劉國英，李建明,杜清潔，王鵬博，潘銅華，劉 緩

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

亞低溫與硝銨配比對番茄幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及抗氧化酶活性的影響

劉國英，李建明,杜清潔，王鵬博，潘銅華，劉 緩

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

番茄；亞低溫；氮素形態(tài)；滲透調(diào)節(jié)；抗氧化酶活性

在中國北方地區(qū)，設(shè)施結(jié)構(gòu)簡陋的日光溫室和無人工加溫設(shè)備的大棚是冬春季蔬菜生產(chǎn)的主要設(shè)施，在寒冬或者早春，其室內(nèi)溫度達(dá)不到作物生長的適宜溫度，設(shè)施蔬菜常處于亞低溫或者更低的溫度環(huán)境中，這嚴(yán)重阻礙了設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)[1]。因此，如何抵御和預(yù)防冬春季設(shè)施蔬菜生產(chǎn)過程中的低溫或者亞低溫逆境，是北方設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的一大難題。

作物對亞低溫響應(yīng)的研究一直是作物生理生態(tài)研究的熱點(diǎn)問題。番茄受亞低溫影響的程度與多種因素有關(guān)，如光照、水分、鉀素水平和外源物質(zhì)都影響番茄對低溫的響應(yīng)，但對不同硝銨配比處理與低溫危害的關(guān)系尚缺乏深入研究。本試驗就不同硝銨配比處理對番茄亞低溫條件下滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與抗氧化酶活性的影響進(jìn)行了研究，分析了不同硝銨配比處理番茄對亞低溫的響應(yīng)，以期為番茄合理施肥及抵御亞低溫危害提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為番茄品種“西農(nóng)2011”，由西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院番茄育種課題組提供。

1.2 試驗設(shè)計及方法

溫度處理設(shè)計：常溫處理與亞低溫處理植株分別放置于2間規(guī)格相同的環(huán)境可控的連棟溫室中。通過暖氣片加熱系統(tǒng)和濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)及天窗的開閉，使亞低溫溫室溫度控制在8～15 ℃，常溫溫室溫度控制在15～25 ℃。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.4 數(shù)據(jù)處理

文中試驗數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值，采用SPSS17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著分析，用Excel2003軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.2 亞低溫和不同硝銨配比對溫室番茄幼苗抗氧化酶活性的影響

2.3 亞低溫和不同硝銨配比對溫室番茄幼苗葉片可溶性蛋白和脯氨酸含量的影響

由圖3-B可以看出，與常溫下相比，亞低溫對番茄幼苗葉片脯氨酸含量有極顯著影響，亞低溫和不同硝銨配比的交互作用影響番茄幼苗葉片中脯氨酸含量。在常溫條件下，所有處理植株中脯氨酸含量隨處理時間延長變化趨勢一致，皆先上升后下降，但是變化幅度存在一定的差異。在亞低溫條件下，各處理幼苗葉片脯氨酸含量隨處理時間的延長變化趨勢不同，其中LN1、LN2、LN3皆隨處理時間的延長先升高，在21 d達(dá)到最大值后降低；LN4、LN5呈現(xiàn)“升-降-升”的變化，前14 d變化趨勢與其他處理相同，14 d后脯氨酸含量開始下降，21 d后又開始上升。說明亞低溫改變了不同硝銨配比對番茄幼苗葉片中脯氨酸含量的影響。在亞低溫和常溫條件下，番茄幼苗葉片脯氨酸含量隨營養(yǎng)液中銨態(tài)氮比例的增大而增加。因此，適當(dāng)增加營養(yǎng)液中銨態(tài)氮的比例，可以通過增加脯氨酸含量提高作物的抗寒性。

3 討論與結(jié)論

3.1 亞低溫對番茄幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗氧化酶活性的影響

正常條件下，植株體內(nèi)活性氧自由基的產(chǎn)生和抗氧化酶的清除處于動態(tài)平衡狀態(tài)。但在亞低溫條件下，植物體內(nèi)超常積累活性氧自由基，而在溫度下降或持續(xù)亞低溫時，植物體內(nèi)抗氧化酶的清除能力減弱，致使活性氧在細(xì)胞內(nèi)大量積累，啟動和加速細(xì)胞膜的過氧化作用，使得膜脂過氧化產(chǎn)物MDA含量增高，從而使植物體受到傷害，代謝活動逐漸減弱[22-23]。

一般認(rèn)為，可溶性蛋白質(zhì)和總蛋白質(zhì)與抗冷性呈正相關(guān)。植物在逆境條件下能夠通過增加可溶性蛋白含量來適應(yīng)逆境過程。馬德華等[24]研究表明，對黃瓜低溫脅迫后，隨著黃瓜可溶性蛋白含量的增加，黃瓜抗低溫能力也隨之增加。本試驗結(jié)果顯示,與常溫下相比，亞低溫處理下番茄幼苗葉片可溶性蛋白含量減少；隨著亞低溫處理時間的延長，番茄幼苗葉片可溶性蛋白含量先升高后降低。這與劉景安等[25]以甜瓜為材料的長亞低溫處理研究結(jié)果一致。導(dǎo)致這一結(jié)果的可能原因：一是亞低溫下與可溶性蛋白合成有關(guān)的酶活性降低；二是亞低溫可能促使某些可溶性蛋白降解為游離氨基酸，這也可能是亞低溫條件下游離氨基酸含量增加的原因。一般認(rèn)為，脯氨酸是植物體內(nèi)的主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一[26]。在植物受低溫脅迫時，脯氨酸的增加有助于細(xì)胞或組織的保水，同時還可作為碳水化合物的來源、酶和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的保護(hù)劑。脯氨酸還可以與蛋白質(zhì)相互作用增加蛋白質(zhì)的可溶性，并減少可溶性蛋白的沉淀，增強(qiáng)蛋白質(zhì)的水和作用[27]。本研究結(jié)果表明，經(jīng)亞低溫處理后，番茄植株體內(nèi)的脯氨酸含量增加，這與李海波等[28]的報道一致，說明在亞低溫條件下，番茄幼苗可能通過增加脯氨酸這一滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來抵抗溫度環(huán)境對其造成的不利影響。

3.2 氮素形態(tài)對亞低溫下番茄幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗氧化酶活性的影響

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Effects of sub-low temperature and nitrate to ammonium ratio on osmotic substances and activities of antioxidant enzymes in tomato seedling

LIU Guo-ying，LI Jian-ming，DU Qing-jie，WANG Peng-bo，PAN Tong-hua，LIU Huan

(CollegeofHorticulture,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

2013-09-13

國家“863”高新技術(shù)研究與發(fā)展計劃項目(2011AA100504)；國家“十二五”科技支撐計劃項目(2011BAD29B01)

劉國英(1988-)，女，山東濰坊人，碩士，主要從事設(shè)施作物生理生態(tài)研究。 E-mail:349803982@qq.com

李建明(1966-)，男，陜西洛川人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事設(shè)施園藝研究。E-mail:lijianming66@163.com

時間:2014-12-12 09:30

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.01.006

S641.201

A

1671-9387(2015)01-0098-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20141212.0930.006.html