甘蓝型油菜叶面喷施植物动力2003防冻效果分析

张

（湖南农业大学农学院，长沙4101282）

甘蓝型油菜叶面喷施植物动力2003防冻效果分析

张振乾，孙玉洁，王国槐*，官春云，陈社员

（湖南农业大学农学院，长沙4101282）

冻害严重影响冬油菜的生长。为揭示冬油菜抗寒机理，采用植物动力2003喷施杂1613与湘油15号油菜，以喷施清水为对照进行比较。生理指标测定结果：喷施植物动力2003的油菜叶片电导率、丙二醛含量比对照低，SOD活性、SPAD值、可溶性蛋白、可溶性糖及脯氨酸含量比对照高；2品种间的可溶性蛋白含量、SOD活性差异不大。由此表明，植物动力2003可提高油菜抗寒能力。

甘蓝型油菜；冻害；生理指标；植物动力2003

冻害特指植物在越冬期间温度降到0℃以下时所产生的细胞受伤甚至死亡现象，严重时会对农作物的生长产生极为不利的影响。导致冻害产生的两种常见途径为胞外结冰和细胞液的过冷却［1］。冬油菜生长期经历较长时期的低温环境，极易受到低温冻害影响。关于油菜冻害虽有不少相关研究［2～5］，但其冻害机理至今仍不清楚。目前，小麦、玉米、大豆、水稻等作物都有了利用抗寒剂来缓解低温对作物影响的报道。本研究以甘蓝型油菜杂1613和湘油15号为材料，喷施植物动力2003（PP2003），观察其在常温及低温下的表现，以为揭示冬油菜防冻机理提供参考。

1 材料与方法

1.1试验材料

甘蓝型油菜杂1613和湘油15号来自湖南农业大学油料所；植物动力2003来自深圳华嘉名工贸有限公司。

1.2试验设计

试验于2011年1～5月在湖南农业大学油料所进行。样品放置于人工气候箱内，采用土培法培养，喷施清水作为CK，喷施植物动力2003为处理。每个处理5株，各重复3次，植物动力2003的浓度为1 g/L，总喷施量为0.05 L。油菜播种后7 d开始喷施PP2003或清水，3周后重复喷施，喷药后1 d放置于0℃下整株低温处理5 d，分别在低温处理前，处理第2天、第5天和处理结束恢复生长后第4天，取倒数第3片伸展叶作为材料，进行相关测定。

1.3测定指标及方法

以不同时期叶片为材料，分别测定电导率［6］、超氧化物歧化酶（SOD）活性［7］、丙二醛（MDA）含量［8］、可溶性蛋白含量［9］、可溶性糖含量［10］、游离脯氨酸含量［11］，叶绿素含量用叶绿素仪SPAD-502测定。每个处理均重复3次，取平均值。

2 试验结果

2.1喷施PP2003对油菜电导率的影响

油菜杂1613和湘油15不同时期的电导率测定结果如表1。

表1 喷施PP2003的油菜品种电导率（%）Table 1 Effect of sp raying PP2003 on conductivity ___________of different B.napus varieties

由表1可知，喷施PP2003后，常温下不同材料叶片电导率差异不明显，低温胁迫第2天、第5天及低温处理恢复后第4天，喷施抗寒剂PP2003的材料及CK电导率均增加，且差异逐步增大，表明植物动力2003有较好的保护油菜叶片细胞膜结构的作用。

2.2喷施PP2003对油菜SOD活性的影响

油菜杂1613和湘油15不同时期的SOD活性测定结果如表2。

表2 喷施PP2003的油菜品种SOD活性（U/mg）Table 2 Effect of spraying PP2003 on SOD activiyty of different B.napus varieties

由表2可知，低温处理第2天、第5天SOD活性降低，但低温处理前、处理中及处理后SOD活性均是喷施PP2003的比CK高，且差距逐渐增大。程世强等研究发现，低温胁迫下苦瓜幼苗叶片SOD活性增加［12］。在本研究中，低温处理时SOD活性却稍有降低，与前人结果有所不同。但喷施PP2003的材料与CK间差异逐步增大，表明PP2003有一定的抗寒作用，有助于减轻膜脂过氧化程度，保持油菜膜系统的稳定性［13］。

2.3喷施PP2003对油菜丙二醛含量的影响

低温环境胁迫下，细胞膜系统通透性增大，膜内可溶性物质、电解质大量向膜外渗透，破坏了细胞内外的离子平衡，从而使植物细胞受到伤害［14，15］。油菜杂1613和湘油15不同时期的丙二醛含量结果如表3。

表3 喷施PP2003的油菜品种MDA含量（mol/g）Table3 Effect of sp raying PP2003 on content of MDA of different B.napus varieties

由表3可知，杂1613和湘油15喷施PP2003处理的丙二醛含量均比对照低，且在低温胁迫处理后二者间差异增大。表明利用抗寒剂PP2003对油菜进行处理，可抑制丙二醛类毒性物质破坏膜结构，从而对细胞膜起到保护作用，降低电导率。

2.4喷施PP2003对油菜可溶性蛋白质含量的影响

油菜杂1613和湘油15不同时期的可溶性蛋白含量结果如表4。

表4 喷施PP2003的油菜品种可溶性蛋白含量（mg/g）Table 4 Effect of spraying PP2003 on content of soluble _________protein of different B.napus varieties

由表4可知，冷胁迫前处理与对照差异不明显；低温胁迫处理后，喷施PP2003的可溶性蛋白含量与对照相比明显增加，且随时间延长差异增大；恢复生长4 d后，可溶性蛋白含量下降，但PP2003处理与对照间仍存在明显差异。可溶性蛋白质含量与抗寒锻炼的发展间有密切关系，低温处理的过程中，植物组织的可溶性蛋白质含量增加［16］。朱惠霞等在研究白菜型油菜时发现，越冬过程中可溶性蛋白含量不断增加［17］。本研究与此研究结论一致。

2.5喷施PP2003对油菜可溶性糖含量的影响

在遇到冷胁迫时，可溶性糖可以提高植株细胞的渗透浓度，增加细胞的保水能力降低冰点，起到抗寒作用［18］。油菜杂1613和湘油15不同时期的可溶性糖含量结果如表5。

表5 喷施PP2003的油菜品种可溶性糖含量（mg/g）Table 5 Effect of spraying PP2003 on content of soluble _________sugar of different B.napus varieties

由表5可知，随着冷胁迫处理时间增加可溶性糖含量增加，且两个材料PP2003处理与对照间差异增大，表明喷施PP2003能够增加油菜叶片抗寒性，调节叶片持水能力，对油菜植株进行保护。李世成等［19］研究发现，甘蓝型油菜在越冬过程中，随着温度的降低，可溶性糖的积累大幅度上升。朱惠霞等［17］在白菜型油菜上也得到了同样的结论。

2.6喷施PP2003对油菜脯氨酸含量的影响

油菜杂1613和湘油15不同时期的脯氨酸含量如表6。

表6 喷施PP2003的油菜品种脯氨酸含量（%）Tab le 6 Effect of spraying PP2003 on content of proline _________of different B.napus varieties

由表6可知，冷胁迫之前对照与PP2003处理的油菜叶片脯氨酸含量差异不大；经过冷胁迫后，脯氨酸含量逐步升高，且对照和处理间差异增大，而品种间差异不大。遇到冷胁迫时会导致体内脯氨酸的大量积累，与糖结合保护植物体内细胞的冰冻损伤［20］，脯氨酸含量变化与植物的抗寒性存在相关性［21］，是一项重要的抗寒性指标。本试验结果表明，PP2003可提高油菜叶片抗寒性。

2.7喷施PP2003对油菜SPAD值的影响

油菜杂1613和湘油15不同时期的SPAD值如表6。

表7 喷施PP2003的油菜品种SPAD值Table7 Effect of sp raying PP2003 on SPAD value ___________of different B.napus varieties

由表7可知，在低温胁迫前，品种间SPAD值差异较小，而PP2003处理与对照间SPAD值差异明显；冷胁迫后，PP2003处理与对照间的差异减小，且均比冷胁迫前SPAD值减小，随着冷胁迫时间的增加，SPAD值减少；恢复生长后，各处理SPAD值均比冷胁迫前更高且处理与对照间差异更大。SPAD值越高，代表叶片的叶绿素含量越高，光合速率也越强。由此可见，PP2003有助于油菜幼苗恢复正常生理代谢。

3 相关因子分析

抗寒性是各个因子综合作用的结果，为了找出其中主要的影响因子，设x1=可溶性蛋白质、x2= SOD活性、x3=脯氨酸、x4=丙二醛、x5=电导率、x6=可溶性糖、x7=SPAD值，对以上7个指标进行因子分析，并对其中主要因子进行分析，结果如表8、表9。

表8 规格化特征向量Table8 The normalized characteristic vector

表9 3个主因子分析结果Table 9 Analysis results of 3 main effect factors

由表9可知，提取两个有效因子进行分析，其中第一因子指向x1、x3、x6、x7，代表油菜植株遇到冷胁迫时对逆境的适应性，油菜植株在遇到冷胁迫时通过积累可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖这类渗透调节性物质有利于调节细胞水势，使细胞内冰点降低，防止细胞质渗漏，同时还保持较低的光合速率以适应逆境胁迫，这是植物动力2003提高油菜抗寒力的一条重要途径；第二因子基本指向x2、x4、x5，代表着油菜植株对逆境胁迫的反应灵敏度，在植物受冷胁迫初期，最先遭到破坏的就是细胞膜组织，而丙二醛是细胞膜破坏的间接后果，通过施加外源物质来提高油菜植株体内SOD的酶活性，降低了细胞膜中自由基的活性，抑制毒性物质破坏膜结构，对细胞膜起到保护作用，降低电导率是PP2003提高油菜抗寒性的另外一个重要途径。

4 结论

对甘蓝型油菜杂1613和湘油15喷施植物动力2003，观察其在常温及低温下的表现发现：喷施植物动力2003的油菜叶片在低温胁迫下电导率、丙二醛活性比对照低，且二者间差异比常温下大；SOD活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量及脯氨酸含量比对照高，且SOD活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量植物动力2003处理与对照间差异均比常温下大，可溶性蛋白含量、SOD活性，杂1613与湘油15间差异不大；SPAD值比对照高，杂1613与湘油15间差异比常温下大。试验结果表明，植物动力2003可提高油菜叶片抗寒性。

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Analysis on Cold Prevention Effect of Spraying Plant Power 2003 on Brassica napus

ZHANG Zhen-qian，SUN Yu-jie，WANG Guo-huai*，GUAN Chun-yun，CHEN She-yuan
（College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Cold injury seriously affects the growth ofwinter rapeseed.In order to reveal the cold resistancemechanism of winter rapeseed，effect of Plant Power 2003（PP2003）on Za 1613 and Xiangyou No.15 was studied with water treatment as control.The results showed that spraying PP2003 could reduce the conductivity and contentofmalondialdehyde in winter rapeseed leaves，while the activity of SOD，SPAD value，content of soluble protein，content of soluble sugar and proline were heightened.There had little difference in SOD activity and soluble protein content between Za 1613 and Xiangyou No.15.The results revealed that PP 2003 can improve cold resistance of winter rapeseed.

Brassica napus；cold injury；physiological indexes；PP2003

S565.4

A

1001-5280（2015）01-0016-05 DOI：10.3969/j.issn.1001-5280.2015.01.05

2014 11- 25

张振乾（1977-），男，河南南阳人，博士，助理研究员，从事油菜分子育种研究，Email：zzq770204@163.com。*通信作者：王国槐，教授，博士生导师，Email：wgh6682@126.com。

国家自然科学基金项目（31201240）；国家863计划项目（2012AA101107-3）；农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室开放课题（2014008）；湖南农业大学作物学开放基金（ZWKF201302）。