德國(guó)鳶尾花瓣衰老過(guò)程中主要生理指標(biāo)的變化.pdf

王 銀 杰 張 永 俠 劉 清 泉 等 德 國(guó) 鳶 尾 花 瓣 衰 老 過(guò) 程 中 主 要 生 理 指 標(biāo) 的 變 化 江 蘇 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 德 國(guó) 鳶 尾 花 瓣 衰 老 過(guò) 程 中 主 要 生 理 指 標(biāo) 的 變 化 王 銀 杰 張 永 俠 劉 清 泉 劉 涼 琴 黃 蘇 珍 原 海 燕 江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所 江蘇南京 摘 要 對(duì)德國(guó)鳶尾不同生育時(shí)期的早花品種 和晚花品種 花瓣中可溶性蛋白含量 丙二醛 含量 脯氨酸含量 超氧化物歧化酶 活性及過(guò)氧化物酶 活性等生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定 結(jié)果表明 不同發(fā)育 期 與 可溶性蛋白含量的變化趨勢(shì)基本一致 呈持續(xù)下降趨勢(shì) 含量呈總體上升的趨勢(shì) 脯氨酸含量在蕾期最高 初花期后趨于平緩 在衰敗期有所上升 活性呈總體下降趨勢(shì) 但開(kāi)始下降的起始花期 有所不同 從初花期開(kāi)始下降 而 從蕾期開(kāi)始下降 活性也隨著花期進(jìn)程的延長(zhǎng)其活性呈 現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì) 關(guān) 鍵 詞 德國(guó)鳶尾 生理指標(biāo) 花瓣衰老 可溶性蛋白含量 丙二醛含量 脯氨酸含量 活性 活性 中 圖 分 類 號(hào) 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 文 章 編 號(hào) 收稿日期 基金項(xiàng)目 國(guó)家自然科學(xué)基金 編號(hào) 作者簡(jiǎn)介 王銀杰 女 江蘇海安人 博士 助理研究員 主要 從事花卉遺傳育種與分子生物學(xué)研究 通信作者 原海燕 博士 副研究員 主要從事花卉遺傳育種與分子生 物學(xué)研究 德國(guó)鳶尾 是鳶尾屬最具觀 賞價(jià)值的種類 花形奇特 花色豐富 一支多花以及 常綠 長(zhǎng)江以南地區(qū) 等特性使其在園林配植 地被 綠化 盆栽觀花等方面具有廣闊的應(yīng)用前景 但其 單朵花花期僅 單一品種群體花期一般不超 過(guò) 因此 德國(guó)鳶尾花期的長(zhǎng)短直接影響其 經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)效益 隨著人們對(duì)鮮切花的需求 目前國(guó)內(nèi)對(duì)德國(guó)鳶尾花衰老的研究?jī)H集中在切花保 鮮上 但有關(guān)其自然開(kāi)花過(guò)程中體內(nèi)生理變化的研 究至今尚未見(jiàn)報(bào)道 本研究以德國(guó)鳶尾早花品種 和晚花品種 為供試材料 對(duì) 德國(guó)鳶尾自然開(kāi)花進(jìn)程中花瓣的可溶性蛋白含量 丙 二醛含量 脯氨酸含量 超氧化物歧化酶 活性 及過(guò)氧化物酶 活性等生理生化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定 通過(guò)對(duì)德國(guó)鳶尾自然衰老過(guò)程中生理生化變化的研 究 以期為延長(zhǎng)德國(guó)鳶尾花期奠定理論基礎(chǔ) 材 料 與 方 法 試 驗(yàn) 材 料 供試材料德國(guó)鳶尾品種 和 均采集自江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所中 國(guó)鳶尾屬種質(zhì)資源保存中心 為德 國(guó)鳶尾早花品種 自然花期為 月中旬 為 德國(guó)鳶尾晚花品種 自然花期為 月上旬 試驗(yàn)于 年春季進(jìn)行 每天 采集不同開(kāi)花時(shí)期 蕾 期 初花期 盛花期和衰敗期 的花瓣 用去離子水 洗凈后迅速放入液氮中速凍 然后放入 超低 溫冰箱中保存待用 試 驗(yàn) 方 法 可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán) 比色法 丙二醛 含量的測(cè)定采用硫代 巴比妥酸法 脯氨酸含量的測(cè)定采用酸性茚三酮 法 超氧化物歧化酶 和過(guò)氧化物酶 活性檢測(cè)采用北京索萊寶科技有限公司生產(chǎn)的 試劑盒進(jìn)行測(cè)定 所有生理指標(biāo)測(cè)定均 重復(fù) 次 用 求平均值和標(biāo)準(zhǔn)差 結(jié) 果 與 分 析 不 同 開(kāi) 花 時(shí) 期 可 溶 性 蛋 白 含 量 的 變 化 可溶性蛋白質(zhì)是花開(kāi)放過(guò)程中的主要物質(zhì)基 礎(chǔ) 其含量一直是衡量植物衰老的重要指標(biāo) 蛋 白質(zhì)影響植物衰老可分為 個(gè)方面 一方面是降低 蛋白質(zhì)的周轉(zhuǎn) 這是蛋白質(zhì)合成機(jī)制老化的結(jié)果 另一方面是蛋白質(zhì)含量隨著蛋白的水解而降低 蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生大量乙烯的合成前體蛋氨酸 從而 促進(jìn)內(nèi)源乙烯的合成 引起衰老 由圖 可見(jiàn) 德國(guó)鳶尾 和 不同時(shí)期可溶 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 性蛋白含量的變化趨勢(shì)基本一致 呈持續(xù)下降趨 勢(shì) 其中晚花品種 蕾期至初花期可溶性 蛋白含量較早花品種 下降明顯 兩者 初花期可溶性蛋白含量分別為蕾期的 而初花期至盛花期 盛花期至衰敗期可溶 性蛋白含量下降相對(duì)平穩(wěn) 丙 二 醛 含 量 的 變 化 丙二醛是具有細(xì)胞毒性的物質(zhì) 是由膜脂中不 飽和脂肪酸發(fā)生膜脂過(guò)氧化作用而產(chǎn)生的 它的積 累會(huì)造成細(xì)胞內(nèi)酶和膜系統(tǒng)的損害 從而引起衰 老 因此丙二醛含量與花瓣的衰老密切相關(guān) 德 國(guó)鳶尾不同開(kāi)花時(shí)期 含量的變化如圖 所示 和 花瓣中 含量均呈總 體上升的趨勢(shì) 且隨著花期進(jìn)程的延長(zhǎng)上升幅度基 本一致 說(shuō)明花瓣中 含量上升是其衰老的重 要指標(biāo) 早花品種 花瓣中的 含量高于晚花品種 脯 氨 酸 含 量 的 變 化 生物體內(nèi) 脯氨酸不僅是細(xì)胞內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物 質(zhì) 而且還是植物面對(duì)逆境時(shí)的重要調(diào)節(jié)物質(zhì) 在 一定程度上反映了植物的抗逆性 德國(guó)鳶尾不 同開(kāi)花時(shí)期脯氨酸含量的變化如圖 所示 個(gè)測(cè) 定時(shí)期晚花品種 脯氨酸的含量均高于早 花品種 且呈下降趨勢(shì) 蕾期最高 初 花期后趨于平緩 在衰敗期脯氨酸含量有所上升 初花期 和 花瓣中脯氨酸的 含量分別是蕾期的 超 氧 化 物 歧 化 酶 活 性 的 變 化 是生物體內(nèi)酶清除活性氧系統(tǒng)的重要成 分 它通過(guò)清除過(guò)高的活性氧來(lái)維持活性氧平衡 是抵御活性氧毒害的第一道防線 德國(guó)鳶尾不 同開(kāi)花時(shí)期 活性變化如圖 所示 個(gè)品種花 瓣中的 活性均呈總體下降趨勢(shì) 但開(kāi)始下降的 起始花期有所不同 從初花期開(kāi)始 下降 而 從蕾期開(kāi)始下降 不同花期 花瓣的 活性均高于 個(gè)德國(guó)鳶尾品種花瓣的 活性隨著花期進(jìn)程的延 長(zhǎng)而下降 說(shuō)明隨著花期進(jìn)程的延長(zhǎng) 花瓣不斷受到 活性氧的毒害 不同品種花瓣中 活性開(kāi)始下降的 初始花期不同 表明清除氧自由基的能力存在差異 過(guò) 氧 化 物 酶 活 性 的 變 化 是植物體內(nèi)另一重要的抗氧化酶 通常與 協(xié)調(diào)發(fā)揮作用 本研究中 個(gè)德國(guó)鳶尾 品種不同開(kāi)花時(shí)期花瓣中的 活性表現(xiàn)出一致 的變化規(guī)律 都隨著花期進(jìn)程的延長(zhǎng)其活性呈現(xiàn)不 斷上升的趨勢(shì) 由蕾期到衰老期 其活性約增加了 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 近 倍 且不同花期 花瓣中的 活性均高于 圖 討 論 長(zhǎng)期以來(lái) 花瓣衰老一直是人們關(guān)注和研究的 熱點(diǎn) 有關(guān)花瓣衰老的機(jī)制 目前研究較多的是乙 烯誘導(dǎo)作用及自由基傷害作用 但在花瓣衰老過(guò) 程中 無(wú)論是乙烯敏感型還是非乙烯敏感型花卉 其衰老過(guò)程都與降解代謝有關(guān)的蛋白質(zhì)和酶類等 指標(biāo)相關(guān) 細(xì)胞中可溶性蛋白含量與衰老的關(guān)系密切 其 含量下降是植物組織器官衰老過(guò)程中普遍存在的 現(xiàn)象 是植物進(jìn)入衰老的重要標(biāo)志之一 本研 究表明 德國(guó)鳶尾花瓣的衰老與內(nèi)含物質(zhì)代謝緊密 聯(lián)系 細(xì)胞內(nèi)可溶性蛋白含量與花瓣衰老呈明顯的 負(fù)相關(guān)關(guān)系 該結(jié)果表明隨著衰老的加劇細(xì)胞內(nèi)含 物被大量消耗 這與百合和地被菊花發(fā)育和衰老的 研究結(jié)果 基本一致 與此同時(shí) 隨著花瓣衰老 進(jìn)程的延長(zhǎng) 德國(guó)鳶尾花瓣中脯氨酸的含量在蕾期 最高 初花期后趨于平緩 在衰敗期脯氨酸含量有 所升高 這可能與花在衰敗期滲透調(diào)節(jié)有關(guān) 此 外 脯氨酸還可能在花發(fā)育過(guò)程中提供某些營(yíng)養(yǎng)物 質(zhì)促進(jìn)或延長(zhǎng)花期 這與前人的研究結(jié)果 基本 一致 是由自由基反應(yīng)使膜脂過(guò)氧化的終產(chǎn) 物之一 它的產(chǎn)生和積累主要會(huì)引起膜蛋白的變 性 含量越高膜脂過(guò)氧化作用越強(qiáng) 多種酶 和膜系統(tǒng)受到的損傷越嚴(yán)重 衰老程度越強(qiáng) 本研 究發(fā)現(xiàn) 德國(guó)鳶尾在花瓣衰老過(guò)程中 含量呈 現(xiàn)由平穩(wěn)緩慢上升至快速增加的趨勢(shì) 表明隨著衰 老的加劇 對(duì)膜造成不可恢復(fù)的損傷 從而宏 觀表現(xiàn)為花瓣的衰老 這與許多切花如玫 瑰 等的研究結(jié)果基本一致 另外 早花品種的 含量高于晚花品種 說(shuō)明前者細(xì)胞膜受損傷的 程度要高于后者 這可能也是導(dǎo)致兩者花期不同的 原因之一 過(guò)氧化物酶 和超氧化物歧化酶 能夠參與生物體內(nèi)酶清除活性氧系統(tǒng) 它通 過(guò)清除過(guò)高的活性氧來(lái)維持平衡同時(shí)防止細(xì)胞受 活性氧脅迫傷害 從而在植物抗衰老和抗脅迫中發(fā) 揮作用 前人的研究發(fā)現(xiàn) 香石竹花瓣的線粒體 及過(guò)氧化物體中存在 種 同工酶 其在花瓣衰 敗期 線粒體 種 總活性均顯著下降 本 研究中 隨著花瓣的開(kāi)放和衰老 活性表現(xiàn)為 先上升后下降 活性的增加可及時(shí)清除代謝過(guò) 程中形成的活性氧 有助于花的正常開(kāi)放 隨著花 的盛開(kāi)和衰老 活性降低 從而削弱了保護(hù)系 統(tǒng) 使花內(nèi)活性氧代謝失調(diào) 引起花瓣的衰老 舒 禎研究發(fā)現(xiàn) 在香雪蘭花朵衰老過(guò)程中 活性一 直呈上升趨勢(shì) 本研究也證實(shí)了這一點(diǎn) 隨著花 朵發(fā)育進(jìn)程的延長(zhǎng) 活性明顯提高 由此可見(jiàn) 德國(guó)鳶尾花瓣的衰老是一個(gè)十分復(fù) 雜的過(guò)程 在不同品種中除了本身的遺傳特性不 同外 還由于維持花朵生命結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)降解 和 活性水平的差異 從而造成膜系統(tǒng)穩(wěn)定性不 同 最終導(dǎo)致衰老進(jìn)程不同 因此 通過(guò)一定措施 增強(qiáng)酶活性 維持活性氧的代謝平衡可能是延長(zhǎng)德 國(guó)鳶尾花期的有效途徑 對(duì)于致使德國(guó)鳶尾花瓣 衰老加速的其他原因以及延長(zhǎng)花期的具體有效途 徑 還有待進(jìn)一步研究 參 考 文 獻(xiàn) 常鐘陽(yáng) 張金政 孫國(guó)峰 等 德國(guó)鳶尾 常春黃 花芽分化的形 態(tài)觀察及兩種代謝產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)變化 植物研究 郭彩霞 董艷芳 周 媛 等 外源 對(duì)德國(guó)鳶尾切花生理指標(biāo) 的影響 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào) 李如亮 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn) 武漢 武漢大學(xué)出版社 趙世杰 許長(zhǎng)成 鄒 琦 植物組織中丙二醛測(cè)定方法的改進(jìn) 植物生理學(xué)通訊 張志良 翟偉菁 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 北京 高等教育出版 社 喬永旭 蝴蝶蘭花衰老過(guò)程中主要生理指標(biāo)的變化 西南農(nóng) 業(yè)學(xué)報(bào) 邵莉楣 花卉化學(xué)促控技術(shù) 北京 北京金盾出版社 唐秀梅 陳 元 鐘瑞春 等 廣西花生品種 系 苗期生長(zhǎng)耐旱性及 相關(guān)生理特性研究 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 下 轉(zhuǎn) 第 頁(yè) 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 卯新蕊 李昊聰 申志慧 等 桃果實(shí)礦質(zhì)元素與糖酸指標(biāo)的相 關(guān)性分析 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 王磊彬 陳興望 李天宇 等 江蘇豐縣地區(qū)富士蘋果果實(shí)礦質(zhì) 元素與品質(zhì)的相關(guān)性及通徑分析 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 樸哲虎 石 巖 程金良 等 蘋果梨果實(shí)礦質(zhì)元素含量與品質(zhì) 的相關(guān)性分析 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 董 燕 王正銀 礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)對(duì)柑橘品質(zhì)的影響 土壤肥料 張 強(qiáng) 李興亮 李民吉 等 富士 蘋果品質(zhì)與果實(shí)礦質(zhì)元素 含量的關(guān)聯(lián)性分析 果樹(shù)學(xué)報(bào) 白永超 衛(wèi)旭芳 陳 露 等 篤斯越橘果實(shí) 葉片礦質(zhì)元素和土 壤肥力因子與果實(shí)品質(zhì)的多元分析 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 黃 霄 姚 丹 陸愛(ài)華 等 江蘇不同產(chǎn)地 白玉 枇杷果實(shí)品 質(zhì)與果實(shí)和土壤中礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性分析 植物資源 與環(huán)境學(xué)報(bào) 閆忠業(yè) 伊 凱 劉 志 等 富士蘋果果實(shí)主要營(yíng)養(yǎng)元素含量 變化與品質(zhì)的關(guān)系 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 張 強(qiáng) 魏欽平 蔣瑞山 等 富士蘋果礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量與幾個(gè)主 要品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析 園藝學(xué)報(bào) 李性苑 柑橘體內(nèi)的幾種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng) 黔東南民族師專學(xué)報(bào) 廖育林 鄭圣先 戴平安 等 鉀鎂鋅硼鉬肥對(duì)椪柑產(chǎn)量和品質(zhì) 的影響 土壤通報(bào) 黃 霄 王化坤 渠慎春 等 江蘇東山山地枇杷果實(shí)品質(zhì)與果 園土壤 葉片和果實(shí)礦質(zhì)元素的關(guān)系 西北植物學(xué)報(bào) 于馨淼 李斌奇 陳發(fā)興 礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)枇杷果實(shí)品質(zhì)的影響 東南園藝 顧曼如 束懷瑞 曲桂敏 等 紅星蘋果果實(shí)的礦質(zhì)元素含量與 品質(zhì)關(guān)系 園藝學(xué)報(bào) 李寶江 林桂榮 礦質(zhì)元素含量與蘋果風(fēng)味品質(zhì)及耐貯性的關(guān) 系 果樹(shù)科學(xué) 李春燕 盧桂賓 劉 和 等 棗在裂果關(guān)鍵期果皮 果肉中主要 礦質(zhì)元素的含量特點(diǎn) 山西農(nóng)業(yè)科學(xué) 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 上 接 第 頁(yè) 吳永波 葉 波 高溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)構(gòu)樹(shù)幼苗抗氧化酶活性和 活性氧代謝的影響 生態(tài)學(xué)報(bào) 王宏民 李亞芳 張仙紅 等 幾種殺蟲(chóng)劑脅迫對(duì)黃瓜幼苗抗氧 化酶活性和相關(guān)生理指標(biāo)的影響 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 黃雪妮 屈 凡 馬名立 等 鎘脅迫對(duì) 個(gè)寧夏主栽水稻品種 幼苗期抗氧化同工酶亞基及其活性的影響 江蘇農(nóng)業(yè)科 學(xué) 朱 誠(chéng) 曾廣文 桂花花衰老過(guò)程中的某些生理生化變化 園藝學(xué)報(bào) 劉雅莉 王 飛 張恩讓 等 百合花不同發(fā)育期生理變化與衰 老關(guān)系的研究 西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 沈 漫 高遐虹 程繼鴻 等 地被菊開(kāi)花過(guò)程中生理生化變化 的初步研究 中國(guó)園藝學(xué)會(huì)第七屆青年學(xué)術(shù)討論會(huì)論文 集 吳桂容 王上偉 蘇德生 等 個(gè)牡丹品種花期進(jìn)程中花瓣的 生理生化特征 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 季 成 王崇效 余權(quán)文 風(fēng)眼蓮超氧化酶活性與抗寒性的關(guān)系 植物生理學(xué)報(bào) 嚴(yán)景華 蔡永萍 李東林 保鮮劑對(duì)玫瑰切花衰老指標(biāo)的影響簡(jiǎn) 報(bào) 植物生理學(xué)通訊 李雅潔 張其安 陸曉民 不同外源物質(zhì)對(duì)低溫弱光次生鹽漬化 復(fù)合逆境下黃瓜幼苗生長(zhǎng) 抗氧化系統(tǒng)及光合作用的影響 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 張 云 郭維明 陳發(fā)棣 等 月桂酰乙醇胺對(duì)香石竹開(kāi)放 和衰老進(jìn)程中花瓣微粒體膜組分和功能的調(diào)節(jié) 中國(guó)農(nóng)業(yè) 科學(xué) 舒 禎 香雪蘭花朵衰老的生理生化研究 上海 上海交通 大學(xué) 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期