外源水杨酸对黄秋葵种子萌发及低温胁迫下幼苗生长的影响

理向阳，刘晓静，郭晓阳，代丹丹，胡 颖，张 洋，郭红霞*

(1.河南省农业科学院 经济作物研究所,河南 郑州 450002； 2.安阳市农业局水产站,河南 安阳 455000)

外源水杨酸对黄秋葵种子萌发及低温胁迫下幼苗生长的影响

理向阳1，刘晓静2，郭晓阳1，代丹丹1，胡 颖1，张 洋1，郭红霞1*

(1.河南省农业科学院 经济作物研究所,河南 郑州 450002； 2.安阳市农业局水产站,河南 安阳 455000)

以台湾五福黄秋葵种子为试材，研究了水杨酸(SA)对黄秋葵种子萌发以及对4 ℃低温胁迫下幼苗叶片生理指标的影响，以期为早春时期黄秋葵育苗提供理论依据。结果表明：低浓度(0.5、1.0 mmol/L)的SA浸种能提高黄秋葵种子发芽势和发芽率;1.5 mmol/L SA浸种降低种子的发芽势、发芽率；2.0 mmol/L SA处理严重抑制黄秋葵种子的萌发。与清水对照相比，低浓度的SA处理能使黄秋葵幼苗叶片中叶绿素 a、b 含量和叶绿素总量增加，过氧化物酶活性以及脯氨酸积累量升高，过氧化氢酶活性和丙二醛含量降低。其中以1.0 mmol/L的SA浸种效果最好。

水杨酸； 黄秋葵； 幼苗生长； 低温胁迫

黄秋葵(Abelmoschusesculentus)俗名羊角豆、潺茄，是我国新兴的特色蔬菜作物之一，具有重要的营养保健与医疗价值。黄秋葵性喜温暖，原产地为非洲和亚洲热带，中国栽培不多。黄秋葵早春育苗易遭受低温冷害，严重影响秧苗素质与产量，给农户造成较大经济损失。因此，研究黄秋葵育苗过程中遭遇低温伤害时的生理生化变化，探讨减轻黄秋葵育苗时的低温危害途径和方法对生产具有重要意义。水杨酸(SA)是广泛存在于植物体内的一种小分子酚类物质，可以在韧皮部中运输，有独特的生理作用。有研究报道，SA是植物体产热的热素[1-2]，并可提高植物的抗逆性[3-4]。也有研究报道，SA能在一定浓度范围内提高低温条件下黄瓜、玉米、茄子、西瓜等的抗寒性[3,5-9]，但关于SA对黄秋葵种子发芽和低温条件下幼苗生理特性的影响还未见报道。鉴于此，采用不同浓度SA浸泡黄秋葵种子，研究黄秋葵种子发芽情况以及低温条件下幼苗生理特性的变化，以期为提高黄秋葵抗寒性和工厂化育苗研究提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为黄秋葵种子(市售台湾五福)。SA、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、Met、 NBT、核黄素、愈创木酚、丙酮等均为国产分析纯(天津基准化学试剂有限公司)。主要仪器包括电光分析天平(上海天平仪器厂)、Eppendorf 5415D高速冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂)、722 光栅分光光度计(厦门分析仪器厂)等。

1.2 试验处理

试验于2014年在河南省农业科学院棉花栽培实验室进行。黄秋葵种子经粒选后用0.1%升汞消毒15 min，蒸馏水漂洗3次，再用滤纸将水吸干，然后分别放入0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L的SA溶液中浸泡，以蒸馏水为对照，重复3 次,每重复 100 粒种子。浸泡16 h后用清水将种子冲洗干净后放入铺有3层滤纸的培养皿内，于28 ℃的恒温恒湿培养箱内进行催芽。每天统计发芽数，计算发芽势和发芽率。

待上述种子大部分露白时，挑选长势良好、出芽整齐的种子播于装有蛭石基质的75孔育苗盘中，在光照培养箱中进行培养。培养条件：光照/黑暗，28 ℃/18 ℃，16 h/8 h，相对湿度60%/75%。长至两叶一心时，于4 ℃条件低温处理48 h。随后取幼苗叶片测定过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸(Pro)含量以及叶绿素含量等。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 发芽势、发芽率的计算 发芽势=3 d内发芽种子数/供试种子总数×100%，发芽率=7 d内发芽种子数/供试种子总数×100%。

1.3.2 MDA和Pro含量、POD和CAT活性的测定 参照李合生[10]的方法，MDA含量测定采用硫代巴比妥酸法，Pro含量测定采用酸性印三酮法,POD活性测定采用愈创木酚法，CAT活性测定采用紫外吸收法。

1.3.3 叶绿素的提取及测定 叶绿素的提取[11-12]：随机剪取新鲜叶片，剪碎，混匀。再称取剪碎的新鲜样品0.1 g放入研钵中，加少量石英砂及80%丙酮研成匀浆,用滤纸把提取液过滤到10 mL试管中，最后定容至10 mL，摇匀，放置暗处并于室温条件下浸提26 h，重复3次。叶绿素含量的测定：以 80%丙酮为空白，用722型分光光度计在波长645、663 nm处测定叶绿素吸光度，并根据下列公式计算出提取液中叶绿素含量(mg/g) 。叶绿素a含量=(12.7OD663-2.69OD645)V/1 000m，叶绿素b含量=(22.9OD645-4.68OD663)V/1 000m，叶绿素总量=[(20.3OD645+8.04OD663)V]/1 000m。其中，V—提取液总体积(mL),m—样品鲜质量(g)。

2 结果与分析

2.1 SA对黄秋葵种子萌发的影响

由图1可知，SA对黄秋葵种子发芽势和发芽率都有明显的影响。与清水对照相比，0.5、1.0 mmol/L SA处理的黄秋葵种子发芽势分别提高1.25%、3.75%，发芽率分别增加1.2%、6.1%，而高浓度处理(1.5、2.0 mmol/L)的黄秋葵种子发芽率和发芽势显著降低，这是由于SA 浓度过高对黄秋葵种子造成伤害，同时2.0 mmol/L处理的黄秋葵种子还出现发霉现象，说明高浓度的SA对黄秋葵种子发芽具有抑制作用。

图1 SA对黄秋葵种子萌发的影响

2.2 SA对低温胁迫下黄秋葵幼苗生理生化指标的影响

2.2.1 POD活性 由图2可知，经SA浸种后，与对照相比，低温胁迫下黄秋葵幼苗叶片中POD活性发生变化。其中，0.5 mmol/L 和1.5 mmol/L SA处理的叶片POD活性增加幅度较小，与对照差异不显著(P>0.05)；1.0 mmol/L SA处理的叶片POD活性极显著增加(P<0.01)；2.0 mmol/L处理的叶片POD活性下降。由此说明，过低浓度或过高浓度的SA处理效果不佳，可能是因为低浓度的SA 未能激发保护酶POD活性，而高浓度的SA 则破坏了黄秋葵幼苗内部的生理代谢，致使POD活性降低。

图2 SA对低温胁迫下黄秋葵幼苗POD活性的影响

2.2.2 CAT活性 由图3可知，低温胁迫下经不同浓度SA浸种后，黄秋葵幼苗叶片中CAT 活性均降低。与对照相比，0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L SA处理后，黄秋葵叶片CAT活性分别降低10.81%、10.49%、18.50%、27.54%，其中，0.5 mmol/L 和1.0 mmol/L处理CAT活性的降低幅度较小，2.0 mmol/L处理CAT活性极显著下降(P<0.01)。因此，对于黄秋葵幼苗来说，1.0 mmol/L SA处理后，叶片中CAT活性下降幅度最小，活性最高。

图3 SA对低温胁迫下黄秋葵幼苗CAT活性的影响

2.2.3 MDA含量 由图4可知，低温胁迫下，与对照相比，低浓度SA浸种后黄秋葵幼苗叶片MDA 含量下降，细胞膜系统受伤害程度较轻；而高浓度的SA浸种后，MDA 含量升高，说明细胞膜系统受到伤害。其中，1.0 mmol/L SA浸种后幼苗叶片MDA含量最低，说明其受到低温胁迫的程度最低，同时通过增强体内抗氧化酶活性，有效降低了膜脂过氧化造成的伤害，加强了细胞的结构稳定性。

2.2.4 叶绿素含量 由图5可知，SA浓度为0.5～1.5 mmol/L时，低温处理后幼苗叶片中的叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总量与对照相比均有所提高，尤其以1.0 mmol/L处理的效果最为明显，说明SA处理对低温条件下黄秋葵叶绿素含量有较大影响。2.0 mmol/L SA处理的叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总量低于对照。说明SA浓度过高会抑制种子内部的生理代谢，导致幼苗体内叶绿素总量降低，对光系统产生了破坏，从而影响光合作用，以致后期出现叶片萎蔫、失水等症状。

图4 SA对低温胁迫下黄秋葵幼苗MDA含量的影响

图5 SA对低温胁迫下黄秋葵幼苗叶绿素含量的影响

2.2.5 Pro含量 由图6可知,低温胁迫条件下，低浓度SA处理(0.5、1.0 mmol/L)的幼苗叶片Pro含量与对照相比均有所增加，其中1.0 mmol/L 处理效果最明显；而2.0 mmol/L处理的Pro积累量迅速减少，差异显著(P<0.05)，这可能是因为SA浓度过高对细胞结构造成一定损害，降低了对低温胁迫的抗性。

图6 SA对低温胁迫下黄秋葵幼苗Pro含量的影响

3 结论与讨论

植物在受到低温胁迫后，细胞膜系统作为感受刺激的敏感部位，感受到了冷害刺激，细胞膜透性发生变化。本试验结果表明，黄秋葵种子经低浓度SA(0.5～1.0 mmol/L)处理后，叶片内MDA含量降低，这个结果与黄爱霞等[13]、黄丽华等[5]报道的一致，表明SA可能是通过抑制膜脂过氧化作用来增强黄秋葵的抗寒性。低浓度SA(0.5～1.0 mmol/L)处理后，POD活性有所提高，自由基清除能力增强，从而抑制了膜脂过氧化过程，维持膜的完整性，这一结果与张蕊等[14]研究结果一致；在一定浓度范围内，随着SA 浓度的增加，CAT 活性下降，这与宋泽双等[15]、黄爱霞等[13]的研究结果一致；0.5～1.0 mmol/L SA能提高叶绿素含量，但高浓度SA(2.0 mmol/L)却降低叶绿素含量，这与张蕊等[14]、宋泽双等[15]的研究结果一致。

耿广东等[6]认为，茄子遭受低温胁迫时，SA使用浓度越大，越能增强茄子的抗冷性；李艳军等[16]认为300 mg/L SA能提高番茄的抗冷性，张蕊等[14]研究表明，用0.5 mmol/L SA预处理水稻幼苗能有效提高其抗性；吴能表[17]研究发现，在低温条件下，SA处理能提高萝卜抗寒性，最适质量浓度为0.1 g/L。在本试验中，1.0 mmol/L SA处理的黄秋葵的发芽势和发芽率最高。两叶一心时，1.0 mmol/L SA处理的幼苗叶片中POD 活性最高，CAT活性降低最少，叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量最大，MDA含量最低，Pro含量最高，因此对于黄秋葵幼苗来说，遭遇4 ℃低温胁迫时，SA最适处理浓度是1.0 mmol/L。本试验结果对于指导生产实践上早春黄秋葵育苗有参考意义。

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Effect of Salicylic Acid on Germination and Growth of Okra under Cold Stress

LI Xiangyang1，LIU Xiaojing2，GUO Xiaoyang1，DAI Dandan1，HU Ying1，ZHANG Yang1,GUO Hongxia1*

(1.Industrial Crops Research Institute,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China；2.Aquatic Station of Anyang Agricultural Bureau,Anyang 455000,China)

The influence of salicylic acid(SA) on seed germination and physiological indexes of Taiwan Wufu okra(Abelmoschusmoschatus)under cold stress was studied,so as to provide theoretical basis for okra seedling culture at early spring.The result showed that 0.5 mmol/L,1.0 mmol/L SA could enhance the germination force and germination percentage of the okra seeds;1.5 mmol/L SA could decrease the germination force and germination percentage;2.0 mmol/L SA could seriously inhibit the seed germination of okra.Compared with the control with water,low concentrations of SA could improve the contents of chlorophyll a,chlorophyll b and the total chlorophyll,the activity of POD and the contents of proline of the okra seedlings,decrease the CAT activity and the content of MDA.The 1.0 mmol/L SA had the best effect.

salicylic acid(SA);Abelmoschusesculentus; seedling growth; cold stress

2016-01-05

河南省农业科学院自主创新项目;河南省农业科学院科研发展专项资金项目(20148402)

理向阳(1975-)，男，河南西华人，助理研究员，本科，主要从事蔬菜栽培生理研究。E-mail：lxyzz1@163.com

*通讯作者：郭红霞(1966-)，女，河南长垣人，助理研究员，本科，主要从事经济作物栽培生理研究。 E-mail：ytgha@163.com

S649

A

1004-3268(2016)05-0126-04