德国鸢尾花瓣衰老过程中主要生理指标的变化.pdf

王 银 杰 张 永 侠 刘 清 泉 等 德 国 鸢 尾 花 瓣 衰 老 过 程 中 主 要 生 理 指 标 的 变 化 江 苏 农 业 科 学 德 国 鸢 尾 花 瓣 衰 老 过 程 中 主 要 生 理 指 标 的 变 化 王 银 杰 张 永 侠 刘 清 泉 刘 凉 琴 黄 苏 珍 原 海 燕 江苏省中国科学院植物研究所 江苏南京 摘 要 对德国鸢尾不同生育时期的早花品种 和晚花品种 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 活性及过氧化物酶 活性等生理指标进行测定 结果表明 不同发育 期 与 可溶性蛋白含量的变化趋势基本一致 呈持续下降趋势 含量呈总体上升的趋势 脯氨酸含量在蕾期最高 初花期后趋于平缓 在衰败期有所上升 活性呈总体下降趋势 但开始下降的起始花期 有所不同 从初花期开始下降 而 从蕾期开始下降 活性也随着花期进程的延长其活性呈 现不断上升的趋势 关 键 词 德国鸢尾 生理指标 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 图 分 类 号 文 献 标 志 码 文 章 编 号 收稿日期 基金项目 国家自然科学基金 编号 作者简介 王银杰 女 江苏海安人 博士 助理研究员 主要 从事花卉遗传育种与分子生物学研究 通信作者 原海燕 博士 副研究员 主要从事花卉遗传育种与分子生 物学研究 德国鸢尾 是鸢尾属最具观 赏价值的种类 花形奇特 花色丰富 一支多花以及 常绿 长江以南地区 等特性使其在园林配植 地被 绿化 盆栽观花等方面具有广阔的应用前景 但其 单朵花花期仅 单一品种群体花期一般不超 过 因此 德国鸢尾花期的长短直接影响其 经济价值和市场效益 随着人们对鲜切花的需求 目前国内对德国鸢尾花衰老的研究仅集中在切花保 鲜上 但有关其自然开花过程中体内生理变化的研 究至今尚未见报道 本研究以德国鸢尾早花品种 和晚花品种 为供试材料 对 德国鸢尾自然开花进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 及过氧化物酶 活性等生理生化指标进行测定 通过对德国鸢尾自然衰老过程中生理生化变化的研 究 以期为延长德国鸢尾花期奠定理论基础 材 料 与 方 法 试 验 材 料 供试材料德国鸢尾品种 和 均采集自江苏省中国科学院植物研究所中 国鸢尾属种质资源保存中心 为德 国鸢尾早花品种 自然花期为 月中旬 为 德国鸢尾晚花品种 自然花期为 月上旬 试验于 年春季进行 每天 采集不同开花时期 蕾 期 初花期 盛花期和衰败期 的花瓣 用去离子水 洗净后迅速放入液氮中速冻 然后放入 超低 温冰箱中保存待用 试 验 方 法 可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝 比色法 丙二醛 含量的测定采用硫代 巴比妥酸法 脯氨酸含量的测定采用酸性茚三酮 法 超氧化物歧化酶 和过氧化物酶 活性检测采用北京索莱宝科技有限公司生产的 试剂盒进行测定 所有生理指标测定均 重复 次 用 求平均值和标准差 结 果 与 分 析 不 同 开 花 时 期 可 溶 性 蛋 白 含 量 的 变 化 可溶性蛋白质是花开放过程中的主要物质基 础 其含量一直是衡量植物衰老的重要指标 蛋 白质影响植物衰老可分为 个方面 一方面是降低 蛋白质的周转 这是蛋白质合成机制老化的结果 另一方面是蛋白质含量随着蛋白的水解而降低 蛋白质水解产生大量乙烯的合成前体蛋氨酸 从而 促进内源乙烯的合成 引起衰老 由图 可见 德国鸢尾 和 不同时期可溶 江苏农业科学 年第 卷第 期 性蛋白含量的变化趋势基本一致 呈持续下降趋 势 其中晚花品种 蕾期至初花期可溶性 蛋白含量较早花品种 下降明显 两者 初花期可溶性蛋白含量分别为蕾期的 而初花期至盛花期 盛花期至衰败期可溶 性蛋白含量下降相对平稳 丙 二 醛 含 量 的 变 化 丙二醛是具有细胞毒性的物质 是由膜脂中不 饱和脂肪酸发生膜脂过氧化作用而产生的 它的积 累会造成细胞内酶和膜系统的损害 从而引起衰 老 因此丙二醛含量与花瓣的衰老密切相关 德 国鸢尾不同开花时期 含量的变化如图 所示 和 花瓣中 含量均呈总 体上升的趋势 且随着花期进程的延长上升幅度基 本一致 说明花瓣中 含量上升是其衰老的重 要指标 早花品种 花瓣中的 含量高于晚花品种 脯 氨 酸 含 量 的 变 化 生物体内 脯氨酸不仅是细胞内的渗透调节物 质 而且还是植物面对逆境时的重要调节物质 在 一定程度上反映了植物的抗逆性 德国鸢尾不 同开花时期脯氨酸含量的变化如图 所示 个测 定时期晚花品种 脯氨酸的含量均高于早 花品种 且呈下降趋势 蕾期最高 初 花期后趋于平缓 在衰败期脯氨酸含量有所上升 初花期 和 花瓣中脯氨酸的 含量分别是蕾期的 超 氧 化 物 歧 化 酶 活 性 的 变 化 是生物体内酶清除活性氧系统的重要成 分 它通过清除过高的活性氧来维持活性氧平衡 是抵御活性氧毒害的第一道防线 德国鸢尾不 同开花时期 活性变化如图 所示 个品种花 瓣中的 活性均呈总体下降趋势 但开始下降的 起始花期有所不同 从初花期开始 下降 而 从蕾期开始下降 不同花期 花瓣的 活性均高于 个德国鸢尾品种花瓣的 活性随着花期进程的延 长而下降 说明随着花期进程的延长 花瓣不断受到 活性氧的毒害 不同品种花瓣中 活性开始下降的 初始花期不同 表明清除氧自由基的能力存在差异 过 氧 化 物 酶 活 性 的 变 化 是植物体内另一重要的抗氧化酶 通常与 协调发挥作用 本研究中 个德国鸢尾 品种不同开花时期花瓣中的 活性表现出一致 的变化规律 都随着花期进程的延长其活性呈现不 断上升的趋势 由蕾期到衰老期 其活性约增加了 江苏农业科学 年第 卷第 期 近 倍 且不同花期 花瓣中的 活性均高于 图 讨 论 长期以来 花瓣衰老一直是人们关注和研究的 热点 有关花瓣衰老的机制 目前研究较多的是乙 烯诱导作用及自由基伤害作用 但在花瓣衰老过 程中 无论是乙烯敏感型还是非乙烯敏感型花卉 其衰老过程都与降解代谢有关的蛋白质和酶类等 指标相关 细胞中可溶性蛋白含量与衰老的关系密切 其 含量下降是植物组织器官衰老过程中普遍存在的 现象 是植物进入衰老的重要标志之一 本研 究表明 德国鸢尾花瓣的衰老与内含物质代谢紧密 联系 细胞内可溶性蛋白含量与花瓣衰老呈明显的 负相关关系 该结果表明随着衰老的加剧细胞内含 物被大量消耗 这与百合和地被菊花发育和衰老的 研究结果 基本一致 与此同时 随着花瓣衰老 进程的延长 德国鸢尾花瓣中脯氨酸的含量在蕾期 最高 初花期后趋于平缓 在衰败期脯氨酸含量有 所升高 这可能与花在衰败期渗透调节有关 此 外 脯氨酸还可能在花发育过程中提供某些营养物 质促进或延长花期 这与前人的研究结果 基本 一致 是由自由基反应使膜脂过氧化的终产 物之一 它的产生和积累主要会引起膜蛋白的变 性 含量越高膜脂过氧化作用越强 多种酶 和膜系统受到的损伤越严重 衰老程度越强 本研 究发现 德国鸢尾在花瓣衰老过程中 含量呈 现由平稳缓慢上升至快速增加的趋势 表明随着衰 老的加剧 对膜造成不可恢复的损伤 从而宏 观表现为花瓣的衰老 这与许多切花如玫 瑰 等的研究结果基本一致 另外 早花品种的 含量高于晚花品种 说明前者细胞膜受损伤的 程度要高于后者 这可能也是导致两者花期不同的 原因之一 过氧化物酶 和超氧化物歧化酶 能够参与生物体内酶清除活性氧系统 它通 过清除过高的活性氧来维持平衡同时防止细胞受 活性氧胁迫伤害 从而在植物抗衰老和抗胁迫中发 挥作用 前人的研究发现 香石竹花瓣的线粒体 及过氧化物体中存在 种 同工酶 其在花瓣衰 败期 线粒体 种 总活性均显著下降 本 研究中 随着花瓣的开放和衰老 活性表现为 先上升后下降 活性的增加可及时清除代谢过 程中形成的活性氧 有助于花的正常开放 随着花 的盛开和衰老 活性降低 从而削弱了保护系 统 使花内活性氧代谢失调 引起花瓣的衰老 舒 祯研究发现 在香雪兰花朵衰老过程中 活性一 直呈上升趋势 本研究也证实了这一点 随着花 朵发育进程的延长 活性明显提高 由此可见 德国鸢尾花瓣的衰老是一个十分复 杂的过程 在不同品种中除了本身的遗传特性不 同外 还由于维持花朵生命结构的蛋白质降解 和 活性水平的差异 从而造成膜系统稳定性不 同 最终导致衰老进程不同 因此 通过一定措施 增强酶活性 维持活性氧的代谢平衡可能是延长德 国鸢尾花期的有效途径 对于致使德国鸢尾花瓣 衰老加速的其他原因以及延长花期的具体有效途 径 还有待进一步研究 参 考 文 献 常钟阳 张金政 孙国峰 等 德国鸢尾 常春黄 花芽分化的形 态观察及两种代谢产物的动态变化 植物研究 郭彩霞 董艳芳 周 媛 等 外源 对德国鸢尾切花生理指标 的影响 西北农林科技大学学报 李如亮 生物化学实验 武汉 武汉大学出版社 赵世杰 许长成 邹 琦 植物组织中丙二醛测定方法的改进 植物生理学通讯 张志良 翟伟菁 植物生理学实验指导 北京 高等教育出版 社 乔永旭 蝴蝶兰花衰老过程中主要生理指标的变化 西南农 业学报 邵莉楣 花卉化学促控技术 北京 北京金盾出版社 唐秀梅 陈 元 钟瑞春 等 广西花生品种 系 苗期生长耐旱性及 相关生理特性研究 广东农业科学 下 转 第 页 江苏农业科学 年第 卷第 期 卯新蕊 李昊聪 申志慧 等 桃果实矿质元素与糖酸指标的相 关性分析 江苏农业学报 王磊彬 陈兴望 李天宇 等 江苏丰县地区富士苹果果实矿质 元素与品质的相关性及通径分析 江苏农业科学 朴哲虎 石 岩 程金良 等 苹果梨果实矿质元素含量与品质 的相关性分析 安徽农业科学 董 燕 王正银 矿质营养对柑橘品质的影响 土壤肥料 张 强 李兴亮 李民吉 等 富士 苹果品质与果实矿质元素 含量的关联性分析 果树学报 白永超 卫旭芳 陈 露 等 笃斯越橘果实 叶片矿质元素和土 壤肥力因子与果实品质的多元分析 中国农业科学 黄 霄 姚 丹 陆爱华 等 江苏不同产地 白玉 枇杷果实品 质与果实和土壤中矿质元素含量的相关性分析 植物资源 与环境学报 闫忠业 伊 凯 刘 志 等 富士苹果果实主要营养元素含量 变化与品质的关系 江苏农业科学 张 强 魏钦平 蒋瑞山 等 富士苹果矿质营养含量与几个主 要品质指标的相关性分析 园艺学报 李性苑 柑橘体内的几种矿质营养 黔东南民族师专学报 廖育林 郑圣先 戴平安 等 钾镁锌硼钼肥对椪柑产量和品质 的影响 土壤通报 黄 霄 王化坤 渠慎春 等 江苏东山山地枇杷果实品质与果 园土壤 叶片和果实矿质元素的关系 西北植物学报 于馨淼 李斌奇 陈发兴 矿质营养元素对枇杷果实品质的影响 东南园艺 顾曼如 束怀瑞 曲桂敏 等 红星苹果果实的矿质元素含量与 品质关系 园艺学报 李宝江 林桂荣 矿质元素含量与苹果风味品质及耐贮性的关 系 果树科学 李春燕 卢桂宾 刘 和 等 枣在裂果关键期果皮 果肉中主要 矿质元素的含量特点 山西农业科学 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 页 吴永波 叶 波 高温干旱复合胁迫对构树幼苗抗氧化酶活性和 活性氧代谢的影响 生态学报 王宏民 李亚芳 张仙红 等 几种杀虫剂胁迫对黄瓜幼苗抗氧 化酶活性和相关生理指标的影响 中国生态农业学报 黄雪妮 屈 凡 马名立 等 镉胁迫对 个宁夏主栽水稻品种 幼苗期抗氧化同工酶亚基及其活性的影响 江苏农业科 学 朱 诚 曾广文 桂花花衰老过程中的某些生理生化变化 园艺学报 刘雅莉 王 飞 张恩让 等 百合花不同发育期生理变化与衰 老关系的研究 西北农业大学学报 沈 漫 高遐虹 程继鸿 等 地被菊开花过程中生理生化变化 的初步研究 中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文 集 吴桂容 王上伟 苏德生 等 个牡丹品种花期进程中花瓣的 生理生化特征 江苏农业科学 季 成 王崇效 余权文 风眼莲超氧化酶活性与抗寒性的关系 植物生理学报 严景华 蔡永萍 李东林 保鲜剂对玫瑰切花衰老指标的影响简 报 植物生理学通讯 李雅洁 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