楊　偉，龔榮高，，廖明安，汪志輝，梁國(guó)魯

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，四川 雅安625014；2 成都龍泉驛區(qū)農(nóng)村發(fā)展局，四川 成都610100；3 西南大學(xué) 園藝園林學(xué)院，重慶400700)

?

低溫脅迫對(duì)枇杷幼果抗氧化酶系統(tǒng)和組織結(jié)構(gòu)的影響

楊偉1，2，龔榮高1，2，3，廖明安1，汪志輝1，梁國(guó)魯3

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，四川 雅安625014；2 成都龍泉驛區(qū)農(nóng)村發(fā)展局，四川 成都610100；3 西南大學(xué) 園藝園林學(xué)院，重慶400700)

[摘要]【目的】 研究低溫脅迫下枇杷幼果果肉和種子的生理指標(biāo)及組織結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，探索幼果低溫傷害的機(jī)制?！痉椒ā?以“大五星”枇杷最易受凍的幼果為試材，經(jīng)不同低溫脅迫(12，6，3，0，-3，-6 ℃)處理不同時(shí)間(12，24，36，48 h)，測(cè)定幼果果肉和種子的丙二醛(MDA)含量、相對(duì)電導(dǎo)率(REC)、抗氧化酶活性，并研究低溫脅迫對(duì)其組織結(jié)構(gòu)和低溫半致死溫度(LT50)的影響?！窘Y(jié)果】 枇杷幼果果肉、種子的LT50分別是-6.1和-4.9 ℃。果肉、種子分別在0和3 ℃以上的輕度低溫脅迫下，超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)活性上升，MDA含量和REC均較低；但果肉、種子分別在-3和0 ℃以下重度低溫脅迫下，保護(hù)酶活性逐漸降低，REC和MDA含量上升。0 ℃時(shí)幼果外果皮細(xì)胞出現(xiàn)明顯破裂和自溶現(xiàn)象，-3 ℃時(shí)中果皮(果肉)細(xì)胞破裂，果實(shí)受低溫傷害嚴(yán)重。而種子在3 ℃時(shí)種皮細(xì)胞出現(xiàn)破裂，0 ℃時(shí)種皮與種胚開始分離，種胚細(xì)胞自溶明顯，低溫傷害較重?！窘Y(jié)論】 輕度低溫脅迫時(shí)，過氧化酶系統(tǒng)協(xié)同作用可有效清除枇杷幼果果肉和種子細(xì)胞內(nèi)的活性氧；重度脅迫時(shí)，酶失去保護(hù)功能；枇杷幼果中種子耐低溫能力最差，3 ℃時(shí)即出現(xiàn)低溫傷害，其次為外果皮，而果肉耐低溫能力則最強(qiáng)。

[關(guān)鍵詞]低溫脅迫；枇杷幼果；抗氧化酶；組織結(jié)構(gòu)

枇杷為薔薇科(Rosaceae)枇杷屬(EriobotryajaponicaLindl.)植物，是原產(chǎn)于我國(guó)南方的亞熱帶常綠果樹，果實(shí)春末夏初成熟，是調(diào)節(jié)市場(chǎng)淡季的重要水果，已成為我國(guó)枇杷產(chǎn)區(qū)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。但枇杷于秋冬季開花坐果時(shí)正值一年中氣溫最低的時(shí)期，低溫傷害嚴(yán)重影響四川枇杷產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展[1]。相對(duì)枇杷葉片而言，幼果更易受凍，常表現(xiàn)為種子受凍致死[2]，特別是直徑為1 cm左右的幼果更易受低溫傷害[1]。鄭國(guó)華等[3]研究發(fā)現(xiàn)，“解放鐘”枇杷幼果在0 ℃以下的低溫常有凍害發(fā)生，在-3 ℃時(shí)嚴(yán)重受凍，果肉的原生質(zhì)膜和細(xì)胞器均破裂，結(jié)構(gòu)受損。溫度降到0 ℃時(shí)，“早鐘6號(hào)”枇杷幼果果肉的葉綠體和線粒體等細(xì)胞器結(jié)構(gòu)遭到破壞[4]。低溫脅迫常引起植物膜脂過氧化，丙二醛(MDA)含量增加，引起植物低溫傷害[5-6]。黃志明等[7]發(fā)現(xiàn)，施用水楊酸(SA)增強(qiáng)枇杷幼果抗寒力的原因是提高了幼果的抗氧化性?？寡趸赶到y(tǒng)是植物體內(nèi)主要的活性氧清除劑，能有效降低膜脂過氧化，它主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)[5,8]。前人在枇杷葉片上的研究表明，抗氧化酶活性在低溫輕度脅迫時(shí)上升，但隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)和溫度的降低，酶活性受到嚴(yán)重抑制，MDA含量大幅增加[9]。吳錦程等[10]認(rèn)為，外源NO是通過提高枇杷果肉的SOD、CAT和POD活性來(lái)降低膜脂過氧化程度的。當(dāng)前，針對(duì)枇杷抗寒性的研究多集中在葉片和果肉上[1-3,7,9-10]，尚未見有關(guān)枇杷幼果果肉和種子半致死溫度、低溫脅迫下過氧化酶系統(tǒng)和組織結(jié)構(gòu)變化方面的研究報(bào)道。然而在實(shí)際觀察中發(fā)現(xiàn)，枇杷幼果受低溫傷害表現(xiàn)為種子最先受凍褐變，進(jìn)而引起幼果受凍致死[2]。為此，本試驗(yàn)系統(tǒng)研究了枇杷幼果果肉和種子在低溫脅迫下主要生理生化指標(biāo)及組織結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，旨在探索幼果低溫傷害的機(jī)理，為枇杷引種、生態(tài)區(qū)劃和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供相關(guān)的理論和實(shí)踐依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

在四川省成都市龍泉驛區(qū)園藝場(chǎng)，選取10～15年生樹勢(shì)健壯、常規(guī)栽培管理并且生長(zhǎng)相對(duì)一致的5株“大五星”枇杷(E.japonicaLindl.cv.Dawuxing)作為試驗(yàn)代表性植株，砧木為“解放鐘”(E.japonicaLindl.cv.Jiefangzhong)，盛花后開始掛牌，并在幼果易受凍害的花后75 d(75 days after full bloom，75 DAFB)(正常發(fā)育果直徑1 cm左右)，在樹冠外圍中部隨機(jī)取帶有大小相對(duì)一致的幼果果枝，將其培養(yǎng)在裝有營(yíng)養(yǎng)液的錐形瓶中，營(yíng)養(yǎng)液采用改良霍格蘭配方。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1枇杷幼果果肉與種子的相對(duì)電導(dǎo)率和低溫半致死溫度的測(cè)定將用于相對(duì)電導(dǎo)率(REC)測(cè)定的材料分別置于6，3，0，-3，-6 ℃條件下處理12，24，36，48 h(相對(duì)濕度為70%，光照時(shí)間9 h/d，光照強(qiáng)度3 000 lx)。0 ℃及0 ℃以上處理的材料置于人工氣候箱中，-3和-6 ℃處理的材料置于改裝冰柜(加裝精確度為±0.2 ℃的數(shù)顯溫控和補(bǔ)光燈)中，以室溫12 ℃為對(duì)照。每處理5個(gè)幼果果枝，重復(fù)3次。REC測(cè)定參照李合生等[11]的方法。

低溫半致死溫度(LT50)測(cè)定的材料分別放入8，6，4，2，0，-2，-4和-6 ℃條件下處理12 h(相對(duì)濕度約70%，光照時(shí)間為9 h/d，光照強(qiáng)度3 000 lx)，0 ℃及0 ℃以上處理在人工氣候箱中進(jìn)行，0 ℃以下處理在改裝的冰柜(加裝精確度為±0.2 ℃的數(shù)顯溫控和補(bǔ)光燈)中進(jìn)行，經(jīng)室溫恢復(fù)約12 h后測(cè)定REC。將REC與Logistic方程配合，計(jì)算果肉與種子的LT50[12]，每處理5個(gè)幼果果枝，重復(fù)3次。

計(jì)算半致死溫度(LT50)的Logistic方程回歸模型為：Y=k/(1+ae-bt)，其中Y代表相對(duì)電導(dǎo)率，t代表處理溫度，k為細(xì)胞傷害率的飽和容量，a和b為方程參數(shù)。通過直線回歸方法求得a和b值及相關(guān)系數(shù)r，曲線的拐點(diǎn)(X=ln(a/b)即為半致死溫度[12]。本試驗(yàn)采用改進(jìn)的數(shù)學(xué)分析方法(k=100)求得拐點(diǎn)溫度。

1.2.2低溫脅迫對(duì)枇杷幼果MDA含量和抗氧化酶活性的影響用于抗氧化酶活性測(cè)定的材料處理方法同REC測(cè)定。MDA含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[11]，SOD活性測(cè)定采用抑制光化還原法[1]，CAT活性測(cè)定采用高錳酸鉀滴定法[1]，POD活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法[1]。

1.2.3低溫脅迫對(duì)幼果組織結(jié)構(gòu)的影響該項(xiàng)試驗(yàn)溫度設(shè)置同REC測(cè)定，處理時(shí)間為12 h。每處理5個(gè)幼果果枝，重復(fù)3次。石蠟切片制作參照于晶等[13]的方法，其中，枇杷果肉切成長(zhǎng)×寬=(2～3) mm×(1～2) mm塊狀，枇杷幼果種子大小為(2～3) mm×(1～2) mm橢圓狀，直接取樣，并進(jìn)行縱向切片。

2結(jié)果與分析

2.1低溫脅迫下枇杷幼果果肉和種子的相對(duì)電導(dǎo)率變化與半致死溫度

圖1和圖2顯示，枇杷幼果果肉和種子的REC隨低溫脅迫的加劇不斷上升，特別是當(dāng)溫度降到-3 ℃以下時(shí)，REC快速上升，經(jīng)低溫處理后的REC均顯著或極顯著高于室溫對(duì)照(CK)。-3 ℃低溫脅迫下，枇杷果肉的REC除處理48 h外，其他3個(gè)處理與0 ℃以上低溫處理差異不顯著，而種子的REC卻顯著高于其他0 ℃以上低溫處理，說(shuō)明種子在-3 ℃低溫脅迫下細(xì)胞膜受害比果肉嚴(yán)重。在-6 ℃低溫脅迫下，果肉和種子的REC均極顯著高于其他處理。

圖 1低溫脅迫下枇杷幼果果肉相對(duì)電導(dǎo)率(REC)的變化

Fig.1Changes of REC in pulp of young loquat fruit under low-temperature stress

圖 2低溫脅迫下枇杷幼果種子相對(duì)電導(dǎo)率(REC)的變化

Fig.2Changes of REC in seeds of young loquat fruit under low-temperature stress

從表1可知，枇杷幼果果肉和種子的LT50分別為-6.1和-4.9 ℃，表明枇杷幼果果肉的耐低溫能力強(qiáng)于種子。

表 1　枇杷幼果果肉與種子在低溫脅迫下的LT50及Logistic方程參數(shù)

2.2低溫脅迫下枇杷幼果果肉和種子抗氧化指標(biāo)的變化

由圖3可見，枇杷幼果果肉的MDA含量在0 ℃及以上低溫脅迫下變化較小，與對(duì)照差異不顯著；而在-3 ℃及以下低溫脅迫下，MDA含量快速上升，與對(duì)照差異顯著或極顯著，說(shuō)明-3 ℃及以下低溫脅迫使果肉膜脂過氧化程度加劇。枇杷幼果種子的MDA含量則隨低溫脅迫加劇而不斷上升(圖4)，在3 ℃及以上低溫脅迫下與對(duì)照差異不顯著，但在0 ℃及以下低溫脅迫下與對(duì)照差異顯著或極顯著，說(shuō)明種子在0 ℃時(shí)細(xì)胞膜脂過氧化即開始加劇。

由圖5和圖6可見，枇杷幼果果肉和種子在低溫脅迫下SOD活性變化趨勢(shì)均表現(xiàn)為前期活性升高，但溫度下降到一定程度后SOD活性則快速下降，而且低溫脅迫時(shí)間越長(zhǎng)，其活性下降越多；3和0 ℃脅迫下各時(shí)間處理SOD活性差異不顯著，但均顯著高于對(duì)照。在-3 ℃低溫下處理12和24 h，果肉SOD活性與0 ℃下各時(shí)間處理的SOD活性均顯著高于對(duì)照，而-3 ℃下處理36 h以上SOD活性卻極顯著低于0 ℃下各時(shí)間處理，但與對(duì)照差異不顯著；枇杷幼果種子SOD活性在-3 ℃處理24 h以上極顯著低于0 ℃下各時(shí)間處理，并顯著低于對(duì)照。這說(shuō)明從-3 ℃開始，種子SOD活性下降幅度總體上較果肉大。

圖 3　低溫脅迫下枇杷幼果果肉MDA含量的變化

圖 5　低溫脅迫下枇杷幼果果肉SOD活性的變化

從圖7和圖8可見，枇杷幼果果肉和種子CAT活性在0 ℃及以上低溫脅迫時(shí)，總體呈上升趨勢(shì)，而在0 ℃以下低溫脅迫時(shí)，CAT活性快速下降，脅迫時(shí)間越長(zhǎng)，活性下降越明顯。

圖 7　低溫脅迫下枇杷幼果果肉CAT活性的變化

從圖9和圖10可見，枇杷幼果果肉和種子的POD活性均表現(xiàn)為低溫脅迫較輕時(shí)上升，隨著低溫脅迫加重而下降，但在-3 ℃以下低溫脅迫時(shí)，其活性又快速上升。枇杷幼果果肉的POD活性在0 ℃及以上低溫脅迫下均上升，隨后快速下降；而種子的POD活性在6 ℃及以下低溫脅迫時(shí)便開始逐漸下降。

圖 9低溫脅迫下枇杷幼果果肉POD活性的變化

Fig.9Changes of POD activity in pulp of young loquat fruit under low-temperature stress

圖 10低溫脅迫下枇杷幼果種子POD活性的變化

Fig.10Changes of POD activity in seeds of young loquat fruit under low-temperature stress

2.3低溫脅迫對(duì)枇杷幼果組織結(jié)構(gòu)的影響

2.3.1枇杷幼果種皮和果肉枇杷幼果在12 ℃(對(duì)照)下果實(shí)外果皮平整，中果皮(果肉)細(xì)胞完整(圖11-A)；在6 ℃低溫脅迫時(shí)，外果皮輕微凹陷，但果肉細(xì)胞仍完整(圖11-B)；在3 ℃低溫脅迫時(shí)，外果皮細(xì)胞出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，而果肉細(xì)胞完好(圖11-C)；在0 ℃低溫脅迫時(shí)，果實(shí)外果皮細(xì)胞明顯破裂，并出現(xiàn)自溶現(xiàn)象，而果肉細(xì)胞無(wú)明顯變化(圖11-D)；在-3 ℃低溫脅迫時(shí)，外果皮細(xì)胞破裂和自溶均嚴(yán)重，而且果肉細(xì)胞開始出現(xiàn)破裂，但其細(xì)胞自溶不明顯(圖11-E)；在-6 ℃低溫脅迫時(shí)，外果皮嚴(yán)重扭曲，外果皮及果肉細(xì)胞破裂和自溶現(xiàn)象均明顯(圖11-F)。這說(shuō)明外果皮細(xì)胞比果肉細(xì)胞更易受低溫傷害。

圖 11不同低溫脅迫下枇杷幼果外果皮和果肉的顯微結(jié)構(gòu)觀察(20×)

A.12 ℃(對(duì)照)；B.6 ℃，箭頭部位是外果皮；C.3 ℃，箭頭部位是外果皮；D.0 ℃，箭頭部位是外果皮；E.-3 ℃，箭頭部位分別是外果皮和中果皮；F.-6 ℃，箭頭部位分別是外果皮和中果皮；EX.外果皮；ME.中果皮

Fig.11Microstructure of exocarp and pulp of young loquat fruit under low-temperature stress (20×)

A.12 ℃(control);B.6 ℃,arrow marks exocarp;C.3 ℃,arrows mark exocarp;D.0 ℃,arrow marks exocarp;E.-3 ℃,arrow marks exocarp and mesocarp;F.-6 ℃,arrows mark exocarp and mesocarp;EX.Exocarp;ME.Mesocarp

2.3.2枇杷幼果種子枇杷幼果在12 ℃(對(duì)照)下，其種子種皮和種胚的細(xì)胞完整(圖12-A)；在6 ℃低溫脅迫時(shí)，種皮輕微凹陷，但種胚仍完整(圖12-B)；在3 ℃低溫脅迫時(shí)，種皮與種胚連接緊密，但種胚細(xì)胞出現(xiàn)破裂和細(xì)胞自溶現(xiàn)象(圖12-C)；在0 ℃低溫脅迫時(shí)，種皮與種胚開始出現(xiàn)分離現(xiàn)象，種胚細(xì)胞自溶現(xiàn)象明顯(圖12-D)；在-3 ℃低溫脅迫時(shí)，種皮與種胚分離明顯，細(xì)胞破裂和自溶均嚴(yán)重(圖12-E)；在-6 ℃低溫脅迫時(shí)，種皮與種胚基本完全分離，細(xì)胞自溶現(xiàn)象加劇(圖12-F)。

圖 12不同低溫脅迫下枇杷幼果種子的顯微結(jié)構(gòu)觀察(20×)

A.12 ℃(對(duì)照)；B.6 ℃，箭頭部位是種皮；C.3 ℃，箭頭部位是種胚；D.0 ℃，箭頭部位分別是種皮與種胚；E.-3 ℃，箭頭部位分別是種皮和種胚；F.-6 ℃，箭頭部位分別是種皮和種胚；TE.種皮；EM.種胚

Fig.12Seed microstructure of young loquat fruit under low-temperature stress (20×)

A.12 ℃(control);B.6 ℃,arrow marks testa;C.3 ℃,arrow marks embryo;D.0 ℃,arrows mark testa and embryo;E.-3 ℃,arrows mark testa and embryo;F.-6 ℃,arrows mark testa and embryo;TE.Testa;EM.Embryo

3討論

LT50是反映植物抗寒性及低溫耐受力的重要生理生態(tài)指標(biāo)[14-15]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，枇杷幼果果肉和種子的LT50分別為-6.1和-4.9 ℃，說(shuō)明果肉的耐低溫能力強(qiáng)于種子，這與陳桂枝等[2]提出的“幼果最易受凍，常表現(xiàn)為種子先受凍致死”的結(jié)論相一致。

SOD可清除活性氧，POD和CAT可分解H2O2，抗氧化酶系統(tǒng)的協(xié)同作用能清除活性氧自由基，防止膜脂過氧化[16-17]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)枇杷幼果果肉和種子在低溫脅迫較輕(果肉、種子溫度分別在0 ℃以上和3 ℃以上時(shí))時(shí)，幼果內(nèi)SOD、CAT和POD活性均上升，抗氧化酶系統(tǒng)的協(xié)同作用防止膜脂過氧化，相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量均相對(duì)較低。當(dāng)果肉和種子分別經(jīng)-3 ℃、0 ℃低溫脅迫處理12 h和24 h，雖然SOD活性較高，催化活性氧形成H2O2，但此時(shí)CAT和POD的活性快速降低，H2O2無(wú)法被分解，造成H2O2積累而產(chǎn)生毒害，抗氧化酶系統(tǒng)失去保護(hù)功能。這也進(jìn)一步表明，果肉耐低溫能力強(qiáng)于種子。

此外本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，在-3 ℃以下的低溫脅迫后枇杷幼果果肉和種子POD活性出現(xiàn)快速回升現(xiàn)象。這可能與幼果低溫傷害后細(xì)胞木栓化有關(guān)，因?yàn)镻OD不僅是活性代謝中活性氧清除系統(tǒng)的一種重要酶類[16]，同時(shí)它還是木質(zhì)素生物合成中的關(guān)鍵酶，POD在H2O2參與下催化木質(zhì)素單體聚合成木質(zhì)素，提高組織木質(zhì)化程度[18]。但其內(nèi)在原因尚有待于進(jìn)一步研究。

低溫脅迫下，果實(shí)表皮細(xì)胞和果肉細(xì)胞發(fā)生明顯變化，低溫傷害較輕時(shí)表皮蠟質(zhì)層出現(xiàn)凹凸不平和褶皺，隨著脅迫加重，果肉細(xì)胞自溶，細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能被破壞[3-4,9,19]。本研究發(fā)現(xiàn)，枇杷幼果在6 ℃低溫脅迫下，外果皮和種皮出現(xiàn)輕微凹陷；在3 ℃低溫脅迫下，外果皮和種皮細(xì)胞破裂，果肉細(xì)胞完整，但種胚細(xì)胞開始自溶；0 ℃低溫脅迫時(shí)外果皮細(xì)胞開始自溶，果肉細(xì)胞則在-3 ℃低溫脅迫時(shí)才出現(xiàn)自溶。以上結(jié)果表明，枇杷幼果外果皮、種皮和種胚在3 ℃時(shí)開始受低溫傷害，中果皮(果肉)在-3 ℃時(shí)才開始受低溫傷害；枇杷幼果果肉耐低溫能力最強(qiáng)，其次為外果皮，而種子則最弱。這與陳桂枝等[2]的觀點(diǎn)“幼果受凍常表現(xiàn)為種子先受凍致死”一致。

4結(jié)論

枇杷幼果果肉和種子的低溫半致死溫度分別是-6.1和-4.9 ℃。果肉、種子分別在0和3 ℃以上的輕度低溫脅迫時(shí)，SOD、CAT和POD活性均上升，MDA含量均較低；但果肉、種子分別在-3 ℃和0 ℃以下重度低溫脅迫時(shí)，3種酶活性降低，相對(duì)電導(dǎo)率及MDA含量上升。枇杷幼果外果皮、種皮和種胚在3 ℃時(shí)開始受低溫傷害，中果皮(果肉)在-3 ℃時(shí)才開始受低溫傷害。幼果果肉耐低溫能力最強(qiáng)，其次為外果皮，而種子則最弱。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李靖,孫淑霞,謝紅江,等.枇杷花果凍害與若干生理生化指標(biāo)的關(guān)系 [J].果樹學(xué)報(bào)，2011,28(3)：453-457.

Li J,Sun S X,Xie H J,et al.The relationship between freezing injury and physiological indexes of loquat(Eriobotryajaponica) flowers and fruits [J].Journal of Fruit Science,2011,28(3):453-457.(in Chinese)

[2]陳桂枝,胡波.枇杷的凍害生理和防凍措施 [J].柑桔與亞熱帶果樹信息,2001(9):26-27.

Chen G Z,Hu B.Physiology of loquat frost and freezing measures [J].News of Citrus and Subtropical Fruit,2001(9):26-27.(in Chinese)

[3]鄭國(guó)華,張賀英.低溫脅迫對(duì)枇杷幼果細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及膜透性和保護(hù)酶活性的影響 [J].熱帶作物學(xué)報(bào),2008,29(6):730-735.

Zheng G H,Zhang H Y.Effects of chilling stress on cell ultrastructure and membrane permeability and protective enzyme activity in young loquat fruits [J].Chinese Journal of Tropical Crops,2008,29(6):730-735.(in Chinese)

[4]鄭國(guó)華,張賀英.不同低溫脅迫下早鐘6號(hào)枇杷幼果細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的變化 [J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008,37(5)：474-476.

Zheng G H，Zhang H Y.Changes in ultrastructure of loquat young fruits under different lower temperature stress [J].Journal of Fujian Agriculture and Forestry University:Natural Science Edition,2008,37(5):474-476.(in Chinese)

[5]李晶,閻秀峰,祖元?jiǎng)?低溫脅迫下紅松幼苗活性氧的產(chǎn)生及保護(hù)酶的變化 [J].植物學(xué)報(bào),2000,42(2):148-152.

Li J,Yan X F，Zu Y G.Generation of activated oxygen and change of cell defense enzyme activity in leaves of korean pine seedling under low temperature [J].Chinese Bulletin of Botany,2000,42(2):148-152.(in Chinese)

[6]吳能表，吳峻巖，朱利泉，等.低溫對(duì)甘藍(lán)逆境生理指標(biāo)和蛋白質(zhì)磷酸化的影響 [J].園藝學(xué)報(bào)，2003，30(5)：530-534.

Wu N B,Wu J Y,Zhu L Q,et al.Effects of low temperature stress on physiological index and protein phosphorylation inBrassicaoleraceaL. [J].Acta Horticulturae Sinica,2003,30(5):530-534.(in Chinese)

[7]黃志明,吳錦程,陳偉健,等.SA對(duì)低溫脅迫后枇杷幼果AsA-GSH循環(huán)酶系統(tǒng)的影響 [J].林業(yè)科學(xué)，2011，47(9)：36-42.

Huang Z M,Wu J C,Chen W J,et al.Effects of SA on enzymes of ascorbate-glutathione cycle in young loquat fruits after low temperature stress [J].Scientia Silvae Sinicae,2011,47(9):36-42.(in Chinese)

[8]劉零怡,趙丹瑩,鄭楊,等.植物在低溫脅迫下的過氧化氫代謝及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) [J].園藝學(xué)報(bào),2009,36(11):1701-1708.

Liu L Y,Zhao D Y,Zheng Y,et al.Hydrogen peroxide metabolism and signal transduction under cold stress in plants [J].Acta Horticulturae Sinica,2009,36(11):1701-1708.(in Chinese)

[9]鄭國(guó)華,張賀英,鐘秀容.低溫脅迫下枇杷葉片細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及膜透性和保護(hù)酶活性的變化 [J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009,17(4):739-745.

Zheng G H,Zhang H Y,Zhong X R.Changes in cell ultra-structure,membrane permeability and protective enzyme activity inEriobotryajaponicaLindl.leaves under cold stress [J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2009,17(4):739-745.(in Chinese)

[10]吳錦程,陳偉建,蔡麗琴,等.外源NO對(duì)低溫脅迫下枇杷幼果抗氧化能力的影響 [J].林業(yè)科學(xué),2010,46(9):73-78.

Wu J C,Chen W J,Cai L Q,et al.Effects of exogenous nitric oxide on anti-oxidation capacities in young loquat fruits under low temperature stress [J].Scientia Silvae Sinicae,2010,46(9):73-78.(in Chinese)

[11]李合生,孫群,趙世杰.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù) [M].北京：高等教育出版社,2000：167-169，195，258-263.

Li H S,Sun Q,Zhao S J.Principle and technology of plant physiological and biochemical experiments [M].Beijing:Higher Education Press,2000:167-169,195,258-263.(in Chinese)

[12]朱根海,劉祖祺,朱培仁.應(yīng)用Logistic方程確定植物組織低溫半致死溫度的研究 [J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1986(3):12-16.

Zhu G H,Liu Z Q,Zhu P R.A study on determination of lethal temperature with Logistic function [J].Journal of Nanjing Agricultural University,1986(3):12-16.(in Chinese)

[13]于晶，周子珊，牟永潮，等.低溫下不同抗寒性冬小麥葉片組織結(jié)構(gòu)比較 [J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,41(4):7-11.

Yu J,Zhou Z S,Mu Y C,et al.Comparison of leaf tissue structure of different cold hardiness winter wheat varieties under low temperature [J].Journal of Northeast Agricultural University,2010,41(4):7-11.(in Chinese)

[14]蘇維埃,宓容欽,王文美,等.植物抗性指標(biāo)的數(shù)量化研究 [J].中國(guó)科學(xué)：B輯,1987(10):1058-1067.

Su W A,Mi R Q,Wang W M,et al.The study on the quantification of plant resistance [J].Science in China:Ser B, 1987(10):1058-1067.(in Chinese)

[15]嚴(yán)寒靜,談鋒.自然降溫過程中梔子葉片膜保護(hù)系統(tǒng)的變化與低溫半致死溫度的關(guān)系 [J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2000,24(1):91-95.

Yan H J,Tan F.The relation between the membrane protective system and semilethal temperature of gardenia jasminoides ellis leaves as temperature fell [J].Acta Phytoecologica Sinica,2000，24(1)：91-95.(in Chinese)

[16]楊盛昌,謝潮添,張平,等.低溫脅迫下弓葵幼苗膜脂過氧化及保護(hù)酶活性的變化 [J].園藝學(xué)報(bào),2003,30(1):104-106.

Yang S C,Xie C T,Zhang P,et al.Changes in membrane lipid peroxidation and activities of cell defense enzyme in leaves ofButiacapitatabecc seedling under low temperature stress [J].Acta Horticulturae Sinica,2003,30(1):104-106.(in Chinese)

[17]Fu J M,Huang B R.Involvement of antioxidants and lipid per-oxidation in the adaptation of two cool-season grasses to localized drought stress [J].Environmental and Experimental Botany,2001,45:105-114.

[18]Wang Y S,Tian S P,Xu Y.Effects of high oxygen concentration on por-and anti-oxidant enzymes in peach fruits during postharvest periods [J].Food Chemistry,2005(91):99-104.

[19]陳旭微，楊玲，章藝.低溫下的綠豆下胚軸細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化 [J].植物生理學(xué)通訊,2006,42(6):1099-1102.

Chen X W,Yang L,Zhang Y.Changes in ultrastructure of hypocotyl cells inPhaseolusradiatusLinn under low temperature condition [J].Plant Physiology Communications,2006,42(6):1099-1102.(in Chinese)

Effects of low temperature stress on antioxidant enzyme system and microstructure of young loquat fruit

YANG Wei1,2,GONG Rong-gao1,2,3,LIAO Ming-an1,WANG Zhi-hui1,LIANG Guo-lu3

(1CollegeofHorticulture,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an,Sichuan625014,China;2RuralDevelopmentBureauofChengduLongquanyiDistrict,Chengdu,Sichuan610100,China；3CollegeofHorticultureandLandscapeArchitecture,SouthwestUniversity,Chongqing400700,China)

Abstract：【Objective】 The antioxidant enzyme system and microstructure in pulp and seed of young loquat fruit under low temperature stress were investigated to explore the physiology response mechanism of fruit to chilling injury.【Method】 ‘Dawuxing’ cultivar was treated by different low temperature stresses (12，6,3,0,-3,and -6 ℃) and processing times (12,24,36,and 48 h).Semi-lethal temperatures (LT50),MDA contents,REC,antioxidant enzyme activities and microstructure in pulp and seed of young loquat fruits were measured and analyzed.【Result】 The semi-lethal temperatures of pulp and seed were -6.1 and -4.9 ℃,respectively.The activities of SOD,CAT and POD in pulp and seed increased at temperatures of 3 and 0 ℃,while the relative electric conductivity (REC) and MDA content were at low levels.But the activities of SOD,CAT and POD decreased gradually at temperatures of -3 and <0 ℃,while REC and MDA increased.Microstructure diagram showed that the loquat exocarp of young fruits broken at 0 ℃,mesocarp (pulp) broken at -3 ℃ and the fruit had remarkable freeze injury.The seed of young fruit was firstly destroyed at 3 ℃,testa and embryo began to separate at 0 ℃,embryo cell autolyzed clearly,and chilling injury was heavy.【Conclusion】 The antioxidant enzyme activities increased at moderate low temperature stress,whereas they declined significantly at certain critical temperature stress.Mesocarp of young loquat fruit showed the highest cold resistance,followed by exocarp and seed.

Key words:low temperature stress;young loquat fruit;antioxidant enzyme;microstructure

DOI：網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2016-03-1408:4510.13207/j.cnki.jnwafu.2016.04.026

[收稿日期]2014-08-21

[基金項(xiàng)目]國(guó)家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(2010GB2F000408)

[作者簡(jiǎn)介]楊偉(1975-)，男，四川成都人，在讀博士，主要從事園藝生理生態(tài)及高品質(zhì)化栽培研究。[通信作者]廖明安(1957-)，男，四川仁壽人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事果樹栽培研究。E-mail:63830947@qq.com

[中圖分類號(hào)]S667.3

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1671-9387(2016)04-0195-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160314.0845.052.html