王永慧　高進(jìn)　陳建平　等

摘要：以蕎麥高溫敏感品種川蕎3號(hào)和抗逆品種川蕎4號(hào)為材料，研究高溫脅迫下添加不同濃度谷氨酸和天冬氨酸對(duì)蕎麥幼苗生理特性的影響，結(jié)果表明，適當(dāng)濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，能明顯降低高溫脅迫下蕎麥葉片質(zhì)膜透性及MDA含量，其中，蕎麥敏感品種降低較多，適當(dāng)濃度氨基酸對(duì)高溫脅迫下蕎麥敏感品種質(zhì)膜結(jié)構(gòu)和功能有重要保護(hù)作用；適當(dāng)濃度谷氨酸和天冬氨酸處理可顯著提高蕎麥葉片SOD及APX活性，其中，蕎麥抗逆品種葉片SOD活性顯著高于對(duì)照，葉片APX活性可恢復(fù)至對(duì)照水平；天冬氨酸處理效果好于谷氨酸，谷氨酸和天冬氨酸處理最適濃度為30 μmol/L和20 μmol/L。

關(guān)鍵詞：谷氨酸；天冬氨酸；高溫脅迫；蕎麥；耐熱性；生理特性

中圖分類(lèi)號(hào)： Q945.78文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）01-0108-02

收稿日期：2014-04-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31371552）；山東省自然科學(xué)基金（編號(hào)：ZR2010CL019）；青島農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校建設(shè)工程-2013年大學(xué)生科技創(chuàng)新。

作者簡(jiǎn)介：劉懷珠（1990—），男，山東濟(jì)寧人，從事植物逆境生理研究。

通信作者：楊洪兵，博士，副教授，從事植物逆境生理研究。Tel：（0532）88030995；E-mail：hbyang@qau.edu.cn。高溫脅迫下作物產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響[1]，特別是花期前后及灌漿期，高溫脅迫會(huì)顯著降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[2-4]。適宜濃度的外源硅酸鈉處理可以明顯減輕高溫脅迫引起的水稻結(jié)實(shí)降低現(xiàn)象[5]。氨基酸是植物細(xì)胞質(zhì)中重要的有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，武彥榮等研究發(fā)現(xiàn)，適宜濃度的外源氨基酸處理，可以顯著促進(jìn)生菜生長(zhǎng)[6]。蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench）是蓼科蕎麥屬1年生栽培作物，含有人體必需的8種氨基酸，營(yíng)養(yǎng)豐富，具有良好的保健功效[7]。試驗(yàn)以抗逆性不同的蕎麥品種為材料，在高溫脅迫條件下添加不同濃度谷氨酸和天冬氨酸，測(cè)定質(zhì)膜透性、MDA（malondialdehyde）含量、SOD（superoxide dismutase）和APX（ascorbate peroxidase）活性等生理指標(biāo)，研究高溫脅迫下氨基酸對(duì)蕎麥幼苗生理特性的效應(yīng)，為外源物質(zhì)提高蕎麥幼苗耐熱性應(yīng)用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料培養(yǎng)和處理

以蕎麥高溫敏感品種川蕎3號(hào)和抗逆品種川蕎4號(hào)為材料，選籽粒飽滿(mǎn)種子，1 g/L高錳酸鉀消毒5 min，26 ℃培養(yǎng)箱萌發(fā)；幼苗采用Hoagland營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)，每5 d更換1次營(yíng)養(yǎng)液，晝夜溫度分別為26 ℃和16 ℃，相對(duì)濕度約60%，常規(guī)管理；幼苗2葉1心期進(jìn)行40 ℃高溫脅迫處理，10 h/d，并分別添加0、10、20、30、40、50 μmol/L谷氨酸或天冬氨酸，以常溫處理、不添加氨基酸為對(duì)照（CK）；3 d后取蕎麥頂端第2張葉片測(cè)量相關(guān)生理指標(biāo)。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2生理指標(biāo)測(cè)定

參照李錦樹(shù)等的方法[8]測(cè)定質(zhì)膜透性；參照林植芳等的方法[9]測(cè)定MDA含量；采用氮藍(lán)四唑法[10]測(cè)定SOD活性；采用碘液滴定法[11]測(cè)定APX活性。

2結(jié)果與分析

2.1谷氨酸和天冬氨酸對(duì)高溫脅迫下蕎麥葉片質(zhì)膜透性的效應(yīng)

由圖1看出，高溫脅迫下蕎麥葉片質(zhì)膜透性顯著高于對(duì)照。適當(dāng)濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下蕎麥葉片的質(zhì)膜透性顯著下降。30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)葉片質(zhì)膜透性下降最多，分別比高溫脅迫降低3905%、2876%；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)葉片質(zhì)膜透性下降最多，分別比高溫脅迫降低55.67%、50.86%。

2.2谷氨酸和天冬氨酸對(duì)高溫脅迫下蕎麥葉片MDA含量的效應(yīng)

由圖2可見(jiàn)，高溫脅迫下蕎麥葉片的MDA含量顯著高于對(duì)照。適當(dāng)濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下蕎麥葉片的MDA含量顯著下降。30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)葉片的MDA含量下降最多，分別比高溫脅迫降低3294%、27.44%；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號(hào)葉片的MDA含量下降最多，比高溫脅迫降低43.80%；20、30 μmol/L 天冬氨酸使川蕎4號(hào)葉片的MDA含量下降較多，

分別比高溫脅迫降低38.60%、38.37%。

2.3谷氨酸和天冬氨酸對(duì)高溫脅迫下蕎麥葉片SOD活性的效應(yīng)

由圖3可見(jiàn)，高溫脅迫下蕎麥葉片的SOD活性比對(duì)照顯著降低。不同濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下2個(gè)蕎麥品種葉片的SOD活性顯著升高，30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)葉片的SOD活性增加最多，分別比高溫脅迫增加59.83%、53.52%，其中，川蕎4號(hào)葉片的SOD活性達(dá)到對(duì)照水平；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)葉片的SOD活性增加最多，分別比高溫脅迫增加84.17%、7132%，其中，川蕎4號(hào)葉片的SOD活性顯著高于對(duì)照。

2.4谷氨酸和天冬氨酸對(duì)高溫脅迫下蕎麥葉片APX活性的效應(yīng)

由圖4可見(jiàn)，高溫脅迫下蕎麥葉片的APX活性顯著低于對(duì)照。不同濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下2個(gè)蕎麥品種葉片的APX活性增加顯著，30、40 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號(hào)葉片的APX活性增加較多，分別比高溫脅迫增加64.44%、68.89%；30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎4號(hào)葉片的APX活性增加最多，比高溫脅迫增加50.82%；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)葉片的APX活性增加最多，分別比高溫脅迫增加84.44%、77.05%，其中，川蕎4號(hào)在高溫脅迫下葉片的APX活性達(dá)到對(duì)照水平。

3討論與結(jié)論

高溫脅迫下，油茶和黑麥草葉片的質(zhì)膜透性和MDA含量呈遞增趨勢(shì)[12-13]；適宜濃度腐殖酸處理可降低掌葉半夏幼苗的MDA含量[14]，提高幼苗的抗熱性；適宜濃度外源脯氨酸處理能顯著降低高溫脅迫下黃瓜葉片的質(zhì)膜透性和MDA含

量[15]，從而緩解膜脂過(guò)氧化而降低葉片受到的傷害。本試驗(yàn)結(jié)果表明，適當(dāng)濃度的谷氨酸和天冬氨酸處理，能明顯降低高溫脅迫下蕎麥葉片的質(zhì)膜透性及MDA含量，蕎麥高溫敏感品種降低較多，這說(shuō)明適當(dāng)濃度氨基酸對(duì)高溫脅迫下蕎麥高溫敏感品種的質(zhì)膜結(jié)構(gòu)和功能具有一定的保護(hù)作用。

辣椒和獼猴桃葉片的SOD活性，在高溫脅迫下呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)[16-17]；適宜濃度的精胺處理，可以顯著增強(qiáng)高溫脅迫下獼猴桃葉片的SOD和APX活性[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，均使高溫脅迫下蕎麥葉片的SOD和APX活性顯著升高，特別是適當(dāng)濃度天冬氨酸，能使高溫脅迫下抗逆蕎麥品種的葉片SOD活性顯著升高，葉片的APX活性恢復(fù)至對(duì)照水平，從而消除高溫脅迫對(duì)抗氧化酶活性的傷害效應(yīng)，有利于蕎麥抗熱性的提高。

綜上所述，適當(dāng)濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，能明顯改善高溫脅迫下蕎麥幼苗的生理特性，谷氨酸和天冬氨酸處理的最適濃度分別為30 μmol/L和20 μmol/L，其中，天冬氨酸處理效果好于谷氨酸。

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