德國鳶尾花瓣衰老過程中主要生理指標的變化.pdf

王 銀 杰 張 永 俠 劉 清 泉 等 德 國 鳶 尾 花 瓣 衰 老 過 程 中 主 要 生 理 指 標 的 變 化 江 蘇 農 業(yè) 科 學 德 國 鳶 尾 花 瓣 衰 老 過 程 中 主 要 生 理 指 標 的 變 化 王 銀 杰 張 永 俠 劉 清 泉 劉 涼 琴 黃 蘇 珍 原 海 燕 江蘇省中國科學院植物研究所 江蘇南京 摘 要 對德國鳶尾不同生育時期的早花品種 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 活性及過氧化物酶 活性等生理指標進行測定 結果表明 不同發(fā)育 期 與 可溶性蛋白含量的變化趨勢基本一致 呈持續(xù)下降趨勢 含量呈總體上升的趨勢 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 但開始下降的起始花期 有所不同 從初花期開始下降 而 從蕾期開始下降 活性也隨著花期進程的延長其活性呈 現(xiàn)不斷上升的趨勢 關 鍵 詞 德國鳶尾 生理指標 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 文 獻 標 志 碼 文 章 編 號 收稿日期 基金項目 國家自然科學基金 編號 作者簡介 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 物學研究 德國鳶尾 是鳶尾屬最具觀 賞價值的種類 花形奇特 花色豐富 一支多花以及 常綠 長江以南地區(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用前景 但其 單朵花花期僅 單一品種群體花期一般不超 過 因此 德國鳶尾花期的長短直接影響其 經濟價值和市場效益 隨著人們對鮮切花的需求 目前國內對德國鳶尾花衰老的研究僅集中在切花保 鮮上 但有關其自然開花過程中體內生理變化的研 究至今尚未見報道 本研究以德國鳶尾早花品種 和晚花品種 為供試材料 對 德國鳶尾自然開花進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 及過氧化物酶 活性等生理生化指標進行測定 通過對德國鳶尾自然衰老過程中生理生化變化的研 究 以期為延長德國鳶尾花期奠定理論基礎 材 料 與 方 法 試 驗 材 料 供試材料德國鳶尾品種 和 均采集自江蘇省中國科學院植物研究所中 國鳶尾屬種質資源保存中心 為德 國鳶尾早花品種 自然花期為 月中旬 為 德國鳶尾晚花品種 自然花期為 月上旬 試驗于 年春季進行 每天 采集不同開花時期 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 方 法 可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍 比色法 丙二醛 含量的測定采用硫代 巴比妥酸法 脯氨酸含量的測定采用酸性茚三酮 法 超氧化物歧化酶 和過氧化物酶 活性檢測采用北京索萊寶科技有限公司生產的 試劑盒進行測定 所有生理指標測定均 重復 次 用 求平均值和標準差 結 果 與 分 析 不 同 開 花 時 期 可 溶 性 蛋 白 含 量 的 變 化 可溶性蛋白質是花開放過程中的主要物質基 礎 其含量一直是衡量植物衰老的重要指標 蛋 白質影響植物衰老可分為 個方面 一方面是降低 蛋白質的周轉 這是蛋白質合成機制老化的結果 另一方面是蛋白質含量隨著蛋白的水解而降低 蛋白質水解產生大量乙烯的合成前體蛋氨酸 從而 促進內源乙烯的合成 引起衰老 由圖 可見 德國鳶尾 和 不同時期可溶 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期 性蛋白含量的變化趨勢基本一致 呈持續(xù)下降趨 勢 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平穩(wěn) 丙 二 醛 含 量 的 變 化 丙二醛是具有細胞毒性的物質 是由膜脂中不 飽和脂肪酸發(fā)生膜脂過氧化作用而產生的 它的積 累會造成細胞內酶和膜系統(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 德 國鳶尾不同開花時期 含量的變化如圖 所示 和 花瓣中 含量均呈總 體上升的趨勢 且隨著花期進程的延長上升幅度基 本一致 說明花瓣中 含量上升是其衰老的重 要指標 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 脯氨酸不僅是細胞內的滲透調節(jié)物 質 而且還是植物面對逆境時的重要調節(jié)物質 在 一定程度上反映了植物的抗逆性 德國鳶尾不 同開花時期脯氨酸含量的變化如圖 所示 個測 定時期晚花品種 脯氨酸的含量均高于早 花品種 且呈下降趨勢 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 是生物體內酶清除活性氧系統(tǒng)的重要成 分 它通過清除過高的活性氧來維持活性氧平衡 是抵御活性氧毒害的第一道防線 德國鳶尾不 同開花時期 活性變化如圖 所示 個品種花 瓣中的 活性均呈總體下降趨勢 但開始下降的 起始花期有所不同 從初花期開始 下降 而 從蕾期開始下降 不同花期 花瓣的 活性均高于 個德國鳶尾品種花瓣的 活性隨著花期進程的延 長而下降 說明隨著花期進程的延長 花瓣不斷受到 活性氧的毒害 不同品種花瓣中 活性開始下降的 初始花期不同 表明清除氧自由基的能力存在差異 過 氧 化 物 酶 活 性 的 變 化 是植物體內另一重要的抗氧化酶 通常與 協(xié)調發(fā)揮作用 本研究中 個德國鳶尾 品種不同開花時期花瓣中的 活性表現(xiàn)出一致 的變化規(guī)律 都隨著花期進程的延長其活性呈現(xiàn)不 斷上升的趨勢 由蕾期到衰老期 其活性約增加了 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期 近 倍 且不同花期 花瓣中的 活性均高于 圖 討 論 長期以來 花瓣衰老一直是人們關注和研究的 熱點 有關花瓣衰老的機制 目前研究較多的是乙 烯誘導作用及自由基傷害作用 但在花瓣衰老過 程中 無論是乙烯敏感型還是非乙烯敏感型花卉 其衰老過程都與降解代謝有關的蛋白質和酶類等 指標相關 細胞中可溶性蛋白含量與衰老的關系密切 其 含量下降是植物組織器官衰老過程中普遍存在的 現(xiàn)象 是植物進入衰老的重要標志之一 本研 究表明 德國鳶尾花瓣的衰老與內含物質代謝緊密 聯(lián)系 細胞內可溶性蛋白含量與花瓣衰老呈明顯的 負相關關系 該結果表明隨著衰老的加劇細胞內含 物被大量消耗 這與百合和地被菊花發(fā)育和衰老的 研究結果 基本一致 與此同時 隨著花瓣衰老 進程的延長 德國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節(jié)有關 此 外 脯氨酸還可能在花發(fā)育過程中提供某些營養(yǎng)物 質促進或延長花期 這與前人的研究結果 基本 一致 是由自由基反應使膜脂過氧化的終產 物之一 它的產生和積累主要會引起膜蛋白的變 性 含量越高膜脂過氧化作用越強 多種酶 和膜系統(tǒng)受到的損傷越嚴重 衰老程度越強 本研 究發(fā)現(xiàn) 德國鳶尾在花瓣衰老過程中 含量呈 現(xiàn)由平穩(wěn)緩慢上升至快速增加的趨勢 表明隨著衰 老的加劇 對膜造成不可恢復的損傷 從而宏 觀表現(xiàn)為花瓣的衰老 這與許多切花如玫 瑰 等的研究結果基本一致 另外 早花品種的 含量高于晚花品種 說明前者細胞膜受損傷的 程度要高于后者 這可能也是導致兩者花期不同的 原因之一 過氧化物酶 和超氧化物歧化酶 能夠參與生物體內酶清除活性氧系統(tǒng) 它通 過清除過高的活性氧來維持平衡同時防止細胞受 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 隨著花瓣的開放和衰老 活性表現(xiàn)為 先上升后下降 活性的增加可及時清除代謝過 程中形成的活性氧 有助于花的正常開放 隨著花 的盛開和衰老 活性降低 從而削弱了保護系 統(tǒng) 使花內活性氧代謝失調 引起花瓣的衰老 舒 禎研究發(fā)現(xiàn) 在香雪蘭花朵衰老過程中 活性一 直呈上升趨勢 本研究也證實了這一點 隨著花 朵發(fā)育進程的延長 活性明顯提高 由此可見 德國鳶尾花瓣的衰老是一個十分復 雜的過程 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構的蛋白質降解 和 活性水平的差異 從而造成膜系統(tǒng)穩(wěn)定性不 同 最終導致衰老進程不同 因此 通過一定措施 增強酶活性 維持活性氧的代謝平衡可能是延長德 國鳶尾花期的有效途徑 對于致使德國鳶尾花瓣 衰老加速的其他原因以及延長花期的具體有效途 徑 還有待進一步研究 參 考 文 獻 常鐘陽 張金政 孫國峰 等 德國鳶尾 常春黃 花芽分化的形 態(tài)觀察及兩種代謝產物的動態(tài)變化 植物研究 郭彩霞 董艷芳 周 媛 等 外源 對德國鳶尾切花生理指標 的影響 西北農林科技大學學報 李如亮 生物化學實驗 武漢 武漢大學出版社 趙世杰 許長成 鄒 琦 植物組織中丙二醛測定方法的改進 植物生理學通訊 張志良 翟偉菁 植物生理學實驗指導 北京 高等教育出版 社 喬永旭 蝴蝶蘭花衰老過程中主要生理指標的變化 西南農 業(yè)學報 邵莉楣 花卉化學促控技術 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 苗期生長耐旱性及 相關生理特性研究 廣東農業(yè)科學 下 轉 第 頁 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期 卯新蕊 李昊聰 申志慧 等 桃果實礦質元素與糖酸指標的相 關性分析 江蘇農業(yè)學報 王磊彬 陳興望 李天宇 等 江蘇豐縣地區(qū)富士蘋果果實礦質 元素與品質的相關性及通徑分析 江蘇農業(yè)科學 樸哲虎 石 巖 程金良 等 蘋果梨果實礦質元素含量與品質 的相關性分析 安徽農業(yè)科學 董 燕 王正銀 礦質營養(yǎng)對柑橘品質的影響 土壤肥料 張 強 李興亮 李民吉 等 富士 蘋果品質與果實礦質元素 含量的關聯(lián)性分析 果樹學報 白永超 衛(wèi)旭芳 陳 露 等 篤斯越橘果實 葉片礦質元素和土 壤肥力因子與果實品質的多元分析 中國農業(yè)科學 黃 霄 姚 丹 陸愛華 等 江蘇不同產地 白玉 枇杷果實品 質與果實和土壤中礦質元素含量的相關性分析 植物資源 與環(huán)境學報 閆忠業(yè) 伊 凱 劉 志 等 富士蘋果果實主要營養(yǎng)元素含量 變化與品質的關系 江蘇農業(yè)科學 張 強 魏欽平 蔣瑞山 等 富士蘋果礦質營養(yǎng)含量與幾個主 要品質指標的相關性分析 園藝學報 李性苑 柑橘體內的幾種礦質營養(yǎng) 黔東南民族師專學報 廖育林 鄭圣先 戴平安 等 鉀鎂鋅硼鉬肥對椪柑產量和品質 的影響 土壤通報 黃 霄 王化坤 渠慎春 等 江蘇東山山地枇杷果實品質與果 園土壤 葉片和果實礦質元素的關系 西北植物學報 于馨淼 李斌奇 陳發(fā)興 礦質營養(yǎng)元素對枇杷果實品質的影響 東南園藝 顧曼如 束懷瑞 曲桂敏 等 紅星蘋果果實的礦質元素含量與 品質關系 園藝學報 李寶江 林桂榮 礦質元素含量與蘋果風味品質及耐貯性的關 系 果樹科學 李春燕 盧桂賓 劉 和 等 棗在裂果關鍵期果皮 果肉中主要 礦質元素的含量特點 山西農業(yè)科學 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 吳永波 葉 波 高溫干旱復合脅迫對構樹幼苗抗氧化酶活性和 活性氧代謝的影響 生態(tài)學報 王宏民 李亞芳 張仙紅 等 幾種殺蟲劑脅迫對黃瓜幼苗抗氧 化酶活性和相關生理指標的影響 中國生態(tài)農業(yè)學報 黃雪妮 屈 凡 馬名立 等 鎘脅迫對 個寧夏主栽水稻品種 幼苗期抗氧化同工酶亞基及其活性的影響 江蘇農業(yè)科 學 朱 誠 曾廣文 桂花花衰老過程中的某些生理生化變化 園藝學報 劉雅莉 王 飛 張恩讓 等 百合花不同發(fā)育期生理變化與衰 老關系的研究 西北農業(yè)大學學報 沈 漫 高遐虹 程繼鴻 等 地被菊開花過程中生理生化變化 的初步研究 中國園藝學會第七屆青年學術討論會論文 集 吳桂容 王上偉 蘇德生 等 個牡丹品種花期進程中花瓣的 生理生化特征 江蘇農業(yè)科學 季 成 王崇效 余權文 風眼蓮超氧化酶活性與抗寒性的關系 植物生理學報 嚴景華 蔡永萍 李東林 保鮮劑對玫瑰切花衰老指標的影響簡 報 植物生理學通訊 李雅潔 張其安 陸曉民 不同外源物質對低溫弱光次生鹽漬化 復合逆境下黃瓜幼苗生長 抗氧化系統(tǒng)及光合作用的影響 江蘇農業(yè)學報 張 云 郭維明 陳發(fā)棣 等 月桂酰乙醇胺對香石竹開放 和衰老進程中花瓣微粒體膜組分和功能的調節(jié) 中國農業(yè) 科學 舒 禎 香雪蘭花朵衰老的生理生化研究 上海 上海交通 大學 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期