韋安星

（山東省單縣東城街道辦事處，山東 單縣 274300）

玉米是重要的糧食和飼料作物，苗期易受低溫冷害，影響玉米的正常生長(zhǎng)[1]。研究發(fā)現(xiàn)，低溫環(huán)境下植物體內(nèi)的酶活性降低，導(dǎo)致酶促反應(yīng)減弱，生長(zhǎng)停滯；溫度過(guò)低還會(huì)導(dǎo)致葉片光系統(tǒng)Ⅱ活性中心受損，從而降低葉片光合能力，影響物質(zhì)積累和生長(zhǎng)發(fā)育[2]。褪黑素是一種植物激素，能夠調(diào)節(jié)植物對(duì)環(huán)境的耐受性，提高植物抗逆性。研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素能夠提高低溫脅迫下植物的SOD、PO、CAT 活性，降低丙二醛含量，從而緩解低溫對(duì)幼苗的過(guò)氧化傷害[3]。唐鴻呂等[4]研究表明，外源褪黑素處理能夠有效緩解甘藍(lán)幼苗期間低溫脅迫造成的傷害，提高了甘藍(lán)幼苗的抗低溫能力。李欠敏等[5]研究表明，褪黑素處理的大白菜凈光合速率和可溶性蛋白含量增加，SOD、POD 和APX 的活性提高，丙二醛含量降低。本文對(duì)低溫脅迫下，不同濃度褪黑素對(duì)玉米幼苗生理特性的影響開展試驗(yàn)研究，為提高玉米苗期抗性提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)玉米品種為先玉335。

褪黑素試劑購(gòu)于上海麥克林生化科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，幼苗4 片真葉時(shí)以清水為對(duì)照，設(shè)置4 個(gè)褪黑素溶液濃度，分別為60、120、180、240μmol/L，均勻噴灑到葉片表面記為T1、T2、T3、T4 處理。褪黑素溶液每隔1 天噴1 次，共噴3 次。處理期間光周期為14 h（晝）、10 h（夜），光照強(qiáng)度33000 lx，溫度為4℃（晝）、0℃（夜）。每個(gè)處理重復(fù)設(shè)置5 次重復(fù)，第3 次噴施48 h 后取樣測(cè)定各指標(biāo)。

1.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備

玉米種子消毒后在培養(yǎng)箱中催芽，露白后播種在50 孔穴盤中，隨后放置在光照培養(yǎng)箱中，光周期為14 h（晝）、10 h（夜），溫度為22℃（晝）、15℃（夜），光照強(qiáng)度6600 lx。處理7 天后移栽于6 cm×6 cm 營(yíng)養(yǎng)缽中，轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)箱備用。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.4.1 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)測(cè)定。采用蒽酮比色法測(cè)定玉米幼苗可溶性糖含量，采用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法測(cè)定玉米幼苗可溶性蛋白質(zhì)含量，采用酸性茚三酮顯色法測(cè)定游離脯氨酸。

1.4.2 保護(hù)酶活性測(cè)定。參考李合生[8]的方法，測(cè)定SOD、POD 和CAT 活性。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 和SPSS24.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、分析，采用Duncan’s 法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源褪黑素對(duì)低溫脅迫玉米幼苗保護(hù)酶活性的影響

由表1 可知，外源褪黑素對(duì)低溫脅迫玉米幼苗保護(hù)酶活性有顯著影響。其中，SOD 活性隨褪黑素濃度增加呈先升高后降低趨勢(shì)，T3 處理達(dá)到最大值，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3、T4 處理分別比CK 高7.99%、17.07%、33.19%、23.33%。POD 活性和SOD 變化趨勢(shì)相似，T1、T2、T3、T4 處理分別比CK 高37.66%、53.55%、170.29%、120.50%。CAT活性隨褪黑素濃度增加呈逐漸增加趨勢(shì)，處理間差異均顯著，且T1、T2、T3、T4 處理均顯著高于CK，分別比CK 高61.64%、86.12%、134.12%、155.37%。

表1 不同濃度外源褪黑素處理的低溫脅迫玉米幼苗保護(hù)酶活性

2.2 外源褪黑素對(duì)低溫脅迫玉米幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

由表2 可知，外源褪黑素顯著影響低溫脅迫玉米幼苗的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量。其中，隨著褪黑素濃度增加，脯氨酸含量呈先升高后降低趨勢(shì)，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3、T4 處理分別比CK高13.42%、34.98%、59.86%、47.70%，各處理間差異均顯著，T3 處理脯氨酸含量最高?？扇苄蕴呛孔兓厔?shì)和脯氨酸相似，T1、T2、T3、T4 處理分別比CK高27.95%、69.38%、132.99%、87.86%，各處理間差異均顯著。可溶性蛋白隨褪黑素濃度增加呈逐漸增加趨勢(shì)，T1、T2、T3、T4 處理分別比CK 高30.48%、104.81%、143.85%、127.81%。

表2 不同濃度外源褪黑素處理的低溫脅迫玉米幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)

3 結(jié)論與討論

植物在受到低溫脅迫時(shí)，細(xì)胞內(nèi)超氧陰離子大量積累，為了清除超氧陰離子，減小氧化損傷，植物體內(nèi)會(huì)啟動(dòng)系列反應(yīng)機(jī)制，其中包括抗氧化酶的作用。有研究表明，外源褪黑素能夠提高植株在低溫脅迫下的保護(hù)酶活性[6]。本次試驗(yàn)結(jié)果表明，褪黑素處理顯著提高低溫脅迫玉米幼苗葉片的SOD、POD 和CAT 活性，說(shuō)明外源褪黑素能夠提高幼苗對(duì)低溫的適應(yīng)能力，緩解低溫造成的過(guò)氧化傷害。本次試驗(yàn)中，濃度為180μmol/L 時(shí)保護(hù)酶活性較高。

滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)是植物低于外界傷害的防御物質(zhì)[7]。本次試驗(yàn)結(jié)果表明，外源褪黑素能夠提高低溫脅迫玉米幼苗的脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量，在濃度為180μmol/L 時(shí)，各滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量較高。由此可知，適宜濃度的外源褪黑素能夠維持低溫脅迫玉米幼苗葉片較高的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化酶活性，濃度為 180μmol/L 時(shí)效果較佳。