王立娟，王紅林，解 璞，金 超，趙曉珍，王 壯

(1 貴州省農業(yè)科學院果樹科學研究所，貴陽，550006；2 貴州省關嶺布依族苗族自治縣農業(yè)農村局，貴州關嶺，561300)

火龍果原產中北美洲熱帶沙漠地區(qū)[1]，具有豐富的營養(yǎng)物質，如蛋白質、氨基酸、甜菜堿、礦質元素、纖維素等[2-3]，酸甜可口，營養(yǎng)價值高，備受消費者喜愛。近年來引種至海南、廣東和貴州等地區(qū)，逐漸成為我國重要的熱帶水果之一[4]。火龍果屬熱帶水果，對低溫極為敏感，極大地限制了其在我國的發(fā)展。貴州省處于火龍果適宜種植區(qū)域的最北端，防范低溫是生產中的重要措施之一。前期研究表明，低溫處理火龍果與對照相比，有較多金屬離子運輸相關基因響應低溫處理，表明金屬離子等礦質元素可能與火龍果抵抗低溫有關[5]。植物體中，鈣是必需礦質元素之一。鈣具有防止膜損傷和滲漏的作用，在維護細胞壁、細胞膜結構和功能中起著重要作用[6]；同時作為細胞內第二信使對提高植物抗逆性也具有重要作用[7]，其作用的中心環(huán)節(jié)是細胞內Ca2+水平的變化。前期研究表明，澆灌和葉面噴施外源鈣均可不同程度提高火龍果幼苗中鈣含量，同時對各組織中鉀、鎂、鐵、錳、銅和鋅等元素表現(xiàn)出促進或抑制作用，此外濃度和處理時間不同，影響也不盡相同[8]。外源噴施Ca2+可能與抵抗低溫有關，但火龍果中Ca2+與抵抗低溫是否有關，鮮見報道。本研究在0 ℃冷庫中，利用不同濃度Ca2+處理火龍果實生苗植株，檢測抗寒相關重要生化指標，借此研究Ca2+是否與其抗寒有關，為抵抗低溫提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 材料

紫紅龍HylocereusundulatusBritt Zihonglong火龍果為我所選育紅肉品種，選取其1年生，生長良好枝條，扦插于盛有培養(yǎng)基有底孔的營養(yǎng)缽(45 cm × 35 cm)中育苗，培養(yǎng)基質為育苗基質營養(yǎng)土。待長第二條嫩枝時(約5 cm)，選擇長勢一致的健康幼苗作為試材，放入0 ℃冷庫進行試驗。

藥品與儀器：Ca(NO3)2(15245-12-2，分析純，國藥集團化學試劑有限公司產)及電導儀(DDS-307A，齊威儀器)。

1.2 方法

試驗于2019年11月20日進行。采用正交實驗設計，單缽小區(qū)，重復2次。設硝酸鈣Ca(NO3)2溶液 0(對照)、5、10、15和20 mmol/L等5個處理，每缽澆Ca(NO3)2溶液100 mL，每天處理1次，共處理4 d。處理后第0、1、2、3和4天分別取樣，每次取樣幼苗9株，3株為1次重復，樣品經蒸餾水洗凈，吸水紙擦干后分別取根、嫩莖和老莖樣品，樣品經液氮冷凍處理后，存儲于-20 ℃冰箱。取各組織測定含水量(烘干法)，丙二醛(MDA)、脯氨酸含量，超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性和相對電導率，每個指標均測試3次。

1.3 數(shù)據分析

利用Excel 2010、Origin Pro 2016軟件對試驗數(shù)據進行整理，利用SPSS 18.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 對幼苗含水量的影響

不同濃度Ca(NO3)2處理的火龍果幼苗老莖含水量幾乎沒有差異，說明一定濃度范圍內，Ca(NO3)2對老莖含水量沒有顯著性影響。隨著Ca(NO3)2濃度增加，嫩莖含水量整體呈下降的趨勢，但總體差異不大(見表1)。

表1 不同濃度 Ca(NO3)2處理下火龍果幼苗嫩莖和老莖含水量比較

2.2 對幼苗MDA的影響

與對照相比，不同濃度Ca(NO3)2處理的老莖、嫩莖和根中MDA含量差異顯著，但不同濃度和處理時間處理下差異較大，不同組織中也有一定差異。

同一濃度Ca(NO3)2處理下，老莖中MDA整體呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢；Ca(NO3)25 mmol/L處理后第0天和第1天，MDA顯著高于對照，第3天和第4天顯著低于對照；Ca(NO3)210 mmol/L處理后第2天到第4天，MDA顯著低于對照；Ca(NO3)215 mmol/L處理后第0天和第1天，MDA顯著性高于對照，第2天和第4天顯著低于對照；Ca(NO3)220 mmol/L處理后第2天到第4天，MDA顯著低于對照。不同濃度處理下，第0天，5 mmol/L處理MDA顯著低于其他處理；第2天，15 mmol/L處理MDA顯著低于其他處理(見表2)。

同一濃度Ca(NO3)2處理下，嫩莖中MDA含量變化趨勢不一。與對照相比，第0天和第1天，10 mmol/L處理的MDA含量顯著升高，第2天和第3天時顯著降低；第0天和第1天，15 mmol/L處理的MDA含量顯著升高，第2天至第4天時顯著降低；第2天和第3天，20 mmol/L處理的MDA含量顯著降低。不同濃度處理下，與對照相比，第0天時，Ca(NO3)2處理MDA含量均顯著升高，且5 mmol/L處理MDA最高；第1天時，5和10 mmol/L處理MDA含量顯著升高；第2天時，Ca(NO3)2處理的MDA含量均顯著降低；第3天時，10、15和20 mmol/L處理MDA含量顯著降低；第4天時，5 mmol/L處理MDA含量顯著高于對照(見表2)。

同濃度Ca(NO3)2處理下，根中MDA含量變化趨勢不同。與對照相比，5 mmol/L處理僅在第3天時顯著升高；10 mmol/L處理的MDA含量在第2天顯著降低；15 mmol/L處理的MDA含量在第3天顯著升高；20 mmol/L處理的MDA含量在第3天顯著升高，而第2和第4天時顯著降低。不同濃度處理下，與對照相比，第0天和第1天時，Ca(NO3)2處理的MDA含量無顯著性差異；第2天時，10和20 mmol/L處理顯著降低；第3天時，除10 mmol/L處理外，其他Ca(NO3)2處理顯著升高；第4天時，僅20 mmol/L處理顯著降低(見表2)。

表2 不同濃度Ca(NO3)2處理下火龍果幼苗丙二醛含量比較

2.3 對幼苗POD活性的影響

與對照相比，不同濃度Ca(NO3)2處理下，老莖和嫩莖的POD活性呈現(xiàn)不同的變化趨勢，不同濃度和時間也有差異。

老莖在同一濃度Ca(NO3)2處理下，與對照相比，5 mmol/L處理的POD活性在第1天和第2天時顯著降低，第3天時顯著升高；10 mmol/L處理的POD活性在第0天和第1天顯著降低，第3天和第4天顯著升高；15 mmol/L處理的POD活性在第0天顯著升高，而其他時間均顯著降低；20 mmol/L處理的POD活性在第1天顯著升高，第3天外，其他時間點均顯著降低。不同濃度處理下，與對照相比，第0天，15 mmol/L處理的POD活性顯著升高；20 mmol/L處理顯著降低；第1天時，20 mmol/L處理顯著升高，而其他Ca(NO3)2處理顯著降低；第2天時，5、15和20 mmol/L處理的POD活性均顯著降低；第3天時，5和10 mmol/L處理顯著增高，而15 mmol/L處理顯著降低；第4天時，10 mmol/L處理顯著增高，而15和20 mmol/L處理顯著降低(見表3)。

嫩莖在同一濃度Ca(NO3)2處理后，與對照相比，5 mmol/L處理的POD活性在第0天至第3天顯著降低，而第4天顯著升高；10 mmol/L處理的POD活性在第0天、第2天和第3天顯著升高，而第1天和第4天顯著降低；15 mmol/L處理的POD活性在第0天和第4天顯著降低，而第1天和第2天顯著升高；20 mmol/L處理的POD活性在第0天至第3天顯著升高，而第4天時顯著降低。不同濃度處理下，與對照相比，第0天時，10和20 mmol/L處理的POD活性顯著升高，而5和15 mmol/L處理的顯著降低；第1天時，5和10 mmol/L處理顯著降低，而15和20 mmol/L處理顯著升高；第2天時，5 mmol/L處理顯著降低，而其他處理均顯著升高；第3天時，5 mmol/L處理顯著降低，10和20 mmol/L處理顯著升高，且10 mmol/L處理含量最高；第4天時，5 mmol/L處理顯著升高，其他處理顯著降低(見表3)。

根在Ca(NO3)2處理后，與對照相比，5 mmol/L處理的POD活性在第0天、第1天和第4天顯著降低，第2天和第3天顯著升高；10 mmol/L處理的POD活性在第3天和第4天顯著降低；15 mmol/L處理的POD活性在第1天和第2天顯著升高，而第3天和第4天顯著降低；20 mmol/L處理的POD活性在第2天至第4天時顯著降低。不同濃度處理下，與對照相比，第0天時，5和15 mmol/L處理顯著降低；第1天時，5 mmol/L處理顯著降低，而15 mmol/L處理顯著升高；第2天時，5和15 mmol/L處理顯著升高，而20 mmol/L處理顯著降低；第3天時，5 mmol/L處理顯著升高，其他處理均顯著降低；第4天時，Ca(NO3)2處理組均顯著降低(見表3)。

表3 不同濃度Ca(NO3)2處理下火龍果幼苗過氧化物酶活性比較

2.4 對幼苗SOD活性的影響

與對照相比，不同濃度Ca(NO3)2處理下，老莖、嫩莖和根中SOD活性有一定差異，不同濃度和時間變化不同。

老莖在同一濃度Ca(NO3)2處理下，與對照相比，5 mmol/L處理的SOD活性在第0、第1和第3天顯著增加，而第2天顯著降低；10 mmol/L處理的SOD活性在第2天顯著降低，除了第4天外，其他時間均顯著增高；15 mmol/L處理的SOD活性除第2天外，其他時間均顯著升高；20 mmol/L處理的SOD在第0天和第2天顯著降低，而第3天顯著增加。不同濃度處理后，與對照相比，第0天，5和15 mmol/L處理的SOD活性顯著升高，20 mmol/L處理顯著降低；第1天，除20 mmol/L處理外均顯著增加，15 mmol/L處理最高；第2天時，除15 mmol/L處理外均顯著降低；第3天時，各處理均顯著增高，5 mmol/L處理最高；第4天，15 mmol/L處理顯著增高(見表4)。

嫩莖在同一濃度Ca(NO3)2處理后，與對照相比，5 mmol/L處理除第2天外SOD活性均顯著增加；10和15 mmol/L處理的SOD活性在第1、第2和第4天顯著增加；20 mmol/L處理的SOD活性在第1和第4天顯著增加。不同濃度處理下，與對照相比，第0天時，5 mmol/L處理的SOD活性顯著升高；第1天時，各處理均顯著增加，10 mmol/L最高；第2天時，10和15 mmol/L處理顯著增加；第3天時，5 mmol/L顯著升高；第4天時，各處理均顯著增加，10 mmol/L最高(見表4)。

根在Ca(NO3)2處理后，與對照相比，5 mmol/L處理的SOD活性第0天和第4天顯著降低；10 mmol/L處理的SOD活性第3天顯著降低；15 mmol/L處理的SOD活性在第1天顯著增加；20 mmol/L處理的SOD活性在第0、第1和4天顯著降低，而第2天顯著增加。不同濃度處理下，與對照相比，第0天時，5和20 mmol/L處理顯著降低；第1天，15 mmol/L處理顯著升高，而20 mmol/L處理顯著降低；第2天，20 mmol/L處理顯著升高；第3天，10 mmol/L處理顯著降低；第4天，5和20 mmol/L處理顯著降低(見表4)。

表4 不同濃度Ca(NO3)2處理下火龍果幼苗超氧化物歧化酶活性比較

2.5 對幼苗相對電導率的影響

與對照相比，不同濃度Ca(NO3)2處理下，老莖和嫩莖的電導率都呈現(xiàn)下降趨勢，但不同濃度和時間有差異。

老莖在同一濃度Ca(NO3)2處理下，與對照相比，5 mmol/L處理的相對電導率第2天和第4天顯著降低；10 mmol/L處理的相對電導率第2天和第4天顯著降低；15 mmol/L處理的相對電導率除了第1天外均顯著降低；20 mmol/L處理的相對電導率除了第3天外均顯著降低。不同濃度處理下，與對照相比，第0天，15和20 mmol/L處理相對電導率顯著降低；第1天，20 mmol/L處理顯著降低；第2天，各處理相對電導率均顯著降低，15 mmol/L處理最低；第4天時，各處理相對電導率均顯著降低，10 mmol/L處理最低(見表5)。

老莖和嫩莖對不同濃度Ca(NO3)2處理的反應有一定差異，老莖響應時間較快，嫩莖響應時間較慢。根據電導率大小和植物抗寒性的關系可知，Ca(NO3)2處理的火龍果莖中相對電導率降低，可能對提高抗寒性有一定作用。

表5 不同濃度Ca(NO3)2處理下火龍果幼苗相對電導率比較

2.6 對幼苗脯氨酸含量的影響

與對照相比，不同濃度Ca(NO3)2處理下，老莖、嫩莖和根中脯氨酸都有一定影響，不同濃度和時間有差異。

老莖在同一濃度Ca(NO3)2處理下，與對照相比，5 mmol/L處理的脯氨酸含量在第0天和第1天顯著降低，而第2天至第4天顯著升高；10 mmol/L處理的脯氨酸含量在第2天顯著增加；15 mmol/L處理的脯氨酸含量在第0天顯著降低，而其他時間均顯著增加；20 mmol/L處理的脯氨酸含量在第0天顯著降低，第1天至第3天顯著增加。不同濃度處理下，與對照相比，第0天，各處理的脯氨酸含量均顯著降低；第1天，5 mmol/L處理顯著降低，15和20 mmol/L處理顯著升高；第2天，各處理均顯著增高，10 mmol/L處理最高；第3天時，除10 mmol/L處理外均顯著增高；第4天，5和15 mmol/L處理顯著增高(見表6)。

嫩莖在同一濃度Ca(NO3)2處理后，與對照相比，5 mmol/L處理的脯氨酸在第0天顯著降低，而其他時間點均顯著增高；10 mmol/L處理的脯氨酸含量在第2天顯著增加；15 mmol/L處理的脯氨酸含量在第0、1和4天顯著降低，第2天和第3天顯著增高；20 mmol/L處理的脯氨酸含量在第1天至第3天顯著增高。不同濃度處理下，與對照相比，第0天，各處理的脯氨酸含量均顯著降低，10 mmol/L處理最低。第1天，5和20 mmol/L處理顯著增高，10和15 mmol/L處理顯著降低；第2天，各處理組均顯著增高，15 mmol/L處理最高；第3天，除10 mmol/L處理外均顯著增加；第4天，5 mmol/L顯著升高(見表6)。

根在Ca(NO3)2處理后，與對照相比，5 mmol/L處理的脯氨酸含量第4天顯著降低，而其他時間均顯著增加；10 mmol/L處理的脯氨酸含量第3天顯著增加；15 mmol/L處理的脯氨酸含量第0天顯著降低，第3天顯著升高；20 mmol/L處理的脯氨酸含量第0天顯著降低，第1天和第3天時顯著升高。不同濃度處理下，與對照相比，第0天，5 mmol/L處理顯著增加，其他處理顯著降低，15 mmol/L處理最低；第1天，5和20 mmol/L處理顯著增加；第2天，5 mmol/L處理顯著增加，10 mmol/L處理顯著降低；第3天，各處理組均顯著增高，20 mmol/L處理最高；第4天，5 和10 mmol/L處理顯著降低(見表6)。

表6 不同濃度Ca(NO3)2處理下火龍果幼苗脯氨酸含量比較

3 結論與討論

火龍果是我國重要的南方水果之一，冬季低溫極大地限制了火龍果的種植，制約了我國的推廣速度?；瘕埞蚋缓喾N營養(yǎng)物質和口感深受消費者喜愛，供不應求。火龍果育種過程中，抗低溫也是重要的育種目標。貴州省是火龍果的主產區(qū)之一，也是目前地理位置最北方的主產區(qū)。

目前我國主載品種均不耐低溫，低溫嚴重影響火龍果生長和成活，研究抵抗低溫的措施也是重要研究方向。研究表明電導率，MDA、POD、SOD活性和脯氨酸含量與抗低溫密切相關，可反映植株抗低溫的能力[9-10]。有研究表明，低溫處理后，火龍果轉錄組數(shù)據發(fā)現(xiàn)多種金屬離子轉運相關基因上調表達，表明部分金屬離子可能與火龍果抗低溫有關[8]。外源Ca2+能提高香蕉葉片POD活性，增加可溶性糖積累和降低膜滲透率，提高香蕉幼苗的抗冷力[9]。鈣能提高檸檬試管苗可溶性蛋白含量，增強SOD和POD活性，降低MDA含量達到提高抗寒性的作用[10]。柑桔原生質體低溫鍛煉過程中，增加鈣鰲合劑或鈣調素拮抗劑，能明顯抑制柑桔原生質體抗凍性[11]。所以Ca2+在植物抗冷過程中可能起重要作用。本研究在0 ℃冷庫中，利用不同濃度Ca(NO3)2處理火龍果幼苗，其老莖、嫩莖和根中POD、SOD、MDA、電導率和脯氨酸均有一定的影響，表明Ca(NO3)2處理后，火龍果幼苗可能提高了抵抗低溫的能力。但不同濃度Ca(NO3)2處理下，各生理指標變化不一致，可能由于火龍果對不同濃度Ca(NO3)2處理的反應不同；處理不同時間后，各生理指標變化較大，可以利用不同濃度Ca(NO3)2處理不同低溫火龍果，起到最優(yōu)的效果。本研究沒有結合不同低溫處理，檢測不同濃度Ca(NO3)2處理后火龍果幼苗是否具有抵抗低溫的能力，還需要進一步研究。