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摘要：以番茄品种金棚10号为试材，分别用0.3 mmol/L水杨酸（SA）、0.25 mmol/L亚精胺（Spd ）、0.5 mmol/L没食子酸丙酯（PG）引发处理1 d，待幼苗长至2叶1心时进行低温处理。结果表明，SA、Spd、PG 引发种子处理能显著降低低温胁迫下番茄幼苗细胞质膜透性、MDA含量，提高可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素含量，增强幼苗耐冷性，其中以PG处理的效果最好。
关键词：番茄；种子引发；水杨酸；亚精胺；没食子酸丙酯；耐冷性；低温胁迫
中图分类号： S641.201文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）02-0160-02
收稿日期：2014-03-31
基金项目：河北省科技计划（编号：11230911D-13-04）。
作者简介：王玉昆（1963—），男，河北邯郸人，副教授，主要从事植物生理生化教学与科研工作。E-mail： wykun063@126.com。
通信作者：赵敏，教授，主要从事植物生理生化教学与科研工作。E-mail：zhaomin616@163.com。番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）属喜温植物。在我国北方反季节栽培生产中经常会遇到短时低温天气，在低于15 ℃的气温条件下，番茄会发生发芽不齐、出苗缓慢、成苗率降低的现象。施用外源物质提高果蔬抗冷性的研究已有许多报道，例如，低温胁迫下，水杨酸（SA）浸种引发能提高黄瓜[1-2]、茄子[3]种子对低温胁迫的适应性，降低电解质相对渗出率，增强抗氧化酶活性。亚精胺（Spd）、精胺（Spm）引发处理对增强低温胁迫下茄子种子活性及幼苗耐冷性具有重要作用[3]。Spd引发处理能提高番茄幼苗抵抗盐碱胁迫能力，有效缓解盐碱胁迫伤害[4]。没食子酸丙酯（Pr opy l Gallate，PG） 属植物多酚化合物，是天然产物没食子酸（3，4，5-三羟基苯甲酸）的重要衍生物，可从多种植物中提取得到，具有显著的消除自由基能力，是一类公认的安全性较高的食品抗氧化剂，被广泛用于食品、化妆品、医药制剂中[5-6]，PG对果蔬有保鲜作用[7]。但PG浸种处理对番茄种子萌发抗冷性的研究未见报道。因此，本研究以番茄品种金棚10号（Jinpeng No.10）为试材，选用SA、Spd、PG 作为种子引发剂，在低温胁迫下比较3种外源物质对番茄种子活性及幼苗膜脂过氧化和保护酶活性等方面的影响，寻找新型外源物质来提高番茄种子活性和幼苗的抗寒性，以期为番茄冬春育苗生产应用提供参考。
1材料与方法
1.1材料预处理
试验于2013年1—5月在河北工程大学农学院进行，供试番茄品种为金棚10号。
1.1.1种子引发处理选取饱满、整齐一致的番茄种子，55 ℃温汤浸种15 min，用蒸馏水冲洗干净后吸水晾干，备用。将番茄种子分别用0.3 mmol/L SA、0.25 mmol/L Spd、0.5 mmol/L PG 溶液100 mL浸种1 d进行引发，引发结束后用蒸馏水快速冲洗干净，用滤纸吸干水分后备用。
1.1.2幼苗耐冷性试验取引发处理种子并进行催芽，播于装有基质的营养钵（8 cm×8 cm）内，每钵1苗。温室自然光照下培养，清水浇灌，待子叶展平后更换1/2 Hoagland营养液浇灌（pH值为6.5±0.1，EC值为2.2～2.5 mS/cm）。当幼苗长至2叶1心时，将带苗的营养钵转入人工气候箱（RXZ-500D智能型，宁波江南仪器厂）内培养，光照强度设定 300 μmol/（m2·s），光周期12 h/12 h，温度28 ℃/18 ℃，相对湿度70%～75%，继续浇灌1/2Hoagland营养液。箱内适应2 d 后，在昼/夜温度为15 ℃/10 ℃的条件下低温胁迫3 d。然后随机抽取20株幼苗测定生理生化指标，每个处理重复3次。
1.2测定指标与方法
叶片质膜透性用ORION TDS电导仪测定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法测定；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比色法测定；叶绿素含量采用浸提法[8]测定。
2结果与分析
2.1SA、Spd、PG引发处理对低温胁迫下番茄幼苗膜透性和MDA含量的影响
电解质渗透率是反映植物受伤害程度的重要指标，电解质渗透率越高，植物受伤害越严重。从表1 可以看出，各处理番茄幼苗的电解质渗透率随温度下降呈升高趋势，但SA、Spd、PG 引发处理下电解质渗漏率显著低于低温对照，说明外源物质的激发作用对保持幼苗细胞膜的稳定性具有显著效果，其中0.50 mmol/L PG 处理的质膜损伤程度最低，说明PG缓解低温对番茄幼苗伤害的效果最好。
MDA是膜脂过氧化产物，它的积累会加剧膜脂过氧化，导致质膜透性加大，细胞内物质外渗[4]。由表1可见，低温胁迫下番茄幼苗的MDA含量随温度降低呈增加趋势。与低温对照相比，SA、Spd、PG引发处理显著降低了低温胁迫下幼苗MDA含量，表明适宜浓度SA、Spd、PG可以减轻低温胁迫导致的幼苗膜脂过氧化程度，使被伤害的原生质膜得到逐步修复，低温冷害得到缓解，各处理对提高番茄幼苗抗冷性效果从好到差依次为PG处理>SA处理>Spd处理>低温CK。
2.2SA、Spd、PG引发处理对低温胁迫下番茄幼苗可溶性蛋白、可溶性糖含量的影响
可溶性糖是植物细胞的重要渗透调节物质，其含量与植物抗冷性密切相关，含量越高，则抗逆性越强。由表2可见，与常温对照相比，低温胁迫下各引发处理的番茄幼苗叶片可溶性糖含量均显著升高，但种子引发处理后幼苗可溶性糖含量显著高于低温对照，且PG处理>SA处理>Spd处理>低温CK，说明种子引发处理能够提高幼苗的渗透调节能力。 低温胁迫抑制叶绿素的合成并促进其降解，导致番茄幼苗叶绿素含量显著下降，叶片失绿，因此叶绿素含量变化在一定程度上也能反映低温对植物的伤害程度。由表2可见，与常温对照相比，低温胁迫下各引发处理番茄幼苗叶片叶绿素含量显著下降，但PG、SA、Spd种子引发处理幼苗叶绿素含量显著高于低温对照，分别高36.84%、33.33%、30.70%，可见种子引发处理能显著延缓叶绿素降解。
与常温对照相比，低温胁迫下各引发处理番茄幼苗可溶性蛋白含量明显降低。但与低温对照相比，PG、SA、Spd浸种处理后的幼苗可溶性蛋白含量明显升高，表明PG、SA、Spd引发处理能促进低温条件下幼苗可溶性蛋白的合成，并延缓其降解，且0.50 mmol/L PG处理效果较好。
3结论与讨论
在逆境胁迫下，生物膜会遭到不同程度损伤，而膜透性升高会导致一系列代谢变化，最终造成细胞死亡，因此膜透性升高是低温伤害的重要标志[9]。MDA是膜脂过氧化产物，其含量可以反映膜脂过氧化程度。可溶性糖是环境胁迫条件下细胞内部的保护物质，其含量与多数植物的抗逆性呈正相关。低温胁迫使植物叶片叶绿素含量下降，其含量下降越快，就越早呈现冷害症状[10]。本研究表明，低温胁迫对番茄幼苗质膜造成一定程度的伤害，致使膜透性和MDA含量呈逐渐增加趋势，但种子引发处理使番茄幼苗的相对电导率、MDA含量显著降低，减轻了MDA对膜系统的伤害，且显著提高叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量，延缓叶绿素降解。说明适宜浓度SA、Spd、PG引发处理可缓解低温胁迫对番茄种子萌发和幼苗生长的伤害，适宜浓度PG处理的效果优于SA、Spd处理。
综上所述，PG对种子引发处理可以缓解番茄种子及幼苗低温胁迫的危害，该结果可能与其本身为多酚化合物具有显著的抗自由基能力有关，当PG进入植物体后，参与清除体内自由基的过程，从而防止膜脂过氧化。PG其他生理活性有待进一步研究，其抗冷机理尚须进一步探讨。
参考文献：
[1]舒英杰，周玉丽，张子学，等. 外源水杨酸对提高黄瓜萌发种子抗冷性的效应[J]. 中国农学通报，2006，22（10）：285-287.
[2]杨晓玲，杨晴，刘艳芳，等. 水杨酸对黄瓜种子萌发及幼苗抗低温的影响[J]. 种子，2007，26（1）：78-80.
[3]张彦萍，刘海河，申书兴，等. 多胺引发处理对茄子种子活力及幼苗耐冷性的影响[J]. 园艺学报，2010，37（11）：1783-1788.
[4]李俊，李建明，胡晓辉，等. 亚精胺浸种对番茄幼苗抗盐碱的生理特性研究[J]. 西北植物学报，2012，32（9）：1788-1795.
[5]李囡，姜子涛，李荣. 食品中没食子酸丙酯的定量分析研究进展[J]. 食品研究与开发，2007，28（9）：172-175.
[6]Jayathilakan K，Sharma G K，Radhakrishna K，et al. Antioxidant potential of synthetic and natural antioxidants and its effect on warmed-over-flavour in different species of meat[J]. Food Chemistry，2007，105（3）：908-916.
[7]李汉良. 没食子酸丙酯对新高梨软化和褐变的影响[J]. 农产品加工·学刊，2011（9）：51-53.
[8]李合生. 植物生理生化实验原理与技术[M]. 北京：高等教育出版社，2001.
[9]薛国希，高辉远，李鹏民，等. 低温下壳聚糖处理对黄瓜幼苗生理生化特性的影响[J]. 植物生理与分子生物学学报，2004，30（4）：441-448.
[10]尹璐璐，于贤昌，王英华，等. 5-氨基乙酰丙酸对黄瓜幼苗抗冷性的影响[J]. 西北农业学报，2007，16（4）：166-169.叶林，张光弟，李建设，等. 密植矮化对日光温室秋茬番茄生长及产量的影响[J]. 江苏农业科学，2015，43（2）：162-164.
关键词：番茄；种子引发；水杨酸；亚精胺；没食子酸丙酯；耐冷性；低温胁迫
中图分类号： S641.201文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）02-0160-02
收稿日期：2014-03-31
基金项目：河北省科技计划（编号：11230911D-13-04）。
作者简介：王玉昆（1963—），男，河北邯郸人，副教授，主要从事植物生理生化教学与科研工作。E-mail： wykun063@126.com。
通信作者：赵敏，教授，主要从事植物生理生化教学与科研工作。E-mail：zhaomin616@163.com。番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）属喜温植物。在我国北方反季节栽培生产中经常会遇到短时低温天气，在低于15 ℃的气温条件下，番茄会发生发芽不齐、出苗缓慢、成苗率降低的现象。施用外源物质提高果蔬抗冷性的研究已有许多报道，例如，低温胁迫下，水杨酸（SA）浸种引发能提高黄瓜[1-2]、茄子[3]种子对低温胁迫的适应性，降低电解质相对渗出率，增强抗氧化酶活性。亚精胺（Spd）、精胺（Spm）引发处理对增强低温胁迫下茄子种子活性及幼苗耐冷性具有重要作用[3]。Spd引发处理能提高番茄幼苗抵抗盐碱胁迫能力，有效缓解盐碱胁迫伤害[4]。没食子酸丙酯（Pr opy l Gallate，PG） 属植物多酚化合物，是天然产物没食子酸（3，4，5-三羟基苯甲酸）的重要衍生物，可从多种植物中提取得到，具有显著的消除自由基能力，是一类公认的安全性较高的食品抗氧化剂，被广泛用于食品、化妆品、医药制剂中[5-6]，PG对果蔬有保鲜作用[7]。但PG浸种处理对番茄种子萌发抗冷性的研究未见报道。因此，本研究以番茄品种金棚10号（Jinpeng No.10）为试材，选用SA、Spd、PG 作为种子引发剂，在低温胁迫下比较3种外源物质对番茄种子活性及幼苗膜脂过氧化和保护酶活性等方面的影响，寻找新型外源物质来提高番茄种子活性和幼苗的抗寒性，以期为番茄冬春育苗生产应用提供参考。
1材料与方法
1.1材料预处理
试验于2013年1—5月在河北工程大学农学院进行，供试番茄品种为金棚10号。
1.1.1种子引发处理选取饱满、整齐一致的番茄种子，55 ℃温汤浸种15 min，用蒸馏水冲洗干净后吸水晾干，备用。将番茄种子分别用0.3 mmol/L SA、0.25 mmol/L Spd、0.5 mmol/L PG 溶液100 mL浸种1 d进行引发，引发结束后用蒸馏水快速冲洗干净，用滤纸吸干水分后备用。
1.1.2幼苗耐冷性试验取引发处理种子并进行催芽，播于装有基质的营养钵（8 cm×8 cm）内，每钵1苗。温室自然光照下培养，清水浇灌，待子叶展平后更换1/2 Hoagland营养液浇灌（pH值为6.5±0.1，EC值为2.2～2.5 mS/cm）。当幼苗长至2叶1心时，将带苗的营养钵转入人工气候箱（RXZ-500D智能型，宁波江南仪器厂）内培养，光照强度设定 300 μmol/（m2·s），光周期12 h/12 h，温度28 ℃/18 ℃，相对湿度70%～75%，继续浇灌1/2Hoagland营养液。箱内适应2 d 后，在昼/夜温度为15 ℃/10 ℃的条件下低温胁迫3 d。然后随机抽取20株幼苗测定生理生化指标，每个处理重复3次。
1.2测定指标与方法
叶片质膜透性用ORION TDS电导仪测定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法测定；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比色法测定；叶绿素含量采用浸提法[8]测定。
2结果与分析
2.1SA、Spd、PG引发处理对低温胁迫下番茄幼苗膜透性和MDA含量的影响
电解质渗透率是反映植物受伤害程度的重要指标，电解质渗透率越高，植物受伤害越严重。从表1 可以看出，各处理番茄幼苗的电解质渗透率随温度下降呈升高趋势，但SA、Spd、PG 引发处理下电解质渗漏率显著低于低温对照，说明外源物质的激发作用对保持幼苗细胞膜的稳定性具有显著效果，其中0.50 mmol/L PG 处理的质膜损伤程度最低，说明PG缓解低温对番茄幼苗伤害的效果最好。
MDA是膜脂过氧化产物，它的积累会加剧膜脂过氧化，导致质膜透性加大，细胞内物质外渗[4]。由表1可见，低温胁迫下番茄幼苗的MDA含量随温度降低呈增加趋势。与低温对照相比，SA、Spd、PG引发处理显著降低了低温胁迫下幼苗MDA含量，表明适宜浓度SA、Spd、PG可以减轻低温胁迫导致的幼苗膜脂过氧化程度，使被伤害的原生质膜得到逐步修复，低温冷害得到缓解，各处理对提高番茄幼苗抗冷性效果从好到差依次为PG处理>SA处理>Spd处理>低温CK。
2.2SA、Spd、PG引发处理对低温胁迫下番茄幼苗可溶性蛋白、可溶性糖含量的影响
可溶性糖是植物细胞的重要渗透调节物质，其含量与植物抗冷性密切相关，含量越高，则抗逆性越强。由表2可见，与常温对照相比，低温胁迫下各引发处理的番茄幼苗叶片可溶性糖含量均显著升高，但种子引发处理后幼苗可溶性糖含量显著高于低温对照，且PG处理>SA处理>Spd处理>低温CK，说明种子引发处理能够提高幼苗的渗透调节能力。 低温胁迫抑制叶绿素的合成并促进其降解，导致番茄幼苗叶绿素含量显著下降，叶片失绿，因此叶绿素含量变化在一定程度上也能反映低温对植物的伤害程度。由表2可见，与常温对照相比，低温胁迫下各引发处理番茄幼苗叶片叶绿素含量显著下降，但PG、SA、Spd种子引发处理幼苗叶绿素含量显著高于低温对照，分别高36.84%、33.33%、30.70%，可见种子引发处理能显著延缓叶绿素降解。
与常温对照相比，低温胁迫下各引发处理番茄幼苗可溶性蛋白含量明显降低。但与低温对照相比，PG、SA、Spd浸种处理后的幼苗可溶性蛋白含量明显升高，表明PG、SA、Spd引发处理能促进低温条件下幼苗可溶性蛋白的合成，并延缓其降解，且0.50 mmol/L PG处理效果较好。
3结论与讨论
在逆境胁迫下，生物膜会遭到不同程度损伤，而膜透性升高会导致一系列代谢变化，最终造成细胞死亡，因此膜透性升高是低温伤害的重要标志[9]。MDA是膜脂过氧化产物，其含量可以反映膜脂过氧化程度。可溶性糖是环境胁迫条件下细胞内部的保护物质，其含量与多数植物的抗逆性呈正相关。低温胁迫使植物叶片叶绿素含量下降，其含量下降越快，就越早呈现冷害症状[10]。本研究表明，低温胁迫对番茄幼苗质膜造成一定程度的伤害，致使膜透性和MDA含量呈逐渐增加趋势，但种子引发处理使番茄幼苗的相对电导率、MDA含量显著降低，减轻了MDA对膜系统的伤害，且显著提高叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量，延缓叶绿素降解。说明适宜浓度SA、Spd、PG引发处理可缓解低温胁迫对番茄种子萌发和幼苗生长的伤害，适宜浓度PG处理的效果优于SA、Spd处理。
综上所述，PG对种子引发处理可以缓解番茄种子及幼苗低温胁迫的危害，该结果可能与其本身为多酚化合物具有显著的抗自由基能力有关，当PG进入植物体后，参与清除体内自由基的过程，从而防止膜脂过氧化。PG其他生理活性有待进一步研究，其抗冷机理尚须进一步探讨。
参考文献：
[1]舒英杰，周玉丽，张子学，等. 外源水杨酸对提高黄瓜萌发种子抗冷性的效应[J]. 中国农学通报，2006，22（10）：285-287.
[2]杨晓玲，杨晴，刘艳芳，等. 水杨酸对黄瓜种子萌发及幼苗抗低温的影响[J]. 种子，2007，26（1）：78-80.
[3]张彦萍，刘海河，申书兴，等. 多胺引发处理对茄子种子活力及幼苗耐冷性的影响[J]. 园艺学报，2010，37（11）：1783-1788.
[4]李俊，李建明，胡晓辉，等. 亚精胺浸种对番茄幼苗抗盐碱的生理特性研究[J]. 西北植物学报，2012，32（9）：1788-1795.
[5]李囡，姜子涛，李荣. 食品中没食子酸丙酯的定量分析研究进展[J]. 食品研究与开发，2007，28（9）：172-175.
[6]Jayathilakan K，Sharma G K，Radhakrishna K，et al. Antioxidant potential of synthetic and natural antioxidants and its effect on warmed-over-flavour in different species of meat[J]. Food Chemistry，2007，105（3）：908-916.
[7]李汉良. 没食子酸丙酯对新高梨软化和褐变的影响[J]. 农产品加工·学刊，2011（9）：51-53.
[8]李合生. 植物生理生化实验原理与技术[M]. 北京：高等教育出版社，2001.
[9]薛国希，高辉远，李鹏民，等. 低温下壳聚糖处理对黄瓜幼苗生理生化特性的影响[J]. 植物生理与分子生物学学报，2004，30（4）：441-448.
[10]尹璐璐，于贤昌，王英华，等. 5-氨基乙酰丙酸对黄瓜幼苗抗冷性的影响[J]. 西北农业学报，2007，16（4）：166-169.叶林，张光弟，李建设，等. 密植矮化对日光温室秋茬番茄生长及产量的影响[J]. 江苏农业科学，2015，43（2）：162-164.