黃建 馬占峰 王念磊 劉潤生 張海偉

摘要 采用室內(nèi)低溫脅迫模擬試驗，研究了不同生育期煙苗在低溫條件下葉片生理生化變化。研究表明，不同生育期煙苗對低溫脅迫均產(chǎn)生一定響應，低溫處理下，所有處理的煙苗葉綠素含量均較對照降低，而可溶性糖含量、丙二醛含量、電解質(zhì)滲透率均較對照增高，這是對低溫脅迫的生理響應機制。綜合來看，以6葉1心生育期的煙苗葉綠素含量降幅較小，且其他生理物質(zhì)增幅較小，說明該生育期煙苗能夠更好地抵抗低溫脅迫。

關鍵詞 低溫;烤煙;生育期;生理特性;滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)

中圖分類號 S572 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）17-0046-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.17.013

Abstract The physiological and biochemical changes of flue-cured tobacco leaves at different growth stages under low temperature stress were studied in laboratory. The results showed that the seedlings of different growth stages had a certain response to low temperature stress. Under low temperature treatment， the chlorophyll content of all seedling ages was lower than that of the control， the contents of soluble sugar， malondialdehyde and electrolyte permeability were higher than those of the control， which was the physiological response mechanism to low temperature stress. The chlorophyll content of 6-leaf-1-heart seedling decreased little， and the other physiological substances increased little， which showed that the seedling could resist the low temperature stress better.

Key words Low temperature;Flue-cured tobacco;Growth stages;Physiological characteristic;Osmotic adjustment substance

近年來，為了培育適時、整齊和健壯的無病毒煙苗的烤煙壯苗，國內(nèi)很多煙區(qū)開展了播種期和苗齡方面的研究[1-3]。由于煙苗移栽后在大田期容易受到低溫的影響，苗齡與低溫脅迫的關系研究也需要引起重視。研究表明，低溫脅迫下植物葉片活性氧大量產(chǎn)生，導致細胞膜的相變或氧化損傷[4]，極端低溫還會破壞細胞內(nèi)環(huán)境的平衡，破壞植物正常的新陳代謝[5]。煙苗移栽后受到低溫寒潮侵襲時還會出現(xiàn)早花現(xiàn)象[6-7]，對煙葉生長及產(chǎn)質(zhì)量造成較大的影響。駱啟章等[8]研究指出，煙草6～12片真葉時為低溫敏感階段。段雯等等[9]認為，不同苗齡的煙苗對低溫脅迫的敏感程度有較大差異。江西煙區(qū)早春氣溫偏低且多為寡照天氣，煙苗移栽后容易受到“倒春寒”等惡劣天氣影響[10]，對煙葉的品質(zhì)影響較大。鑒于此，筆者以江西主栽烤煙品種云煙87為試驗材料，在光照培養(yǎng)箱條件下，研究不同生育期的煙苗對持續(xù)低溫的敏感程度，為優(yōu)質(zhì)烤煙大田生產(chǎn)中培育壯苗提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試烤煙品種為云煙87。育苗盤采用輕質(zhì)泡沫塑料128 孔育苗盤。

1.2 試驗設計

低溫脅迫試驗在江西省煙草科學研究所實驗室進行。烤煙苗期前期培養(yǎng)在贛州市瑞金煙葉基地鋼架育苗棚內(nèi)采用濕潤育苗方式，進行烤煙育苗專用肥于烤煙出苗后對水施入育苗池。待煙苗長出第 5、6、7、8 片真葉時分別選擇長勢均勻一致的煙苗 6 盤，運到江西省煙草科學研究所實驗室，每個生育期煙苗均分為2組，分別在光照培養(yǎng)箱內(nèi)常溫（晝/夜25 ℃/10 ℃）和低溫（晝/夜11 ℃/6 ℃）條件下繼續(xù)培養(yǎng)4 d，光周期為12 h/12 h，箱內(nèi)相對濕度為75%～80%。

1.3 測定項目與方法

在培養(yǎng)箱中放置 4 d后分別取樣，各處理選取代表性煙苗10株，自下向上取適量的第3～5片完全展開葉用于測定煙葉生理生化指標。其中超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑法測定[11]，過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法測定[11];參照王學奎[12]的方法測定丙二醛和可溶性糖含量;采用丙酮-乙醇（1∶1）混合浸提法測定葉綠素 a、b含量[13];采用電導儀測定相對電導率[13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 20.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析;采用Excel 2013進行表格的生成。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫對不同生育期煙苗葉綠素含量的影響 由表1可知，低溫對不同生育期煙苗的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均有顯著的影響，低溫條件下葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均顯著低于常溫對照。與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心和8葉1心4個生育期煙苗葉綠素a含量降幅分別為22.6%、16.5%、18.2%、22.3%，葉綠素b含量降幅分別為250%、17.1%、17.5%、18.3%，葉綠素總量降幅分別為23.2%、16.7%、18.0%、21.2%。由此可見，6葉1心、7葉1心煙苗葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總量比對照的降低幅度小，說明這2個生育期煙苗能更好地應對低溫帶來的傷害。

2.2 低溫對不同生育期煙苗可溶性糖含量的影響 由表2可知，低溫處理條件下可溶性糖含量均高于常溫對照。不同生育期煙苗對低溫的響應不同。與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心和8葉1心煙苗可溶性糖含量增加的幅度分別為58.3%、26.5%、26.9%、40.9%。由此可以看出，6葉1心、7葉1心生育期煙苗可溶性糖含量增幅較少，說明這2個時期煙苗能更好地適應低溫環(huán)境。

2.3 低溫對不同生育期煙苗丙二醛含量的影響

低溫條件下不同生育期煙苗的丙二醛含量均高于常溫對照（表3）。不同生育期煙苗對低溫的響應不同。與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心、8葉1心4個生育期葉片丙二醛含量增加的幅度分別為38.3%、29.7%、31.7%、32.8%，從丙二醛含量的增加幅度可以看出，6葉1心生育期煙苗丙二醛含量增加較少，說明這個時期煙苗更能適應低溫環(huán)境。

2.4 低溫對不同生育期煙苗電解質(zhì)滲透率的影響 由表4可知，低溫處理條件下電解質(zhì)滲透率均高于常溫對照。不同生育期煙苗對低溫的響應不同，與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心、8葉1心4個生育期葉片增加幅度分別為252%、20.1%、21.8%、22.4%，從電解質(zhì)滲透率的提高幅度可以看出，6葉1心、7葉1心生育期煙苗電解質(zhì)滲透率增幅較少，說明這2個時期煙苗更能適應低溫環(huán)境，其中以6葉1心煙苗表現(xiàn)最好。

2.5 低溫對不同生育期煙苗SOD和CAT 活性的影響 由表5可知，常溫下不同生育期煙苗的SOD、CAT 活性差異較小。低溫處理后，不同生育期煙葉保護性酶 SOD、CAT活性均較常溫對照有所降低。不同生育期煙苗對低溫的響應不同。與對照相比，5葉1心、6葉1心、7葉1心、8葉1心煙苗SOD活性分別降低7.7%、2.4%、5.3%、6.3%，CAT活性降低的幅度分別為12.8%、8.0%、8.9%、10.4%。相同低溫處理下，6葉1心煙苗保護性酶 SOD和CAT 活性較對照降幅較小。

3 討論

苗期低溫凍害、移栽后“倒春寒”是影響東南煙區(qū)烤煙生產(chǎn)和產(chǎn)質(zhì)量的主要因素之一[14] 。壯苗移栽能夠有效降低低溫的危害，因此開展不同生育期煙苗對低溫的響應研究具有重要意義。研究表明，植物耐低溫是作物體內(nèi)一系列生理生化過程綜合作用的結(jié)果，由多基因調(diào)控并受到外界環(huán)境的影響。丁紅映等[15]綜合多項研究指出，膜透性、丙二醛含量、質(zhì)體色素及煙葉碳氮化合物含量均可作為鑒定作物耐低溫的指標。

研究表明，低溫會傷害植物細胞葉綠體，直接影響植物光合作用的光化學反應，導致葉綠素含量降低，光合產(chǎn)物運輸受阻后可溶性糖含量升高[16-18]。該研究結(jié)果表明，低溫對不同生育期的煙苗葉綠素含量和可溶性糖含量均有顯著影響，但不同生育期煙苗對低溫的敏感程度有所差異，6葉1心煙苗葉綠素含量降幅及可溶性糖含量增幅均小于其他生育期煙苗，表明該生育期煙苗受到低溫脅迫的影響相對較小。

細胞膜透性常常被作為測定植物抗寒能力的重要生理指標[19-20] 。研究表明，丙二醛含量和電解質(zhì)滲透率可以反映細胞膜損傷程度[21] 。該試驗中，6葉1心煙苗葉片丙二醛含量的增幅較其他處理小，表明該生育期煙苗葉片細胞膜損傷程度較低，這與各處理煙苗葉片的SOD和CAT活性測定結(jié)果是相對應的。研究表明，植物在低溫脅迫下SOD、POD及CAT的酶活性會增加，增加的幅度與植物的抗寒性呈正相關[22]。該試驗中6葉1心煙苗保護性酶SOD和CAT活性較對照降幅較小。因此，該處理煙苗在低溫逆境下清除活性氧自由基的能力較強，降低了膜系統(tǒng)的氧化損傷和過氧化損傷，有助于煙草抵御低溫脅迫。

4 結(jié)論

不同生育期煙苗對低溫均有一定的響應，低溫處理下，煙苗葉綠素含量降低，可溶性糖含量、丙二醛含量、電解質(zhì)滲透率均較常溫對照增高，這是對低溫脅迫的生理應對機制。綜合來看，以6葉1心生育期煙苗葉綠素含量降幅較小，而其他生理物質(zhì)增幅較小，說明該生育期煙苗能夠更好地適應低溫。在江西煙區(qū)生態(tài)條件下，根據(jù)不同生育期煙苗對低溫的敏感程度，可為培育壯苗及調(diào)整大田移栽期和移栽方式提供理論依據(jù)。

參考文獻

[1] 譚子笛，陳代榮，黃峰，等.不同播種期對烤煙K326品質(zhì)及產(chǎn)量的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（15）：18-19.

[2] 郭芳軍，葉想青，張佳澤.播栽期對烤煙生長和產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2017，13（2）：93-98.

[3] 潘周云，陳杰，包正元，等.播種期對烤煙煙苗素質(zhì)的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學，2019，47（7）：26-29.

[4] PRADHAN S，GOSWAMI A K，SINGH S K，et al. Physiological and biochemical alterations due to low temperature stress in papaya genotypes[J].Indian journal of horticulture，2017，74（4）：491-497.

[5] AWASTHI R，BHANDARI K，NAYYAR H.Temperature stress and redox homeostasis in agricultural crops[J]. Frontiers in environmental science，2015，3（11）：1-24.

[6] 劉成偉，郭仕平，何余勇.低溫脅迫對不同品種和苗齡烤煙早花發(fā)生的影響[J]. 江西農(nóng)業(yè)學報，2012，24（3）：132-134.

[7] 周冀衡，朱小平，王彥亭，等.煙草生理與生物化學[M].合肥：中國科學技術大學出版社，1996.

[8] 駱啟章，于梅芳.煙草育種與良種繁育[M]. 濟南：山東科學技術出版社，1987.

[9] 段雯，初正春，周胤琦.苗期低溫誘導對烤煙生長發(fā)育的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2020，48（1）：49-51.

[10] 李琦瑤，陳愛國，王程棟，等.低溫脅迫對烤煙幼苗光合熒光特性及葉片結(jié)構(gòu)的影響[J].中國煙草學報，2018，24（2）：30-38.

[11] 孫群，胡景江.植物生理學研究技術[M].楊凌：西北農(nóng)林科技大學出版社，2006：170-171.

[12] 王學奎.植物生理生化實驗原理和技術[M].2版.北京：高等教育出版社，2006.

[13] 李合生.現(xiàn)代植物生理學[M].北京：高等教育出版社，2002.

[14] 羅靜，陳建軍，呂永華，等.抗早花烤煙新品系的生育特征及其品質(zhì)研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2010，39（5）：39-43.

[15] 丁紅映，王明，謝潔，等.植物低溫脅迫響應及研究方法進展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2019，47（14）：31-36.

[16] 徐雯，楊景，鄭明明，等.低溫脅迫下分蘗期小麥葉片細胞結(jié)構(gòu)及表面糖蛋白的變化[J].麥類作物學報，2014，34（3）：403-411.

[17] 楊華庚，林位夫.低溫脅迫對油棕幼苗光合作用及葉綠素熒光特性的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，2009，25（24）：506-509.

[18] 李琦瑤，陳愛國，王程棟，等.低溫脅迫對烤煙幼苗光合熒光特性及葉片結(jié)構(gòu)的影響[J].中國煙草學報，2018，24（2）：30-38.

[19] PALTA J P，WHITAKER B D，WEISS L S.Plasma membrane lipids associated with genetic variability in freezing tolerance and cold acclimation on of Solanum species[J].Plant physiology，1993，103（3）：793-803.

[20] 鮑思偉.自然降溫過程中云錦杜鵑抗寒適應性研究——水分、滲透調(diào)節(jié)物的動態(tài)變化與低溫半致死溫度的關系[J].福建林業(yè)科技，2005，32（2）：13-16.

[21] 劉艷陽，李俊周，陳磊，等.低溫脅迫對小麥葉片細胞膜脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物及相關酶活性的影響[J].麥類作物學報，2006，26（4）：70-73.

[22]彭昌操，孫中海.低溫鍛煉期間柑桔原生質(zhì)體SOD和CAT酶活性的變化[J].華中農(nóng)業(yè)大學學報，2000（4）：384-387.