缺素环境对香椿芽苗菜硝酸还原酶活性及营养成分的影响

乔海涛 时桂英 徐建余 孙子岳

摘 要：以红叶香椿为试材，在水培条件下研究了缺素环境对香椿芽苗菜硝酸还原酶活性及营养成分的影响。结果表明：与完全营养液相比，缺氮和缺磷明显降低硝酸还原酶活性；缺素胁迫下，香椿芽苗菜可溶性蛋白质、维生素C和可溶性糖含量均显著降低；缺氮比缺磷对硝酸还原酶活性及营养成分的影响更大。

关键词：香椿；硝酸还原酶活性；营养成分；缺素

中图分类号：S644.406+.2 文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）05-0049-03

Abstract Using Toona sinensis sprouts as material， the effects of nitrogen-deficient and phosphorus-deficient on nitrate reductase （NR） activity and nutritional ingredients were studied under hydroponics culture. The results showed that compared with complete solution， nitrogen-deficient and phosphorus-deficient could both obviously decrease NR activity， soluble protein， vitamin C and soluble sugar contents. The effects of nitrogen-deficient on NR activity and nutritional ingredients were bigger than those of phosphorus-deficient.

Key words Toona sinensis； Nitrate reductase activity； Nutritional ingredients； Element-deficient

香椿（Toona sinensis）为楝科香椿属落叶乔木，自古以来就是中国人喜食的山珍名菜，素有“黄金蔬菜”之称[1]。香椿芽苗菜营养丰富，富含蛋白质、维生素C、糖、脂肪及粗纤维等。香椿芽苗菜还是一种传统的药用食材，具有治疗肿瘤、肿胀和脱发等作用[2]。香椿芽苗菜可进行工厂化生产，具有栽培周期短，芽苗鲜嫩，一年四季可生产并满足市场需求，经济效益十分显著。

香椿芽苗菜在发育过程中对生长环境因素的变化十分敏感，特别是缺素环境。本试验以红叶香椿为材料，研究了缺素环境对香椿芽苗菜硝酸还原酶活性及营养成分的影响，旨在为香椿芽苗菜生产提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

2014年10月中旬于淄博商厦远方有机食品开发有限公司生产基地收集成熟的红叶香椿种子，清除杂质，去翅，室温下晾干，常温贮藏越冬。

1.2 试验设计与方法

2015年4月10日开始芽苗菜缺素生长试验。选择均匀一致的种子，用50℃左右的温水浸种20 h，之后捞出用湿毛巾包好置于25℃的恒温箱中催芽，早晚翻动喷水，待芽长到2 mm长时移入育苗盘内发芽，当胚根长出后，仔细清洗（下胚轴长约3 cm，无侧根），转移到Hongland营养液中预处理5 d，选取生长一致幼苗，移至不含氮或磷的Hongland营养液中进行缺素处理，缺素Hongland营养液参照张志良[3]的方法配制，以Hongland完全营养液为对照（CK），每2天更换一次营养液，当香椿芽苗菜长度达到15～20 cm时即可采收取样，重复3次。选取上述香椿芽苗菜测定硝酸还原酶（nitrate reductase，NR）活性的动态变化，每隔4 h采集一次，测定周期为24 h，开始时间为凌晨2∶00。

1.3 测定项目及方法

取样后进行如下指标的测定，硝酸还原酶活性采用磺胺比色法测定[4]，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250 染色法测定[5]，维生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定[6]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[5]。

1.4 数据统计及分析

数据采用Microsoft Excel软件进行统计分析和作图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对香椿芽苗菜硝酸还原酶活性的影响

由图1可以看出，2时到14时，不同处理的香椿芽苗菜中硝酸还原酶（NR）活性逐渐升高，14时到22时，NR活性逐渐下降，但总体情况是NR活性白天大于夜晚。与完全营养液相比，缺氮、磷的环境下，NR活性降低，并且缺氮对NR活性影响更大。这种变化是由于香椿芽苗菜在生长发育过程中，NR处于关键位置，是氮素代谢关键性酶，可被硝酸盐所诱导，在缺氮环境中，体内NR活性势必降低。在缺磷环境中，NR活性也降低。

2.2 不同处理对香椿芽苗菜可溶性蛋白质含量的影响

由图2看出，与完全营养液相比，在缺氮和缺磷环境中香椿芽苗菜可溶性蛋白质含量均明显降低，其中缺氮胁迫影响更大，可溶性蛋白质含量比对照低75.37%，缺磷处理则低54.82%。氮、磷是蛋白质、核酸、磷脂和叶绿素的主要成分，在生命活动中起重要作用，在香椿芽苗菜生长过程中，当生长环境处于缺素胁迫时，势必造成植株体内可溶性蛋白含量降低。

2.3 不同处理对香椿芽苗菜维生素C含量的影响

从图3可以看出，与完全营养液相比，在缺素环境中香椿芽苗菜维生素C含量明显降低，并且缺氮处理对维生素C影响更大，比对照低44.53%，缺磷处理比对照低23.11%。维生素C参与植物代谢和呼吸系统，植株处于缺素胁迫时，植物代谢和呼吸降低，植株体内含量势必减少。

2.4 不同处理对香椿芽苗菜可溶性糖含量的影响

从图4可以看出，与完全营养液相比，在缺素环境中香椿芽苗菜可溶性糖含量明显降低，缺氮处理可溶性糖含量比对照低39.31%，缺磷处理比对照低15.95%，因此缺氮处理对可溶性糖含量的影响更大。香椿芽苗菜中可溶性糖含量与叶绿素含量、叶片成熟度密切相关，当植株处于缺氮和磷胁迫时，植株呼吸作用和光合减弱，植株体内糖含量减少。

3 结论与讨论

植物芽苗菜生长受到各种环境因素的调节，温度、光质、pH值、预处理方式等均是芽苗生理性生长过程中的重要控制变量[7～10]。在植物氮代谢过程中， NR处于关键位置， 是植物氮素代谢作用中的关键性酶，它的活性不仅可以直接反映植物对无机氮的利用和同化能力，而且还间接地影响植物对硝酸盐的吸收和积累能力，有关NR特性的研究在果树上已有很大进展[10～12]。由于NR与植物氮素吸收有密切关系，一直以来，NR与植物氮素营养关系的研究受到人们的关注。本研究结果表明，白天NR活性显著比夜晚高；与完全营养液相比，缺氮、磷的环境下，NR活性降低，并且缺氮对NR活性影响更大。其原因是：一方面NR的活性受光调控，白天光合作用比较强，制造的光合产物较多，呼吸作用较强，引起NR活性明显比夜晚强。另外，一定温度范围内，温度也能够明显影响酶的活性，白天温度比夜晚高，酶的活性也就比夜晚高。另一方面在缺素胁迫下，生长代谢受到影响，势必会降低NR活性。

氮、磷是蛋白质、核酸、磷脂和叶绿素的主要组成成分，还是某些植物激素（如生长素和细胞分裂素）、维生素（如B1、B2、B6、PP等）的成分，在生命活动中起重要作用。本试验结果表明，在缺氮、磷胁迫下，香椿芽苗菜可溶性蛋白质、维生素C和可溶性糖含量均降低，并且缺氮影响更大，这种变化是由于在缺素胁迫下，香椿芽苗菜生长代谢受到影响，抑制了芽苗菜生长，降低了叶片中氮、磷及叶绿素含量，净光合作用减弱不利于内含物积累，长时间缺素胁迫与内含物积累成负相关。综上所述，香椿芽苗菜的工厂化生产过程中，避免缺素胁迫，有利于可溶性蛋白质、维生素C和可溶性糖含量积累；上午6时左右或下午18时左右采摘，芽苗菜中亚硝酸盐含量较低，有利于食用。

参 考 文 献：

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