不同香青菜品種苗期耐熱性分析與評(píng)價(jià)

王桃云++蔣偉娜++顧華杰++沈雪林++袁榮斌++呂海超

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.055

摘要：以3種香青菜為試驗(yàn)材料，研究高溫處理后香青菜幼苗的抗氧化酶活性、電解質(zhì)滲透率、根系活力及滲透調(diào)節(jié)物、丙二醛、葉綠素含量的變化。結(jié)果表明，高溫脅迫后，香青菜的各項(xiàng)生理指標(biāo)變化趨勢(shì)各不相同。通過(guò)綜合評(píng)價(jià)得出幾種香青菜耐熱性能大小排序是黃種>黑種>青種。

關(guān)鍵詞：高溫脅迫；香青菜幼苗；生理指標(biāo)；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)： S634.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）10-0211-02

收稿日期：2015-08-31

基金項(xiàng)目：蘇州科技計(jì)劃——應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃（編號(hào)：SYN201322）；江蘇省蘇州市基礎(chǔ)類研究項(xiàng)目（編號(hào)：SZP201313）。

作者簡(jiǎn)介：王桃云（1973—），男，江西吉安人，博士，副教授，主要從事植物資源與食品功能成分研究。E-mail：wangtaoyun@usts.edu.cn。香青菜（Brassica chinensis）具有特殊的濃郁香味，并由此得名[1]，是蘇州市特有的珍稀蔬菜品種，主要分布在蘇州市太湖西南岸的部分地區(qū)[1-2]。香青菜栽培歷史悠久，早在100多年前，蘇州市已經(jīng)開(kāi)始栽培香青菜了，目前香青菜是蘇州市第一個(gè)申報(bào)農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志的蔬菜品種。有關(guān)香青菜研究主要集中在香青菜的特征特性、常規(guī)栽培技術(shù)與品種選育等工作。然而，有關(guān)香青菜種苗耐熱性研究到目前為止還是一片空白，這就使得香青菜生產(chǎn)過(guò)程中因缺乏耐熱品種而無(wú)法在炎熱季節(jié)進(jìn)行正常生產(chǎn)，嚴(yán)重制約了香青菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究采用隸屬函數(shù)法對(duì)幾種香青菜幼苗的耐熱性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[3]，以期為香青菜耐熱品種篩選及耐高溫栽培提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料與主要試劑

香青菜品種為黑種、青種和黃種，3個(gè)品種的幼苗均由蘇州市維生種苗提供。

鄰苯三酚、次硫酸鈉、氯化三苯基四氮唑（TTC）、蔗糖、蒽酮、考馬斯亮藍(lán)、牛血清蛋白（BSA）、愈創(chuàng)木酚、琥珀酸、磺基水楊酸、脯氨酸等均為分析純。

1.2主要儀器設(shè)備

EYELA N-1100S-W旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（東京理化器械株式會(huì)社）；GXZ-260B智能光照培養(yǎng)箱（寧波江南儀器廠）；UV-2450 紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)（島津儀器有限公司）；Fa2004N型電子分析天平（上海恒平科學(xué)儀器有限公司）；GL-12B 型臺(tái)式離心機(jī)（上海飛鴿離心機(jī)廠）等。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)將各品種的幼苗置于光照培養(yǎng)箱中，光照度為4 000 lx，每天07：00升溫至40 ℃后維持4 h，然后再將溫度降至25 ℃，持續(xù)到次日07：00。在熱脅迫3 d采樣，測(cè)定相關(guān)形態(tài)和生理指標(biāo)。測(cè)定時(shí)每個(gè)試驗(yàn)材料隨機(jī)取樣5株，3次重復(fù)。

1.3.2測(cè)定指標(biāo)與方法超氧化物歧化酶（SOD）活性采用NBT還原法[4]測(cè)定；過(guò)氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法[5]測(cè)定；過(guò)氧化氫酶（CAT）活性參照Aebi的方法[6]測(cè)定；脯氨酸（Pro）含量采用磺基水楊酸法[7]測(cè)定；可溶性總糖含量采用蒽酮法[8]測(cè)定；可溶性蛋白含量采用Bradford的方法[7]測(cè)定；葉綠素含量測(cè)定采用丙酮提取法[9]；根系活力采用TTC法[10]測(cè)定；采用電導(dǎo)儀法[11]測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率；丙二醛（MDA）含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[7]。

1.4數(shù)據(jù)分析處理

測(cè)定樣品均做3組重復(fù)試驗(yàn)后取平均值，采用 SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí)將整理后的數(shù)據(jù)用模糊數(shù)學(xué)隸屬度公式進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換，再將各指標(biāo)隸屬函數(shù)值取平均值進(jìn)行相互比較。隸屬函數(shù)法的計(jì)算公式：

Zij=（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin）。

式中：Zij為i香青菜j營(yíng)養(yǎng)成分的隸屬函數(shù)；Xij為i青菜j營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定值；Ximin、Ximax分別是香青菜各測(cè)定指標(biāo)的最小值、最大值。

如果某一指標(biāo)與綜合評(píng)判結(jié)果為負(fù)相關(guān)，則用反隸屬函數(shù)進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換，計(jì)算公式：

Zij=1-[（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin）。

將不同香青菜各測(cè)定指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值進(jìn)行排序，平均隸屬函數(shù)值越大，說(shuō)明該品種的耐熱性能越好[12]。

2結(jié)果與分析

2.1高溫脅迫下不同香青菜品種抗氧化酶活性差異

植物細(xì)胞中的SOD和CAT能夠清除植物體內(nèi)的過(guò)氧化氫（H2O2）、羥基自由基（·OH）和超氧陰離子自由基（O-2· ）等，維持體內(nèi)代謝平衡，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)，減輕自由基對(duì)細(xì)胞的毒害，保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)免于或少遭到破壞，耐熱品種在高溫脅迫下保持較高的抗氧化物酶活性水平，對(duì)植物免受熱傷害具有十分重要的意義[13]。因此，通常把SOD和CAT活性的變化作為植物耐熱性鑒定指標(biāo)。由表1可知，黃種香青菜的2種抗氧化酶活性都是最高的，而黑種和青種香青菜抗氧化酶活性則出現(xiàn)交替變化，其中青種香青菜的CAT活性要高于黑種香青菜，但其SOD活性要低于黑種香青菜。青種的SOD活性與黑種、黃種存在顯著性差異，黑種的CAT酶活性與青種、黃種間也存在顯著性差異。

2.2高溫脅迫下不同香青菜品種滲透調(diào)節(jié)物的差異

脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白是植物體內(nèi)重要的有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可以保持原生質(zhì)與環(huán)境的滲透平衡，同時(shí)有助于保持膜結(jié)構(gòu)的完整性，從而增強(qiáng)植物的抗逆性。由表2可知，高溫脅迫下，3種香青菜中幾種滲透調(diào)節(jié)物的含量不一，其中黑種的脯氨酸含量最高，其脯氨酸含量與黃種有顯著差異，但與青種無(wú)顯著差異；青種的可溶性糖含量最高，但與黑種、黃種的可溶性糖含量均無(wú)顯著性差異；黃種的可溶性蛋白含量最高，與青種有顯著差異，但與黑種差異不顯著。

2.3高溫脅迫下不同香青菜品種中丙二醛的含量

MDA是膜脂質(zhì)過(guò)氧化的最終產(chǎn)物，MDA能與蛋白質(zhì)結(jié)合引起蛋白質(zhì)分子內(nèi)和分子間的交聯(lián)，從而對(duì)生物膜產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷[14]，MDA含量越大，對(duì)細(xì)胞的損傷越嚴(yán)重。表3結(jié)果表明，高溫脅迫后黑種、青種和黃種香青菜中的丙二醛含量相差不大，3者之間沒(méi)有顯著性差異。

2.4高溫脅迫下不同香青菜品種的相對(duì)電導(dǎo)率

相對(duì)電解率反映外滲程度和膜受損傷程度，一般認(rèn)為耐熱性強(qiáng)的品種在高溫處理后細(xì)胞外滲液的相對(duì)電導(dǎo)率較低[3]。如表4所示，高溫脅迫下黑種的相對(duì)電導(dǎo)率最大，為 20.81%，其次是青種，黃種電導(dǎo)率最小，只有17.36%，但三者之間沒(méi)有顯著性差異。

2.5高溫脅迫后不同香青菜品種葉綠素含量的測(cè)定

葉綠素含量是常用來(lái)判定植耐熱性的指標(biāo)之一，一般情況下，高溫脅迫會(huì)導(dǎo)致葉片葉綠素含量下降。由表5可知，高溫處理下黑種香青菜的葉綠素含量最高，青種香青菜葉綠素含量最低，但3種香青菜的葉綠素含量無(wú)顯著性差異。

2.6高溫脅迫下不同香青菜品種根系活力的差異

植物根系活力強(qiáng)弱直接影響植物個(gè)體的生長(zhǎng)情況、營(yíng)養(yǎng)狀況和產(chǎn)量水平，從而也影響植物的抗逆性能。一般而言，植物根系活力越強(qiáng)，植物體的抗逆能力也越強(qiáng)。由表6可知，高溫處理下不同品種香青菜的根系活力相差不大，其中黃種根系活力最大，黑種根系活力最小，三者之間無(wú)顯著性差異。

2.73個(gè)香青菜品種耐熱性能的綜合評(píng)價(jià)

利用公式將各指標(biāo)的平均值換算成隸屬函數(shù)值，取各指標(biāo)隸屬度的平均值作為香青菜耐熱性能相對(duì)優(yōu)劣的綜合評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。從表7中不同生理指標(biāo)的綜合分析可知，3個(gè)品種的香青菜的耐熱性能由高到低排序?yàn)辄S種>黑種>青種，3個(gè)香青菜品種之間的綜合耐熱性能均有較大差異。

表7高溫脅迫后不同香青菜品種的隸屬函數(shù)值

生理指標(biāo)隸屬函數(shù)值黑種青種黃種SOD0.4001.00POD00.541.00CAT00.691.00脯氨酸1.000.860可溶性糖010.24可溶性蛋白0.8601.00葉綠素1.0000.15根系活力00.751.00相對(duì)電導(dǎo)率00.491.00MDA1.0000.30隸屬函數(shù)總值4.263.795.69

3結(jié)論與討論

生理生化分析是鑒定植物抗逆性的重要方法，不同種類植物的抗熱機(jī)理也不同，單一的耐熱性指標(biāo)不能完全反映一種植物的耐熱性，因而根據(jù)不同的植物品種有針對(duì)性地選擇耐熱性指標(biāo)去測(cè)定是非常必要的。本研究對(duì)香青菜生長(zhǎng)的9個(gè)重要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，然后利用隸屬函數(shù)消除個(gè)別指標(biāo)帶來(lái)的片面性，得到的[0，1]閉區(qū)間的隸屬函數(shù)值進(jìn)行綜合比較，可較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)香青菜苗期的耐熱性。研究結(jié)果表明，3個(gè)

品種香青菜苗期生理指標(biāo)的大小趨勢(shì)有明顯變化，黃種香青菜的耐熱指標(biāo)要優(yōu)于黑種、青種香青菜。3種香青菜耐熱性能排序?yàn)辄S種>黑種>青種。

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