摘要:选用月季切花为实验对象,采用室内瓶插法,以蒸馏水作为对照组,分别添加50 mg/L激动素(KT)、赤霉素(GA)和生长素(IAA)为处理组,测定整个花期花瓣中与衰老有关的生理生化指标。结果表明:激动素(KT)、赤霉素(GA)和生长素(IAA)三种植物激素均能降低花瓣中丙二醛(MDA)、相对电导率、O
2
−产生速率,提高可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、抗氧化酶活性,从而延缓月季切花的衰老。其中KT处理组的抗氧化酶活性最强,MDA含量、相对电导率和O
2
−产生速率最低,说明KT处理对月季切花效果最为显著。
Abstract:Rose cut flowers were selected as the experimental subjects, and indoor bottle planting method was used. Distilled water was used as the control group, and 50 mg/L agonist (KT), gibberellin (GA), and auxin (IAA) were added as the treatment group. Physiological and biochemical indicators related to aging in the petals of the entire flowering period were measured. The results showed that three plant hormones, namely kinin (KT), gibberellin (GA), and auxin (IAA), can all reduce malondialdehyde (MDA), relative conductivity, and The production rate of O
2−increases the content of soluble protein, soluble sugar, and antioxidant enzyme activity, thereby delaying the aging of cut roses. Among them, the KT treatment group had the strongest antioxidant enzyme activity, and had the lowest MDA content, relative conductivity, and O
2−production rate, indicating that KT treatment has the most significant effect on cut rose flowers.
1. 引言
月季(Rose hybrida),属蔷薇科,蔷薇属,被誉为“花中皇后”[1]。月季四季开花,花朵花型多样、色彩艳丽、香气浓郁,植株本身抗逆性强,具有极高的观赏价值,深受广大人民的喜爱,被广泛应用于园艺栽培和切花[2]。月季切花作为深受广大消费者喜爱的消费品,在市场交易中占有重要的地位。但由于新鲜花枝从主体上分离下来后,水、空气和养料得不到满足,在运输过程中又会受到微生物污染和机械损伤,月季切花的观赏寿命不长且观赏价值大打折扣[3]。因此,通过保鲜剂提升现代月季品种的观赏价值,就成了生产者长期以来关注的重点。
大量研究证明保鲜剂可以有效控制鲜切花的生长生理等活动,从实现延长花期寿命和保持新鲜度的目的。国内常见的切花保鲜剂主要有为蔗糖、氯化钙、水杨酸、柠檬酸等[4]。其中,有研究证明8-羟基喹啉(8-HQ)是能明显延长切花瓶插寿命[5]。还有研究证明蔗糖是补充切花营养较理想的碳水化合物[6]。但是,目前的研究重点主要是化学保鲜剂对切花的影响,而关于植物激素保鲜剂的研究较少。因此,本研究以月季切花为研究对象,研究激动素、赤霉素和生长素三种植物激素保鲜剂对月季生理指标的影响,综合对比后筛选出最适于月季切花的植物激素保鲜剂,为植物激素在鲜花领域的应用提供支持。
2. 材料与方法
2.1. 实验材料及处理
月季花由浙江宏枫林业有限公司提供,选择健康无虫害、发育程度相同的月季作为切花使用,将所选月季斜切茎秆,留取长度35 cm左右。将激动素(KT)、赤霉素3 (GA3)和吲哚乙酸(IAA)三种植物激素分别配置成50 mg/L的保鲜剂溶液备用。取250 mL三角瓶若干,每瓶各加入200 mL保鲜剂,将修剪之后的花枝插入三角瓶中,每瓶3枝,封住瓶口防止水分蒸发,以蒸馏水为对照,各处理重复6次。置于通风良好、无直射光、散射光充足的实验室内。
2.2. 细胞膜透性测定
叶片细胞膜透性采用相对电导率法测定[7]。
2.3. 丙二醛(MDA)含量和O2−生成速率测定
叶片MDA和O2−生成速率利用利用江苏科铭生物技术有限公司生产MDA含量、O2−生成速率测定试剂盒测定,操作参照试剂盒说明书进行。
2.4. 可溶性蛋白和可溶性糖含量测定
叶片可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定,可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定[7]。
2.5. 抗氧化酶活性测定
超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性利用江苏科铭生物技术有限公司生产试剂盒测定,操作参照试剂盒说明书进行。
2.6. 统计分析
利用SPSS 25.0对各个指标进行方差分析(P < 0.05)。
3. 结果与分析
3.1. 不同植物激素对月季切花片丙二醛含量和相对电导率的的影响
不同植物激素下月季切花片中MDA含量变化如图1所示。由图可知,CK的MDA含量显著高于KT、GA和IAA处理(P < 0.05),其中GA组的MDA含量显著高于KT和IAA组(P < 0.05),KT组的MDA含量最低。上述结果说明,添加植物激素能降低月季花切片中MDA的含量,其中KT降低月季花切片中MDA的效果优于GA和IAA。
不同植物激素下月季切花叶片中相对电导率的变化如图2所示。CK组的相对电导率为15.00%,其显著高于KT、GA和IAA组(P < 0.05),分别比KT、GA和IAA组提高77.51%、25.00%和56.90%;KT和IAA组中相对电导率无差异,两者均显著低于GA组(P < 0.05)。上述结果说明,添加植物激素能显著降低月季花切片中相对电导率,其中KT的效果最为显著。
3.2. 不同植物激素对O2−产生速率的影响
不同植物激素下月季切花片中O2−产生速率的变化如图3所示。CK组的O2−产生速率分别比KT、
注:小写字母表示不同处理间的差异性(P < 0.05),下同。
Figure 1.Changes in MDA content in roses under different plant hormone treatments
图1.不同植物激素处理下月季MDA含量的变化
Figure 2.Changes in relative conductivity of roses under different plant hormone treatments
图2.不同植物激素处理下月季的相对电导率的变化
Figure 3.Changes in O2−production rate of roses under different plant hormone treatments
图3.不同植物激素处理下月季O2−产生速率的变化
GA和IAA组高137.50%、40.74%、80.95%;GA和IAA组中O2−产生速率无差异,两者均显著高于KT组(P < 0.05),其产生速率分别比KT组提高68.75%和28.57%。上述结果说明,添加植物激素能显著降低月季花切片中O2−产生速率,其中KT的效果最为显著。
3.3. 不同植物激素对可溶性蛋白和可溶性糖的影响
不同植物激素下月季切花片中可溶性蛋白含量的变化如图4所示。CK组的可溶性蛋白含量显著低于KT、GA和IAA组(P < 0.05),分别比KT、GA和IAA组降低39.34%、30.97%和35.54%;KT和IAA组中可溶性蛋白含量无差异,两者均显著高于GA组(P < 0.05),分别比GA组提高13.81%和7.09%。上述结果说明,添加植物激素能显著提高月季花切片中可溶性蛋白含量,其中KT组的效果最为显著。
不同植物激素下月季切花片中可溶性糖含量的变化如图5所示。CK组的可溶性糖含量显著低于KT、GA和IAA组(P < 0.05),分别比KT、GA和IAA组降低31.99%、11.48%、20.59%;KT显著高于GA和IAA组(P < 0.05),分别高30.16%和16.76%。上述结果说明,添加植物激素能显著提高月季花切片中可溶性糖含量,其中KT组的效果最为显著。
Figure 4.Changes in soluble protein of roses under different plant hormone treatments
图4.不同植物激素处理下月季可溶性蛋白的变化
Figure 5.Changes in soluble sugar of roses under different plant hormone treatments
图5.不同植物激素处理下月季可溶性糖的变化
3.4. 不同植物激素对月季切花抗氧化酶活性的影响
不同植物激素下月季切花片中APX活性的变化如图6所示。CK组的APX活性最低,显著低于KT组(P < 0.05),CK、GA和IAA组的APX活性无差异。上述结果说明,添加植物激素能显著提高月季花切片中APX活性,其中KT组的效果最为显著。
不同植物激素下月季切花片中GR活性的变化如图7所示。CK组的GR活性为15.52 nmol/mg−1,分别比KT、GA和IAA组降低43.05%、20.65%和38.51% (P < 0.05);KT组的GR活性显著高于IAA和GA组,分别比IAA和GA组提高7.96%和39.31%。上述结果说明,添加植物激素能显著提高月季花切片中GR活性,其中KT组的效果最为显著。
Figure 6.Changes in APX activity of roses under different plant hormone treatments
图6.不同植物激素处理下月季APX活性的变化
Figure 7.Changes in GR activity of roses under different plant hormone treatments
图7.不同植物激素处理下月季GR活性的变化
不同植物激素下月季切花片中CAT活性的变化如图8所示。CK组的CAT活性显著低于KT、GA和IAA组(P < 0.05),分别比KT、GA和IAA组降低33.22%、19.33%和24.11%;KT组的CAT活性最高,其次是IAA和GA组。上述结果说明,添加植物激素能显著提高月季花切片中CAT活性,其中KT组的效果最为显著。
不同植物激素下月季切花片中GPX活性的变化如图9所示。CK组的GPX活性显著低于KT、GA和IAA组(P < 0.05),分别比KT、GA和IAA组降低38.73%、28.10%和7.45%;KT组的GPX活性显著高于IAA和GA组。上述结果说明,添加植物激素能显著提高月季花切片中GPX活性,其中KT组的效果最为显著。
Figure 8.Changes in CAT activity of roses under different plant hormone treatments
图8.不同植物激素处理下月季CAT活性的变化
Figure 9.Changes in GPX activity of roses under different plant hormone treatments
图9.不同植物激素处理下月季GPX活性的变化
不同植物激素下月季切花片中SOD活性的变化如图10所示。CK组的SOD活性显著低于KT、GA和IAA组(P < 0.05),分别比KT、GA和IAA组降低35.01%、4.20%和22.25%;KT组的SOD活性最高,其次是IAA组。上述结果说明,添加植物激素能显著提高月季花切片中SOD活性,其中KT组的效果最为显著。
Figure 10.Changes in SOD activity of roses under different plant hormone treatments
图10.不同植物激素处理下月季SOD活性的变化
4. 讨论
月季切花脱离母体后,失去营养源的供应,而花瓣中可溶性蛋白和可溶性糖分含量的降低是其衰老过程中重要的生理现象,这是由于呼吸作用消耗所导致[8]。本研究中KT组的可溶性蛋白和可溶性糖含量均为最高,远高于GA组和IAA组。这是由于KT具有抗氧化作用,能减缓切花内储存物质的消耗,从而抑制植物的呼吸作用,减缓鲜花衰老[8]。
MDA是膜脂过氧化产物,会对生物膜造成严重损伤,其含量越高,表示生物膜的过氧化作用越强。本研究中经KT处理后的月季切花中MDA含量显著低于GA和IAA组。原因可能是KT处理能有效抑制MDA的增加,对生物膜的氧化作用减弱,减缓鲜花衰老。植物SOD活性是防御系统的主要保护酶,能有效地阻止高浓度活性氧的积累,防止膜脂过氧化作用,延缓植物的衰老[9]。而SOD在KT组的活性显著高于GA和IAA组。CAT、APX和GR能有效清除代谢或逆环境产生的自由基[10]。本研究中经KT处理的月季切花中CAT、APX和GR活性均为最高,原因可能是月季切花脱离母体,环境对花枝产生胁迫,自由基产生水平超出自由基清除水平,自由基的动态平衡被打破,无法及时清除的自由基不断积累过量,就对膜脂造成伤害,结果产生了很多的过氧化产物MDA,膜磷脂含量减少导致处在细胞膜上的蛋白质功能也逐渐丧失,最后导致切花衰老[10]。本研究中,KT组中O2−产生速率在三个处理中为最低,说明在KT处理下月季切花中SOD、CAT、APX和GR等抗氧化酶能够有效清除花瓣中的O2−,对保护生物有机大分子和膜系统的完整性具有重要的作用[9],从而延缓月季切花衰老。
5. 结论
本研究以KT、GA和IAA三种植物激素对月季切花保鲜效果的研究发现,KT处理后月季切花的保鲜效果优于GA和IAA处理,而GA和IAA组的保鲜效果相似。这主要是由于KT处理后切花叶片中SOD、CAT、APX和CR活性最高,MDA含量和O2−产生速率最低,说明KT处理后能有效消除自由基,同时保护膜脂被氧化。