外源物质对大扁杏花器官抗寒能力的影响

李宁

(辽宁省林业发展服务中心，辽宁 沈阳 110000)

大扁杏属蔷薇科杏属植物，有很强的适应能力，耐旱耐寒，造林后管理容易，丰产期长，是我国仁用杏品种中的佼佼者，因仁大而扁得名[1]。近些年来大扁杏在我国辽宁省不少山区栽植比较广泛，但是产量低且不稳定等问题一直存在[2]，分析其原因，主要在于大扁杏在春季开花时间普遍比较早，因此花期容易遭受异常低温天气危害，表现为花粉粒发展缓慢、部分花器官冻坏，败育花比例高，加上低温也影响了林间昆虫的活动，不利于正常的授粉受精，进而导致大幅度的减产，甚至绝收，严重制约着大扁杏的发展，因此迫切需要开展大扁杏花器官的抗寒能力研究[3]。

近些年来，我国在如何提高大扁杏花器官的抗寒能力方面开展了广泛研究，主要集中在加强选育花期抗寒能力强的品种[1,4]、加强健身栽培管理[5]等方面。目前外源物质在提高大田作物、园艺植物等抗寒性方面得到了较为广泛的应用[6-8]，由于激素是抗寒基因表达的启动因子，植物的抗寒能力很大程度上取决于其体内激素含量的动态变化[9]，因此生产中选择的外源性物质多为激素，常见的有水杨酸、脱落酸等。但是目前外源物质应用于大扁杏花器官抗寒性的研究较少[3,10]，这些研究中选择了赤霉素、油菜素内酯、2,4-D作为外源物质，其他外源物质的应用效果还有待于进一步的研究。为了筛选出适合在辽宁地区大扁杏花期使用的外源物质、提高其抗寒能力，特开展了此研究。

1 材料与方法

1.1 试验地情况

试验设在辽宁省朝阳市郊区一大扁杏果园内(品种为龙王帽)，该果园2012年建园，目前大扁杏长势良好，株行距4.5 m×6 m；果园内的土壤pH值7.5，土壤较为瘠薄；气候干燥，光照充足，四季分明，日温差较大，降水量偏少(年均250～580 mm)，年均温5～8 ℃。

1.2 试验材料

试验选择的外源物质有6种：硝普钠(SNP，为NO的供体物质)、赤霉素(GA)、油菜素内酯(BR)、氯化钙、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)，均来源当地园艺公司市售；大扁杏花枝从果园内长势整齐、健壮、未发生病虫害的树上4个方向上随机采集得到；此外还需要修枝剪、人工模拟霜箱(型号MSX-2F)、纱布等。

1.3 试验设计

试验共设19个处理，6种外源激素分别安排3个浓度，以喷施等量清水作为对照，各处理依次为：SNP 0.2、0.4、0.6 mmol·L-1，GA 20、40、60 mg·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，氯化钙500、1 000、1 500 mg·kg-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400、600 mg·L-1，喷清水。各处理重复3次，每个重复小区内安排健康程度以及长势一致的1年生花枝20支。

1.4 试验方法

2019年4月1日(此时大扁杏处于现蕾期)从果园内长势整齐、健壮、未发生病虫害的树上东、南、西、北4个方向上随机采集长势一致的1年生花枝在实验室内进行水培。早、晚分别按照各处理设计的外源物质及浓度对准花枝喷施，喷施量以花枝、花瓣湿润为度，连续喷2 d。之后将各处理的花枝转移到人工模拟霜箱内，模拟自然降温的过程将温度逐渐从室温降低到0 ℃(1.5 h完成)，然后在1 h的时间再将温度逐渐降到 -2 ℃，保持4 h，之后将各处理花枝全部取出，分别随机取0.3 g的花器官混合均匀进行脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA) 、过氧化物酶(POD) 、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等生理指标的测量[8，9]。

1.5 测量的方法

丙二醛(MDA) 、脯氨酸(Pro)的测量分别采用硫代巴比妥酸比色法、酸性茚三酮法[11]，过氧化物酶(POD) 、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等生理指标的测量分别用愈创木酚法[4]、氮蓝四唑光化还原法[12]、高锰酸钾滴定法[13]。最后对各处理重复小区的数据取平均值进行分析。

2 结果与分析

通过对各种外源物质处理下的大扁杏花器官对低温胁迫时几种重要生理指标的情况进行测量统计分析，结果见表1。

表1 各外源物质处理下大扁杏花器低温胁迫下重要生理指标分析

2.1不同外源物质对低温处理下大扁杏花器官膜通透性的影响

植物在低温胁迫下，膜脂容易出现过氧化作用，分解产物之一即为丙二醛，其可以与一些大分子反应，对细胞膜的结构产生破坏作用[3]。因此，丙二醛浓度越低，说明植物体内的抗寒能力越强，可作为一项衡量植物抗寒性的指标[3]。由表1可知，在低温胁迫处理下，各外源物质处理后大扁杏花器内的MDA含量均较喷清水的对照有所降低，其中降低幅度超过20%的处理有SNP 0.2、0.4 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400 mg·L-1，降幅分别为20.10%、23.99%、21.31%、28.53%、22.53%、28.93%、32.33%、30.06%、25.69%、23.58%。

2.2不同外源物质对低温处理下大扁杏花器官膜渗透调节能力的影响

面对外界的低温胁迫处理时，植物体内的脯氨酸等物质有助于细胞的保水，对降低冰点比较有效，降低渗透势，减轻低温对细胞的危害[14]。因此，脯氨酸积累量比较多时有助于提高植物的抗寒能力[14,15]。由表1可知，各外源物质处理对低温胁迫下大扁杏花器内脯氨酸的含量有不同程度的增加，其中增幅超过50%的有SNP 0.4、0.6 mmol·L-1，BR 1.6 g·L-1，ABA 20、40、60mg·kg-1，SA 200、400、600 mg·L-1，增幅分别为67%、83%、51%、68%、86%、71%、54%、78%、66%。

2.3不同外源物质对低温处理下大扁杏花器官保护酶活性的影响

植物膜脂过氧化防御体系主要的3种保护酶即为POD、SOD、CAT，这些酶的积累有助于植物体内活性氧含量的相对稳定[14-16]。根据表1可知，各种外源物质的处理下大扁杏面对低温胁迫时花器内POD、SOD、CAT3种酶活性均有不同程度的增加；POD酶活性含量超过50 U·g-1·min-1的处理有SNP 0.2、0.4、0.6 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400、600 mg·L-1，增幅分别为76.0%、95.0%、65.01%、72.0%、85.0%、79.0%、62.0%、101.0%、74.0%、83.0%、75.0%、51.0%；SOD酶含量超过1500 U·g-1的处理有SNP 0.2、0.4、0.6 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200 、400、600 mg·L-1，增幅分别为28.5%、37.5%、22.1%、38.2%、47.5%、42.1%、24.2%、41.0%、32.6%、35.7%、41.8%、36.9%；CAT酶含量超过10 mg·g-1·min-1的处理有BR 1.6、2.4 g·L-1, ABA 20、40 mg·kg-1，SA 400 mg·L-1，较对照增幅分别为46.97%、41.04%、44.99%、51.06%、48.94%。

3 结论

为了比较不同外源物质处理低温胁迫下大扁杏抗寒力，特开展了此研究，结果表明，与喷水的对照处理相比，各外源物质处理后大扁杏花器内的MDA含量有所降低，其中效果比较好的处理有SNP 0.2、0.4 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400 mg·L-1，降幅分别达到20.10%、23.99%、21.31%、28.53%、22.53%、28.93%、32.33%、30.06%、25.69%、23.58%；外源物质处理下大扁杏花器内脯氨酸的含量有不同程度的增加，其中效果比较好的处理有SNP 0.4、0.6 mmol·L-1，BR 1.6 g·L-1，ABA 20、40、60mg·kg-1、SA 200、400、600 mg·L-1，增幅分别为67%、83%、51%、68%、86%、71%、54%、78%、66%；外源物质处理下大扁杏花器内的POD、SOD、CAT3种酶活性均有不同程度的增强，POD酶活、SOD酶活均以SNP 0.2、0.4、0.6 mmol·L-1，BR 0.8、1.6、2.4 g·L-1，ABA 20、40、60 mg·kg-1，SA 200、400、600 mg·L-1几个处理效果比较好；CAT酶活性以BR 1.6、2.4 g·L-1, ABA 20、40 mg·kg-1，SA 400 mg·L-1的几个处理效果比较好。