摘要
蓝莓(Blueberry)是杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(VacciniumSPP.)植物,其果实中富含的花青素等营养物质在促进人体血液循环、改善视力、预防三高、美容养颜等诸多方面具有极高的价值,因此蓝莓产业是我国重要的水果产业之一。在我国的北方和西部等海拔较高、平均气温较低的地区,蓝莓种植区时常面临着低温胁迫的风险,给蓝莓产业造成重大损失,因此如何解决低温胁迫对蓝莓造成的不利影响成为目前亟待解决的问题之一。传统观念认为H2S是一种有毒有害且具有臭鸡蛋气味的易燃气体,但随着研究深入,科学家们发现,H2S在低浓度时可以作为一种重要的植物信号分子,在调节植物生理代谢、促进养分吸收、改善果树品质、增强抗逆能力等多方面扮演着重要角色。为了探究H2S是否对低温胁迫下的蓝莓具有积极影响,本试验以蓝莓品种‘瑞卡’和‘蓝金’二年生盆栽苗木为试材,对苗木进行喷施外源H2S(NaHS)、亚牛磺酸(HT,H2S清除剂)以及低温(0-4℃)低温胁迫处理,在温室条件下设置了低温、低温+0.5mmol·L-1NaHS、低温+0.2mmol·L-1亚牛磺酸(HT)和对照(CK)4个处理,分别在处理的第0d、2d、5d三个时间点对植物叶片的生理指标(叶绿素、丙二醛、脯氨酸、SOD、CAT以及细胞膜通透性)、光合特性(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及胞间二氧化碳浓度)以及叶绿素荧光特性进行测定,结果如下: 1.不同处理对蓝莓叶片生理指标影响:低温处理会显著降低叶绿素含量,同时脯氨酸、丙二醛含量和细胞膜透性增加,SOD、CAT酶活性升高;HT处理中叶绿素的含量进一步降低、SOD和CAT活性随时间基本无显著变化,脯氨酸含量低于正常水平且细胞膜透性和丙二醛含量更高,叶片受损最为严重;0.5mmol·L-1NaHS处理后,叶绿素、细胞膜透性、丙二醛基本无变化,脯氨酸含量显著高于对照(P<0.05),在第5d时‘瑞卡’和‘蓝金’脯氨酸含量达到28.37μg·g-1和23.20μg·g-1,分别比CK提高41.9%和43.2%;SOD和CAT活性也显著提高,第5d时‘瑞卡’的SOD和CAT活性分别为647.98μg·g-1·h-1和333.75μg·g-1·min-1,分别比对照提高16.8%和64.9%。 2.不同处理对蓝莓叶片光合特性影响:低温处理会导致叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著降低,胞间二氧化碳浓度显著升高;HT处理和低温处理变化类似,但差异性进一步增加;0.5mmol·L-1NaHS处理可以在一定程度上缓解甚至消除低温对蓝莓叶片光合特性的影响,以‘瑞卡’为例,其第5d时的净光合速率为5.37μmol·m-2·s-1,显著低于对照组,但显著高于低温和HT处理。此外,‘瑞卡’第5d时的气孔导度为0.070mmol·m-2·s-1,与对照组无差异且显著高于低温和HT处理。 3.不同处理对蓝莓叶片叶绿素荧光特性的影响:第2d时‘瑞卡’和‘蓝金’OJIP曲线的P点的荧光强度存在差异,对照组最高,0.5mmol·L-1NaHS处理次之,低温和HT处理最低,该差异在第5d时进一步放大。此外,通过对叶片光化学效率(Fv/Fm)分析发现,低温、0.5mmol·L-1NaHS和HT处理均会使叶片的光化学效率显著降低,其中HT处理影响最为严重,以‘瑞卡’为例,第5d时的光化学效率仅为0.70,0.5mmol·L-1NaHS可以减少低温胁迫带来的损害,该处理下第5d时的光化学效率为0.80,显著高于HT和低温处理。 综合上述,H2S在蓝莓抵御低温胁迫中发挥中重要作用,可以在一定程度上减轻甚至抵消低温对植物造成的破坏,作为一种重要的信号分子,H2S可能在调节脯氨酸合成、增强SOD和CAT活性等方面也具有积极意义。