全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (4) : 779～782
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 12 - 05; 修回日期 : 2006 - 03 - 25
基金项目 : 江苏省青年科技创新人才学术带头人项目 (BK2004417) ; 南京农业大学 SRT项目 (0606A07)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: wbshenh@ njau1edu1cn)
一氧化碳对切花月季瓶插寿命和抗氧化代谢的影响
凌腾芳　张　博　林锦山　刘　辉　魏守阳　孙永刚　沈文飚 3
(南京农业大学生命科学学院 , 生命科学实验中心 , 江苏南京 210095)
摘 　要 : 研究了不同浓度 (01001、0101和 011μmol·L - 1 ) 的外源一氧化碳 (CO ) 供体高铁血红素
(Hematin, H) 对切花月季 ‘影星 ’的瓶插寿命和抗氧化代谢的影响。结果表明 , 与对照相比 , CO供体在
01001～0101μmol·L - 1范围内 , 随使用浓度的提高延长了切花月季的瓶插寿命 , 其中 0101μmol·L - 1处理
效果最明显 , 而 011μmol·L - 1的处理反而缩短切花月季的瓶插寿命。进一步研究发现 , H 0101μmol·L - 1
处理还不同程度地上调前期过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性 , 显著降低 MDA含量。
关键词 : 一氧化碳 ; 月季 ; 切花 ; 高铁血红素 ; 瓶插寿命 ; 抗氧化代谢
中图分类号 : Q 945; S 685112　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0420779204
Effects of Carbon M onox ide on Va se L ife and An tiox ida tive M etabolism in
Cut Rose Flower
L ing Tengfang, Zhang Bo, L in J inshan, L iu Hui, W ei Shouyang, Sun Yonggang, and Shen W enbiao3
(College of L ife Science, L ife Science L abora tory Cen ter, N anjing A gricultural U niversity, N anjing, J iangsu 210095, China)
Abstract: Effects of exogenous carbon monoxide ( CO ) donor ( Hematin ) at 01001, 0101 and 011
μmol·L - 1 on vase life and antioxidative metabolism in cut rose‘Movie Star’ flower were investigated. Com2
pared with the control flowers kep t in distilled water, app lication of CO donor hematin (01001 - 0101μmol·
L - 1 ) resulted in the p rolonged vase life of cut rose in a dose2dependent manner. Between these treatments,
the effect of 0101μmol·L - 1 hematin (H 0101) was the most effective in extending the vase life. However,
the opposite effect of 011μmol·L - 1 hematin (H 011) was also found. Furthermore, app lication of H 0101
apparently and differentially up2regulated the activities of peroxidase, catalase and superoxide dismutase, re2
sulting in the apparent decrease of MDA content during the early holding period.
Key words: Carbon monoxide; Rose; Cut; Hematin; Vase life; Antioxidative metabolism
一氧化碳 (CO) 一直被认为是一种有毒气体。2003年 O tterbein等〔1〕首次发现低浓度的 CO气体
可以有效降低高氧胁迫诱导的肺组织早期脂质过氧化水平 , 从而具有保护功能。目前 , 植物内源产生
的 NO已经被认为具有显著的抗衰老作用 , 这与抗氧化酶调控有关〔2〕; 同时 , NO也是一种有效的气
体切花保鲜剂。例如外源 NO可以抑制乙烯的产生 , 延长三友花 (Chanaelaucium uncina tum ) 和极美
泰洛帕 ( Telopea speciosissim a) 切花的货架期〔3〕。Badiyan等〔4〕发现外源 NO供体预处理可以不同程度
地延长金鱼草、飞燕草、菊花、郁金香、非洲菊、百合、月季和荷兰鸢尾切花的瓶插寿命 , 其中非洲
菊的瓶插寿命能够延长大约两倍 , 菊花则为 10%。作者考虑与 NO功能相类似的 CO可能也具有同样
的切花保鲜作用。由于高铁血红素 (Hematin, H ) 也是血红素氧合酶 (HO ) 的底物 , 生物体中的
HO往往可以直接催化高铁血红素使体内迅速释放 CO气体 , 因此 H也常常被直接用作 CO供体〔5〕。
本文首次报道了外源低浓度的 CO供体 H对切花月季的延衰保鲜作用 , 并从抗氧化代谢方面进行了初
步的机理探讨。
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1　材料与方法
111　材料与处理
试材为切花月季 ‘影星 ’ (R osa hybrida ‘Movie Star’) , 购于南京市的园艺场。在 1 h内运回实
验室 , 复水 2 h, 挑选开花级数〔6〕为 2的鲜花 , 处理前修剪枝叶 , 只保留两片复叶 , 花枝长 30 cm。
每瓶插 5枝 , 每组处理 30枝 , 重复 3次 , 瓶插液 250 mL, 室温为 25～30℃, 相对湿度为 35% ～
60% , 并在散射光下进行试验。瓶插处理时所用的高铁血红素 (Hematin, H ) 是常用的 CO供体〔5〕,
购自 Sigma公司 , 其它试剂均为国产分析纯。
设如下处理 : 蒸馏水 (对照 ) ; H 011μmol·L - 1 ; H 0101μmol·L - 1 ; H 01001μmol·L - 1 ; HQS
(8 -羟基喹啉硫酸盐 ) 200 mg·L - 1 ; H 0101μmol·L - 1 + HQS 200 mg·L - 1 ; H 01001μmol·L - 1 + HQS
200 mg·L - 1。所用化学试剂均直接添加到瓶插液中 , 且对瓶插液所用的瓶子进行密封处理。
112　测定方法和统计分析
瓶插寿命终点判断以最外层花瓣展开与花茎呈直角且露心 , 或花朵未展开即失水萎蔫、弯颈为标
志〔7〕。自瓶插之日起 , 在 0、1、2、4、6、8 d时每次至少取 5枝花记录花朵级数 , 并用游标卡尺量
取花的直径〔6〕; 分别称鲜样质量 , 80℃烘干称恒干样质量 , 计算含水量。
取从外向内数第 3、4层花瓣约 1 g, 加入 5 mL酶提取液 (0105 mol·L - 1 pH 718的磷酸缓冲液 ,
含 1% PVP) , 冰浴研磨至匀浆 , 4℃冷冻离心 (10 000 ×g, 20 m in) , 上清液即为粗酶液。测定丙二
醛 (MDA ) 含量〔8〕, 蛋白质含量〔9〕, 过氧化物酶 ( POD )、过氧化氢酶 ( CAT) 和超氧化物歧化酶
( SOD) 活性〔10〕, 其中以抑制氮蓝四唑 (NBT) 光化还原 50%的酶量为一个 SOD活性单位 (U )。每
组处理重复 3次 , 数据用平均值 ±标准误表示。采用 Excel 2003软件对数据进行统计分析。
2　结果与分析
211　CO供体 Hema tin以浓度依赖性的形式影响切花月季瓶插寿命
与对照相比 , CO供体 Hematin以浓度依赖性的形式影响切花月季 ‘影星 ’的瓶插寿命 (表 1)。
其中 H 01001和 0101μmol·L - 1的处理分别比对照
平均延长切花瓶插寿命 213 d和 315 d, 并与处理 4
d后开花级数的缓慢增长相一致 (图 1) , 但对花
径增大率则没有明显影响。相反 , H 011μmol·
L - 1处理显著缩短 ‘影星’切花的瓶插寿命 , 降低
花径的大小 , 处理 6 d时开花级数就迅速达到 6
级 , 花朵呈萎蔫状 , 切花迅速衰老 (表 1)。
表 1　不同处理对切花月季 ‘影星’瓶插寿命的影响
Table 1　Effects of var ious trea tm en ts on va se life of cut
rose‘M ov ie Star’
处理 Treatment
(μmol·L - 1 )
瓶插寿命
Vase life ( d)
较对照增加
Percent over control( % )
对照 Control 611 ±011 　 -
H 011 513 ±012 - 1311
H 0101 916 ±0113 3 　5714
H 01001 814 ±0133 3 　3717
　　3 3 P < 0101, t2test. 图 1　Hema tin处理对切花月季 ‘影星’外观的影响F ig. 1　Effect of hema tin trea tm en t on appearance ofcut rose‘M ov ie Star’ for 6 days
　　HQS是切花保鲜剂中常见的杀菌剂。进一步将 CO供体 Hematin与 HQS进行组合试验 , 发现各组
合在一定程度上也提高了 ‘影星 ’的切花瓶插寿命 , 其中 H 0101μmol·L - 1 + HQS的处理效果比较
好 , 与对照相比平均延长了 211 d, 开花级数的增长也比较缓慢 , 但是效果略逊于单独 H 0101μmol·
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　4期 凌腾芳等 : 一氧化碳对切花月季瓶插寿命和抗氧化代谢的影响 　
L - 1的处理。由于观察到混合溶液中发生了严重的变色现象 , 推测可能与 HQS和 Hematin发生的化学
反应有关。而 H 01001μmol·L - 1 + HQS的处理效果则比较差 (具体数据未列 )。
212　CO供体 Hema tin延缓切花衰老的生化机理
21211　Hematin处理对切花月季含水量的影响 　
通常在切花月季的瓶插期间 , 切花的含水量随瓶
插时间的延长而逐渐下降〔7〕。前期 H 0101μmol
·L - 1处理后切花月季整株的含水量变化和对照基
本一致 , 但中后期则显著延缓了花瓣含水量的下
降 ( P < 0105) , 例如在 4 d和 6 d时分别比对照
提高了 1117 %和 1619 % (图 2)。
21212　Hematin处理对切花月季花瓣 POD、CAT、
SOD活性和 MDA 含量的影响 　研究发现 , H
0101μmol·L - 1的瓶插液处理后 , ‘影星 ’切花
花瓣内的 3种抗氧化酶活性变化趋势都是先升高
后降低。例如 POD和 CAT在处理第 1天内就达到
了最大值 , 分别比对照提高了 9512 %和 8616 % ,
而 SOD活性在第 2天也达到了最大值。同时 , H
0101μmol·L - 1有效缓解了处理 2 d时的脂质过
氧化 , MDA含量明显降低 ( P < 0101, 图 3)。此 图 2　Hema tin对切花月季 ‘影星’瓶插期间整株 ( CK, H 0101)和花瓣 ( ck, h 0101) 含水量的影响Fig. 2　Effects of hematin on water of flower ( CK, H 0101) and flowerpeta l tissues ( ck, h 0101) in cut rose‘M ov ie Star’dur ing va se3 P < 0105, t2test
图 3　Hema tin对切花月季瓶插期间花瓣 POD、CAT、SOD活性以及 MDA含量的影响
F ig. 3　Effects of hema tin treatment on the activ ities of POD, CAT, SOD and MDA con ten t of flower peta ls in cut rose during vase3 P < 0105, 3 3 P < 0101. t2test
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外 , H 01001μmol·L - 1处理也有类似的结果 , 不过诱导程度较低 (具体数据未列 )。另一方面 , 在
切花衰老的后期 , H 0101μmol·L - 1处理的 POD活性与对照相比没有显著差异 , 而 CAT在第 6天比
对照提高了 8617 % , SOD活性在第 4天提高了 3719 % ; MDA含量则开始趋同 (图 3)。上述结果表
明 , 低浓度 CO具有的延衰保鲜作用可能与其对前期活性氧 (Reactive oxygen species, ROS) 代谢的
调控有关 , 从而缓解脂质过氧化 ; 而后期的变化则可能是花开始不同程度劣变后的伴随现象。
3　讨论
1959年以来就有一些研究陆续报道了绿色植物在光照下能直接释放 CO〔11〕, 而且目前的研究已经发
现植物 HO也确实具有直接产生内源 CO的功能〔12〕。在本试验中我们发现 0101μmol·L - 1的 CO供体
Hematin处理具有明显的切花保鲜作用。例如可以提高处理中后期 ‘影星’切花月季花瓣的含水量 , 延
缓瓶插寿命 ; 相反 , 当 Hematin的浓度达到 011μmol·L - 1时 , 切花月季的瓶插寿命明显缩短。
不少试验已经证明 , 鲜花衰老与 ROS代谢有着密切的关系。在切花衰老的同时往往伴随着早期
ROS含量的急剧上升和抗氧化酶活性的下降 , 从而导致严重的脂质过氧化 , 并进一步加速了衰老进
程〔13〕。本试验结果暗示低浓度 CO具有的延衰保鲜作用可能与其对前期 ROS代谢的调控有关 , 从而
缓解脂质过氧化。
与 NO相比 , 由于 CO不是自由基 , 在切花保鲜的应用过程中 CO所导致的氧化损伤会远低于 NO
处理。已经发现动物组织中的内源 CO具有类似于 NO的功能 , 因此植物 CO的研究也将逐渐深入。
总之 , 今后如何将 CO与其它有效的配套措施相结合 , 并广泛地应用于不同切花品种的采后保鲜 , 还
有待于进一步的探索 , 但无疑将具有广泛的应用前景。
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