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湖北咸宁地区桂花开花和衰老过程中花瓣的某些生理生化指标变化



全 文 :植物生理学通讯 第42卷 第1期,2006年2月112
湖北咸宁地区桂花开花和衰老过程中花瓣的某些生理生化指标变化
陈洪国1,* 刘顺枝2
1 咸宁学院化学与生命科学系,湖北咸宁 437005;2 广州大学生物与化学工程学院,广州 510405
Changes in Some Metabolite on Petal during Florescence and Senescence
of Osmanthus fragrans Lour
CHEN Hong-Guo1,*, LIU Shun-Zhi2
1Department of Chemistry and Life Science, Xianning College, Xianning, Hubei 437005, China; 2 School of Biology and Chemistry
Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510405, China
提要 3 个品种桂花花瓣的呼吸速率和乙烯释放量均出现跃变型高峰;细胞质膜透性和丙二醛(MDA)含量不断升高;过
氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性先上升,后下降,呈现明显的峰值。3 个品种的各项指标变化趋势基本一致,但
花期较长的‘软叶丹桂’呼吸速率、乙烯释放量、CAT 和 POD 峰值出现比‘柳叶桂’和‘四季桂’晚 1~2 d,细胞质膜
透性和 MDA 上升趋势较缓慢,‘柳叶桂’和‘四季桂’之间差异不显著。
关键词 桂花;呼吸速率;乙烯;丙二醛;酶活性
收稿 2005-04-29 修定   2005-12-03
资助  湖北省教育厅重点项目(2003009A)。
*E-mail: chhg163@163.com, Tel: 0715-8338072
桂花(Osmanthus fragrans Lour)品种较多,开
花迟早和花期长短不一,开花和衰老过程中物质
代谢水平也可能不同。本文检测了湖北省咸宁市
的 3 个桂花主栽品种‘软叶丹桂’、‘柳叶桂’
和‘四季桂’开花和衰老过程中呼吸速率、乙烯
释放量、细胞质膜透性、丙二醛(malondialdehyde,
MDA)含量、过氧化物酶(peroxidase, POD)和过氧
化氢酶(catalase, CAT)活性的变化,以期能为延缓
桂花的衰老提供参考。
材料与方法
3个品种桂花(Osmanthus fragrans Lour)均采
自咸宁学院生物园内,选取树龄十四年生、长势
相似的植株,于 9 月中旬各品种初花期时做好标
记,每天下午采花回实验室,剥除花梗和雌雄
蕊,仅留花瓣进行试验。花期划分为:初花期
为有少量花开放到全树花开放 25% 左右;盛花期
为全树 25% 花开放到几乎所有花开放;花谢期为
有少量落花到花瓣几乎全部脱落。
测定 CO2 和乙烯释放量时,取 2 g 花瓣置于
500 mL的三角瓶中,20 min后,再密闭3 h,从
中抽取气体1 mL, 用日本岛津GC17A型气相色谱
仪测定,重复 3 次。CO2 的测定条件为:色谱柱
Molecular sieve 5A和 PorapakQ并列柱,载气:
氦气,柱温:60℃。热导池检测器温度:120℃,
进样口温度:100℃;载气流速为 30 mL·min-1;
电流:40m A。测定乙烯的气相色谱工作条件为
火焰离子化检测器(FID),柱温 90℃,进样口温
度:100℃,载气为 N2,流速为 25 mL ·min -1。
测定细胞质膜透性时,取2 g 花瓣于具塞刻
度试管中,加入40 mL蒸馏水,密封。室温下放置
48 h,不时摇动试管,用DDS-11A 电导率仪测定
电导率,然后于沸水中保温10 min,冷至室温后再
行测定。质膜透性以测定前后电导率之百分比表示。
MDA 含量、PO D 活性和 CA T 活性测定参照
李合生(2000)的方法。
以上生理指标每天测定1次,每个处理重复3
次,第1次采花(有少量花开放)定为0 d。从0 d
到花谢期结束,‘柳叶桂’和‘四季桂’花期
为 5 d,‘软叶丹桂’的花期为 6~7 d,故‘柳
叶桂’和‘四季桂’测定 5 d,‘软叶丹桂’测
定 6 d。
采用 SAS 软件 ANOVA 过程作差异显著性测
验、采用 L S D 法作多重比较分析。
结果与讨论
1 呼吸速率和乙烯释放的变化
从图1、2可以看出:(1)在开花和衰老期间,
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3 个品种桂花呼吸速率呈先上升后下降的趋势。
在开花 0~2 d 期间,呼吸速率逐渐升高。‘四季
桂’和‘柳叶桂’的峰值均在开花第 3 天出现,
‘软叶丹桂’在第 4 天出现,此时桂花正处于盛
花末期到谢花期。这种变化也与呼吸跃变型果实
在成熟和衰老的过程中的呼吸速率的变化相似,
呼吸高峰的出现,意味着果实由成熟走向衰老,
同样,桂花呼吸速率峰值的出现表明桂花由盛花
期进入花谢期(林河通1999)。(2) 3个品种桂花开
花和衰老期间花瓣乙烯释放量变化总趋势与呼吸速
率的变化相似。‘柳叶桂’和‘软叶丹桂’在
达到峰值前几乎成直线上升,达到峰值后急剧下
降,但‘柳叶桂’的峰值远比另两个品种低。
‘四季桂’在盛花期前乙烯释放量升高较缓慢,
进入盛花期后急剧升高后下降。不同品种的乙烯
释放差异,可能与品种本身的遗传特性有关。
2 细胞质膜透性的变化
图 3 显示,随着开花和衰老进程的加快,3
个品种桂花花瓣的细胞质膜相对透性不断上升,
花后第 2 天‘四季桂’和‘柳叶桂’花瓣质膜
透性急剧上升,花期较长的‘软叶丹桂’花瓣
细胞质膜透性在第 3 天后急剧升高。
3 MDA 含量的变化
从初花到盛花期,桂花花瓣中 M D A 含量逐
渐升高(图 4),到第 3 天盛花后,MDA 急剧升高。
‘柳叶桂’、‘四季桂’在第 4 天的 M D A 含量
和‘软叶丹桂’在第 5 天的分别是初花期的 5 倍
左右。3 个品种中,‘四季桂’和‘柳叶桂’
M D A 含量较为接近,而‘软叶丹桂’M D A 含
量均低于‘四季桂’和‘柳叶桂’,表明花期
较长的‘软叶丹桂’膜脂过氧化程度比‘四季
桂’和‘柳叶桂’低( 图 4 ) 。
图2 3个品种的桂花开花和衰老期间乙烯释放量的变化
图1 3个品种的桂花开花和衰老期间呼吸速率的变化
4 POD 和 CAT 活性的变化
图 5、6 表明,3 个桂花品种的 POD 和 CAT
活性均呈先升后降的趋势,即开花 0~2 d 期间,
活性逐渐升高,第 3 天后急剧上升。‘柳叶桂’
图3 3个品种的桂花开花和衰老期间质膜相对透性的变化
图4 3个品种的桂花开花和衰老期间MDA含量的变化
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和‘四季桂’于第 3 天、‘软叶丹桂’于第 4
天分别达到峰值。‘柳叶桂’和‘四季桂’P O D
和 CAT 峰值相近。这两种保护酶变化是植物抗氧
化衰老的一种防卫反应,可起到清除活性氧物质
的作用(刘华山 2005;王小纯等 2002;Dhindsa
1982)。本文的结果支持上述观点。
参考文献
李合生(2000). 植物生理生化实验原理和技术. 北京: 高等教育出
版社, 260~261, 164~167
林河通(1997). 橄榄果实采后呼吸变化和外源乙烯处理的生理效
应. 福建农业大学学报, 26 (4): 416~420
刘华山, 孟凡庭, 杨青华, 韩景峰, 王春莉, 顿文涛(2005). 土壤渍
涝对芝麻根系生长及抗氧化物酶活性影响. 植物生理学通讯,
41 (1): 45~47
王小纯, 马新明, 汤丰收, 张新友(2002). 不同粒型品种花生开花
后叶片中几种保护酶活性的变化. 植物生理学通讯, 38 (6):
572~574
Dhindsa RS (1982). Inhibition of protein synthesis by products
of lipid peroxidation. Phytochem, 21: 309~313
图5 3个品种的桂花开花和衰老期间POD活性的变化
图6 3个品种的桂花开花和衰老期间CAT活性的变化