呂校石,徐建峰,許建新,馮立雄,袁 玲,傅衛(wèi)民
(1.深圳技師學(xué)院,廣東 深圳 518116;2.深圳市金鴻環(huán)境科技有限公司,廣東 深圳 518172)
月季原產(chǎn)自中國,有“花中皇后”的美稱,花色豐富,在城市園林綠化和家庭園藝中具有重要地位[1]。但長期高溫脅迫會造成月季的葉片變黃,脫落,嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致植株死亡。
深圳市正在建設(shè)“世界著名花城”,十分重視月季的推廣與應(yīng)用。包括人民公園的南方月季中心和香蜜公園的月季花海,特別是粵港澳大灣區(qū)2019深圳花展中,深圳發(fā)布了全球首發(fā)的月季新品種“深圳紅Scarletbonica”,更是引起深圳政府的高度重視和業(yè)界的轟動[2]。
深圳夏季6月—10月會出現(xiàn)頻繁的高溫天氣,嚴(yán)重影響了月季的生長。本研究對高溫開始時(7月)和結(jié)束時(11月)的7個月季品種進(jìn)行了生理指標(biāo)的測定,并比較了它們的耐高溫性,篩選出了耐高溫品種,可以為深圳月季生產(chǎn)及推廣應(yīng)用提供參考。
試驗(yàn)材料為7個品種的月季,品種名分別為‘門廊繡球’‘閃電舞’‘天芳夜譚’‘月月紅’‘第一夫人’‘浪漫比克’和‘火焰’,均為當(dāng)年生的嫁接苗。
試驗(yàn)地點(diǎn)為深圳技師學(xué)院苗圃。
除了正常肥水,以7月4日入伏前一周作為高溫開始時間進(jìn)行第一次采樣,并通過持續(xù)觀察,發(fā)展在10月中下旬有連續(xù)20日最高氣溫低于30℃,于11月7日作為高溫結(jié)束時間進(jìn)行第二次采樣,間隔18周,2次采樣均取月季葉片進(jìn)行生理指標(biāo)的測定。
丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、脯氨酸含量及可溶性蛋白含量的測定均采用南京建成試劑盒測定。葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量采用乙醇提取比色法[3]。
MDA是植物細(xì)胞膜被過氧化后的產(chǎn)物,其含量越高表明植物細(xì)胞受損傷程度越高[3]。對葉片MDA含量進(jìn)行分析(見圖1),發(fā)現(xiàn)與高溫開始時(7月)相比,高溫結(jié)束時(11月),‘門廊繡球’‘閃電舞’‘天芳夜譚’和‘浪漫比克’的MDA含量分別增加了613.8%、54.5%、334.2%和57.5%,‘月月紅’‘第一夫人’和‘火焰’的MDA含量分別降低了31.1%、2.4%和88.2%。這說明在抵抗高溫過程中,‘火焰’對高溫的適應(yīng)能力最強(qiáng)。
圖1 高溫脅迫下7個月季品種葉片的MDA含量Fig.1 The MDA content in leaves of 7 Chinese rose varieties under high temperature stress
葉綠素含量是決定葉片顏色的重要指標(biāo),其含量越低,葉片顏色越黃,受傷害程度也越高[3]。對葉片葉綠素a含量進(jìn)行分析(見圖2),發(fā)現(xiàn)與高溫開始時(7月)相比,高溫結(jié)束時(11月),‘門廊繡球’‘月月紅’和‘火焰’的葉綠素a含量分別降低了10.5%、73.0%和77.3%,‘閃電舞’‘天芳夜譚’‘第一夫人’和‘浪漫比克’的葉綠素a含量分別增加了14.8%、153.3%、144.0%、13.5%。這說明在抵抗高溫過程中,“天芳夜譚”可以維持較高的葉綠素a含量。
圖2 高溫脅迫下7個月季品種葉片的葉綠素a含量Fig.2 The chlorophyll a content in leaves of 7 Chinese rose varieties under high temperature stress
對葉片葉綠素b含量進(jìn)行分析(圖3),發(fā)現(xiàn)與高溫開始時(7月)相比,高溫結(jié)束時(11月),‘門廊繡球’‘閃電舞’‘天芳夜譚’‘月月紅’‘第一夫人’‘浪漫比克’‘火焰’的葉綠素b含量分別降低了43.2%、48.8%、16.3%、65.2%、47.7%、46.9%和33.5%。這說明在抵抗高溫過程中,”天芳夜譚“的葉綠素b含量降低程度最低。
圖3 高溫脅迫下7個月季品種葉片的葉綠素b含量Fig.3 The chlorophyll b content in leaves of 7 Chinese rose varieties under high temperature stress
對葉片總?cè)~綠素含量進(jìn)行分析(見圖4),發(fā)現(xiàn)與高溫開始時(7月)相比,高溫結(jié)束時(11月),“天芳夜譚”的總?cè)~綠素含量增加了8.8%,‘門廊繡球’‘閃電舞’‘月月紅’‘第一夫人’‘浪漫比克’和‘火焰’的總?cè)~綠素含量分別降低了39.4%、40.7%、66.1%、26.4%、40.0%和39.1%。這說明在抵抗高溫過程中,‘天芳夜譚’可以維持較高的總?cè)~綠素含量。
圖4 高溫脅迫下7個月季品種葉片的總?cè)~綠素含量Fig.4 The total Chlorophyll content in leaves of 7 Chinese rose varieties under high temperature stress
SOD酶可以將植物中O2-轉(zhuǎn)化為H2O2,是過量活性氧清除反應(yīng)的第一步,其活性越高說明植物對高溫脅迫的抵抗能力越強(qiáng)[4]。對葉片SOD活性進(jìn)行分析(圖5),發(fā)現(xiàn)與高溫開始時(7月)相比,高溫結(jié)束時(11月),‘閃電舞’‘第一夫人’和‘浪漫比克’的SOD活性分別升高了32.9%、44.5%和26.2%,‘門廊繡球’‘天芳夜譚’‘月月紅’和‘火焰’的SOD活性分別降低了23.9%、22.3%、57.9%和39.9%。這說明在抵抗高溫過程中,‘第一夫人’可以維持較高的SOD活性。
圖5 高溫脅迫下7個月季品種葉片的SOD活性Fig.5 The SOD activity in leaves of 7 Chinese rose varieties under high temperature
脯氨酸是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),它的積累有利于細(xì)胞維持水分,防止葉片失水萎焉。脯氨酸含量越高說明其對高溫脅迫的抵抗能力越強(qiáng)[5]。對葉片脯氨酸含量進(jìn)行分析(見圖6),發(fā)現(xiàn)與高溫開始時(7月)相比,高溫結(jié)束時(11月),‘門廊繡球’‘閃電舞’‘天芳夜譚’‘月月紅’‘第一夫人’‘浪漫比克’和‘火焰’的脯氨酸含量分別增加了62.5%、75.0%、275.0%、2773.3%、540.0%、145.5%和782.4%。這說明在抵抗高溫過程中,“月月紅”可以維持較高的脯氨酸含量。
圖6 高溫脅迫下7個月季品種葉片的脯氨酸含量Fig.6 The proline content in leaves of 7 Chinese rose varieties under high temperature stress
可溶性蛋白也是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),功能與脯氨酸類似,含量越高表明植物抵抗高溫脅迫的能力越強(qiáng)。對葉片可溶性蛋白含量進(jìn)行分析(見圖7),發(fā)現(xiàn)與高溫開始時(7月)相比,高溫結(jié)束時(11月),‘門廊繡球’‘天芳夜譚’‘月月紅’和‘第一夫人’的可溶性蛋白含量分別增加了56.6%、17.1%、122.6%和3.1%,‘閃電舞’‘浪漫比克’和‘火焰’的可溶性蛋白含量分別降低了6.9%、23.1%和9.0%。這說明在抵抗高溫過程中,‘月月紅’可以維持較高的可溶性蛋白含量。
圖7 高溫脅迫下7個月季品種葉片的可溶性蛋白含量Fig.7 The soluble protein content in leaves of 7 Chinese rose varieties under high temperature stress
在高溫脅迫下,植物體內(nèi)活性氧迅速積累,造成細(xì)胞膜過氧化,過氧化產(chǎn)物MDA含量會明顯增加,同時植株葉片葉肉細(xì)胞被破壞,葉綠素含量會明顯降低。秦小雅等人發(fā)現(xiàn)高溫脅迫導(dǎo)致“寧杞7號”枸杞葉片中積累更多的MDA[6]。宋凱麗等人發(fā)現(xiàn)高溫脅迫導(dǎo)致芒萁葉片的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量均明顯降低[7]。在本研究中,高溫脅迫也導(dǎo)致了一些品種MDA含量增加和葉綠素含量降低,這與前人[6,7]的結(jié)果類似。但不同的是,高溫脅迫后,‘月月紅’‘第一夫人’和‘火焰’的MDA含量均有所降低,且‘第一夫人’的葉綠素a含量明顯增加,說明‘月月紅’‘第一夫人’和‘火焰’對高溫脅迫的抵抗能力強(qiáng),可能是因?yàn)樗鼈兺ㄟ^多種代謝調(diào)節(jié)減輕了高溫脅迫造成的傷害。
雖然高溫脅迫會導(dǎo)致植株生理代謝紊亂,生長受阻,但植物也可以通過提高抗氧化酶活性和積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來抵抗高溫脅迫。楊芳等人發(fā)現(xiàn)在高溫脅迫下,馬鈴薯葉片的抗氧化酶APX、CAT和SOD的活性均顯著增強(qiáng)[8]。在本研究中,7個月季品種的SOD活性均明顯降低,說明高溫脅迫抑制了月季的SOD酶活性,這與馬鈴薯不同[8],可能是物種間差異造成的。同時,7個月季品種的脯氨酸含量均顯著增加,部分品種的可溶性蛋白含量也有所增加,說明月季可以通過積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來抵抗高溫脅迫。
綜上所述,在7個月季品種中,‘月月紅’‘第一夫人’和‘火焰’的耐高溫能力強(qiáng),都可以通過積累脯氨酸來抵抗高溫脅迫,適合在深圳地區(qū)推廣種植。