吳桂容,王上偉,蘇德生,張 萍,盧云天
(1.賀州學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院,廣西賀州 542800;2.福建省政和縣林業(yè)局,福建政和 353600;3.福建省政和縣鎮(zhèn)前鎮(zhèn)油用牡丹專業(yè)合作社,福建政和 353600;4.福建富之卿牡丹科技發(fā)展有限公司,福建福州 350000)
牡丹(Paeoniasuffruticosa)為芍藥科芍藥屬多年生落葉小灌木,是我國特有的傳統(tǒng)名花,具有極高的觀賞、藥用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。牡丹的花期及其持續(xù)時(shí)間是影響其觀賞價(jià)值和市場開發(fā)的關(guān)鍵因素,研究牡丹花期進(jìn)程中生理、生化特征的改變,延長開花質(zhì)量和花期持續(xù)時(shí)間具有重要的意義[1-2]。目前,已有一些研究對開花進(jìn)程中牡丹的生理生化特征進(jìn)行了研究,如郭麗麗等對盆栽與地栽牡丹花芽的生理生化特性動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究,指出不同栽培方式的牡丹花芽營養(yǎng)和抗氧化酶系統(tǒng)等生理生化參數(shù)有較大差別,但在花期進(jìn)程中有著相似的變化趨勢[3];張圣旺等對牡丹花衰老過程中的生理生化特征進(jìn)行了研究,指出細(xì)胞質(zhì)膜透性、超氧化毒害是影響牡丹花衰老的決定性因素[4],但這些研究系統(tǒng)性尚較差。因此,本研究對不同牡丹品種烏龍捧盛、景玉、香玉花期進(jìn)程中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)等營養(yǎng)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及抗氧化酶系統(tǒng)進(jìn)行比較研究,從而為牡丹花期中衰老進(jìn)程提供一定的參考,并篩選出適合引種栽培推廣的牡丹品種。
試驗(yàn)地位于福建省南平市政和縣鎮(zhèn)前鎮(zhèn),地處武夷山鷲峰山脈北瑞,位于閩東北結(jié)合部,118°56′~119°16′E,27°08′~27°09′N之間。平均海拔936 m,年降水量1 726 mm,年均氣溫13.9 ℃。夏季干爽涼人,晝夜溫差大。冬季寒冷,普遍低溫。
供試材料為牡丹品種烏龍捧盛、香玉、景玉,為福建省南平市政和基地初步篩選的適生品種。在2016年3月牡丹現(xiàn)蕾后,選擇花蕾生長狀況一致的牡丹植株標(biāo)記為研究對象。按照郭倩等的標(biāo)準(zhǔn)[5],從標(biāo)記的牡丹植株上采摘小風(fēng)鈴期(S)、大風(fēng)鈴期(L)、露色期(Ⅰ)、綻口期(Ⅱ)、初放期(Ⅲ)、半開期(Ⅳ)、盛開期(Ⅴ)和始衰期(Ⅵ期)等不同發(fā)育狀態(tài)的花朵,各花期每個(gè)品種各選擇5朵花,采集的花朵樣品于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行生理生化檢測。
可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法;可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍(lán)G-250比色法;脯氨酸含量測定采用酸性茚三酮法;MDA含量測定采用硫代巴比妥酸法[6]。SOD、POD活性采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的SOD、POD試劑盒(羥胺法、比色法)進(jìn)行測定。
用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析。
花期進(jìn)程中花瓣的可溶性糖含量變化如圖1。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的可溶性糖含量均呈先上升后下降的趨勢,均從露色期(Ⅰ)開始快速上升并在初放期(Ⅲ)達(dá)最高值,隨后緩慢下降。烏龍捧盛不同花期花瓣的可溶性糖含量最高,其次為景玉,再次為香玉??扇苄蕴鞘腔ò昕梢灾苯永玫酿B(yǎng)分形式,是碳水化合物的暫存形式[7]。在花朵綻放之前,花瓣儲存可溶性糖供花朵開放,而在花朵綻放過程中則大量消耗能量,造成花瓣的可溶性糖含量下降,這與崔洋等對湖南牡丹的研究結(jié)果[8]是一致的。
花期進(jìn)程中花瓣的可溶性蛋白含量變化如圖2所示。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的可溶性糖含量均呈總體下降的趨勢,其中在中期快速下降而后則放緩。烏龍捧盛、景玉均在綻口期(Ⅱ)到初放期(Ⅲ)快速下降,但烏龍捧盛的下降幅度要小于景玉;而香玉則從露色期(Ⅰ)到綻口期(Ⅱ)即開始快速下降。不同花期烏龍捧盛花瓣的可溶性蛋白含量最高,其次為景玉,再次為香玉。可溶性蛋白是花朵開放中主要的營養(yǎng)物質(zhì)基礎(chǔ),其含量可以作為開花進(jìn)程中衰老的指標(biāo)之一[9]。本研究中3個(gè)牡丹品種花瓣中可溶性蛋白含量隨著花期的進(jìn)展而下降,但其快速下降的起始時(shí)期和幅度有著較大的差異,說明可溶性蛋白含量對花期維持時(shí)間有著重要的影響。
脯氨酸是細(xì)胞內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),是植物面對逆境時(shí)的重要調(diào)節(jié)物質(zhì),能一定程度上說明植物的抗逆性[10],花期進(jìn)程中花瓣的脯氨酸含量變化如圖3所示。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的脯氨酸含量均呈總體下降的趨勢,且各期的下降速度基本一致,說明隨著花期的進(jìn)展,花瓣不斷衰老,其抗逆性下降。不同花期烏龍捧盛花瓣的脯氨酸含量最高,其次為景玉,再次為香玉,品種間花瓣中脯氨酸含量差異說明其抗逆性存在一定差異。
SOD是生物體內(nèi)最重要的抗氧化酶,是抵御活性氧毒害的第一道防線[11],花期進(jìn)程中花瓣的SOD活性變化見圖4。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的SOD活性均呈總體下降的趨勢,但開始下降的初始時(shí)期有所不同。烏龍捧盛從半開期(Ⅳ)開始下降,景玉從初放期(Ⅲ)開始下降,而香玉則從綻口期(Ⅱ)開始下降。不同花期烏龍捧盛花瓣的SOD活性最高,而景玉和香玉的差異較小。本研究中3個(gè)牡丹品種花瓣中SOD活性隨著花期的進(jìn)展而下降,說明隨著花期的進(jìn)展,花瓣不斷受到活性氧毒害。不同牡丹品種花瓣中SOD活性開始下降的起始花期不同,則說明造成花瓣開始衰老的時(shí)間不同,清除氧自由基的能力存在差異,進(jìn)而影響花期持續(xù)時(shí)間。
花期進(jìn)程中花瓣的POD活性變化見圖5。烏龍捧盛、香玉、 景玉花瓣中的POD活性也均呈總體下降的趨勢,其中景玉、香玉從半開期(Ⅳ)開始快速下降,而烏龍捧盛不同花期下降的幅度較為一致。不同花期烏龍捧盛花瓣的POD活性最高,而景玉和香玉的活性相對較低。POD是生物體內(nèi)另一種重要的抗氧化酶,通常與SOD協(xié)同發(fā)揮抗氧化作用[12-15]。本研究中3個(gè)牡丹品種花瓣中POD活性的變化趨勢與SOD基本一致,花瓣中POD活性也隨著花期的進(jìn)程其活性氧毒害不斷下降。
MDA是一種過氧化合物,能強(qiáng)烈地與細(xì)胞內(nèi)各種成分發(fā)生反應(yīng),造成細(xì)胞內(nèi)酶和膜系統(tǒng)的損害[16],花期進(jìn)程中花瓣的MDA含量變化如圖6所示。烏龍捧盛、香玉、景玉花瓣中的MDA含量均呈總體上升的趨勢,且隨著花期進(jìn)展上升幅度基本一致,說明花瓣中MDA含量上升是其衰老的重要標(biāo)志。不同花期景玉花瓣的MDA含量最高,景玉次之,烏龍捧盛最低。
牡丹花期初始階段花瓣代謝旺盛,能不斷從營養(yǎng)器官吸收和儲存營養(yǎng)物質(zhì),因此可溶性糖、可溶性蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)含量上升。而隨著花期進(jìn)展,牡丹花開放需要使用大量的營養(yǎng),造成花瓣中的營養(yǎng)物質(zhì)含量降低。與此同時(shí),隨著花期的進(jìn)展,牡丹花瓣中的抗逆物質(zhì)脯氨酸的含量開始不斷下降,抗氧化酶SOD、POD活性不斷下降,且過氧化合物MDA的累積不斷增加,花瓣不斷衰老。不同牡丹品種花瓣中營養(yǎng)物質(zhì)、抗逆物質(zhì)、抗氧化酶的含量越高,過氧化合物的累積量越少則能延緩花瓣的衰老,維持更長的花期。在牡丹的引種中通過以上指標(biāo)的對比,能夠挑選到抗逆性強(qiáng)、花色優(yōu)美、花期持續(xù)時(shí)間長的牡丹品種。本研究中供試的3種牡丹品種中烏龍捧盛最適于引種,景玉次之,最差則為香玉。
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