3个秋菊品种瓶插过程中花瓣生理生化指标的变化

聂林杰，陈嘉婧，李睿，逯久幸，谢久凤

(河南农业大学 a 林学院，b 生命科学学院，河南 郑州 450002)

菊花(Chrysanthemum×morifoliumRamat)是多年生宿根花卉，品种超过20 000个，在切花和插花中有广泛应用[1]。目前有关鲜切花的保鲜与衰老机理已有较多研究，如陈翠果等[2]研究了含硝普钠的保鲜剂对香石竹切花茎水势等生理指标的影响；景红娟等[3]研究了含水杨酸和苯甲酸的保鲜剂对非洲菊切花的生理作用；刘雅莉等[4]研究了百合花不同发育期生理变化与衰老的关系；刘珊等[5]研究了含无机盐的保鲜剂对洋桔梗切花的保鲜效应；闫海霞等[6]总结了月季衰老机理及影响保鲜的因素，探究了在植物衰老过程中保护酶的变化，保鲜剂的开发以及衰老生理的变化，而对于秋菊的切花与瓶插的衰老机制却少有报道。本课题组前期研究了切花菊蕾期采后催花液以及植物激素对切花菊蕾期催花效果及生理效应的影响[7]，本实验在此研究基础上，以东海的月、春日剑山、国华强大3个生产和园林绿化中广泛应用的秋菊品种为材料，研究其瓶插过程中花瓣生理生化指标变化，阐述影响花瓣衰老和观赏品质的原因，为秋菊瓶插和切花应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

菊花品种东海的月、春日剑山、国华强大由开封市园林菊花研究所提供。3个秋菊品种的花期均为10—11月，株高为45～50 cm，花径25～30 cm。东海的月为白色，平瓣类匙荷型；春日剑山为黄色，平瓣类叠球型；国华强大为红色，匙瓣类叠球型，于外轮舌状花伸展开时采切。

1.2 处理设计

采切后，运回实验室后进行1 h复水，并对材料的叶子进行清洗，在去离子水中进行斜口剪切，然后进行瓶插处理。试验于河南农业大学林学院中心实验室进行，室内温度(25±1)℃，湿度75%～85%，光照为(2 000±100) lx。置于人工气候室中，室内温度(25±1)℃，湿度75%～85%，光照为(2 000±100) lx。两组处理：一组插于盛有蒸馏水(对照组，CK)的500 mL的三角瓶中，另一组插于2%蔗糖+200 mg·L-18-HQ瓶插液(处理组，T)中，每个处理3次重复，每个重复3枝切花，瓶插当天记为第0天，分别在第0、5、10、15天取花瓣进行生理生化指标测定。

1.3 测定项目与方法

可溶性蛋白质含量的测定参照李合生[8]考马斯亮蓝G-250染色法；丙二醛(MDA)含量的测定根据李合生[8]的方法；可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法，参考王学奎[9]方法；抗氧化酶活性测定参考王学奎[9]方法的测定方法，超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氮蓝四唑(NBT)法，过氧化氢酶(CAT)活性测定采用紫外吸收法，过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚比色法。

1.4 数据处理

将测得的数据用Microsoft Excel 2010进行常规统计分析，用SPSS 22.0分析软件对数据进行差异性、相关性等分析，用Excel 2010进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 瓶插期间丙二醛含量与相对电导率的变化

相对电导率以及丙二醛含量的变化可以反映出植物细胞受伤害程度。从图1可以看出，国华强大瓶插当天的丙二醛含量最高，远高于东海的月和春日剑山。瓶插初期，国华强大花瓣中的丙二醛含量迅速下降，第10天达最低水平，但仍高于同期东海的月和春日剑山；东海的月的丙二醛含量呈缓慢上升的趋势，瓶插当天含量最低，瓶插末期最高，处理组和对照组分别是瓶插当天的2.10倍和1.66倍。处理组的丙二醛含量低于对照组，即在一定程度上延缓了瓶插菊花的衰老。随着瓶插时间的延长，3个菊花品种的花瓣相对电导率均呈先降后升的趋势。瓶插前期，东海的月、春日剑山花瓣的相对电导率变化趋势基本一致，处理组降幅分别为80.4、84.6百分点，对照组分别为67.1、68.2百分点，处理组的相对电导率降幅明显大于对照组。3个品种的相对电导率均于第10天达最低值，而后缓慢上升，处理组与对照组之间表现出一定差异。

图1 瓶插期间花瓣中丙二醛含量(A)与相对电导率(B)的变化

2.2 瓶插期间可溶性糖含量及可溶性蛋白质含量的变化

瓶插期间，开花过程消耗了大量的营养物质。国华强大、东海的月两个品种的可溶性糖含量均呈下降趋势。叠球型的国华强大的可溶性糖含量下降幅度较大，达82.96%，而匙荷型的东海的月变化较小(34.17%)。处理组的花瓣可溶性糖含量的下降速率小于对照组，延缓了瓶插菊花的衰老，这可能与处理组花枝从瓶插液中吸取一定糖分有关。蛋白质含量的变化是花衰老过程中的重要标志，花瓣衰老过程中可溶性蛋白含量下降。如图2所示，3个菊花品种可溶性蛋白质含量均呈下降趋势。瓶插初期蛋白质含量缓慢上升，东海的月、春日剑山在第5天达到顶峰，然后急剧下降，后期变化比较平缓。国华强大处理组与对照组可溶性蛋白质含量初期缓慢上升，然后迅速上升，第10天达到最大值，为瓶插当天的2.94倍和3.47倍，随后又迅速下降。

同一时间下不同小写字母表示处理间的差异显著(P<0.05)图2 瓶插期间花瓣中可溶性糖含量(A)及可溶性蛋白质含量(B)的变化

2.3 瓶插期间抗氧化酶活性的变化

SOD、POD、CAT均为膜脂过氧化的保护酶，能够清除植物体内的自由基，促使细胞膜透性减少，延长切花寿命。如表1所示，瓶插期间，东海的月与春日剑山花瓣中SOD、CAT活性均呈先降后升的趋势，而国华强大抗氧化酶活性变化比较复杂。3个品种处理组抗氧化酶活性高于对照组，处理组CAT活性高峰向后推移，表明处理组有效地延缓了花瓣衰老。

表1 瓶插期间花瓣中抗氧化酶活性的变化 U·g-1·min-1

注：同列数据后不同小写字母表示处理间的差异显著(P<0.05)。

2.4 瓶插期间花瓣中花色素苷含量的变化

花色素苷属于类黄酮类物质，是植物次生代谢产物之一[9]。如图3所示，花色素苷含量随花瓣衰老呈先升后降的趋势，东海的月与国华强大处理组第10天时，花色素苷含量达最大值，后者是前者的2.3倍。而春日剑山处理组第15天时，花色素苷含量达最大值，对照第10天达最大值，说明瓶插液不仅延长花期，同时也提高观赏品质。

图3 瓶插期间花瓣中花色素苷含量的变化

3 小结与讨论

细胞膜透性是细胞衰老的主要指标之一，丙二醛是衡量膜透性的重要指标，也是衡量细胞受伤害程度的重要指标。在开花和衰老过程中，丙二醛含量和膜相对透性迅速升高。菊花衰老过程中，东海的月的丙二醛含量一直处于上升趋势，而春日剑山、国华强大先降后升。瓶插过程中国华强大丙二醛含量显著高于其他两个品种，这与在月季[6]上的研究结果一致。可溶性糖含量的高低，反映了植株体内可利用态物质和能量的供应基础。闫海霞等[6]对月季切花的研究结果表明，花瓣中可溶性糖含量随着花的衰老而降低。本实验中，春日剑山处理组可溶性糖含量曲折上升，其他2个品种均呈下降趋势，瓶插初期，下降缓慢，后期可溶性糖含量迅速下降。花瓣中处理组可溶性糖含量远高于对照组，是处理组花枝寿命长于对照组，观赏性状优于对照组的重要原因。

蛋白质是维系植物生命的重要的基础物质，花瓣在衰老过程中，蛋白质含量迅速减少。这与冯志文等[10]在牡丹上的研究一致。本研究中，3个秋菊品种瓶插初期可溶性蛋白质含量缓慢上升，可能与开花进程有关，而后急速下降，伴随着蛋白质的降解而衰老，衰老后期可溶性蛋白质含量基本稳定。SOD、CAT和POD等酶类是植物体内抗氧化酶系统的重要组成部分，菊花瓶插过程中，花瓣中SOD与CAT活性的变化趋势比较一致。花枝在瓶插过程中，瓶插时间越长，POD活性越高。秋菊瓶插过程中花瓣的衰老是一个复杂的过程，是多种因素共同作用的结果。细胞膜透性、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量以及抗氧化酶活性变化均与衰老密切相关。因此，可通过外源物质的使用降低膜脂过氧化程度，调节抗氧化酶活性以及营养物质的供给等途径延长秋菊瓶插寿命，该研究为秋菊的切花应用提供了理论基础。