不同温度处理对骏枣叶片生理指标的影响

2014-03-21冯一峰王海珍吴翠云

塔里木大学学报 2014年4期

冯一峰王艳王海珍吴翠云,2*

(1塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔 843300)(2新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室，新疆阿拉尔 843300)

枣(ZiziphusjujubaMill.)，为鼠李科(Rham-naceae)枣属(ZizyphusMill.)，落叶小乔木，原产于我国，已有4 000多年的栽培历史。我国枣资源十分丰富,有枣品种736个,其中制干或鲜食制干品种224个[1]。新疆南疆地区以骏枣和灰枣为主栽品种，其中骏枣果实圆柱形，上小下大，果个大，果面光滑，为鲜食、制干兼用品种[2]。随着气候变化的加剧以及极端天气的出现，植物对气候的适应性及其机理研究逐渐成为国际热点[3]。温度是影响植物生长、产量和品质的主要因子,在实践栽培过程中,低温或高温障碍还经常引起减产,甚至绝收的现象,冷害是影响我国新疆果树生长发育的重要环境因素[4]。

近年来我国新疆尤其是南疆地区的天气变化很大，使得一些果树的花叶在生长发育阶段出现一定程度的冷冻损伤，冷冻害已经成为对花和叶片损伤较严重的危害之一。研究骏枣叶片对温度的适应能力对其光合能力、水分蒸腾能力以及果实品质和产量等都有非常重要的作用。本试验旨在通过对骏枣离体叶片室内不同温度处理后的若干生理指标变化的研究，探讨生长期骏枣叶片应对温度变化的生理适应能力。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新疆塔里木大学十年生骏枣叶片，且采集的叶片都是相同二次枝上相同节位枣吊第3～4片叶，大小均匀。

1.2 试验设计

试验于6月底在新疆塔里木大学园艺试验站内选取十年生生长势相同的10株树，每株树前后左右采集骏枣叶片5张，共采50张，将采回的叶片迅速放于-80 ℃内储藏，待测。叶片取出后擦洗干净，用滤纸吸干叶片表面水分，将叶片分为5份，每份十片装于密封袋中，标上号，分别放于5 ℃，15 ℃，25 ℃，35 ℃，45 ℃恒温箱中处理24小时，取各温度处理后的叶片进行生理指标的测定。

1.3 测定的指标和测定方法

叶绿素和类胡萝卜素含量以鲜重为单位，采用80%丙酮浸提比色法[5]；游离脯氨酸含量测定采用磺基水杨酸比色法[6]；丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸反应比色法[7]。各项指标测定时重复3次，取平均值。

1.4 数据处理方法

采用 Excel2003和DPS7.05进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同温度处理对骏枣叶片叶绿素含量的影响

在不同温度的处理下，骏枣叶片叶绿素含量表现出一定的变化趋势。对不同温度处理骏枣叶片叶绿素含量的变化情况进行差异显著分析，显著性结果分析见图1。由图1可以看出，在15 ℃～45 ℃温度处理范围内，骏枣叶片叶绿素a含量呈先升高后降低的变化趋势，以室温25 ℃(对照)处理下含量最高，45 ℃处理下含量最低。25 ℃处理下叶绿素a含量显著高于其它各处理，5 ℃、15 ℃、35 ℃处理之间叶片叶绿素a含量无显著性差异。由此可以说明在低温和高温的影响下，叶绿素含量都会有一定程度的降低，可能是由于低温或高温造成了叶绿素的破坏而使含量降低。

2.2 不同温度处理对骏枣叶片类胡萝卜素含量的影响

类胡萝卜素具有抗氧化的功能，还能够辅助叶绿素进行光的吸收和传递，也是光合作用所需的重要色素。由表1可以看出，类胡萝卜素的含量低温时(5 ℃、15 ℃)与对照(25 ℃)相比有一定的降低，但没有显著性差异，说明在一定范围内，低温对骏枣叶片的类胡萝卜素含量影响不大。高温时类胡萝卜素含量显著低于对照(25 ℃)，说明随着温度的升高，类胡萝卜素含量降低。

表1 不同温度处理下骏枣叶片类胡萝卜素含量的变化

2.3 不同温度处理对骏枣叶片丙二醛含量的影响

丙二醛能够起到氧化应激的作用，当植物体受到过高或过低温度的刺激时，丙二醛的含量就会相应地升高。在植物的抗寒生理研究中，常把丙二醛含量作为衡量植物抗寒性的指标之一[8]。由图2可以看出，MDA在25 ℃处理条件下含量最低，随着温度的降低或升高含量都逐步上升，15 ℃和5 ℃处理条件下，骏枣叶片丙二醛含量均与对照成显著性差异，而温度上升幅度一致的35 ℃和45 ℃丙二醛含量虽然呈上升趋势，但增长不明显，且与对照无显著性差异。

图2 不同温度处理下骏枣叶片丙二醛含量的变化

2.4 不同温度处理对骏枣叶片脯氨酸含量的影响

植物抗寒性作用中，渗透调节作用是极为重要的一部分。脯氨酸是植物体中分布最广泛的一种渗透物质，其含量的变化可直接看出植物对环境的适应能力。从图3中可以看出，叶片脯氨酸的含量随着温度的增高和降低都呈增高趋势。在5 ℃低温处理下，骏枣叶片脯氨酸含量显著高于25 ℃处理，而其它各处理间叶片脯氨酸含量无显著性差异。说明低温时骏枣叶片渗透作用比高温时的强，也说明一定温度下，低温比高温对骏枣叶片伤害大。

图3 不同温度处理对骏枣叶片脯氨酸(Pro)含量的影响

3 结论与讨论

叶绿素是植物进行光合作用所需的主要色素，因此也是作物产量形成的主要因素。据报道,低温可造成叶绿素含量的下降[9]，有研究人员表明，叶绿素在温度较低条件下含量减少是因为叶绿素在低温环境下遭到了破坏，也存在另一种说法，植物的生长发育过程中会适应不同的温度范围，其叶绿素的合成也受温度的影响，低温抑制酶的活性，影响原叶绿素酸酯的形成[10]。本研究结果表明，低温使骏枣叶片叶绿素a、叶绿素b的含量降低，这与前人对植物叶绿素的研究一致，另外，从图中还可以清晰地看出叶绿素a在5 ℃条件下比15 ℃下含量高一些，可能是由于骏枣叶片叶绿素a对一定范围内的低温不太敏感，目前还没有相关的研究和文献提到这一点。

类胡萝卜素也是光合作用所需色素，类胡萝卜素能将吸收的光能传递给叶绿素a，这些光能然后再在叶绿素a上发生转换。温度能够引起物质合成过程的一些变化，主要是影响酶的活性，而酶的活性最终控制着类胡萝卜素的表达与合成。本试验结果表明，外界温度升高到一定程度，控制类胡萝卜素的酶活性降低，类胡萝卜素的含量随之降低，这与前人的研究一致[11]。

丙二醛(MDA)是膜脂过氧化物的产物,常被作为膜脂过氧化作用的一个主要指标[12]，可以反应出膜的受伤程度,大多植物在外界环境胁迫条件下可以通过合成大量的脯氨酸来调节渗透的平衡，因此丙二醛的含量高低可以直接反应植物受逆境的伤害大小。脯氨酸(Pro)是植物体蛋白质组成成分之一，它作为一种有机溶剂，广泛存在于植物体内，许多植物在干旱、低温、和高温等生物胁迫下，体内游离脯氨酸含量都会增加[13]。本研究结果可以看出，骏枣叶片中丙二醛和脯氨酸的含量都随温度的升高或降低而增多，在低温胁迫下的增长速率远远高于高温胁迫下的增长速率，这说明了骏枣叶片受高温的影响小于受低温的影响。

[1] 闫忠心.我国红枣资源加工利用研究现状与展望[J].西北农林科技大学学报(自然科学版)，2010,38(6):102-108.

[2] 漆联全.新疆红枣高产栽培技术[M].新疆：新疆科学技术出版社，2004:12-14.

[3] 董瑜.气候变化对植物影响的研究进展[J].广东农业科学2013(3):34-36.

[4] 白青华，郭晓冬，王萍，等.低温对辣椒幼苗叶片氮及叶绿素含量的影响[J].甘肃农业大学学报,2009(6):48-51.

[5] 张宇斌，张永兰，蹇毅，等.不同提取液对蓝莓叶绿素提取效果的影响[J].贵州农业科学,2013，41(2):45-46.

[6] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000:258-260.

[7] 赵世杰，李德全.现代植物生理学试验指南[M].北京:科技出版社,1999:305-306.

[8] 王仕林，黄辉跃，唐建，等.低温胁迫对油菜幼苗丙二醛含量的影响[J].湖北农业科学，2012,51(20):4467-4468.

[9] 曲延婷，梁鸣，唐焕伟，等.低温胁迫对侧金盏叶绿素含量和叶绿素超微结构的影响[J].抗性生理，2010:459-461.

[10] 刘东奇.浅谈低温对绿色植物叶片中叶绿素含量的影响[J].中学生物学，2011，27(9):6-7.

[11] 王长锋，陶能国，黄师荣.贮藏温度对红肉脐橙果实类胡萝卜素含量的影响[J]. 食品科学，2013:255-260.

[12] 阿孜古丽.冬季低温对苜蓿根内可溶性糖和丙二醛含量的影响[J].新疆农业科技，2011(4):48.