王宏輝,顧俊杰,房偉民,陳發(fā)棣,張棟梁

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院,江蘇 南京　210095;2.上海鮮花港企業(yè)發(fā)展有限公司,上海　201303;3.科爾沁區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,內(nèi)蒙古 通遼　028000)

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高溫脅迫對(duì)4個(gè)紅掌盆栽品種生理特性的影響

王宏輝1,3,顧俊杰2,房偉民1,陳發(fā)棣1,張棟梁2

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院,江蘇 南京210095;2.上海鮮花港企業(yè)發(fā)展有限公司,上海201303;3.科爾沁區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,內(nèi)蒙古 通遼028000)

摘要：為進(jìn)一步了解紅掌耐熱機(jī)理和選擇耐熱育種親本提供參考依據(jù),以皇冠、阿瑞博、驕陽(yáng)和粉冠軍4個(gè)紅掌盆栽品種為材料,研究了39 ℃高溫對(duì)它們生理特性的影響,并比較其耐熱性。分別測(cè)定脅迫不同時(shí)間后各品種葉片的相對(duì)電導(dǎo)率、相對(duì)含水量(RWC)、葉綠素含量和保護(hù)性酶活性等10個(gè)生理指標(biāo),并分析各指標(biāo)隨脅迫時(shí)間延長(zhǎng)發(fā)生的變化。結(jié)果表明:隨著高溫脅迫時(shí)間延長(zhǎng),4個(gè)品種的葉片相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量(MDA)呈上升趨勢(shì),RWC呈下降趨勢(shì),脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(POD)均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量變化趨勢(shì)不一致。通過(guò)10個(gè)生理指標(biāo)變化趨勢(shì)以及脅迫48 h后指標(biāo)值大小的綜合分析,可初步認(rèn)為,皇冠和阿瑞博的耐熱性較強(qiáng),而驕陽(yáng)和粉冠軍的耐熱性較差,與實(shí)際生產(chǎn)表現(xiàn)相一致。

關(guān)鍵詞：紅掌;高溫脅迫;生理指標(biāo);耐熱性

紅掌(AnthuriumandraeanumLind.)又稱花燭、安祖花等,是天南星科(Araceae)花燭屬(AnthuriumSchott)觀花觀葉俱佳的草本花卉,具有突出的觀賞價(jià)值和重要的商業(yè)價(jià)值[1]。原產(chǎn)于熱帶和亞熱帶雨林地區(qū),適宜生長(zhǎng)的溫度在15～35 ℃,當(dāng)溫度高于35 ℃就會(huì)影響紅掌的生長(zhǎng)發(fā)育，造成花苞褪色，縮短花朵壽命，使盆栽紅掌品質(zhì)下降,影響其觀賞價(jià)值。近年來(lái)全球化“溫室效應(yīng)”的加劇,全球極端高溫天氣頻繁發(fā)生,尤其是南方夏季高溫持續(xù)發(fā)生且溫度可達(dá)到40 ℃,致使南方夏季栽培紅掌需通過(guò)遮陽(yáng)網(wǎng)和水簾、風(fēng)機(jī)來(lái)通風(fēng)降溫,增加生產(chǎn)設(shè)施投入和生產(chǎn)運(yùn)行成本,影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。因此,研究高溫脅迫對(duì)紅掌品種生理特性影響尤為重要。

迄今為止,國(guó)內(nèi)對(duì)于紅掌抗熱性的研究起步較晚且研究報(bào)道較少,盛愛武等[2]從32 ℃高溫脅迫下一些化學(xué)藥劑對(duì)紅掌膜透性、POD活性和花色素含量的影響角度初步探討了紅掌抗熱性生理機(jī)理,指出這些指標(biāo)可以作為紅掌抗熱性評(píng)價(jià)指標(biāo);韓忻彥等[3]指出38 ℃高溫脅迫下外施茉莉酸可以提高紅掌葉片POD、SOD活性，降低MDA含量來(lái)緩解高溫對(duì)其的傷害,這些指標(biāo)與紅掌抗熱性有關(guān)系;曹冬梅等[4]指出紅掌幼苗在不同高溫強(qiáng)度和高溫處理時(shí)間下葉片的葉綠素含量、類胡蘿卜素含量、保護(hù)酶活性、茉莉酸含量和超氧陰離子自由基指標(biāo)的變化趨勢(shì)。上述報(bào)道均只研究了高濕對(duì)一種紅掌生理生化指標(biāo)的影響,然而紅掌品種類型較多,品種間差異較大。

本試驗(yàn)對(duì)皇冠 、阿瑞博 、驕陽(yáng)和粉冠軍4個(gè)主栽紅掌品種在39 ℃高溫脅迫下的10個(gè)生理指標(biāo)的變化進(jìn)行分析研究,比較其耐熱性,旨在為進(jìn)一步耐熱機(jī)理的研究、耐熱育種親本的選擇以及南方紅掌栽培管理提供理論參考。

1材料和方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料為目前市場(chǎng)流行的4個(gè)主栽紅掌品種皇冠(Royal champion)、阿瑞博(Arebo)、驕陽(yáng)(Sierra)、粉冠軍(Pink champion),均由上海鮮花港企業(yè)發(fā)展有限公司提供株齡為5個(gè)月的盆花,每個(gè)品種120盆,于2013年4月在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)牌樓實(shí)驗(yàn)基地的智能人工氣候室(寧波江南儀器廠,型號(hào)RXZ-430A)中培養(yǎng),晝溫維持在25～28 ℃,夜間溫度在20～23 ℃,空氣相對(duì)濕度70%～80%,光照強(qiáng)度10 000～15 000 lux,光照時(shí)間為12 h/d,視植株生長(zhǎng)情況澆水施肥。

1.2試驗(yàn)處理

2013年5月選擇4個(gè)生長(zhǎng)一致健康無(wú)病蟲害的紅掌品種于牌樓人工氣候室內(nèi)進(jìn)行39 ℃高溫處理6,12,24,36,48 h,并分別在不同處理時(shí)間點(diǎn)選取5株植株從上向下的第一片最大成熟葉片,于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉育種實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各項(xiàng)生理指標(biāo)的測(cè)定,同時(shí)設(shè)相應(yīng)的對(duì)照(室溫培養(yǎng),其他一樣),共5個(gè)處理,每處理5盆,共4次重復(fù)。

1.3測(cè)定指標(biāo)與方法

參照高俊鳳[5]的方法,相對(duì)電導(dǎo)率(REC)采用電導(dǎo)儀測(cè)定,葉片相對(duì)含水量(RWC)采用稱重法,葉綠素(Chl)和類胡蘿卜素(Cor)含量采用紫外分光光度法,脯氨酸(Pro)含量采用酸性茚三酮比色法,可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)比色法,丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法,SOD活性采用NBT光還原比色法,POD活性采用愈創(chuàng)木酚比色法,CAT活性采用紫外分光法。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel軟件對(duì)各個(gè)指標(biāo)隨著高溫處理時(shí)間的延長(zhǎng)發(fā)生的變化制表、作圖,運(yùn)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1高溫脅迫對(duì)葉片相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量的影響

2.1.1相對(duì)電導(dǎo)率的變化細(xì)胞膜是植物受到逆境脅迫后首先傷害的部位,逆境脅迫使細(xì)胞膜透性增大,細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)外滲,造成植物受害[6],相對(duì)電導(dǎo)率值的高低與植物抗逆境能力成反比。從圖1可以看出,粉冠軍葉片的初始電導(dǎo)率高于其他3個(gè)品種,但都隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而升高。脅迫時(shí)間6 h后,粉冠軍葉片的相對(duì)電導(dǎo)率快速升高,在12 h時(shí),粉冠軍相對(duì)電導(dǎo)率比初始電導(dǎo)率增加了67.25%,當(dāng)脅迫48 h時(shí)各品種葉片的相對(duì)電導(dǎo)率由大到小為粉冠軍、驕陽(yáng)、阿瑞博、皇冠,分別比對(duì)照增加了1.49,1.41,1.29,1.26倍,說(shuō)明此時(shí)粉冠軍和驕陽(yáng)的細(xì)胞膜透性增大的程度較大,滲出的電解質(zhì)較多,而阿瑞博和皇冠膜透性增大程度較小,滲出電解質(zhì)也較少。

2.1.2丙二醛含量的變化丙二醛(MDA)是植物受害后細(xì)胞膜脂發(fā)生過(guò)氧化后的產(chǎn)物,它的產(chǎn)生可以加劇膜的損傷程度[7],丙二醛產(chǎn)生的數(shù)量能反映膜脂過(guò)氧化的程度,即可以間接反映植物組織抵抗逆境脅迫的能力。由圖2可知,隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng),各個(gè)品種葉片的MDA含量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì),高溫脅迫前,粉冠軍的MDA含量高于其他3個(gè)品種,在脅迫6～12 h升高幅度最大;而驕陽(yáng)的MDA含量上升幅度最大的脅迫時(shí)間為12～24 h,其他2個(gè)品種的MDA含量一直平緩升高。當(dāng)脅迫48 h時(shí)各品種葉片的MDA含量由高到低為粉冠軍、驕陽(yáng)、阿瑞博、皇冠,分別比對(duì)照升高了60.09%,47.94%,31.81%,30.50%,說(shuō)明此時(shí)粉冠軍和驕陽(yáng)的細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度較高,而阿瑞博和皇冠較低。

圖1　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種葉片相對(duì)電導(dǎo)率的變化

圖2　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種葉片丙二醛含量的變化

2.2高溫脅迫對(duì)葉片相對(duì)含水量的影響

相對(duì)含水量(RWC)是反映植物水分狀況的指標(biāo),植物在逆境下會(huì)產(chǎn)生水分脅迫,出現(xiàn)脫水現(xiàn)象,因此,葉片的RWC大小可以部分反映植物抗逆境能力的高低[8]。由圖3可知,各個(gè)紅掌品種均隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)而呈現(xiàn)下降趨勢(shì),阿瑞博和皇冠的初始相對(duì)含水量高于粉冠軍和阿瑞博。在脅迫6 h后,粉冠軍的RWC迅速下降,而其他品種緩慢下降,當(dāng)脅迫48 h時(shí)各品種葉片的PWC由大到小為阿瑞博、皇冠、驕陽(yáng)、粉冠軍,分別比對(duì)照減少了7.64%,7.97%,10.78%,12.25%,說(shuō)明此時(shí)驕陽(yáng)、粉冠軍脫水較嚴(yán)重,而阿瑞博、皇冠脫水較輕。

2.3高溫脅迫對(duì)葉片葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量的影響

2.3.1葉綠素總含量的變化葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的重要原材料,逆境脅迫會(huì)導(dǎo)致植物葉綠素分解,但同時(shí)也會(huì)因葉片失水而相對(duì)含量增加,葉綠素總含量常用來(lái)鑒定植物的抗熱性[9]。從圖4可以看出,隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng),4個(gè)品種的葉片葉綠素總量的變化趨勢(shì)不同,其中驕陽(yáng)和粉冠軍的葉綠素總含量表現(xiàn)為下降趨勢(shì),而阿瑞博和皇冠表現(xiàn)為先升高后下降。高溫脅迫前,粉冠軍葉片的葉綠素總含量明顯高于其他3個(gè)品種,在脅迫6～12 h下降的幅度最大;驕陽(yáng)則緩慢下降,而阿瑞博和皇冠在6 h之前葉綠素含量上升,6 h后開始下降;當(dāng)脅迫48 h時(shí)各品種葉片的葉綠素總含量由大到小為皇冠、阿瑞博、驕陽(yáng)、粉冠軍,分別比對(duì)照減少了21.50%,22.19%,32.12%,40.59%,說(shuō)明此時(shí)粉冠軍葉片的葉綠素總含量分解程度最高,皇冠和阿瑞博分解的程度較低,而驕陽(yáng)處于中等程度。

圖3　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種葉片相對(duì)含水量的變化

圖4　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種葉綠素總含量的變化

2.3.2類胡蘿卜素含量的變化類胡蘿卜素是植物的內(nèi)源抗氧化劑,可以吸收細(xì)胞內(nèi)剩余的能量,消滅活性氧,進(jìn)而防止膜脂過(guò)氧化[10]。從圖5可知,高溫脅迫過(guò)程中,皇冠和阿瑞博葉片的類胡蘿卜素含量呈先上升后下降的趨勢(shì),驕陽(yáng)和粉冠軍則表現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)。高溫處理前,驕陽(yáng)葉片的類胡蘿卜素含量高于其他3個(gè)品種,但隨著時(shí)間延長(zhǎng)表現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì),而粉冠軍在6～12 h內(nèi)下降幅度較大,皇冠和阿瑞博在6 h前類胡蘿卜素含量上升,在6 h時(shí)達(dá)到高峰,然后緩慢下降。當(dāng)脅迫時(shí)間48 h時(shí)各品種的類胡蘿卜素含量由大到小為皇冠、阿瑞博、驕陽(yáng)、粉冠軍,分別比對(duì)照減少了12.49%,14.82%,20.97%,29.17%,說(shuō)明此時(shí)粉冠軍的膜脂過(guò)氧化程度較大,皇冠軍的過(guò)氧化程度較小,其他2個(gè)品種處于中等程度。

圖5　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種類胡蘿卜素含量的變化

2.4高溫脅迫對(duì)葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

2.4.1脯氨酸含量的變化脯氨酸和可溶性蛋白是植物受到逆境脅迫后產(chǎn)生的最常見和有效的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),植物通過(guò)滲透調(diào)節(jié)作用保持細(xì)胞內(nèi)的水分,避免或減輕逆境對(duì)其的傷害,脯氨酸含量和可溶性蛋白含量與植物抵抗逆境的能力成正比[11]。由圖6可知,在高溫脅迫過(guò)程中,4個(gè)紅掌品種葉片的脯氨酸含量均呈上升-下降的趨勢(shì),高溫脅迫前,4個(gè)品種的脯氨酸含量相差不大,高溫脅迫6 h后各個(gè)品種脯氨酸含量均上升,但皇冠和阿瑞博上升的幅度更大。當(dāng)高溫脅迫12 h后,皇冠的脯氨酸含量繼續(xù)上升,在24 h時(shí)達(dá)到高峰,然后開始緩慢下降,而其他3個(gè)品種從脅迫12 h后就不斷下降。當(dāng)脅迫48 h時(shí)各品種的脯氨酸含量由高到低順序?yàn)榛使?、阿瑞博、驕?yáng)和粉冠軍,前3個(gè)品種分別比對(duì)照增加了61.05%,24.52%,0.44%,而粉冠軍則減少了11.86%。由此說(shuō)明,高溫脅迫下皇冠和阿瑞博積累的脯氨酸含量較高,受傷害作用較小,驕陽(yáng)脯氨酸含量與對(duì)照比幾乎沒變,而粉冠軍脯氨酸含量則下降,受傷害程度較大。

圖6　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種葉片脯氨酸含量的變化

2.4.2可溶性蛋白含量的變化從圖7可以看出,各個(gè)品種葉片的可溶性蛋白含量隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)而表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì),高溫脅迫前品種間的可溶性蛋白含量差異不明顯,驕陽(yáng)和粉冠軍的可溶性蛋白含量在6 h時(shí)上升到高峰,然后下降,而阿瑞博在12 h時(shí)達(dá)到高峰,皇冠可溶性蛋白含量上升達(dá)到高峰在脅迫24 h時(shí)。當(dāng)脅迫時(shí)間48 h時(shí)各品種的可溶性蛋白含量由高到低為皇冠、阿瑞博、驕陽(yáng)、粉冠軍,后3個(gè)品種分別比對(duì)照減少了0.80%,41.75%,48.93%,而皇冠的可溶性蛋白含量比對(duì)照增加了17.03%,由此說(shuō)明,高溫脅迫下皇冠產(chǎn)生可溶性蛋白較多,受害較輕;阿瑞博可溶性蛋白質(zhì)含量與對(duì)照幾乎沒變,而驕陽(yáng)和粉冠軍可溶性蛋白含量則大幅度下降,受害較嚴(yán)重。

圖7　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種葉片可溶性蛋白含量的變化

2.5高溫脅迫對(duì)葉片保護(hù)性酶活性的影響

2.5.1SOD活性的變化SOD是植物體內(nèi)消除超氧自由基系統(tǒng)的第一道防線,它能夠清除逆境引起的細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化作用,消除或減少細(xì)胞受害程度,其活性大小反映出植物對(duì)逆境的適應(yīng)能力的高低[12]。從圖8可以看出,4個(gè)紅掌品種葉片的SOD活性隨著高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)均呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì),但是上升的峰值和幅度不同,下降的時(shí)間點(diǎn)和幅度也不相同。高溫處理前4個(gè)紅掌品種的SOD活性差異不明顯,在39 ℃高溫處理6 h過(guò)程中,4個(gè)紅掌品種的SOD活性均呈現(xiàn)上升趨勢(shì),隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)不同品種的SOD變化趨勢(shì)也出現(xiàn)了差異?；使诤桶⑷鸩┰?2 h時(shí)SOD活性達(dá)到高峰,分別比對(duì)照增加了37.11%和33.38%,而其他2個(gè)品種則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。處理12 h后4個(gè)品種的SOD活性均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),但是下降的幅度不同,驕陽(yáng)和粉冠軍下降幅度明顯比皇冠和阿瑞博下降幅度大;當(dāng)脅迫48 h時(shí)各品種的SOD活性由大到小順序?yàn)榛使?、阿瑞博、驕?yáng)和粉冠軍,分別比對(duì)照減少了3.13%,6.72%,19.89%,27.58%。由此說(shuō)明,高溫脅迫下皇冠和阿瑞博比驕陽(yáng)和粉冠軍具有更強(qiáng)的消除超氧自由基的能力,細(xì)胞受害程度更小。

圖8　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種

2.5.2POD活性的變化POD和CAT都是植物體內(nèi)過(guò)氧化氫等活性氧的清除酶,它們與SOD協(xié)同作用維持體內(nèi)活性氧代謝平衡[13]。由圖9可知,4個(gè)品種的POD活性均隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)而呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì),高溫脅迫前皇冠和阿瑞博葉片的POD活性相差不大,均高于驕陽(yáng)和粉冠軍,其中粉冠軍的POD活性最低。4個(gè)品種的POD活性在6 h均達(dá)到高峰,然后下降,當(dāng)脅迫48 h時(shí)各品種的POD活性由大到小順序?yàn)榛使?、阿瑞博、驕?yáng)和粉冠軍,分別比對(duì)照減少了2.24%,6.24%,21.06%,24.98%。說(shuō)明此時(shí),皇冠和阿瑞博比其他2個(gè)品種的POD活性高,擁有更強(qiáng)的清除過(guò)氧化物等活性氧的能力。

圖9　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種葉片過(guò)氧化物酶活性的變化

2.5.3CAT活性的變化從圖10可以看出,高溫脅迫過(guò)程中,4個(gè)品種葉片的CAT活性均表現(xiàn)出先上升后下降趨勢(shì),但都比對(duì)照時(shí)高。高溫脅迫前,皇冠和阿瑞博CAT活性高于驕陽(yáng)和粉冠軍,其中粉冠軍CAT活性最低;皇冠和阿瑞博在脅迫36 h時(shí)達(dá)到高峰后下降,而粉冠軍和驕陽(yáng)在24 h時(shí)達(dá)到高峰,當(dāng)脅迫48 h時(shí)各品種的CAT活性由大到小順序?yàn)榛使凇⑷鸩?、驕?yáng)和粉冠軍,分別比對(duì)照增加了93.88%,89.39%,36.94%,31.81%。由此說(shuō)明,高溫脅迫下皇冠和阿瑞博的CAT活性增加的幅度比其他2個(gè)品種更大,表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗氧化能力。

圖10　高溫脅迫后4個(gè)紅掌品種

3討論

高溫脅迫會(huì)影響植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝,植物體相應(yīng)地產(chǎn)生一系列的變化來(lái)應(yīng)對(duì)脅迫,避免或減輕對(duì)其的傷害。在生理特性上主要表現(xiàn)為相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、相對(duì)含水量、葉綠素總含量、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、保護(hù)性酶活性等生理指標(biāo)的變化。高溫使植物細(xì)胞膜脂發(fā)生過(guò)氧化作用,造成MDA等氧化產(chǎn)物的積累,使得膜透性增大、電解質(zhì)外滲、對(duì)植物造成高溫傷害[14]。本研究表明,4個(gè)紅掌品種的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量變化呈正相關(guān),均隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)而表現(xiàn)出上升趨勢(shì),高溫脅迫48 h后粉冠軍和驕陽(yáng)的上升幅度均大于其他2個(gè)品種,說(shuō)明粉冠軍和驕陽(yáng)滲出的電解質(zhì)和積累的MDA含量均比其他2個(gè)品種多,膜透性增加程度和膜脂過(guò)氧化程度也較高,這與張朝陽(yáng)等[15]研究的高溫脅迫下金葉過(guò)路黃(Ly-simachianummulariaAurea)和過(guò)路黃(Lysimachiachristinae)的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量的變化趨勢(shì)一致。

高溫加快植物的蒸騰作用造成植物缺水而受到傷害,RWC是衡量細(xì)胞持水能力高低的重要指標(biāo),不同植物品種的耐熱能力與細(xì)胞的RWC呈正相關(guān)關(guān)系[16]。在本試驗(yàn)中,各個(gè)品種的RWC隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)而呈下降趨勢(shì),脅迫結(jié)束后,皇冠和阿瑞博明顯高于其他2個(gè)品種,且下降的幅度也較小,說(shuō)明它們的細(xì)胞脫水程度比粉冠軍和驕陽(yáng)的小,受害程度較輕,耐熱能力較強(qiáng)。這與彭華婷等[16]研究的高溫脅迫下大花三色堇(Violatricolorvar.hortensis)幼苗的相對(duì)含水量(RWC)的變化趨勢(shì)一致。

高溫會(huì)影響合成葉綠素所需酶的活性而減緩葉綠素合成并加速其分解,同時(shí)還可以通過(guò)改變類囊體膜結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的變化而降解葉綠素[17],高溫也會(huì)加速類胡蘿卜素的降解。本研究中,各個(gè)品種葉片的葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量的變化趨勢(shì)相同,而林曉紅等[18]對(duì)紅國(guó)王(Red King)、阿里西亞(Alexio)和夢(mèng)幻(Fantasy Love)的抗熱性研究表明的類胡蘿卜素含量的變化與葉綠素總量變化不同的結(jié)論不一致,這可能與紅掌品種間的差異以及高溫處理時(shí)間不同有關(guān)。本試驗(yàn)表明，驕陽(yáng)和粉冠軍的葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量表現(xiàn)為下降趨勢(shì),說(shuō)明高溫脅迫開始后它們的葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量開始降解,與郭洪雪等[19]研究的冬小麥煙農(nóng)19在高溫脅迫下葉片的葉綠素含量變化趨勢(shì)一致,與林曉紅等[18]研究的高溫脅迫導(dǎo)致紅掌葉片類胡蘿卜素的含量出現(xiàn)不同程度下降的結(jié)論相符;而阿瑞博和皇冠表現(xiàn)為先升高后下降,表明短時(shí)間的高溫會(huì)刺激這2個(gè)品種產(chǎn)生一定的抵抗反應(yīng)來(lái)應(yīng)對(duì)脅迫,隨著時(shí)間延長(zhǎng)葉綠素含量和類胡蘿卜素含量也開始下降,這與張路等[20]研究的高溫過(guò)程中灰?guī)r皺葉報(bào)春(Primulaforrestii)的葉綠素含量隨著脅迫時(shí)間的變化趨勢(shì)一致。高溫脅迫結(jié)束后,皇冠和阿瑞博的葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量比其他2個(gè)品種較高,且與對(duì)照相比減少的幅度也較小,說(shuō)明其葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量降解程度較小。

滲透調(diào)節(jié)是植物抵抗高溫脅迫的生理反應(yīng),脯氨酸和可溶性蛋白是植物體內(nèi)重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)。前人研究認(rèn)為,高溫脅迫過(guò)程中脯氨酸含量[9]和可溶性蛋白含量[21]呈上升趨勢(shì),但還有研究表明,植物體可溶性蛋白[22]是下降的。在本試驗(yàn)中,4個(gè)紅掌品種的脯氨酸含量和可溶性蛋白含量隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)而表現(xiàn)相似的變化趨勢(shì),均為先升高后下降,短時(shí)間高溫脅迫下機(jī)體產(chǎn)生反應(yīng)對(duì)抗脅迫,積累調(diào)節(jié)物質(zhì),當(dāng)脅迫超過(guò)機(jī)體承受能力后細(xì)胞受害則調(diào)節(jié)物質(zhì)減少,這與許桂芳等[11]研究的結(jié)果一致?；使诘母彼岷亢涂扇苄缘鞍缀烤?4 h后開始下降,阿瑞博在12 h后就開始下降;而驕陽(yáng)和粉冠軍的脯氨酸含量在12 h后開始下降,可溶性蛋白含量在6 h就開始下降,這可能是由于驕陽(yáng)和粉冠軍在脅迫6 h時(shí)可溶性蛋白分解產(chǎn)生脯氨酸所致。高溫脅迫結(jié)束后,皇冠的脯氨酸含量和可溶性蛋白含量與對(duì)照相比均比其他品種增加幅度大,粉冠軍則減少的幅度最大,其他2個(gè)品種處于中等,則說(shuō)明皇冠積累的調(diào)節(jié)物質(zhì)最多,粉冠軍最少,其他2個(gè)品種積累程度處于中等。

SOD、POD和CAT是植物體內(nèi)重要的抗氧化保護(hù)酶,正常環(huán)境下共同維持體內(nèi)活性氧代謝的平衡。高溫脅迫下會(huì)打破平衡,積累大量活性氧,一定范圍內(nèi)機(jī)體會(huì)啟動(dòng)自我防御機(jī)制,增加保護(hù)酶活性[9,23]。在本研究中,3個(gè)保護(hù)酶活性均隨著時(shí)間延長(zhǎng)表現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì),這可能是由于高溫脅迫超過(guò)了植物能承受的極限,破壞酶活性中心,導(dǎo)致酶活性下降,與田治國(guó)等[24]研究的結(jié)果一致。高溫脅迫前和脅迫結(jié)束后皇冠和阿瑞博的POD和CAT活性均比其他2個(gè)品種高,說(shuō)明它們抗氧化能力更強(qiáng)。粉冠軍和驕陽(yáng)的SOD活性在6 h后開始下降,CAT活性在24 h后開始下降而其他2個(gè)品種的SOD活性在12 h后才下降,CAT活性在36 h后下降,說(shuō)明粉冠軍和驕陽(yáng)SOD和CAT活性較其他2個(gè)品種弱。

綜上所述,本試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定4個(gè)紅掌品種的10個(gè)生理指標(biāo),并分析隨著高溫脅迫時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生的變化,綜合分析可初步鑒定出,皇冠和阿瑞博的耐熱性較高,粉冠軍和驕陽(yáng)的耐熱性較弱,與生產(chǎn)實(shí)際相符。

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Effect of High-temperature Stress on Physiological Property of Four Potted Cultivars ofAnthuriumandraeanum

WANG Honghui1,3,GU Junjie2,FANG Weimin1,CHEN Fadi1,ZHANG Dongliang2

(1.College of Horticulture,Nanjing Agricultural University,Nanjing210095,China;2.Shanghai Flower Port Enterprise Development Co.Ltd.,Shanghai201303,China;3.Extension Center of Agricultural Technology in Horqin,Tongliao028000,China)

Abstract：In order to provide reference for further know heat-resistance mechanism as well as the selection of hybrid breeding parent.Taking Royal champion,Arebo,Sierra,Pink champion as materials,researching the effect of 39 ℃ on physiological property and comparing heat resistance of four potted cultivars of Anthurium andraeanum.Measuring ten of the leaves such as relative electric conductivity,relative water content,chlorophyll content and protective enzyme activity under different stress times,we analyzed the changes of every indicator along with stress times.Results showed that relative electric conductivity and MDA content were on the rise,relate water content was on the down.Proline content,soluble protein content and there protective enzyme activity were rising then downing,content of chlorophyll and carotenoid were different change trend.Comprehensive analyze the heat-resistance of ten cultivars trough the change trend of ten physiological indexes and value after 48 hours,Royal champion and Arebo were strong heat resistance,Sierra and Pink champion were poor heat resistance,this conclusion is consistent with the performance in actual production.

Key words:Anthurium andraeanum;High-temperature stress;Physiological indexes;Heat resistance

doi:10.7668/hbnxb.2016.02.023

中圖分類號(hào)：S68.01

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-7091(2016)02-0139-07

作者簡(jiǎn)介：王宏輝(1989-),女,內(nèi)蒙古通遼人,碩士,主要從事種質(zhì)資源與遺傳育種相關(guān)研究。通訊作者：房偉民(1969-),男,浙江湖州人,教授,博士,主要從事花卉遺傳育種與栽培應(yīng)用等方面研究。

基金項(xiàng)目：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(L0201300245);上海市科技興農(nóng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目[滬農(nóng)科攻字(2011)第1-9號(hào)]

收稿日期：2016-01-22