王學府,狄紅梅,張春風,曹秋芬*
(1.晉中職業(yè)技術(shù)學院,山西 晉中 030600; 2.山西省農(nóng)業(yè)科學院 生物技術(shù)研究中心,山西 太原 030031)
仙客來為報春花科仙客來屬的宿根花卉,原產(chǎn)于地中海地區(qū),喜冷涼氣候,氣溫超過30 ℃便會進入休眠狀態(tài),35 ℃以上植株甚至會腐爛、死亡[1]。而我國大部分地區(qū)夏季氣溫多會高于30 ℃,甚至會達到40 ℃,因此夏季高溫就成為限制我國廣大地區(qū)栽培仙客來的重要因素。
近些年國內(nèi)外學者關(guān)于激素對植物抗逆性的影響現(xiàn)象和機理研究,取得了一定的進展。激素在各種逆境脅迫中反應(yīng)迅速。有研究認為,植物體內(nèi)ABA、SA、JA等的含量受外部環(huán)境影響甚大[2]。逆境來臨改變了植物本身各種激素的相對平衡[3],而噴布外源激素同樣能起到改變內(nèi)源激素含量的作用,進而提高植物抗逆性。
根系發(fā)揮著營養(yǎng)、水分吸收和支撐結(jié)構(gòu)的作用,根系活力與植物的生存現(xiàn)狀和抗逆密切相關(guān)[4]。通常根系活力與抗逆性呈現(xiàn)正相關(guān)。本試驗以仙客來為試材,研究不同溫度、不同激素,對其根系活力的影響,探尋一條增強仙客來抗高溫逆境的有效途徑。
試驗在山西省晉中嘉禾園藝有限公司智能花卉溫室進行,供試仙客來品種為紅芙蓉,栽培基質(zhì)均為泥炭∶蛭石∶珍珠巖4∶2∶1的混合基質(zhì),進行常規(guī)溫室管理。
待5~6片葉時,從溫室中選擇生長一致的仙客來幼苗,放入人工氣候箱,保持光照300 lx,濕度75%。設(shè)置5個溫度梯度,分別為20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃,并對其葉表面、葉背面分別噴灑清水(CK)、100 mg·L-1的脫落酸(ABA)水溶液、100 mg·L-1水楊酸(SA)水溶液、100 mg·L-1茉莉酸(JA)水溶液,共20個處理,每處理10株,每天處理4 h,連續(xù)處理1周后,對其根系活力進行測定。
采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法測定仙客來的根系活力[5]。
從圖1可以看出,5種溫度條件下,仙客來的根系活力呈現(xiàn)不同的強度。20 ℃時根系活力最強,25 ℃時根系活力降低,在30 ℃時根系活力又有所提高,之后隨著溫度繼續(xù)升高,根系活力迅速降低。說明20 ℃時仙客來的根系吸收能力最為旺盛,隨著溫度的持續(xù)升高,根系代謝速度變緩[6]。30 ℃時根系活力又出現(xiàn)峰值,是由于仙客來根系對高溫鍛煉的結(jié)果,通過提高根系活力,來應(yīng)對高溫產(chǎn)生的不利影響[7-8]。當高溫進一步脅迫至超出閾值,仙客來根系活力則迅速下降[9]。
圖1 不同溫度對仙客來根系活力的影響
從圖2可以看出,不同溫度下用ABA處理仙客來葉片均可明顯提高其根系活力。在20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃時,ABA處理比對照的根系活力分別提高13.5%、27.4%、16.0%、53.8%和58.8%。不同溫度下ABA效應(yīng)有所差別。40 ℃時,根系活力提高最多,其次為35 ℃。說明隨著溫度的升高,在不利于仙客來的生長情況下,ABA可不同程度的提高其抗逆性,尤其是進入35 ℃~40 ℃的高溫脅迫下,相比對照,其根系活力大幅提高,應(yīng)激反應(yīng)增加,抗逆性增強。
圖2 ABA對高溫脅迫下仙客來根系活力的影響
從圖3可以看出,不同溫度下用SA處理仙客來葉片均可提高其根系活力。20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃時,SA處理比對照的根系活力分別提高5.6%、13.0%、10.1%、23.1%、29.4%。說明在高溫脅迫下,SA處理也能提高仙客來抗逆性,且效果較明顯。
圖3 SA對高溫脅迫下仙客來根系活力的影響
從圖4可以看出,在不同溫度下,對仙客來進行JA處理,其根系活力表現(xiàn)出復雜的變化趨勢。在20 ℃和25 ℃時明顯提高了根系活力,分別為27.0%和20.3%;但到30 ℃時,根系活力下降4.0%;35 ℃時根系活力又有所上升,40 ℃時又有所下降,呈不規(guī)律性。
圖4 JA對高溫脅迫下仙客來根系活力的影響
根系是吸收器官,其發(fā)育的水平與花卉觀賞性狀密切相關(guān)[10]。本試驗結(jié)果顯示,仙客來在所設(shè)置的5個溫度梯度中生長,20 ℃時其根系活力最高,說明其在20 ℃時,吸收能力最為旺盛,有效的吸收和貯藏養(yǎng)分有利于營養(yǎng)生長和生殖器官的發(fā)育。25 ℃時根系活力降低,30 ℃時根系活力出現(xiàn)峰值,隨后持續(xù)升高的溫度,卻使得根系活力銳減,這可能是因為仙客來根系的有限調(diào)控所致,超出其調(diào)控范圍致使根系活力不能持續(xù)增加。
使用外源激素提高植物抗逆性被證明是行之有效的方法[11-13]。本試驗中,人工模擬高溫脅迫,在不同溫度條件下,采用外源ABA和SA處理仙客來,均能不同程度的提高其根系活力,且隨著溫度的升高,在不利于仙客來生長的情況下,ABA對提高抗逆性的效果較SA更為明顯。
JA處理仙客來后,在20 ℃、25 ℃、35 ℃呈升高趨勢,30 ℃和40 ℃呈下降趨勢,呈不規(guī)律現(xiàn)象??赡苁怯捎贘A許多微量調(diào)節(jié)性分子間存在復雜的相互關(guān)系[14],在基因表達的調(diào)控中具有多面性。其具體調(diào)控機理尚不明確,需通過進一步的試驗來澄清。
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