亚低温与硝铵配比对番茄幼苗渗透调节物质及抗氧化酶活性的影响

刘国英，李建明,杜清洁，王鹏博，潘铜华，刘 缓

(西北农林科技大学 园艺学院，陕西 杨凌 712100)

亚低温与硝铵配比对番茄幼苗渗透调节物质及抗氧化酶活性的影响

刘国英，李建明,杜清洁，王鹏博，潘铜华，刘 缓

(西北农林科技大学 园艺学院，陕西 杨凌 712100)

番茄；亚低温；氮素形态；渗透调节；抗氧化酶活性

在中国北方地区，设施结构简陋的日光温室和无人工加温设备的大棚是冬春季蔬菜生产的主要设施，在寒冬或者早春，其室内温度达不到作物生长的适宜温度，设施蔬菜常处于亚低温或者更低的温度环境中，这严重阻碍了设施蔬菜的生产[1]。因此，如何抵御和预防冬春季设施蔬菜生产过程中的低温或者亚低温逆境，是北方设施蔬菜生产的一大难题。

作物对亚低温响应的研究一直是作物生理生态研究的热点问题。番茄受亚低温影响的程度与多种因素有关，如光照、水分、钾素水平和外源物质都影响番茄对低温的响应，但对不同硝铵配比处理与低温危害的关系尚缺乏深入研究。本试验就不同硝铵配比处理对番茄亚低温条件下渗透调节物质与抗氧化酶活性的影响进行了研究，分析了不同硝铵配比处理番茄对亚低温的响应，以期为番茄合理施肥及抵御亚低温危害提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为番茄品种“西农2011”，由西北农林科技大学园艺学院番茄育种课题组提供。

1.2 试验设计及方法

温度处理设计：常温处理与亚低温处理植株分别放置于2间规格相同的环境可控的连栋温室中。通过暖气片加热系统和湿帘风机降温系统及天窗的开闭，使亚低温温室温度控制在8～15 ℃，常温温室温度控制在15～25 ℃。

1.3 测定指标及方法

1.4 数据处理

文中试验数据均为3次重复的平均值，采用SPSS17.0软件对试验数据进行差异显著分析，用Excel2003软件制图。

2 结果与分析

2.2 亚低温和不同硝铵配比对温室番茄幼苗抗氧化酶活性的影响

2.3 亚低温和不同硝铵配比对温室番茄幼苗叶片可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响

由图3-B可以看出，与常温下相比，亚低温对番茄幼苗叶片脯氨酸含量有极显著影响，亚低温和不同硝铵配比的交互作用影响番茄幼苗叶片中脯氨酸含量。在常温条件下，所有处理植株中脯氨酸含量随处理时间延长变化趋势一致，皆先上升后下降，但是变化幅度存在一定的差异。在亚低温条件下，各处理幼苗叶片脯氨酸含量随处理时间的延长变化趋势不同，其中LN1、LN2、LN3皆随处理时间的延长先升高，在21 d达到最大值后降低；LN4、LN5呈现“升-降-升”的变化，前14 d变化趋势与其他处理相同，14 d后脯氨酸含量开始下降，21 d后又开始上升。说明亚低温改变了不同硝铵配比对番茄幼苗叶片中脯氨酸含量的影响。在亚低温和常温条件下，番茄幼苗叶片脯氨酸含量随营养液中铵态氮比例的增大而增加。因此，适当增加营养液中铵态氮的比例，可以通过增加脯氨酸含量提高作物的抗寒性。

3 讨论与结论

3.1 亚低温对番茄幼苗叶片渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响

正常条件下，植株体内活性氧自由基的产生和抗氧化酶的清除处于动态平衡状态。但在亚低温条件下，植物体内超常积累活性氧自由基，而在温度下降或持续亚低温时，植物体内抗氧化酶的清除能力减弱，致使活性氧在细胞内大量积累，启动和加速细胞膜的过氧化作用，使得膜脂过氧化产物MDA含量增高，从而使植物体受到伤害，代谢活动逐渐减弱[22-23]。

一般认为，可溶性蛋白质和总蛋白质与抗冷性呈正相关。植物在逆境条件下能够通过增加可溶性蛋白含量来适应逆境过程。马德华等[24]研究表明，对黄瓜低温胁迫后，随着黄瓜可溶性蛋白含量的增加，黄瓜抗低温能力也随之增加。本试验结果显示,与常温下相比，亚低温处理下番茄幼苗叶片可溶性蛋白含量减少；随着亚低温处理时间的延长，番茄幼苗叶片可溶性蛋白含量先升高后降低。这与刘景安等[25]以甜瓜为材料的长亚低温处理研究结果一致。导致这一结果的可能原因：一是亚低温下与可溶性蛋白合成有关的酶活性降低；二是亚低温可能促使某些可溶性蛋白降解为游离氨基酸，这也可能是亚低温条件下游离氨基酸含量增加的原因。一般认为，脯氨酸是植物体内的主要渗透调节物质之一[26]。在植物受低温胁迫时，脯氨酸的增加有助于细胞或组织的保水，同时还可作为碳水化合物的来源、酶和细胞结构的保护剂。脯氨酸还可以与蛋白质相互作用增加蛋白质的可溶性，并减少可溶性蛋白的沉淀，增强蛋白质的水和作用[27]。本研究结果表明，经亚低温处理后，番茄植株体内的脯氨酸含量增加，这与李海波等[28]的报道一致，说明在亚低温条件下，番茄幼苗可能通过增加脯氨酸这一渗透调节物质来抵抗温度环境对其造成的不利影响。

3.2 氮素形态对亚低温下番茄幼苗叶片渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响

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Effects of sub-low temperature and nitrate to ammonium ratio on osmotic substances and activities of antioxidant enzymes in tomato seedling

LIU Guo-ying，LI Jian-ming，DU Qing-jie，WANG Peng-bo，PAN Tong-hua，LIU Huan

(CollegeofHorticulture,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

2013-09-13

国家“863”高新技术研究与发展计划项目(2011AA100504)；国家“十二五”科技支撑计划项目(2011BAD29B01)

刘国英(1988-)，女，山东潍坊人，硕士，主要从事设施作物生理生态研究。 E-mail:349803982@qq.com

李建明(1966-)，男，陕西洛川人，教授，博士，博士生导师，主要从事设施园艺研究。E-mail:lijianming66@163.com

时间:2014-12-12 09:30

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.01.006

S641.201

A

1671-9387(2015)01-0098-08

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20141212.0930.006.html