馬贊留 李玉娟 蔡紅海 戴云新 張 衡
(1 江蘇世陽生物技術(shù)有限公司;2 江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇 南通 226300)
蝴蝶蘭(Phalaenopsis amabilis)為蘭科蝴蝶蘭屬單莖性附生蘭,喜暖畏寒,適宜生長溫度為18~28℃,冬季10℃以下就會(huì)停止生長,低于5℃容易死亡[1-2]。溫度是制約蝴蝶蘭生長的重要環(huán)境因子。冬春季節(jié)溫度較低,持續(xù)時(shí)間長,很大程度上制約了蝴蝶蘭的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因此,探索蝴蝶蘭抗冷生理生化基質(zhì),對(duì)培育抗冷性品種,提高蝴蝶蘭產(chǎn)業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。目前,國內(nèi)外進(jìn)行了大量的關(guān)于蝴蝶蘭抗冷性的研究。劉學(xué)慶等[3]通過對(duì)6 個(gè)品種蝴蝶蘭耐冷性研究發(fā)現(xiàn),大部分蝴蝶蘭品種的耐受極限夜溫為9℃以下。高東東等[4]通過對(duì)3 個(gè)蝴蝶蘭耐冷性品種的研究發(fā)現(xiàn),一定程度的低溫處理,耐冷品種能夠通過自身酶保護(hù)系統(tǒng)減少活性氧的傷害,而不耐冷品種自身酶系統(tǒng)保護(hù)能力較差。SA 是一種能夠調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育過程的小分子酚類物質(zhì),能提高植物的抗逆性[5],目前已廣泛用于植物抗逆性及其抗逆性的研究。喬永旭等[6]通過研究4℃條件下SA 對(duì)蝴蝶蘭葉片的影響發(fā)現(xiàn),施加SA 明顯增強(qiáng)了蝴蝶蘭葉片的抗低溫能力。
本研究對(duì)蝴蝶蘭‘大辣椒’和‘富樂夕陽’進(jìn)行低溫、遮蔭和SA 處理,通過對(duì)植物葉片可溶性糖含量和MDA 含量的測定,探究蝴蝶蘭抗逆機(jī)理,為提高蝴蝶蘭的抗逆性,培育新品種提供了基礎(chǔ)支撐。
供試材料為蝴蝶蘭‘大辣椒’(Phalaenenopsis Big Chili)和‘富樂夕陽’(P.Fuller’Sunset)。蝴蝶蘭幼苗在組培室培育一段時(shí)間后,轉(zhuǎn)入溫室內(nèi)進(jìn)行培育。0.12m 成年苗,苗期為12個(gè)月,每株至少有5~6 片健康葉片,植株長勢一致且生長狀態(tài)良好,健壯無病蟲害。
1.2.1 低溫處理蝴蝶蘭幼苗試驗(yàn)設(shè)計(jì)。將蝴蝶蘭幼苗放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10d 以上,培養(yǎng)條件為:晝夜溫度27℃/22℃,光暗比為12h/12h,光強(qiáng)為60umoL/(m2·s),相對(duì)濕度為70%~90%。
本研究采用模擬自然狀態(tài)逐步降溫法:預(yù)培養(yǎng)結(jié)束后,16℃/11℃處理6d,11℃/6℃處理6d,分別記為0、6、12d。每一次溫度的變化均采用1h 升高或降低1℃的方式。植株上,取自上而下第2 片成熟葉,每個(gè)重復(fù)由3 株不同植株混合而成。
1.2.2 遮蔭處理蝴蝶蘭幼苗試驗(yàn)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)于2018年3~6月進(jìn)行。選取大小一致、植株長出第2 片葉的蝴蝶蘭幼苗進(jìn)行處理。設(shè)定3 種遮光處理:遮蔭50%、遮掩100%、全光照(遮蔭0%)。每隔30d 對(duì)不同處理植株進(jìn)行生理指標(biāo)的測定。
1.2.3 SA 處理蝴蝶蘭幼苗試驗(yàn)設(shè)計(jì)。選取葉齡相近的蝴蝶蘭幼苗葉片,分別浸入對(duì)照組0mg/L SA 水溶液中和處理組100 和1000mg/L SA 的水溶液中,放入光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4h和8h 后測定其生理指標(biāo)。每組取10 個(gè)葉片,重復(fù)3 次。
1.2.4 生理指標(biāo)測定方法。可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法;MDA 含量測定采用TBA 法[7]。
表1 低溫脅迫對(duì)蝴蝶蘭的影響
糖類物質(zhì)是新陳代謝的主要原料和儲(chǔ)存物質(zhì),是構(gòu)成繪物體重要組成成分之一。本次研究中,通過模擬自然狀態(tài)逐步降溫法,分別在0d、6d、12d 取樣進(jìn)行生理指標(biāo)測量。結(jié)果顯現(xiàn),‘大辣椒’和‘富樂夕陽’可溶性糖含量和MDA 含量都隨著低溫處理時(shí)間的延長而升高?!罄苯贰汀粯废﹃枴扇苄蕴呛孔畲笾稻鶠榈蜏靥幚?2d 時(shí),分別為735.76mg/g和283.55mg/g。同理,‘大辣椒’和‘富樂夕陽’MDA 含量均在12d 時(shí)最低,分別為3.21mmoL/g 和2.88mmoL/g??梢?,2 個(gè)品種的耐持續(xù)低溫能力較相似。
如圖1 所示,蝴蝶蘭‘大辣椒’和‘富樂夕陽’各個(gè)處理的可溶性糖含量在60d 后達(dá)到了最大值,遮蔭50%處理最高,遮蔭100%次之,全光照(遮蔭0%)含量最低。因此,對(duì)蝴蝶蘭的2 個(gè)品種進(jìn)行不同程度的遮蔭處理,可溶性糖含量變化顯著,50%遮蔭處理時(shí)可溶性糖含量最高,全光照可溶性糖含量最低。并且2 個(gè)品種在遮蔭處理下可溶性糖含量具有相似的變化趨勢。
圖1 遮陰處理對(duì)蝴蝶蘭的影響
同理,2 個(gè)品種在遮蔭處理的情況下,MDA 含量均在60d時(shí)達(dá)到最高值,全光照MDA 含量最高,50%遮蔭次之。2 個(gè)品種在遮蔭處理下MDA 含量具有相似的變化趨勢。
圖2 SA 處理對(duì)蝴蝶蘭的影響
如圖2 所示,在SA 處理下,隨著時(shí)間的增加,蝴蝶蘭‘大辣椒’和‘富樂夕陽’可溶性糖含量均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,在4h 時(shí)達(dá)到最大值。在0h 時(shí),2 個(gè)品種的可溶性糖含量大致相同,8h 時(shí),2 個(gè)品種的可溶性糖含量有明顯的下降趨勢。另外,施加SA 在一定程度上提高了可溶性糖含量的增加,SA 為1000mg/L 處理時(shí),2 個(gè)品種的可溶性糖含量在4h時(shí)達(dá)到最大。由于可溶性糖是植物細(xì)胞內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),能夠增加胞內(nèi)溶質(zhì)濃度,從而減少一些脅迫對(duì)細(xì)胞的傷害,而1000mg/L 的SA 處理的蝴蝶蘭2 個(gè)品種的可溶性糖含量最大,所以,能夠提高蝴蝶蘭的抗性。
同理,隨著SA 處理溶度的增加,蝴蝶蘭2 個(gè)品種的MDA 含量呈下降趨勢。并且,在相同濃度的SA 處理下,隨著時(shí)間的增加,MDA 含量也呈下降趨勢。
另外,從圖2 中也可看出,在SA 處理下,蝴蝶蘭2 個(gè)品種可溶性糖含量和MDA 含量呈相似的變化趨勢。
可溶性糖含量的增加能夠?yàn)橹参锾峁┠芰亢蜐B透調(diào)節(jié),積極抵御環(huán)境脅迫[8]。本研究中,蝴蝶蘭‘大辣椒’和‘富樂夕陽’在低溫、遮蔭和SA 處理下,能夠在較短的時(shí)間內(nèi)大幅度增加,表明2 個(gè)品種進(jìn)行了可溶性糖合成的過程,抵御了環(huán)境脅迫對(duì)植物帶來的傷害。
MDA 含量的降低能夠減輕植物細(xì)胞的膜脂過氧化,減輕植物細(xì)胞受損傷程度,增加了活性氧的含量,從而提高了植物的抗寒作用[9-10]。本研究中,低溫和SA 處理下,隨著時(shí)間的增加,蝴蝶蘭‘大辣椒’和‘富樂夕陽’的MDA 含量均呈現(xiàn)下降趨勢,而遮蔭處理下,2 個(gè)品種變現(xiàn)為先升后降,表明了蝴蝶蘭受到環(huán)境脅迫下,通過降低MDA 的含量來提高抵抗能力,減輕植物細(xì)胞的損傷。