左右開始快速上升，并于9月24日達(dá)到最高峰，夏黑無核葡萄葉片在9月5日左右迅速上升，并于9月14日達(dá)到最高峰，峰值過后兩個(gè)葡萄品種的MDA含量處于緩慢下降的趨勢(shì)。

葉片生長與衰老過程中，紅地球主梢和副梢葉片丙二醛（MDA）含量相差不大，但是夏黑無核葡萄的主梢和副梢葉片丙二醛（MDA）含量相差顯著。初步推測(cè)9月15日左右紅地球葉片的完整性被破壞，9月5日左右夏黑無核葉片的完整性被破壞，且主梢葉片細(xì)胞膜的完整性破壞得比副梢葉片嚴(yán)重，膜脂過氧化加劇，以夏黑無核葡萄表現(xiàn)尤為明顯。細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化程度增加，膜脂過氧化產(chǎn)物MDA大量積累，隨著MDA的增加，加速了細(xì)胞的衰老死亡。

圖6 紅地球與夏黑無核葡萄葉片MDA含量的變化

4 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，紅地球葉片的蛋白質(zhì)含量與葉綠素含量變化趨勢(shì)基本一致，而丙二醛含量變化最高峰出現(xiàn)在9月下旬，與前兩個(gè)生理指標(biāo)變化趨勢(shì)不一致。夏黑無核葡萄葉片的蛋白質(zhì)含量、丙二醛變化與葉綠素含量變化趨勢(shì)不完全一致，只在9月上旬之前表現(xiàn)同步。進(jìn)入衰老期蛋白質(zhì)、丙二醛與葉綠素同時(shí)發(fā)生降解，而且不同品種葉片在衰老階段的降解幅度不同，主梢與副梢在衰老階段的降解幅度也不同。試驗(yàn)表明主梢葉片先于副梢葉片進(jìn)入衰老期，而不同品種特性導(dǎo)致了各指標(biāo)含量變化不一致，夏黑無核葡萄葉片先于紅地球進(jìn)入衰老期。

綜上所述，葡萄葉片衰老進(jìn)程中，葉綠素含量、可溶性蛋白含量和MDA的含量等主要生理指標(biāo)變化確實(shí)存在一定的相關(guān)性，影響葡萄葉片的生長發(fā)育，有關(guān)葡萄葉片衰老生理生態(tài)指標(biāo)變化規(guī)律仍需進(jìn)一步深入研究。

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［6］劉瑩，張孟臣，楊春燕.夏大豆籽粒成熟期根葉衰老特性的研究［J］.大豆科學(xué)，2010，29（2）：244-246.

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