不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤苗抗寒能力的影響

狄文偉

摘 要：為了探討不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤苗抗寒能力的影響，以黃瓜品種津旺707為試材，用分子量小于2000、小于3000、小于5000的殼寡糖配成1 毫克/升 、10毫克/升、50毫克/升、100毫克/升、200毫克/升溶液，分3次噴施黃瓜穴盤苗后，將其放置在白天15℃、夜間5℃的環(huán)境條件下培養(yǎng)3d；對(duì)幼苗的根系活力、葉片可溶性糖含量、丙二醛、脯氨酸等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：T9（MW<3000，100毫克/升）處理在低溫下能較大幅度提高黃瓜穴盤苗根系活力、植株可溶性糖含量與脯氨酸含量，同時(shí)降低了植株體內(nèi)的MDA含量；T9處理可明顯提高黃瓜穴盤苗的抗寒能力。

關(guān)鍵詞：殼寡糖；黃瓜穴盤苗；抗寒能力；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

甲殼素又名甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)等，廣泛存在于低等動(dòng)物，特別是節(jié)肢動(dòng)物，如昆蟲、蝦、蟹等的外殼及低等植物、菌、藻類的細(xì)胞壁中，是一種天然的生物高分子，屬線性多糖類。甲殼素是一種可再生能源及工業(yè)原材料，它在自然界的產(chǎn)量?jī)H次于纖維素；其脫N-乙?；蠹瓷蓺ぞ厶?。甲殼素和殼聚糖均不溶于水，且不易被動(dòng)植物吸收。殼寡糖（又稱寡聚氨基葡糖、甲殼低聚糖、β-1，4-寡聚葡萄糖胺），是通過(guò)甲殼素或殼聚糖降解而成，由3～10個(gè)單糖分子通過(guò)糖苷鍵連接而成。與甲殼素或殼聚糖比，殼寡糖水溶性好、功能作用強(qiáng)、生物活性高。殼寡糖應(yīng)用于農(nóng)業(yè)上，有調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育、激活植物防御反應(yīng)、殺菌防病等功能，可以提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)，并提高作物抗病性。

近些年，科研人員對(duì)殼寡糖對(duì)燕麥、油菜、小麥、煙草、水稻、茄子等作物幼苗的影響進(jìn)行了一些研究。這些研究表明，殼寡糖能提高多種作物的抗病性，并有助于提高抗寒能力、葉綠率含量、光合速率等，還具有促進(jìn)生長(zhǎng)、控制徒長(zhǎng)等作用。但是，有關(guān)不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)影響的研究報(bào)道較少，相關(guān)綜合性研究未見(jiàn)報(bào)道。本文研究了不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤苗抗寒能力的影響，此研究有助于為盡快將殼寡糖應(yīng)用于黃瓜幼苗生產(chǎn)提供全面的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料、試劑、儀器

材料：黃瓜品種為津旺707，天津朝研種苗科技有限公司產(chǎn)商品種子，種子包裝日期為2014年9月。殼寡糖從濟(jì)南海得貝海洋生物工程有限公司購(gòu)得，平均分子量（MW）分別小于2000、3000、5000。

試劑：乙酸乙酯，二水磷酸氫二鈉，磷酸二氫鉀，濃硫酸，2，3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC），蔗糖，蒽酮，均為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

儀器：尤尼卡7200分光光度計(jì)，TDL-40B型離心機(jī)，ALC-110.4型萬(wàn)分之一電子天平，DNP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱，游標(biāo)卡尺。

1.2 試驗(yàn)方法

2015年9月18日播種，50孔穴盤，穴盤大小為54厘米×27厘米，基質(zhì)為德國(guó)Frota草炭與大粒珍珠巖按體積比4∶1混配。9月23日出芽，29日子葉展平真葉吐心作第一次處理，全株噴施。10月5日一片真葉時(shí)第二次處理。10月10日2葉1心時(shí)第三次處理。10月15日，2葉1心時(shí)作第四次處理。10月17日將處理放入光照培養(yǎng)箱，進(jìn)行低溫處理；設(shè)定白天（8～20點(diǎn)）溫度15℃，光照12小時(shí)，夜間溫度5℃。10月21日進(jìn)行取樣。

不同分子量的三種殼寡糖分別用蒸溜水配成濃度為1毫克/升、10毫克/升、50毫克/升、100毫克/升、200毫克/升溶液，即設(shè)T1（MW<2000，1毫克/升）、T2（MW<2000，10毫克/升）、T3（MW<2000，50毫克/升）、T4（MW<2000，100毫克/升）、T5（MW<2000，200毫克/升）、T6（MW<3000，1毫克/升）、T7（MW<3000，10毫克/升）、T8（MW<3000，50毫克/升）、T9（MW<3000，100毫克/升）、T10（MW<3000，200毫克/升）、T11（MW<5000，1毫克/升）、T12（MW<5000，10毫克/升）、T13（MW<5000，50毫克/升）、T14（MW<5000，100毫克/升）、T15（MW<5000，200毫克/升）共15個(gè)處理；用其噴施黃瓜穴盤苗，每個(gè)處理30株；另用清水設(shè)對(duì)照CK。每次噴施依葉片滴液為標(biāo)準(zhǔn)。真葉展平時(shí)開(kāi)始噴施，每5天噴施一次（具體視天氣情況而定）。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

根系活力用TTC法；葉片可溶性糖含量用蒽酮法；脯氨酸用茚三酮法；丙二醛用硫代巴比妥酸進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同分子量殼寡糖對(duì)低溫下黃瓜穴盤苗根系活力的影響

由圖1可知，與CK相比，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗根系活力；同一分子量的殼寡糖，隨濃度增大，逐漸增強(qiáng)低溫下黃瓜穴盤苗根系活力。

2.2 不同分子量殼寡糖對(duì)低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量的影響

由圖2可知，與CK相比，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量。當(dāng)MW<2000時(shí)，濃度越大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量提高越明顯。當(dāng)MW<3000時(shí)，高濃度（大于50毫克/升，本試驗(yàn)）殼寡糖可較大幅度提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量。當(dāng)MW<5000時(shí)，規(guī)律不明顯。

2.3 不同分子量殼寡糖對(duì)低溫下黃瓜穴盤苗丙二醛含量的影響

由圖3可以看出，與CK相比，殼寡糖處理均能降低低溫下黃瓜穴盤苗葉片丙二醛含量。當(dāng)MW<2000時(shí)，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片丙二醛含量越低，當(dāng)濃度為200毫克/升時(shí)，丙二醛含量有所回升。當(dāng)MW<3000時(shí)，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片丙二醛含量越低，當(dāng)濃度為200 毫克/升時(shí)，丙二醛含量有所回升。當(dāng)MW<5000時(shí)，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片丙二醛含量越低，當(dāng)濃度大于100 毫克/升時(shí)，丙二醛含量有所回升。在15個(gè)處理中，T9（MW<3000，100毫克/升）處理丙二醛含量最少，其次為T4（MW<2000，100毫克/升）、T13（MW<5000，50毫克/升）。

2.4 不同分子量殼寡糖對(duì)低溫下黃瓜穴盤苗脯氨酸含量的影響

從圖4可以看出，與CK相比，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量。當(dāng)MW<2000時(shí)，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量逐漸增高，當(dāng)濃度為200毫克/升時(shí)，脯氨酸含量有所下降。當(dāng)MW<3000時(shí)，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量越高，當(dāng)濃度為200毫克/升時(shí)，脯氨酸含量有所下降。當(dāng)MW<5000時(shí)，隨著濃度增大，低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量越高，當(dāng)濃度大于100毫克/升時(shí)，脯氨酸含量有所下降。在15個(gè)處理中，T7（MW<3000，10毫克/升）、T8（MW<3000，50毫克/升）、T9（MW<3000，100毫克/升）處理脯氨酸含量最高。

3 結(jié)論與討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗根系活力；高濃度和大分子量的殼寡糖對(duì)低溫下黃瓜穴盤苗根系活力的提升更為明顯。當(dāng)MW<3000時(shí)，高濃度（大于50毫克/升，本實(shí)驗(yàn)）殼寡糖可較大幅度提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片可溶性糖含量?？扇苄蕴桥c脯氨酸均為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植物體內(nèi)，二者含量的升高，表明細(xì)胞持水能力提高，能夠更好地保證植物細(xì)胞內(nèi)生理生化過(guò)程的正常進(jìn)行。植株體內(nèi)可溶性糖與脯氨酸含量與抗寒抗逆能力有一定相關(guān)性；一般來(lái)說(shuō)，二者含量高表明植物體抗寒抗逆能力高。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，殼寡糖處理均能提高低溫下黃瓜穴盤苗葉片脯氨酸含量。但是，不同分子量殼寡糖、不同濃度時(shí)，對(duì)黃瓜穴盤苗脯氨酸含量的提高程度不同。在15個(gè)處理中，T7（MW<3000，10毫克/升）、T8（MW<3000，50毫克/升）、T9（MW<3000，100毫克/升）處理脯氨酸含量最高。植物遭遇冷害時(shí)，體內(nèi)的自由基含量會(huì)升高，而自由基會(huì)使細(xì)胞膜發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)進(jìn)而破壞細(xì)胞膜；MDA是膜脂過(guò)氧化作用的主要產(chǎn)物之一，組織中MDA含量變化是反映植物遭遇低溫脅迫時(shí)細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的一個(gè)重要指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同分子量不同濃度的殼寡糖對(duì)低溫下黃瓜穴盤苗體內(nèi)的MDA含量的影響不同；在15個(gè)處理中，T9（MW<3000，100毫克/升）處理丙二醛含量最少，其次為T4（MW<2000，100毫克/升）、T13（MW<5000，50毫克/升）。

綜合本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，T9（MW<3000，100毫克/升）處理在低溫下能較大幅度提高黃瓜穴盤苗根系活力、植株可溶性糖含量與脯氨酸含量，同時(shí)降低了植株體內(nèi)的MDA含量，表明T9處理可明顯提高黃瓜穴盤苗的抗寒能力。

（責(zé)任編輯 李 薇）