CaCl2+GB对菊花花瓣生理生化的调节作用

刘萍++范琪琪++丁义峰++鲁柟苒++张玮雨++吕保鹤

摘要：以一定浓度的氯化钙（CaCl2）与不同浓度的甘氨酸甜菜碱（GB）组合，对菊花（Dendranthema morifolium Tzvel.）品种汴梁银宝在定头至花蕾形成期进行整株喷雾处理，测定其花瓣中几种主要生理指标的动态变化。结果表明，处理组菊花花瓣中可溶性蛋白质与可溶性糖含量在整个花期中与CK相比差异明显；处理组花瓣干鲜比（DW/FW）在开花中后期比CK增加明显；超氧化物歧化酶（SOD）活性在整个花期先上升后下降，处理组酶活力比CK高；超氧阴离子（O2·-）产生速率、丙二醛（MDA）含量和膜透性与SOD活性变化呈相对应的动态趋势，同时其处理组与CK相比差异明显。上述结果均以CaCl2 160 mg/L+GB 500 mg/L处理效果最好。

关键词：菊花（Dendranthema morifolium Tzvel.）；氯化钙；甘氨酸甜菜碱；生理生化

中图分类号：S682.1+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）05-0885-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.05.023

Regulation of CaCl2 and GB on Physiology and Biochemistry in Chrysanthemum Petals

LIU Ping， FAN Qi-qi， DING Yi-feng， LU Ran-ran， ZHANG Wei-yu， L？譈 Bao-he， LIU Ke

（College of Life Science，Henan Normal University，Xinxiang 453007，Henan，China）

Abstract： In the period from constant head to bud formation stage， the petals of chrysanthemum（Dendranthema morifolium Tzvel.）Bianliangyinbao were sprayed by specific concentration of calcium chloride and different concentrations of glycine betaine，the dynamic changes of several major physiological indexes in the flowering petals were measured. The results showed that，compared with CK，the soluble protein content and soluble sugar content of chrysanthemum petals in treatment group，achieved obvious difference in the entire flowering. Compared with CK， petals fresh and dried ratio（DW/FW） of treatment group increased significantly in late flowering. Superoxide dismutase（SOD） vitality in the entire flowering rised first and then decreased. SOD activity of treatment group was higher than CK. Superoxide anion（O2·-） producing rate and malondialdehyde（MDA） content showed corresponding dynamic trend with SOD vigor change trend. Meanwhile treatment group compared with CK， the reduced degree achieved obvious difference. To sum up，CaCl2 160 mg/L+GB 500 mg/L had the best treatment effect.

Key words： chrysanthemum（Dendranthema morifolium Tzvel.）； calcium chloride； glycine betaine； physiologyl and biochemistry

菊花（Dendranthema morifolium Tzvel.）在中國有悠久的栽培历史。菊花种类多样，花型千姿百态，花色缤纷多彩，有极高的欣赏价值，同时在中国和世界切花中占有举足轻重的地位[1，2]。

甘氨酸甜菜碱（glycine betaine，GB）是一种起细胞渗透调节作用的季胺类两性化合物，在植物受到环境胁迫时，其在体内积累并稳定植物内环境[3，4]。张泰等[5]研究表明，小麦乳熟期以一定浓度的GB进行叶片喷洒，能使叶绿素含量增高，同时小麦生长后期叶片光合速率降低的速度得到缓解，使其产量增加。谷文英等[6]试验证明，外源GB处理能使盐对菊苣种子萌发的胁迫得到不同程度的缓解。河南师范大学植物生长发育机理及化学调控研究室研究证明，一定浓度的GB和维生素C混合处理能使芍药花器官的衰老得到延缓[7]。钙是植物细胞中维持内环境稳定的重要物质之一，同时它也是细胞信号传导过程中的第二信使[8]。为此，以一定浓度的CaCl2与不同浓度的GB组合处理，研究其对菊花品种汴梁银宝在整个花期花瓣中生理生化动态变化的影响，以期为优化菊花的形态、延缓花瓣的衰老以及提高菊花的整体观赏价值提供理论依据与技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

菊花品种为汴梁银宝，试验在河南师范大学菊花园进行。

1.2 材料处理

选取春天生长状况良好、一致的菊花幼茎，在温室的沙床上进行生根培养一个月，然后再从中选取生根状态好、根生长健壮的菊花幼苗移至营养钵中进行炼苗。15 d后，从中选取100株生长状态一致的幼苗进行大田移栽。当菊花株高达到11 cm时进行套盆，盆内填土中掺入少量的鸡粪。

从定头期开始将材料平均分为4组，分别以CaCl2 160 mg/L+GB 100 mg/L（处理A）、CaCl2 160 mg/L+GB 250 mg/L（处理B）和CaCl2 160 mg/L+GB 500 mg/L（处理C）的溶液进行全株喷雾处理，以喷施等量清水作为对照（CK）。每3 d处理1次，直至出现花蕾为止。

1.3 生理生化指标的测定

从花开第1天开始，取花序中自外而内第3～4层的花瓣，测定开花不同天数花瓣的生理生化指标，每5 d测1次，直至花衰败为止。

可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[9]；可溶性蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝G-250比色法[10]；花瓣的干鲜比采用烘干称重法[9]；SOD活性的测定采用氮蓝四唑法[11]；O2·-产生速率的测定采用羟胺氧化法[12]；MDA含量的测定采用硫代巴比妥酸法[13]；细胞膜透性的测定采用电导法[9]。

1.4 数据分析

试验数据运用SPSS 13.0统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 CaCl2+GB对菊花花期花瓣中可溶性糖含量的影响

由图1可知，处理A菊花汴梁银宝花瓣中可溶性糖含量在花开第26天和第31天分别比对照高13.24%和28.38%，并均与对照差异极显著。处理B汴梁银宝花瓣中可溶性糖含量在花开第6、11、21、26和31天分别比对照增加20.65%、17.47%、16.20%、22.74%、30.62%，并均与对照差异极显著。处理C汴梁银宝花瓣中可溶性糖含量在花开第16天比对照增加9.74%，且差异显著；在花开第1、6、11、21、26、31天分别比对照增加34.71%、30.18%、20.12%、19.92%、26.05%、45.56%，并均与对照差异極显著。处理C菊花花瓣中的可溶性糖含量升高最为突出。

2.2 CaCl2+GB对菊花花期花瓣中可溶性蛋白质含量的影响

从图2可看出，菊花汴梁银宝花瓣中可溶性蛋白质含量在整个花期中先上升后下降，是单峰曲线，其峰值在花开第16天。不同处理花瓣中可溶性蛋白质含量均高于对照，其中处理A汴梁银宝花瓣中可溶性蛋白质含量在花开第1、6、11、26、31天分别比对照升高23.13%、25.99%、23.68%、27.44%、26.57%，均与对照差异极显著。处理B汴梁银宝花瓣中可溶性蛋白质含量在花开第1、6、11、16、21、26、31天与对照相比分别增加57.35%、73.91%、35.24%、16.82%、21.22%、37.92%，并均与对照差异极显著。处理C汴梁银宝花瓣中可溶性蛋白质含量在花开第1、6、11、16、21、26、31天比对照分别高64.75%、90.17%、61.23%、44.21%、43.55%、60.51%、60.68%，并均与对照差异极显著。其中处理C可溶性蛋白质含量升高最明显。

2.3 CaCl2+GB对菊花花期花瓣干鲜比的影响

从图3可知，菊花汴梁银宝花瓣的干鲜比在其花期是先上升后下降。处理A在花开第31天干鲜比与对照差异极显著。处理B在花开第21天干鲜比与对照差异显著，第16天和第31天干鲜比与对照差异极显著。处理C在花开第1天干鲜比与对照差异显著，在第16、21和31天干鲜比与对照差异极显著。

2.4 CaCl2+GB对菊花花期花瓣中SOD活力的影响

从图4可知，菊花汴梁银宝其花瓣中SOD活性先上升后下降，其变化趋势为单峰曲线，在第16天达到最大值。处理组花瓣中SOD活性在盛花期后的下降速度比对照组慢。处理A中，SOD活性在花开第31天比对照组升高了13.55%，且两者差异极显著。处理B在花开第11和21天SOD活性分别比对照高8.89%和6.19%，并达到显著差异；在花开第6、26和31天SOD活性分别比对照高16.81%、22.82%和26.56%，并达到极显著差异。处理C在花开第16天SOD活性比对照高8.03%，且两者差异显著；在花开第6、11、21、26和31天SOD活性分别比对照高22.95%、8.99%、10.77%、22.82%和26.56%，并达到极显著差异。由以上结果可知，不同浓度的CaCl2+GB溶液处理，都能使菊花花瓣中SOD活力高于对照组，尤以处理C效果最好。

2.5 CaCl2+GB对菊花花期花瓣中O2·-产生速率的影响

由图5可知，菊花汴梁银宝花瓣中O2·-产生速率从第1天到第16天缓慢降低，从第21天起花瓣中O2·-产生速率上升较快。其中处理A花瓣中O2·-产生速率在花开第1、21、和26天分别比对照降低29.8%、17.35%和15.04%，且与对照差异极显著，在第31天O2·-产生速率比对照低1.4%，且两者差异显著。处理B在第1、6、11、21、26和31天O2·-产生速率分别比对照组低38.46%、12.19%、28.17%、31.63%、27.43%和11.18%，并均与对照差异极显著。处理C在第1、6、11、21、26和31天O2·-产生速率比对照低45.19%、13.41%、32.39%、34.18%、42.92%和23.43%，并均与对照差异极显著。

2.6 CaCl2+GB对菊花花期花瓣中MDA含量的影响

由图6可知，菊花汴梁银宝花瓣中MDA含量的变化情况与膜透性的变化趋势相对应。其中，处理A花瓣中MDA含量在第21天和第26天分别比对照降低8.95%和13.29%，并均与对照差异极显著。处理B花瓣中MDA含量在第11、21、26和31天分別比对照降低5.16%、16.28%、13.29%和19.57%，并均与对照差异极显著。处理C花瓣中MDA含量在第11、21、26和31天分别比对照降低5.91%、20.14%、27.25%和19.57%，并均与对照差异极显著。菊花花期花瓣中MDA含量经过不同浓度的CaCl2+GB处理后均不同程度降低，处理C菊花花瓣中MDA含量降低最为明显。

2.7 CaCl2+GB对菊花花期花瓣细胞膜透性的影响

由图7可知，处理A菊花汴梁银宝花期中花瓣浸出液的相对电导率在花开第31天比对照低9.2%，且差异显著。处理B花瓣浸出液的相对电导率在花开第31天比对照低10.72%，且差异显著。处理C花瓣浸出液的相对电导率在花开第11和31天分别比对照低21.22%和11.46%，且均与对照差异显著，在第1、6、16和26天花瓣浸出液的相对电导率分别比对照低29.47%、25.26%、20%和19.87%，并均与对照差异极显著。

3 小结与讨论

花的形状、颜色和花期是观赏型花卉经济价值的重要因素。本研究用一定浓度的CaCl2和不同浓度的GB组合对菊花汴梁银宝进行整株喷雾处理后，发现除花瓣上述的生理生化变化外，还出现了较为明显的花形饱满度增加，花色更鲜艳，单花寿命延长等形态效应，因此使菊花的观赏价值有较为明显的提升。

花瓣中的可溶性糖不仅是其重要的能源物质，还是提高花瓣DW/FW值的主要物质基础，同时其还能降低细胞的水势而促进细胞吸水，使花瓣的饱满度、表面积、色度等迅速增加，提升花的总体观赏价值[14，15]。

SOD等保护酶能消除植物细胞中的活性氧物质，保护细胞的完整性，延缓细胞的衰老[16]。通过对试验结果的分析可知，CaCl2+GB处理后，SOD在花瓣中的活力较对照明显升高，而相应的主要活性氧物质O2·-产生速率降低，二者的变化动态相呼应。

MDA的含量可以体现植物细胞膜脂过氧化的程度，同时它对细胞也有很强的毒害作用[17]。花瓣浸出液的相对电导率值可较为准确地表明细胞电解质及某些小分子有机物的渗漏量，以此证明细胞膜系统损坏以及选择透性丧失的程度[18]。在整个花期中，汴梁银宝菊花花瓣中MDA含量和外渗液的相对电导率值随着衰老逐渐升高，并且二者的动态变化趋势相同，每个处理组花瓣中MDA含量和花瓣浸出液的相对电导率值都比对照组降低，表明CaCl2+GB处理能延缓花瓣细胞的衰老进程。

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