張婷　張文杰　石夢(mèng)云　宋慶科　趙林　魏猛

摘要：探究外源H2O2處理對(duì)草莓花芽生長(zhǎng)及生理的影響，以期為草莓促早栽培提供一定的理論依據(jù)。試驗(yàn)以妙香7號(hào)草莓為研究對(duì)象，分別設(shè)置3個(gè)H2O2濃度（5、10、15 mmol/L）和3個(gè)持續(xù)噴施時(shí)間（5、10、15 d），加上清水對(duì)照，共10個(gè)處理，測(cè)定不同處理下花序形態(tài)表現(xiàn)及生理特性。結(jié)果表明：現(xiàn)蕾期，H2O2濃度為5 mmol/L水平下的現(xiàn)蕾比例超過(guò)了50%，顯著高于其他處理；經(jīng)過(guò)H2O2處理后的花序有明顯的縮短；外源H2O2處理促進(jìn)了活性氧代謝，O-2·含量迅速增加，丙二醛含量降低，激活了保護(hù)酶系，SOD、POD、CAT活性顯著增加，有效清除了活性氧；SOD活性方面，5-5、5-10、10-10、15-10處理均高于其他處理組合；POD活性方面，5-5、5-10、5-15、10-10處理均高于其他組合；CAT活性方面，5-10、5-15、10-15處理高于其他組合。通過(guò)因子分析及主成分分析對(duì)各處理進(jìn)行綜合排名可得：5 mmol/L H2O2連續(xù)噴施10 d，效果最佳。

關(guān)鍵詞：草莓；外源H2O2；花芽分化；生理特性

中圖分類號(hào)：S668.401文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2023）21-0168-06

植物從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)進(jìn)入生殖生長(zhǎng)過(guò)程中，花芽的分化和形成作為關(guān)鍵時(shí)期，影響著植物個(gè)體發(fā)育。生產(chǎn)上，研發(fā)促進(jìn)花芽提早分化的技術(shù)，使果實(shí)提早成熟上市，提高果農(nóng)收益，成為果樹(shù)研究熱點(diǎn)之一。

植物成花轉(zhuǎn)變是周圍環(huán)境因素和內(nèi)源開(kāi)花基因蛋白共同調(diào)控的結(jié)果。光照是決定植物花芽分化與否的關(guān)鍵外界因子之一，影響著花芽分化的進(jìn)程。曹亞萍等研究表明，遮陰、短日照均能誘導(dǎo)草莓的花芽分化［1-3］。另外，合適的溫度處理（冷庫(kù)、高山育苗）也能促進(jìn)草莓花芽提早分化，是實(shí)踐中比較常用的方法，但是操作復(fù)雜，成本較大，推廣范圍較?。?-5］。H2O2作為信息分子家族的新成員之一，是一種相對(duì)穩(wěn)定的活性氧，它的作用機(jī)理在于通過(guò)改變細(xì)胞和轉(zhuǎn)錄因子的氧化還原狀態(tài)及各種酶（蛋白酶、蛋白磷酸酶和離子通道）的活性，進(jìn)而影響調(diào)控相關(guān)信號(hào)通路，對(duì)相應(yīng)的逆境作出積極的反應(yīng)［6-7］，包括種子萌發(fā)、耐逆性等，而H2O2作為活性氧對(duì)花芽分化影響的研究報(bào)道主要集中于擬南芥、煙草，在草莓上鮮有報(bào)道［8-12］。所以，本試驗(yàn)通過(guò)研究外源H2O2處理（濃度、時(shí)間）對(duì)草莓花芽分化的生理影響，篩選出最佳的處理組合，初步探討過(guò)氧化氫在促早栽培過(guò)程中的調(diào)控機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及其處理

試驗(yàn)于2020年6—11月在徐州現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地避雨育苗棚中進(jìn)行。供試草莓品種為妙香7號(hào)，抗病性強(qiáng)，植株長(zhǎng)勢(shì)好。于2020年6月選擇健康、無(wú)病害的匍匐莖扦插于32孔穴盤(pán)中，進(jìn)行正常生產(chǎn)管理。待苗齡達(dá)到60～70 d時(shí)，選擇葉片飽滿、色澤新鮮正常、無(wú)病蟲(chóng)害，生長(zhǎng)均勻一致的種苗進(jìn)行H2O2噴施處理。

于8月25日，利用噴壺噴施外源H2O2溶液，噴施濃度為5、10、15 mmol/L，噴施時(shí)間為5、10、15 d，分別標(biāo)記為5-5、5-10、5-15、10-5、10-10、10-15、15-5、15-10、15-15處理（表1），以噴灑清水為對(duì)照（CK），共計(jì)10個(gè)處理，每個(gè)處理4個(gè)穴盤(pán)，共計(jì)128株苗。

H2O2處理結(jié)束后，于9月9日將試驗(yàn)材料定植于普通日光溫室中，進(jìn)行常規(guī)栽培管理。

1.2 試驗(yàn)方法

現(xiàn)蕾率及花序形態(tài)的調(diào)查：于10月28日記錄1次不同處理草莓植株的現(xiàn)蕾率，現(xiàn)蕾率＝現(xiàn)蕾株數(shù)／總株數(shù)×100%。利用卷尺和游標(biāo)卡尺調(diào)查花序長(zhǎng)度及花序粗度，重復(fù)20次。

生理指標(biāo)的測(cè)定：從處理結(jié)束開(kāi)始（9月10日）至定植后的3周（9月29日），隨機(jī)選取6株草莓地上部健康、無(wú)病蟲(chóng)害的中心葉，一共取樣4次，取樣時(shí)間為9月10、16、 22、29日，帶回實(shí)驗(yàn)室保存于 -80 ℃ 冰箱備用。采用羥胺氧化法測(cè)定超氧陰離子（O-2·）的含量，TBA法測(cè)定丙二醛（MDA）的含量，考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定可溶性蛋白含量，氮藍(lán)四唑（NBT）法測(cè)定SOD活性，愈創(chuàng)木酚法測(cè)定POD活性，過(guò)氧化氫法測(cè)定CAT活性［13］。

用WPS Office 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析方法（Duncans法）進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理下花序生長(zhǎng)表現(xiàn)變化

由圖1可知，首先，除了處理10-15、15-5外，其他H2O2處理使得現(xiàn)蕾比例高于對(duì)照，其中H2O2濃度為5 mmol/L水平下的現(xiàn)蕾比例超過(guò)了50%，高于其他處理（圖1-A），由此可知，外源H2O2在促進(jìn)花芽分化中發(fā)揮一定的積極作用。另外，外源H2O2處理后的花序粗度和長(zhǎng)度均與對(duì)照有明顯的變化（圖1-B、圖1-C），其中，經(jīng)過(guò)H2O2處理后的花序有明顯的縮短，處理10-5縮短幅度最大，達(dá)到50.7%，粗度方面，各處理均低于對(duì)照。

2.2 H2O2處理對(duì)草莓O-2·、MDA、可溶性蛋白含量的動(dòng)態(tài)變化

活性氧是植物在有氧代謝中產(chǎn)生的，而超氧陰離子（O-2·）是活性氧因子之一。由圖2-A可知，除CK外，同一處理下超氧陰離子含量隨著時(shí)間呈遞減趨勢(shì)，且均存在顯著差異，9月10日含量最大。另外，隨著噴施H2O2濃度和時(shí)間的增加，超氧陰離子含量總體呈上升趨勢(shì)。由圖2-B可知，除15-10處理外，其他處理組在中期（9月16日）下的MDA含量均低于其他取樣時(shí)間，其中5-10、5-15、10-15處理組合在9月16日達(dá)到了顯著水平，各處理后期（9月22日、9月29日）的MDA含量均高于前期；對(duì)照在9月22日丙二醛含量最低。不同時(shí)間下的可溶性蛋白含量變化見(jiàn)圖2-C，其中5-5、5-10、5-15、10-5、10-15、15-10處理的可溶性蛋白含量在9月16日均最高，而10-10、15-5處理可溶性蛋白含量在9月10日達(dá)到最高，15-15對(duì)照、CK可溶性蛋白含量在9月22日達(dá)到最高。

2.3 不同處理間抗氧化酶活性的動(dòng)態(tài)變化

隨著時(shí)間的延長(zhǎng) 9個(gè)處理組草莓葉片SOD 活性呈先上升后下降的趨勢(shì)（圖3-A），均在9月16日達(dá)到了最大，對(duì)照在9月22日SOD活性達(dá)到了最大。各處理間POD活性的變化可知（圖3-B），5-5、5-10、5-15、10-5、10-10處理在9月16日達(dá)到最高，15-5、15-10、15-15處理在9月10日達(dá)到最高，CK在9月22日POD活性達(dá)到最高。圖3-C為CAT活性變化趨勢(shì)，5-5、5-10、5-15、10-5、15-10處理的CAT活性在9月16日達(dá)到了最高，對(duì)照在9月22日達(dá)到最高，10-10處理在9月22日極顯著高于其他時(shí)間點(diǎn)，15-5處理在9月10日CAT活性達(dá)到了最高，達(dá)到極顯著水平。

2.4 H2O2對(duì)草莓葉片生理特征的影響

由圖1至圖3綜合分析可知，處理后9月16日是試驗(yàn)指標(biāo)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，特此以9月16日為定量進(jìn)行處理間的顯著性分析，由表2可知，O-2·含量隨著處理濃度和時(shí)間的變化呈先增加后下降的趨勢(shì)，在15-5處理下，O-2·含量達(dá)到最大，其次是15-10、10-15處理，處理15-5、15-10、10-15極顯著高于其他處理組合；MDA含量方面，對(duì)照極顯著高于其他處理，10-15、5-10、15-15處理的丙二醛含量較低；各處理可溶性蛋白含量無(wú)顯著差異，但5-10處理水平下的可溶性蛋白含量最高；SOD活性方面，5-5、5-10、10-10及15-10均高于其他處理組合；POD活性方面，5-5、5-10、5-15及10-10均高于其他組合；CAT活性方面，5-10、5-15、10-15處理活性較高。

2.5 過(guò)氧化氫處理綜合性狀評(píng)價(jià)

通過(guò)主成分分析結(jié)果（表3），依據(jù)累積貢獻(xiàn)率≥85%，提取了4個(gè)主成分因子，分別為SOD活性因子、丙二醛因子、可溶性蛋白因子及CAT活性因子，通過(guò)權(quán)重計(jì)算獲得主成分得分模型：F總=0.392F1+0.298F2+0.179F3+0.131F4，每個(gè)處理的綜合得分見(jiàn)表4，不同處理由高到低排名順序?yàn)?5-10、15-10、5-5、5-15、10-5、10-10、CK、15-5、15-15、10-15 。

3 結(jié)論與討論

H2O2作為最穩(wěn)定的活性氧，通過(guò)超氧化物歧化酶、NADPH氧化酶、脂氧合酶等在葉綠體和線粒體中經(jīng)電子傳遞而產(chǎn)生的信號(hào)分子［15-17］。當(dāng)噴施外源H2O2溶液時(shí)，打破了體內(nèi)原有的活性氧的動(dòng)態(tài)平衡，細(xì)胞內(nèi)由于大量活性氧積累，產(chǎn)生氧脅迫，為了清除多余的活性氧，需要啟動(dòng)抗氧化酶系統(tǒng)，調(diào)節(jié)酶類和非酶類含量使其趨于平衡狀態(tài)［18］。

草莓在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化的初期，即花芽形成期，伴隨一系列的酶類和非酶類等內(nèi)含物含量變化與轉(zhuǎn)換，其中丙二醛、可溶性還原糖、可溶性蛋白質(zhì)、超氧化歧化酶、過(guò)氧化物酶與其有密切關(guān)系。首先，丙二醛是植物細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的最終產(chǎn)物，能與細(xì)胞內(nèi)各種成分發(fā)生反應(yīng)，從而抑制細(xì)胞保護(hù)酶活性，降低抗氧化物含量，造成膜嚴(yán)重?fù)p傷；抗氧化物酶（SOD、POD、CAT）活性的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)在一定程度上反映了植物體內(nèi)活性氧的代謝速度，從前期動(dòng)態(tài)變化到后期恢復(fù)到一定的水平，降低了植物體內(nèi)的活性氧含量，而在此動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，可能使得細(xì)胞氧化還原狀態(tài)發(fā)生了改變，會(huì)引起相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子和開(kāi)花基因的表達(dá)。本試驗(yàn)中噴施外源H2O2后，活性氧含量升高，SOD、CAT、POD活性逐漸升高，代表著其消除活性氧自由基直至恢復(fù)正常，在花芽分化期達(dá)到最高峰，即SOD、CAT、POD活性與花芽分化進(jìn)程呈正相關(guān)，此結(jié)果與涂淑萍等的研究結(jié)果［19-21］一致。而噴施H2O2處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者濃度過(guò)高，對(duì)草莓的氧化系統(tǒng)損傷較大，難以清除大量的活性氧自由基，平衡系統(tǒng)遭到破壞，影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育，從而不利于開(kāi)花相關(guān)基因的表達(dá)［22］。試驗(yàn)結(jié)果表明，一定濃度的H2O2和合適的時(shí)間能促進(jìn)草莓提前花芽分化，但相關(guān)的分子機(jī)理和信號(hào)機(jī)制需要進(jìn)一步深入探索。

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收稿日期：2023-02-16

基金項(xiàng)目：徐州市科技創(chuàng)新專項(xiàng)資金（編號(hào)：KC2022085）。

作者簡(jiǎn)介：張 婷（1989—）女，甘肅靜寧人，碩士，助理研究員，從事果樹(shù)種質(zhì)資源及適應(yīng)性方面的研究。E-mail：tingzhang322@163.com。

通信作者：魏 猛，博士，副研究員，從事土壤養(yǎng)分管理及草莓栽培技術(shù)等方面研究。E-mail：weimeng1024@163.com。