低温胁迫对油菜幼苗丙二醛含量的影响

2012-04-29王仕林黄辉跃唐建汪仁全王相权

湖北农业科学 2012年20期

王仕林　黄辉跃　唐建　汪仁全　王相权

摘要：为鉴定不同栽培类型油菜的抗寒性，选取3种栽培类型（甘蓝型、芥菜型和白菜型）油菜的幼苗，采用人工气候箱控温的方法，对油菜幼苗在不同程度的低温胁迫处理后叶片内丙二醛含量变化进行了研究。结果表明，油菜叶片丙二醛含量总体上随温度下降及低温胁迫时间延长而逐渐增加；油菜叶片丙二醛含量的变化幅度及具体变化规律因栽培类型和低温处理条件而异；3种类型油菜中，白菜型油菜的抗寒性强。

关键词：低温胁迫；油菜幼苗；丙二醛

中图分类号：Q945.78文献标识码：A文章编号：0439-8114（2012）20-4467-03

油菜是世界范围内广泛种植的重要的油料作物。近年来，随着极端天气的频繁发生，在油菜的生长发育期间时常受到寒害的不利影响，张学昆等[1]2008年对长江流域油菜低温冻害调查分析后指出，低温造成2008年全国冬油菜产区单产比2007年减产10.9%。因此，选育抗寒品种是防止寒害发生的重要途径。

吴能表等[2]指出植物对低温的适应机制是通过提高细胞内小分子物质浓度来实现的，并且这种变化是一个动态过程，在一定范围内随着逆境处理时间的延长，这些低温诱导物质又会逐渐适应和恢复。MDA是细胞膜脂过氧化反应的重要产物，其含量的多少体现了细胞膜被破坏的程度[3]。低温胁迫下MDA会大量积累，并且随着低温时间的加长，植物本身清除能力下降，其MDA含量上升。因而，MDA在植物中的含量多少，可以作为判断植株抗冷害能力的指标之一。在植物的抗寒生理研究中，常把MDA含量作为衡量植物抗寒性的指标之一[4]。

有关油菜抗寒生理方面的研究已有一些报道[5-10]，但针对3种栽培类型油菜的抗寒性研究较少。因此，通过研究低温对3种栽培类型油菜幼苗中丙二醛含量的影响，可为油菜抗寒材料的选育提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料为3种栽培类型的常规油菜：白菜型油菜（Brassica campestris L.）、甘蓝型油菜（Brassica napus L.）和芥菜型油菜（Brassica juncea L.）。3种类型油菜材料均由重庆市油菜工程技术研究中心提供，为该中心经过多年自交选育的3种栽培类型的冬性油菜品系。

1.2试验方法

1.2.1试验设计分别选取饱满、均匀一致的3种类型油菜种子50粒，用0.1%的升汞消毒10 min，自来水冲洗干净后，播种到营养钵中，并在自然条件下培养。当幼苗长到2～3叶时，将其移到光照培养箱中进行低温处理，随机选取处理后的油菜幼苗20株，将选取幼苗叶片全部剪下备用。温度设置为4个梯度：常温（20 ℃）、9、6和3 ℃，处理时间为24、48、72 h，以常温为对照。

1.2.2丙二醛含量的测定采用硫代巴比妥酸法[11]。其具体方法是：取叶片3 g于研钵中，加2 mL去离子水研磨成匀浆，将匀浆转移到试管中，再用3 mL去离子水分两次冲洗研钵，合并提取液中加入50 mL 0.5%硫代巴比妥酸溶液，摇匀。在沸水浴中煮沸10 min后立即取出，待冷却后以3 000 g离心15 min，取上清液在534 nm和600 nm下测定吸光度。

1.2.3数据分析采用DPS软件进行数据分析。

2结果与分析

2.1不同温度下丙二醛含量的差异

油菜幼苗在受到低温胁迫时，芥菜型油菜和白菜型油菜处理24 h时各处理丙二醛含量均低于对照，甘蓝型油菜在处理24 h时只有3 ℃处理的丙二醛含量高于对照；芥菜型油菜和甘蓝型油菜在低温处理48和72 h时丙二醛含量均高于对照，白菜型油菜在低温处理48 h时丙二醛含量均高于对照，在低温处理72 h时只有3 ℃处理的丙二醛含量高于对照（表1）。从3 ℃处理72 h的结果可以看出，白菜型油菜丙二醛的变化幅度最小，这一结果表明白菜型油菜的抗寒能力强于其他两种栽培类型油菜。

2.2不同时间低温处理后丙二醛含量的变化

甘蓝型油菜受到低温胁迫后，丙二醛含量随着时间的延长而明显增加；而白菜型油菜则表现出先增后降的趋势，处理48 h的幼苗叶片丙二醛含量比处理24 h的有较大幅度的提高，而处理72 h的幼苗叶片的丙二醛含量比处理48 h有较明显的下降；芥菜型油菜的丙二醛含量在9 ℃时随低温时间的延长而增加，在6 ℃和3 ℃时，随低温时间的延长表现出先增后降的特点。该结果表明白菜型油菜和芥菜型油菜对低温的抗性比甘蓝型油菜强。

2.3材料、时间、温度三因素间的方差分析

从表2可以看出，处理时间之间差异达到极显著水平，处理温度间、材料间差异达到显著水平。为了进一步比较3种材料彼此的差异性，对表2数据进行多重比较（表3）后发现，白菜型油菜与其他两种类型油菜丙二醛含量差异达显著水平，甘蓝型油菜与芥菜型油菜丙二醛含量无显著差异；白菜型油菜与甘蓝型油菜丙二醛含量差异达极显著水平。

3结论与讨论

从叶片的萎蔫程度及幼苗的生长健壮程度上判断，白菜型油菜表现出较强的抗寒性，芥菜型油菜次之，甘蓝型油菜的抗寒性最弱。在低温胁迫下，白菜型油菜的丙二醛含量最低，芥菜型油菜次之，甘蓝型油菜最高。从不同处理时间的变化幅度上分析，经过3 d（72 h）低温处理后，白菜型油菜丙二醛含量变化幅度最小。以上测定结果表明，白菜型油菜的耐寒能力强于甘蓝型油菜和芥菜型油菜。由于研究的低温处理在时间梯度上设置有限，从试验结果不能完全确切地把握低温下油菜幼苗丙二醛的真实具体的变化规律。如果要继续研究，可以测定更短的时间间隔内油菜幼苗叶片丙二醛的含量变化，同时将测定时间延长，如从低温处理开始至幼苗完全受低温伤害致死的时间。

根据前人的研究发现长江流域油菜在苗期的最适温度为10～20 ℃，因此设定3个低温梯度9、6和3 ℃。为了更好地反映不同栽培类型油菜的抗寒性差异，在后续的研究中，可以考虑设置0 ℃以下的温度梯度，从而得到更具有参考价值的结果，为生产上选育抗寒油菜品种提供参考。

根据研究结果，丙二醛可以作为油菜抗寒性鉴定的生理指标，在油菜抗寒材料或杂交品种的选育过程中，可以更多考虑利用白菜型油菜作为种质资源，从而更快达到育种目标。

参考文献：

[1] 张学昆，张春雷，廖星，等.2008年长江流域油菜低温冻害调查分析[J].中国油料作物学报，2008，30（1）：122-126.

[2] 吴能表，王小佳，朱利泉，等.短时低温处理对甘蓝逆境指标和PK活性的影响[J].西南师范大学学报（自然科学版），2003，28（4）：609-613.

[3] 陈禹兴，付连双，王晓楠，等.低温胁迫对冬小麦恢复生长后植株细胞膜透性和丙二醛含量的影响[J].东北农业大学学报，2010，41（10）：10-16.

[4] 王瑞，马凤鸣，李彩凤，等.低温胁迫对玉米幼苗脯氨酸、丙二醛含量及电导率的影响[J].东北农业大学学报，2008，39（5）：20-23.

[5] 胡胜武，黄继英，徐爱遐，等.甘蓝型油菜抗寒性与某些渗透物质的关系[J].西北农业学报，1994，3（1）：24-26.

[6] 胡胜武，黄继英，徐爱遐，等.甘蓝型油菜抗寒性的研究I.渗透调节与抗寒性的关系[J].中国油料，1993（3）：1-4.

[7] 宋良图，宋国良，陶汉之.电导法测定甘蓝型油菜抗寒性的初步研究[J].安徽农业科学，1991，19（1）：46-51.

[8] 宋良图.甘蓝型油菜抗寒性的形态生理学研究[J].安徽农业科学，1992，20（2）：127-132.

[9] 胡胜武，于澄宇，王绥璋，等.甘蓝性油菜抗寒性的鉴定及相关性状的研究[J].中国油料作物学报，1996，21（2）：33-35.