水杨酸对国兰耐热性及内源脱落酸、赤霉素的影响

王 敏 李 进 尹升华, 袁春新

（1.南通锄禾农业发展有限公司 江苏南通 226007；2.南通科技职业学院 江苏南通 226012；3.南通市农村专业技术协会 江苏南通 226014）

国兰指兰科兰属（Cymbidium）中原产于我国的一部分地生种，主要包括春兰、寒兰、墨兰等。 国兰叶片飘逸，花清纯、素雅，独特的芳香令人心旷神怡，历来是高洁、典雅的象征，具有极高的观赏、经济和文化价值[1]。 国兰喜冷凉气候，较耐低温，忌高温，易受到高温抑制和危害。 江苏省夏季气温高， 持续时间长，直接影响国兰生长发育及后期的开花品质。 生产上通常通过人工调控降低设施内的温度， 减少高温对国兰的危害，但大大增加了生产成本，也降低了植株的适应性[2]。 如何简单有效提高国兰的耐热性，是亟需重点解决的问题。

植物内源激素是指植物体内自身代谢产生的调控生长发育的物质， 当遭遇逆境时， 重要内源激素脱落酸（ABA）、赤霉素（GA）受到干扰，使得植物生长发育紊乱、新陈代谢失调[3]。 在一定限度内的环境胁迫下， 可通过施用某些植物外源化学物质调节内源ABA、GA，减弱或消除环境胁迫的影响[4-5]。 水杨酸（SA）是一种小分子酚类物质， 外源SA 可调节植物的抗旱、抗高温、抗盐、抗病等多种抗逆生理过程，能起到一定保护作用[6]。 目前，通过在植物上喷施不同浓度SA，研究其内源激素变化及对干旱、高温、低温、盐等胁迫的缓解效应有较多报道，但外源SA 对国兰耐热性及内源ABA、GA 影响的研究尚无人涉及[7-10]。 本研究以国兰为试验对象， 研究叶片喷施不同浓度的SA对国兰耐热性及内源ABA、GA 的影响， 以期为国兰实际栽培中遭受高温胁迫时的化学调控提供理论依据和参考，也为探讨SA 提高植物防御高温胁迫的机制提供相关资料。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选择南通锄禾农业发展有限公司培育的“金荷”国兰2 年生苗为试验对象，SA 购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验在南通锄禾农业发展有限公司陈桥基地智能温室内进行，2022 年8 月3 日上午，用SA 质量浓度为100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L、600 mg/L 及清水（CK）共7 个处理喷施国兰，喷施时以叶片均匀覆盖不滴水为准，每2 d 喷施1 次，连续喷3 次[11]。 每个处理50 株，3 次重复，其他管理与一般国兰温室栽培管理相同。

1.2.2 不同浓度SA 处理国兰叶片内源激素含量、电导率的测定 8 月8 日清晨每个处理随机选择国兰3 株，取外围叶片，用去离子水清洗5 遍，然后用滤纸吸干叶片表面水分。 避开叶脉和叶缘，用打孔器将叶片打成0.5 cm2的小片。 每处理随机取2.0 g，用液氮速冻后保存在-20℃的低温冰箱中， 采用何钟佩的方法测定内源ABA、GA 含量[12]。 同时测定电导率，根据徐玉芬等的方法，每次分别称取0.5 cm2的叶片0.5 g，放入盛有20 mL 去离子水的试管中， 摇晃试管至去离子水将叶片淹没， 共8 支试管， 分别置于30℃、33℃、36℃、39℃、42℃、45℃、48℃、51℃水浴中处理15 min，取出静置约2 h，冷却至室温，测定浸提液电导率C1。 将试管沸水浴15 min，取出冷却2 h 后，测定电导率值C2，相对电导率（%）=C1/C2×100。 每个品种试样3 次重复，取平均值。相对电导率拟合Logistic回归方程：Y=K/（1 +ae -bX），式中Y为相对电导率，X代表温度；K为细胞伤害率的饱和容量，在本试验中为100；a、b为未知参数，e 为自然对数。 处理温度对应的相对电导率曲线的拐点温度即为半致死温度，即LT50= lna/b[13]。

1.2.3 热害指数的测定 2022 年8 月8-15 日，南通连续出现了38℃以上的高温天气。 8 月8 日，每个处理随机选择60 株国兰苗，从玻璃温室内移到普通大棚苗床架上，大棚仅覆盖遮阳网遮阳，不采用降温措施，其余同一般国兰大棚栽培管理。8 月15 日，参照邱勇波等的方法对叶片受热害程度进行观察记录[14]。将叶片热害症状设为6 个级别，0 级， 表现为无伤害；Ⅰ级，表现为全株有1/4 叶片出现热伤害症状；Ⅱ级，全株1/4～1/2 的叶片出现热伤害症状；Ⅲ级，全株1/2～3/4 的叶片表现为受热害；Ⅳ级，全株3/4 以上叶片表现为萎蔫、畸形、变色等热害现象；Ⅴ级，全株死亡。

热害指数=［∑（每个级别的株数×级别数）/（总调查株数×最高级数）］×100%

死亡率=死亡株数/总调查株数×100%

耐热性越强的处理热害指数、死亡率越低[14-15]。

1.3 数据处理

用Excel 统计数据，用DPS 对数据进行方程回归分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度SA 处理对国兰叶片相对电导率的影响

由图1 可知，7 个浓度处理的国兰叶片的相对电导率随温度的上升呈 “慢－快－慢” 的S 形上升趋势30～39℃时相对电导率上升较慢，CK 及100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L、600 mg/L SA 处理相对电导率分别增加15.08%、39.08%、28.28%、22.31%、22.68%、31.41%、19.98%。39～48℃相对电导率上升速度加快，7 个处理相对电导率分别增加66.95%、60.52%、58.79%、95.04%、69.66%、45.40%、81.30%。48～51℃相对电导率上升速度又变慢，7 个处理相对电导率分别增加6.86%、4.40%、9.56%、4.54%、6.81%、6.74%、1.55%。

图1 不同浓度SA 对国兰叶片相对电导率的影响

2.2 不同浓度SA 处理对国兰叶片半致死温度的影响

由表1 可知， 7 个处理国兰叶片的相对电导率和处理温度， 能较好地拟合成Logistic 方程， 相关系数为0.860 2～0.973 0， 均达极显著水平， 可精确预测国兰的半致死温度，能反映不同浓度SA 处理对国兰的耐热性的影响。 100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L SA 处理， 增强了国兰对高温胁迫的适应性， 半致死温度分别为41.83℃、42.36℃、43.11℃、41.32℃， 比CK 分别提高了0.94℃、1.47℃、2.22℃、0.43℃。 500 mg/L、600 mg/L SA 处理反而降低了国兰对高温胁迫的适应性， 半致死温度分别为40.10℃和39.42℃，比CK 分别降低了0.79℃、1.47℃。

表1 不同浓度SA 处理拟合回归方程及半致死温度

2.3 不同浓度SA 对国兰高温热害指数、 死亡率的影响

由表2 可知， 试验大棚内高温胁迫后7 个处理国兰均出现热害。较低浓度SA 处理对热害有效缓解作用，300 mg/L SA 处理效果最好，热害指数、死亡率比CK 下降56.22%、70.60%。 高浓度SA 处理反而加剧了热害，600 mg/L SA 处理的热害指数、 死亡率比CK 分别上升了15.97%、17.65%。

表2 不同浓度SA 处理国兰的高温热害指数、死亡率

2.4 不同浓度SA 处理对国兰叶片内源ABA、GA的影响

由表3 可知，随着SA 处理浓度的增加，国兰叶片内源ABA 含量呈上升—下降的趋势，100～400 mg/L SA 处理的ABA 含量分别比CK 极显著上升了24.49%、36.38%、51.61%、22.06%，500～600 mg/L SA 处理的ABA 含量分别比CK 极显著下降8.54%、9.62%。 随着SA 浓度的增加， 内源GA 含量呈下降—上升趋势，100 mg/L SA 处理的GA 含量分别比CK 显著降低5.28%，200～300 mg/L SA 处理的GA 含量分别比CK 极显著降低12.99%、33.50%，400mg/L SA 处理的GA 含量比CK 增加2.56%，500～600 mg/L SA 处理的GA 含量分别比CK 极显著增加23.35%、27.33%。 随着SA 处理浓度的增加，ABA/GA 值呈上升—下降的趋势，100～400 mg/L SA 处理的ABA/GA值分别比CK 极显著增加31.39%、56.93%、127.88%、18.98%，500～600 mg/L SA 处理的ABA/GA 值分别比CK 极显著降低26.88%、29.20%。

表3 不同浓度SA 处理对国兰叶片内源ABA、GA 的影响

3 讨论与结论

高温是自然界常见的逆境胁迫因素， 植物细胞膜最容易受到高温损伤影响膜的通透性， 随着胁迫温度的增加，相对电导率随之上升[13]。 外源水杨酸对2 个绣球品种耐热性影响的研究表明，施用适当浓度的外源SA 可显著降低细胞膜受损程度，有效提高耐热性，但浓度过低或过高也会使耐热诱导效果下降[16]。本试验验证了这一结果，用300 mg/L SA 喷施国兰苗叶片， 有效提高了细胞膜的稳定性， 最大限度减小膜的损伤程度， 增提高耐热性效果最好， 高于或低于此浓度效果均下降。

本试验人工模拟高温胁迫， 通过测定7 个处理国兰叶片电解质渗出量， 相对电导率总体呈 “慢－快－慢”的S 形曲线， 通过显著性检验， 符合Logistic方程。 田间热害指、 死亡率进一步验证了用适宜浓度SA 喷施国兰叶片可提高国兰耐热性。 高温半致死温度和田间热害指、 死亡率均呈极显著负相关（R2=-0.887**、-0.922**），也表明相对电导率法配合Logistic 方程计算半致死温度是一种灵敏、 快捷估测植物抗热性的方法[13]。

ABA 作为一种植物应急激素， 在高温逆境下内源ABA 含量会显著增加，使植物适应高温环境。 不结球白菜耐高温胁迫与内源激素含量的关系表明，ABA 含量和相对含量都在一定程度上与耐热性呈正相关[17]。 本试验，用100～600mg/L SA 及清水（CK）共7 个处理喷施国兰叶片，内源ABA 含量和半致死温度、热害指数、死亡率极显著相关（R2=0.971**、-0.878**、-0.923**），内源ABA 含量高，国兰耐热性强。在大麦上的研究表明， GA 的存在会促进植株不断长高，矮株型大麦常耐性较好， 因而内源GA 含量低或对GA 不敏感的大麦品种往往具有较好的耐性[18]。 本试验的结果与之类似，7 个处理国兰叶片内源GA 含量和半致死温度、热害指数、死亡率极显著相关（R2=-0.976**、0.878**、0.907**），内源GA 含量低，国兰耐热性强。 多效唑喷施库尔勒香梨后，枝条内源激素ABA/GA 值显著高于对照，明显提高了库尔勒香梨枝条的抗寒性[19]。 本试验中，7 个处理ABA/GA 值和半致死温度、热害指数、死亡率极显著相关（R2=0.948**、-0.921**、-0.941**），说明ABA/GA 值增加也可显著提高国兰的耐热性。 试验表明，国兰叶片喷施不同浓度SA 可调节内源ABA、GA 含量及ABA/GA 值，ABA和GA 两者生理作用虽有不同，但两者相互联系协同作用，均对国兰耐热性至关重要[20-21]。

综上所述， 叶片适当喷施SA 可提国兰耐热性，操作简单、便捷，成本低，综合分析以喷施300 mg/L SA 效果最好。SA 使用效果受到国兰品种、气候条件、营养状况等多种因素的影响， 需在小面积试验成功的基础上再大面积应用。 SA 对国兰后期生长及开花质量的影响，也需在今后的试验中明确。