全 文 :郭巧会,章四庆,吴 玲,等. 噻苯隆预处理结合低温储藏对杨桐切枝衰老的影响[J]. 江苏农业科学,2013,41(8):252 - 254.
噻苯隆预处理结合低温储藏对杨桐切枝衰老的影响
郭巧会1,章四庆2,吴 玲2,申雪颖2,杨金雨露2,赖齐贤1
(浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江临安 311300)
摘要:为了研究噻苯隆(TDZ)预处理液对低温储藏过程中杨桐切枝品质和生理生化的影响,以杨桐切枝为试材,
采用 TDZ预处理液浸泡杨桐枝条基部 24 h,以湿藏法于 2 ~ 4 ℃环境中低温储藏 37 d。结果表明,TDZ预处理结合低
温储藏能够推迟杨桐叶片的黄化,延缓可溶性蛋白和叶绿素含量的下降,提高 CAT 和 SOD 活性,降低相对电导率、
MDA含量,增加切枝的瓶插寿命。
关键词:杨桐;噻苯隆(TDZ);低温储藏;衰老
中图分类号:S609 + . 3 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2013)08 - 0252 - 03
收稿日期:2013 - 01 - 31
基金项目:浙江省大学生科技创新基金(编号:100109)。
作者简介:郭巧会(1987—),女,河南洛阳人,硕士研究生,从事观赏
植物衰老研究。E - mail:guoqiaohui111@ 163. com。
通信作者:赖齐贤,博士,教授。E - mail:laiqixian@ zifc. edu. cn。
杨桐(Cleyera japonica Thunb.)在日本称为“神木”,大量
用于供神祭佛已有 2 000 多年历史[1],是日本插枝的主要原
料,我国年均出口量约占日本年均总需求量的 65%,产生了
巨大的社会效益和经济效益[2]。日本对杨桐的需求一年四
季不断[3],为了提供长期的杨桐产品,国内各公司都会预先
数周或 1 个月对产品进行制作和储藏,加上从我国内地到日
本要经历 1 周时间的海运,所以储藏和运输最长需要 40 d,这
段时间的低温环境对杨桐保鲜至关重要。噻苯隆(TDZ)是
Schering公司 1976 年合成的新型植物生长调节剂,化学名为
N -苯基 - N - 1,2,3 -噻二唑 - 5 -脲[4]。TDZ 具有一般细
胞分裂素 1 000 倍以上的活性,通常使用的浓度有高浓度
(100 μmol /L)和低浓度(1 μmol /L),分别用在脱叶灵或组培
中促进再生[5]。近年来,Ferrante 等发现,TDZ 能延长六出
花、菊花、羽扇豆、郁金香和夹竹桃等鲜切花的寿命,还能延缓
叶片黄化,但其反应机制还未确定[6 - 9]。另外,Ferrante 等对
桉树切枝进行 24 h TDZ脉冲处理的研究表明,它对桉树切枝
的瓶插寿命影响不大,但可以很好地抑制叶绿素降解[10]。本
研究使用 TDZ浸泡杨桐枝条基部 24 h,用湿藏法于 2 ~ 4 ℃
环境中低温储藏 37 d,探讨低温储藏期新型保鲜预处理剂
TDZ对杨桐品质及生理生化特性的影响,以期为杨桐的储藏
运输和 TDZ的应用提供一定的理论基础。
1 材料与方法
1. 1 材料及处理
供试材料取自浙江省临安市高虹镇杨桐林木科技示范基
地。选择发育程度和长短一致、无病虫害的杨桐当年生枝条,
采摘后立即运回实验室,在水中剪去枝条基部,将叶片擦拭干
净。留枝长 30 ~ 40 cm,叶子 10 ~ 20 张,随机分成 2 组,分别
用 100 μmol /L TDZ溶液和清水浸泡切枝基部 24 h,然后用湿
水的脱脂棉包裹枝条底部,并用塑料纸包扎,最后于 4 ℃冰箱
中放置 37 d。
各处理的样品分为品质和生理测定组,品质组每处理 5
枝,每 3 d观察并记录叶片颜色、斑点、萎焉、卷曲状况;生理
组每处理 10 枝,隔 5 d从 1 枝上随机取 1 张叶片进行生理指
标测定,每组均 3 次重复。
1. 2 测定指标及方法
瓶插寿命以瓶插日起至一半以上叶片严重萎焉、卷曲、黄
化而失去观赏价值之日为标志;叶绿素含量测定使用 80%丙
酮乙醇混合液提取法[11];相对电导率使用 DDS - 11A 型电导
率仪测定[12]。
取 0. 2 g 植物材料,加入少量石英砂于液氮中,研磨为粉
末,然后加入 2% PVP和预冷的 0. 05 mol /L 磷酸缓冲液(pH
值 7. 8)研磨均匀,定容至 4 mL,于 12 000 g(4 ℃)离心
20 min,取上清液备用[13],用于测定 SOD 活性、POD 活性、
MDA含量和可溶性蛋白含量。SOD 活性用 NBT 比色法测
定[14];POD活性采用愈创木酚法测定[15];CAT活性采用可见
光分光光度法[16];MDA含量用硫代巴比妥酸法[17]测定;可溶
性蛋白含量采用考马斯亮蓝染料结合法[18]测定。
1. 3 数据处理
采用 DPS进行方差分析,使用 Excel 2007 处理数据并制
作图表。
2 结果与分析
2. 1 不同处理对杨桐切枝寿命和叶片状况的影响
由表 1 可知,储藏期 100 μmol /L TDZ 组保鲜效果较理
想,而对照从 20 d起出现黄化、斑点、萎焉的衰老现象,说明
在 37 d的 2 ~ 4 ℃低温储藏中 TDZ预处理能够提升杨桐枝条
的品质;瓶插期间对照在储藏后 3 d失水加速,而 100 μmol /L
TDZ处理在 1 周后才衰老,也能延长枝条的瓶插寿命。
表 1 不同处理对杨桐切枝寿命及叶片状况的影响
处理 储藏期形态变化
瓶插寿命
(d)
100 μmol /L TDZ 叶片翠绿、无黄化现象,始终有光泽 9. 33a
清水(CK) 20 d 后逐渐出现黄化现象,叶片在
22 d 时出现黄褐斑点,30 d时叶片向
外翻卷,轻度萎焉
4. 83b
注:同列数据后不同字母表示在 0. 05 水平差异显著。
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DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2013.08.135
2. 2 不同处理对杨桐叶片可溶性蛋白的影响
大量研究表明,在器官衰老和细胞死亡过程中,蛋白质含
量明显减少,它是导致衰老和死亡的一个主要原因。整个低
温储藏期间可溶性蛋白含量先增加后降低,在储藏 13 d 时,
可溶性蛋白含量达到最大值,随后逐渐降低。前期可能是由
于叶片自身尚具有较高的蛋白质合成能力,蛋白质不断积累,
因而可溶性蛋白含量上升,后期降低是由于衰老而分解。
100 μmol /L TDZ处理的可溶性蛋白含量持续上升,一直到
25 d 时达到最大值,比对照的高峰推迟了 12 d,且含量始终
高于对照。显著性分析结果表明,储藏 19 d 时,两者差异达
到极显著水平,且后期差异一直极显著。因此,TDZ预处理液
在一定程度上能够缓解可溶性蛋白水平的下降。
2. 3 不同处理对杨桐叶片叶绿素含量的影响
图 2 表明,在储藏的前 13 d,100 μmol /L TDZ 处理和对
照叶片的叶绿素含量均逐渐下降,后期则分别有不同程度的
回升,这种回升可能是由于 TDZ 具有细胞分裂素活性,通过
叶绿素的有关合成酶增加了叶绿素含量。100 μmol /L TDZ
处理在储藏 19 d时达到高峰,且比初始值提高了 10%,而此
时对照则相应降低了 1. 7%,100 μmol /L TDZ 处理在后期能
够维持一个较高的叶绿素水平,表明 TDZ预处理在一定程度
上能够延缓叶绿素的降解。
2. 4 不同处理对杨桐叶片 CAT和 SOD活性的影响
图 3 显示,在整个低温储藏期间,CAT活性从开始骤降后
一直处于较低水平,而 100 μmol /L TDZ 处理 CAT 活性在储
藏的前 7 d与对照组相比变化不大,储藏后 13 d 开始显著高
于 CK,表明 TDZ 预处理能够提高杨桐枝条在低温储藏期的
CAT活性水平。2 组处理的 SOD 活性都是先下降再上升后
又下降,100 μmol /L TDZ处理的 SOD 活性一直高于对照组,
表明低温储藏期 TDZ预处理能够提高杨桐枝条的 SOD活性。
2. 5 不同处理对杨桐叶片 MDA含量的影响
植物器官衰老时或在逆境条件下,往往发生过氧化作用,
MDA是膜脂过氧化的最终产物,因此 MDA 的积累程度可作
为膜和细胞受伤害的重要指标。MDA 含量在储藏期逐渐下
降,可能是由于 2 个处理的叶片细胞内在低温储藏下产生的
自由基受到了有效抑制,但 CK 在前 6 d 有一个积累过程,表
明前期自由基清除的速率高于自由基产生速率;经 TDZ处理
的 MDA含量一直显著低于对照,表明 TDZ 预处理结合低温
储藏的膜脂过氧化程度小于对照,有利于延缓衰老。
2. 6 不同处理对杨桐叶片相对电导率的影响
细胞膜透性是反映细胞受损程度的一个重要指标。膜脂
过氧化作用使膜结构遭到破坏,膜内电解质外渗,电导率即可
与细胞膜透性呈完全正相关关系。试验结果表明,低温储藏
期间,叶片相对电导率均是先下降再上升后下降,且 TDZ 预
处理组与清水对照差异不显著(图 5),说明在低温储藏初期
细胞内蛋白质等合成能力较高(图 1),使得相对电导率也增
加;但随着储藏时间的推迟,细胞膜也受到一定的伤害,因而
有所上升,后期又下降可能是由于体内过氧化酶系统能够有
效清除自由基(图 4),延缓了杨桐叶片细胞膜的损害。
3 结论与讨论
对杨桐切枝衰老过程进行了研究,结果发现,植物在低温
—352—江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 8 期
储藏期间发生了一系列形态、生理等方面的变化。从形态上
看,失水和黄化是叶片衰老失去观赏价值的最初症状,随之表
现为叶片卷曲,而后枯萎死亡。在生理上则表现为叶绿素、蛋
白质含量迅速下降,体内自由基大量积累,相应的抗氧化酶活
性发生变化,同时破坏膜透性,使细胞逐渐死亡。
试验表明,TDZ预处理后低温储藏期间杨桐叶片的叶绿
素含量与清水对照相比在后期保持了较高的水平,能够推迟
叶片的黄化,延长其瓶插保鲜寿命。Ferrante 等曾报道六出
花经 10 μmol /L TDZ脉冲处理 24 h后,延迟离体叶片黄化时
间达到 2 个月[6]。在研究紫罗兰保鲜中发现,TDZ 可以延缓
叶片在整个有光阶段(30 d)中的黄化,虽然对经黑暗储藏的
花朵没有太多的保鲜效果,但也能延缓叶绿素的降解,达 10
~12 d[19]。在桉树瓶插保鲜研究中发现,TDZ 虽然不能延长
保鲜寿命,但是是一种很好的叶绿素降解抑制剂[10]。这可能
是由于 TDZ具有高效的细胞分裂素活性,通过抑制细胞分裂
素氧化酶的活性来催化细胞分裂素 N6 上不饱和侧链裂解而
使其彻底失活[20],进而增加细胞分裂素的积累,然而也有报
道提出细胞分裂素激活有关叶绿素生物合成酶———NADH还
原酶能够减少叶绿素的损失[11],有关 TDZ的细胞分裂素活性
机制还须作更深的研究。
植物细胞通过多途径产生·OH、O -·2 、H2O2 等自由基,同
时植物体内存在 SOD、CAT、POD 等多种抗氧化酶,能够很好
地清除这些自由基。植物衰老时,这种平衡被破坏,自由基积
累导致膜脂过氧化,同时产生大量的过氧化物 MDA,这种细
胞内部酶活性与细胞膜透性变化也是细胞应对外界环境而做
出的适应性防御。在本试验的 4 ℃储藏环境下,100 μmol /L
TDZ处理的叶片中 MDA 含量一直减少,说明受到低温胁迫
后枝条细胞在相应的抗氧化酶系统的调节下做出了积极的防
御反应,即 SOD和 CAT 酶活性的增加清除了体内产生的自
由基,能够在 4 ℃中维持较好的细胞膜透性,延缓衰老。
综上所述,TDZ预处理液处理有利于延缓叶片衰老,但长
时间的低温储藏对杨桐切枝保鲜有一定的局限,在较长的低
温储藏期间水分的控制至关重要,TDZ 预处理作为防止冷藏
中叶片黄化是有效的,对长时间储藏运输保鲜也是可行的措
施。在低温储藏期间,各种代谢虽然有所减缓,但切枝仍消耗
自身的养分,所以经低温储藏后再进行瓶插的寿命可能比常
温下直接瓶插的短,这与刁留彦在马蹄莲的预处理液结合低
温储藏研究的结果[21]相同,而经 TDZ预处理后瓶插寿命有所
延长,因此 TDZ预处理液有一定的商业应用价值。
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