不同浓度植物细胞分裂素对苹果叶片衰老的影响

辛艳伟，丁春刚

（1.山西农业大学资源环境学院，山西太谷030801；2.吉县果业服务中心，山西吉县042200）

不同浓度植物细胞分裂素对苹果叶片衰老的影响

辛艳伟1，丁春刚2

（1.山西农业大学资源环境学院，山西太谷030801；2.吉县果业服务中心，山西吉县042200）

为了进一步提高苹果品质、开发功能保健苹果，以新鲜采摘的富士苹果成年叶片为研究对象，使用不同浓度梯度的激动素、玉米素和6-苄基腺嘌呤对其进行处理，每隔7 d进行一次抗氧化活性及衰老相关指标测定，连续测定28 d。结果显示，使用不同浓度梯度的6-苄基腺嘌呤、激动素、玉米素进行处理能不同程度地提高叶片的抗氧化活性和叶绿素含量；与0.5 mg/L处理相比，1，5 mg/L处理均能显著提高叶片总抗氧化活性，减缓叶绿素的降解，从而延迟叶片的衰老，但是1，5 mg/L之间的差异不明显。按照尽可能低剂量的原则，最终选用1 mg/L浓度的植物细胞分裂素作为最适浓度。试验结果可为生产中有效利用外源激素开发功能保健苹果提供了理论依据和技术支持。

细胞分裂素；离体叶片；抗氧化活性；衰老

近年来，植物细胞分裂素对延缓植物衰老的研究日益引起关注[1-3]。植物细胞分裂素有很多不同的种类，常用的有激动素（Kinetin）、玉米素（Zeatin）、6-苄基腺嘌呤（6-BA）和CPPU（氯吡苯脲）等[4]。大量研究报道，应用外源植物细胞分裂素可促进细胞分裂，控制顶端优势、根的形成、叶绿素发育以及果实的衰老[5-6]。细胞分裂素对植物衰老的抑制效果因其类型、浓度、应用方法和不同植物的不同发育状态有所不同。

本研究以离体的富士苹果成年叶片为研究材料，用3种不同浓度梯度的植物细胞分裂素6-苄基腺嘌呤（6-BA）、激动素（Kinetin）和玉米素（Zeatin）分别进行处理，测定其抗氧化活性、叶绿素含量，比较不同浓度的植物细胞分裂素对延缓富士苹果叶片衰老的效果，旨在为生产中有效应用外源激素调控苹果生产提供一定的理论依据。植物细胞分裂素对苹果抗氧化活性影响项目的前期研究是以柑橘叶片作为研究对象，在美国加州大学河滨分校国家柑橘重点实验室实施。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

试验于2009年在全国苹果最佳优生区——山西省吉县吉昌镇苹果栽培基地进行。吉县地处吕梁山南端，三面环山，一面临水，东高西低，海拔1 576～1 820 m，境内山峦起伏，沟壑纵横，地形复杂，形成了黄土丘陵区和残垣沟壑区等地貌，其地理坐标为东经110°07′20″～110°27′30″，北纬35°53′10″～36°23′02″。吉县境内气候四季分明，光照充足，年日照时数2 538 h，年均降水522.8 mm，具有适宜苹果生长的生态环境。

1.2 试验设计

试验于2009年7月开始。选取了8～10年生的红富士（Malus pumila Mill.）苹果树10株，随机采摘新鲜的成年叶片进行离体培养。每株树随机摘取18～20片成年叶片，剪去叶柄，从叶柄基部减去约1/5。分别取0.5，1.0，5.0 mg/L的激动素（Kinetin，K）、玉米素（Zeatin，Z）和6-苄基腺嘌呤（6-BA）50 mL放入100 mL的小烧杯内，把修整好的叶片按照不同株每株取6片放入同一个烧杯内，确保叶片基部浸泡在溶液中。每隔7 d对各项指标测定一次，连续测定28 d，收集试验数据。同时做空白对照和重复。

处理设定为：对照（CK），无任何植物细胞分裂素添加；0.5 mg/L激动素（0.5 K）；1.0 mg/L激动素（1.0 K）；5.0 mg/L激动素（5.0 K）；0.5 mg/L玉米素（0.5 Z）；1.0 mg/L玉米素（1.0 Z）；5.0 mg/L玉米素（5.0 Z）；0.5 mg/L 6-苄基腺嘌呤（0.5的6-BA）；1.0 mg/L 6-苄基腺嘌呤（1.0的6-BA）；5.0 mg/L 6-苄基腺嘌呤（5.0的6-BA）。

1.3 测定指标及方法

抗氧化活性的测定参照Benzie等[7]的方法，采用FRAP（Ferric Reducing Antioxidant Powder）法；叶绿素含量采用便携式植物效率分析仪PEA（SPAD-502）进行测定。

2 结果与分析

2.1 不同浓度植物细胞分裂素对苹果离体叶片总抗氧化活性的影响

由图1-A可知，叶片的总抗氧化活性随着时间的延长呈下降趋势；不同浓度激动素处理的叶片在同一时间段其抗氧化活性均高于对照组，与0.5 K相比，1.0 K，5.0 K对叶片抗氧化活性的提高效果更明显，但1.0 K和5.0 K处理间差异不明显。从图1-B可以看出，不同浓度玉米素处理的叶片在第7，14，21，28天时抗氧化活性均高于对照组，且抗氧化活性随着时间的延长呈下降趋势；与0.5 Z相比，1.0 Z和5.0 Z对叶片抗氧化活性的提高效果更明显，但1.0 Z和5.0 Z处理间无差异。从图1-C可以看出，不同浓度6-苄基腺嘌呤处理的叶片在第7，14，21，28天时抗氧化活性均高于对照组，且抗氧化活性随着时间的延长呈下降趋势；与0.5的6-BA相比，1.0的6-BA和5.0的6-BA对叶片抗氧化活性的提高效果更明显，1.0的6-BA的提高效果稍高于5.0的6-BA。

2.2 不同浓度植物细胞分裂素对苹果离体叶片中叶绿素含量的影响

从图2-A可以看出，不同浓度激动素处理的叶片在第7，14，21，28天时叶绿素含量均高于对照组，且叶绿素含量随着时间的延长呈下降趋势；与0.5 K相比，1.0 K和5.0 K能更好地缓解叶片叶绿素的降解，1.0 K的缓解效果稍高于5.0 K。从图2-B可以看出，不同浓度玉米素处理的叶片在第7， 14，21，28天时叶绿素含量均高于对照组，且叶绿素含量随着时间的延长呈下降趋势，与0.5 Z相比，1.0 Z和5.0 Z能更好地缓解叶片叶绿素的降解，但1.0 Z和5.0 Z处理间差异不明显。从图2-C可以看出，不同浓度6-苄基腺嘌呤处理的叶片在第7，14，21，28天时叶绿素含量均高于对照组，且叶绿素含量随着时间的延长呈下降趋势；与0.5的6-BA相比，1.0的6-BA和5.0的6-BA能更好地缓解叶片叶绿素的降解，但1.0的6-BA和5.0的6-BA处理间差异不明显。

3 结论与讨论

植物的衰老是植物体生命功能衰退的过程，同时伴随着清除自由基能力的下降以及光合作用的减弱[8]。大量研究表明，植物衰老不仅与光、温度、湿度等环境因子有关，还与植物体内水分代谢、生物大分子、生物膜和酶活性以及植物体内丙二醛、植物内源乙烯、脱落酸和细胞分裂素的含量等多种因素的调控变化有关[9-11]。植物细胞分裂素是一类较活跃的植物激素，可调控果实生长发育和品质形成，它不仅具有促进细胞分裂、调控营养物质运输、促进植物新陈代谢等功能，而且在延缓叶片细胞衰老、延长叶片功能期及增产效应等方面具有一定的作用[12-13]。

植物衰老过程中，在代谢中会产生有害的自由基。生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断积累自由基导致的，其反应能力很强，可使细胞中的多种物质发生氧化，损害生物膜，引起生物体DNA损伤；还能够使蛋白质、核酸等大分子交联，影响其正常功能，植物需要通过提高生物体体内的抗氧化活性来抵抗这种伤害[14-15]。

本研究结果表明，随着时间的增加，叶片抗氧化活性呈现下降趋势；通过0.5，1.0，5.0 mg/L等3种不同浓度梯度的激动素、玉米素和6-苄基腺嘌呤处理可不同程度地提高叶片抗氧化活性，从而减缓其衰老的速度。其中，1.0，5.0 mg/L植物细胞分裂素的处理对提高叶片抗氧化活性的效果均高于0.5 mg/L，但1.0，5.0 mg/L之间差异不明显。

衰老过程中，不同浓度梯度的激动素、玉米素和6-苄基腺嘌呤的处理都会通过提高叶绿素的含量来保鲜叶片，延缓衰老。整个试验周期中，随着时间的延长叶绿素含量呈现下降趋势。其中，1.0，5.0 mg/L植物细胞分裂素的处理可更大地提高叶绿素的含量，0.5 mg/L提高幅度最小，但1.0，5.0 mg/L处理之间差异不明显。

总之，对苹果成年叶片进行不同浓度梯度的植物细胞分裂素处理，与0.5 mg/L处理相比，1.0，5.0 mg/L均能更好地提高成熟果实的总抗氧化活性以及抗衰老能力，但由于1.0，5.0 mg/L间的差异不明显，按照尽可能低用量的原则，最终选用1.0 mg/L质量浓度的植物细胞分裂素作为最适浓度。

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Effects of Different Concentrations Plant Cytokinin on Senescence of Apple Leaves

XINYan-wei1，DINGChun-gang2
（1.College ofEnvironment&Resource，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China；2.Fruits IndustryService Center in Jixian County，Jixian 042200，China）

To improve the quality of apple,this study continuously measured the antioxidant activity and aging related indicators of the fresh detached adult leaves from Fuji apple trees every week in one month.The leaves were cultured in vitro which bottoms were soaked in the solution ofthe different concentrations ofkinetin,zeatin and 6-benzyl adenine.The result showed that the total antioxidant activity of the leaves was improved by all different treatments,as well as the content of chlorophyll of the leaves.Compared with the treatment of 0.5 mg/L,the total antioxidant activity of the treatments by 1 mg/L and 5 mg/L could be significantly improved.Meanwhile, their chlorophyll content was declined slower.There was no significant difference between the two treatments of 1 mg/L and 5 mg/L. According to the principle of as low as reasonably achievable,the concentration of 1 mg/L plant cytokinin was chosen as optimum concentration toapply.This trial contributes tothe studyon application ofexogenous hormone regulation in the apple production.

cytokinins;in vitro leaf;antioxidant activity;senescence

S661.1

A

1002-2481（2016）04-0467-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.11

2016-01-29

山西省回国留学人员科研资助项目（2009041）

辛艳伟（1974-），男，山西原平人，讲师，硕士，主要从事农业科技推广工作。